CN102498315A - 动力传输带，尤其是有齿带，及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有一个弹性基体(17)的动力传输带(20)，该传输带包括一个顶层作为该带的背部以及具有一个动力传输区的一个下部结构，其中该动力传输区和/或该顶层具有一个涂覆层(15，16)，其特征在于，该动力传输区和/或该顶层的涂覆层(15，16)包括至少以下的层构造：一个由纺织材料制成的基础覆盖层(18)，其中该基础覆盖层(18)形成了与该弹性基体(17)的一种黏附结合；并且具有一个包括至少一种混合物A的表面涂层(19)，该混合物A包含至少一种符合DIN 55945：2007-03的活性稀释剂。本发明进一步涉及一种用于生产此种力传输带的方法。该新颖的涂覆概念尤其可适用于有齿带。

Description

动力传输带,尤其是有齿带,及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种具有一个弹性基体的力传输带，该力传输带包括一个顶层作为带的背部以及具有一个力传输区的一个下部结构，其中该力传输区和/或该顶层配备有一个涂覆层。本发明进一步涉及一种用于生产此种传动带的方法。

背景技术

力传输带，也被称为传动带并且在运行状态中形成封闭的环路，它可以被配置为扁平带、V型带、V型肋式带以及有齿带。

这些力传输带的、并且特别是有齿带的表面必须具有良好的滑动特性并且是耐磨损的。这样一个表面是通过一个带有或不带有纺织物覆盖层的涂层来实现。当该力传输带在油气氛中运行时，另一项要求是良好的耐油性以便保护该涂层和下面的一种或多种橡胶混合物不被油渗透。

对此典型地使用一个柔性聚合物层与多种填充剂的混合物，因为它们均容易滑动且是耐油的。

DE4400434A1、EP0662571A1和EP1088177A1描述了纺织织物的涂层，这些涂层由一个具有微粒式氟聚合物的聚氨酯涂层组成并且提供了良好的耐磨损性。该双组分涂料物质是非常稀的液体、相对深地渗透进入该纺织的织物中并且经历交联而形成一个耐磨损的层。然而，这些层具有一种开放的结构并且因此对于许多应用而言是不够耐磨损的。此外，由于这种开放的结构，它们不是耐油的，并且由于所使用的聚氨酯，它们的热稳定性对于许多应用而言是不够的。

在EP1818567A1中提到了缺乏耐热性，其中披露了1，2-二醇不如更长链的1-ω二醇耐热。同样存在关于耐磨损和耐油性的问题。DE102008013570A1描述了用于力传输带的纺织物表面的涂层系统，其中该涂层包含由一种具有至少两个NCO基团的异氰酸酯形成的聚异氰脲酸酯-聚脲作为基础组分。这个涂层展现了出色的可滑动性以及良好的耐热性，但由于该涂层物质的敏感性而具有不利的可加工性。此外，由于需要溶剂，不可能使涂层深深地穿透纺织的织物。

在EP1157813A1、WO2005038294A1、WO2005080821A1和EP1881229A1中描述了对于干燥的应用而言的，在WO2005080820A1和WO2007036960A1中是对于在油中的应用而言的用于多种具有不中断的表面的带件的滑动系统。在所引用的这些参考文献中描述的这些系统的共同之处是，它们由一个以一种弹性体基质和一种助流剂构成的涂层组成，该助流剂以小于50％的量存在并且优选含有含氟聚合物。该弹性体基质一直是基于如下的可商购的聚合物，这些聚合物由于它们的＞5000g/mol的高分子量而在不施加或几乎不施加溶剂时不能渗透到该纺织的织物中。该层因此覆盖该纺织的织物、但并不渗透到其中，从而导致该纺织的织物的轻微断裂，并且另一方面在使用中导致了裂缝，例如油能容易地渗透穿过这些裂缝。

在DE69231029T2中所披露的有齿带应该能确保一种改进的耐热性以及改进的跳齿耐受性。在这种有齿带中，该齿橡胶和背部橡胶包括与有机过氧化物交联的一种氢化的丁腈橡胶聚合物、以及包括N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺的共交联剂，并且结合有来自不同的丙烯酸酯、异氰尿酸酯、苯六羧酸酯、邻苯二甲酸酯、羧酸酯或金属盐的一种化合物。在此其耐磨损和/或耐油性方面的优点是未知的。

发明内容

因此本发明着手解决的问题是提供一种力传输带，该力传输带的力传输区和/或顶层具有一个涂覆层，该涂覆层是耐介质的、更具体地是耐油的并且耐磨损的，而不必在动态载荷能力和耐久性方面做出牺牲。“耐介质的”应理解为是指该力传输带应该更具体地是耐气体、酸、碱、溶剂、烃和烃类化合物、燃料、油、和油雾的。这些之中优选是耐油和油雾，但该带件也应该完全适合于干燥应用。

当该力传输区和/或该顶层上的涂覆层具有至少以下分层结构时解决了这个问题：

一个纺织材料的基础覆盖层，其中该基础覆盖层与该弹性基体相结合而形成一个黏结的组件，以及

一个表面涂层，该表面涂层包括至少一种混合物A，该混合物A含有至少一种符合DIN 55945：2007-03的活性稀释剂。

该顶层和下部结构在此相结合，作为一个总单元来形成该力传输带的弹性基体，该基体由一种弹性体材料、尤其是以硫化的橡胶混合物形式组成。所使用的橡胶组分通常是一种乙烯-丙烯共聚物(EPM)以及乙烯丙烯二烃单体聚合物(EPDM)、一种(部分地)氢化的丁腈橡胶(HNBR)、氯丁二烯橡胶(CR)或氟橡胶(FPM)。任何张力绳股

由钢、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚酯、玻璃纤维、碳纤维、聚醚酮(PEEK)或聚2，6-萘二甲酸乙二酯(PEN)组成。

该基础覆盖层有利地由一种纺织的或针织的织物组成。用于该纺织的或针织的织物的材料优选是棉或其他的天然纤维，例如亚麻、亚麻线或大麻。然而，类似地也有可能使用芳族聚酰胺、尼龙和/或聚酯。

已出乎意料地发现，一个如此涂覆的带件具有特别好的对介质、尤其是对油的耐受性。同时，在耐磨损性和可滑动性以及所得的耐久性方面具有改进。特别在汽车行业与越来越多的制造商和/或消费者有关的噪音产生作用出乎意料地保持在几乎相同的水平。

该符合DIN 55945：2007-03的活性稀释剂是选自下组，该组由以下各项组成：甲基丙烯酸酯类和/或丙烯酸酯类和/或乙烯醚类和/或缩水甘油醚类，其中甲基丙烯酸酯类和/或丙烯酸酯类是特别优选的。

当使用丙烯酸酯时，这些丙烯酸酯优选地具有异氰酸酯基团。类似优选的是，在该活性稀释剂的链末端具有双官能的基团。在一个特别优选的实施方案中，该活性稀释剂是二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)和/或三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)和/或己二醇二丙烯酸酯(HDDA)，优选是己1，6-二醇二丙烯酸酯(1，6-HDDA)和/或三甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和/或二脲烷二甲基丙烯酸酯(HEMA-MDI)。

在各自情况下，可以单独使用一种活性稀释剂或将其与至少一种另外的活性稀释剂相结合。

已发现有利的是将所述活性稀释剂在该A混合物中以按重量计2％至90％的量值，优选是以按重量计5％至90％的量值，更优选是以按重量计6％至90％的量值并且甚至更优选是以按重量计10％至80％的量值使用。

该活性稀释剂在此还可以包含多种溶剂。在此情况下的重量百分比是基于包括溶剂在内的活性稀释剂。

这里列举的百分比都是按重量计，除非另行说明。

此外有利的是，混合物A另外包含至少一种交联剂和/或至少一种粉状滑动体。所使用的交联剂可以是本领域的普通技术人员已知的任何交联剂和交联助剂。此外优选的是，该表面涂层的交联反应是一种自由基交联反应。

当混合物A包含一种粉状滑动体时，后者是以按重量计0.1％至50％的量值，优选是以按重量计5％至49％的量值并且更优选是以按重量计10％至40％的量值来使用。混合物A的粉状滑动体是选自下组，该组由以下各项组成：聚四氟乙烯(PTFE)和/或改性的聚四氟乙烯(TFM)和/或氟乙烯聚合物(FEP)和/或全氟烷基乙烯基醚-四乙烯共聚物(PFA)和/或乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)和/或聚氟乙烯(PVF)和/或聚偏二氟乙烯(PVDF)和/或超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，其中聚四氟乙烯(PTFE)和/或改性的聚四氟乙烯(TFM)是特别优选的。

还可以设想使用本领域普通技术人员已知的其他粉状滑动体，例如硅酸盐类、硫化物类、石墨等等。

所提及的粉状滑动体可以单独或组合地使用。

该粉状滑动体有利地在钢上具有小于或等于3的摩擦系数。

本发明的一个显著优点是，当使用一种粉状滑动体时，它可以以按重量计50％或更小的量值来使用。从现有技术中已知的是明显更高的量值，并且在使用PTFE的情况下这是一个显著的成本因子。在本发明中，按重量计大于50％的一种粉状滑动体导致了不足够的动态稳定性。

该表面涂层可以附加地包含一种另外的第二混合物B，该第二混合物B由至少一种异氰酸酯和/或至少一种多元醇构成。

该异氰酸酯可以是选自下组的一种聚异氰酸酯，该组由以下各项组成：六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和/或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和/或4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(H₁₂MDI)和/或六氢甲苯基二异氰酸酯(H6TDI)，在此情况下这些聚异氰酸酯中的任何一种都可以作为缩二脲或异氰酸酯二聚体或脲基甲酸酯或异氰尿酸酯或亚氨基噁二秦二酮存在并且单独地或混合地来使用。优选的是使用HDI。

多元醇可以是三醇以及二醇。

该另外的第二混合物B优选另外包含至少一种微粒填充剂。这可以包括氟化合物，如聚四氟乙烯(PTFE)和/或改性的聚四氟乙烯(TFM)和/或氟乙烯聚合物(FEP)和/或全氟烷基乙烯基醚-四乙烯共聚物(PFA)和/或乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)和/或聚氟乙烯(PVF)和/或聚偏二氟乙烯(PVDF)和/或超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，而且还有硅酸盐如云母、硫化物如硫化钼、石墨、以及本领域的普通技术人员已知的其他填充剂。进而优选聚四氟乙烯(PTFE)和/或改性的聚四氟乙烯(TFM)。

所提及的微粒填充剂可以单独或组合地使用。它们用作滑动/润滑剂并且有助于减小摩擦系数。

混合物B可以另外包含至少一种溶剂。

当该表面涂层包含一种混合物A作为第一混合物以及一种第二混合物B时，已发现有利的是混合物A与混合物B之比是在7∶3至1∶1的范围内。

当表面涂层渗透进入基础覆盖层中的深度等于基础覆盖层的厚度的至少一半时，得到了特别好的对介质的耐受性。有利地，该表面涂层是一种没有如下开放孔隙的不中断的结构，通过这些孔隙，不同的介质例如像油，可以典型地穿入该带件的内部。

该力传输带被用作扁平带、V型带、V型肋式带以及有齿带，后者是特别优选的。该有齿带可以完全用该涂覆层包覆，该覆盖层至少由表面涂层和基础覆盖层组成，但是至少该力传输区配备有根据本发明的涂覆层。

进一步有可能的是该基体的橡胶混合物还包含一种符合DIN55945：2007-03的活性稀释剂作为组分和/或所使用的纺织品覆盖层在它被用作基础覆盖层之前具有一个施加在其上的单独涂层，该单独涂层包含所提及的活性稀释剂。

本发明着手解决的另一个问题是提供一种用于生产力传输带、尤其是有齿带的方法，其中开篇提及的这些要求特征得以保证。该有齿带可以完全通过本发明的方法来包覆，但至少该力传输区是通过该方法来涂覆的。

这个问题通过至少以下方法步骤来解决：

用一个纺织材料基础覆盖层来涂覆该仍未硫化的带坯的力传输区和/或该顶层；

随后对该基础覆盖层施加一个表面涂层以形成一个总涂覆层，该表面涂层包括至少一种混合物A，该混合物A含有至少一种符合DIN55945：2007-03的活性稀释剂；

将该配备有该总涂覆层的带坯硫化以便形成弹性基体与基础覆盖层的一个黏结的组件。

关于混合物A的组成，在此可以参考在以上部分中已经给出的表征。特别是关于该活性稀释剂及其选择。关于在混合物A中有利地另外存在的交联剂和/或粉状滑动体也类似。

作为根据本发明的方法的一部分而施加的表面涂层可以另外包含由至少一种异氰酸酯和/或至少一种多元醇构成的一种第二混合物B。类似地，该第二混合物B可以另外包含至少一种微粒填充剂。关于该第二混合物B的进一步表征以及作为第一混合物的混合物A与作为第二混合物的混合物B之间的优选比率的进一步表征，可以再次参照以上部分。

根据本发明的方法的一个特别的优点是，该表面涂层渗透进入基础覆盖层中，使得表面涂层渗透进入基础覆盖层中的深度是等于该基础覆盖层厚度的至少一半。此外，在该方法的过程中，在该表面涂层内形成了一种不具有开放孔隙的不中断的结构，因而可以完全避免不同的介质(例如像油)进入该带件内部的任何渗透。

该基础覆盖层以对黏结有利的方式被制备在与弹性基体相接触的侧面上。这意味着，使用了至少一种助黏附剂、至少一种黏合胶泥或者至少一种诱导黏合的橡胶溶液。还可以使用本领域的普通技术人员已知的另外的方法或材料来确保基础覆盖层与弹性基体之间的黏结。

根据本发明的方法的另外的优点是：

不再需要任何蒸出过程(Abdampfen)；

可以实现该表面涂层的完全交联，尤其是与一种自由基交联反应相结合；

不需要或需要相对很少的溶剂。

现在使用实验例子来更具体地展示本发明。表1示出了对应的涂层组成，而表2示出了实验结果。从现有技术中获知的对比涂层用“V”标示，而根据本发明的涂层组成用“E”标示。

表1中给出的值都是基于重量百分比(％按重量计)。

表1

^a和^b：PTFE粉末，形成聚氨酯的组分的溶剂混合物

二异氰酸酯以及短链和中链二醇的一种混合物，基本上是1，2-丙二醇、乙二醇和1，6-己二醇，以及具有短的和中等的-0-C_xR_y-0-构造嵌段的聚酯多元醇，来自Whitford的Xylan 1642 A(^a)和Xylan 1642 B(^b)

^c氢化的丙烯腈-丁二烯共聚物，来自Lanxess的Therban C3446

^d二甲基丙烯酸锌

^e二(叔丁基过氧化异丙基)苯，来自Akzo的Parkadox 1440

RV1：活性稀释剂1，己二醇二丙烯酸酯(HDDA)，来自BASF的

HDDA

RV2：活性稀释剂2，脂肪族的氨基甲酸酯丙烯酸酯，在HDDA中的70％溶液，来自BASF的

LR 8987

RV3：活性稀释剂3，脂肪族的氨基甲酸酯丙烯酸酯，在二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)中的65％溶液，来自BASF的

UA 19 T

RV4：活性稀释剂4，不饱和聚酯树脂，在二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)中的55％溶液，来自BASF的UP 35 D

RV5：活性稀释剂5，TPGDA，来自BASF的

TPGDA

表2

-：较差的行为

0：中性的行为

+：较好的行为

++：明显较好的行为

附图说明

现在将参考示意图用两个示例性实施方案对本发明进行进一步说明，在附图中：

图1示出了穿过一个有齿带的纵向截面，该有齿带具有用于力传输区和顶部层的涂覆层，并且

图2示出了穿过一个力传输带的纵向截面，该力传输带具有一个表面涂层以及一个基础覆盖层。

参考标号清单

(说明书的一部分)

10 有齿带

20 力传输带

11 作为带件背部的顶层

12 张力绳股形式的加强部件

13 下部结构

14 力传输区

15 力传输区上的涂覆层

16 顶层上的涂覆层

17 弹性基体

18 基础覆盖层

19 表面涂层

具体实施方式

图1示出了处于有齿带形式的一种传动带10，该传动带具有一个顶层11作为带的背部、一个加强部件层12(是处于多个张力部件的形式，这些部件在纵向方向上形成了一种平行安排)、并且还具有一个下部结构13。这个下部结构包括力传输区14。顶层11和力传输区14二者各自配备有一个涂覆层15、16。

图2示出了一个力传输带20，该力传输带具有一个弹性基体17作为由顶层和下部结构形成的总单元。力传输区和/或顶层上的涂覆层15、16包括一个基础覆盖层18和一个表面涂层19。基础覆盖层18由一种纺织材料组成，该基础覆盖层与该弹性基体相结合而形成一个黏结的组件。表面涂层19包括至少一种混合物A，该混合物含有至少一种符合DIN 55945：2007-03的活性稀释剂。关于混合物A的另外的成分以及一种第二混合物B的使用，请参考上述实施方式。

表面涂层19渗透进入基础覆盖层18的深度是等于基础覆盖层18的厚度的至少一半。表面涂层19具有一种没有开放孔隙的不中断的结构。

Claims (13)

1.一种具有一个弹性基体(17)的力传输带(10，20)，该力传输带包括一个顶层(11)作为带的背部以及具有一个力传输区(14)的一个下部结构(13)，其中该力传输区(14)和/或该顶层(11)配备有一个涂覆层(15，16)，

其特征在于，该力传输区(14)和/或该顶层(11)上的涂覆层(15，16)至少具有以下的分层结构：

一个纺织材料的基础覆盖层(18)，其中该基础覆盖层(18)与该弹性基体(17)相结合而形成一个黏结的组件，以及

一个表面涂层(19)，该表面涂层包括至少一种混合物A，该混合物A含有至少一种符合DIN 55945：2007-03的活性稀释剂。

2.如权利要求1所述的力传输带，其特征在于，该基础覆盖层(18)是一种纺织的或针织的织物。

3.如权利要求1或2所述的力传输带，其特征在于，该符合DIN55945：2007-03的活性稀释剂是选自下组，该组由甲基丙烯酸酯类和/或丙烯酸酯类和/或乙烯醚类和/或缩水甘油醚类组成。

4.如权利要求3所述的力传输带，其特征在于，该符合DIN55945：2007-03的活性稀释剂是选自下组，该组由甲基丙烯酸酯类和/或丙烯酸酯类组成。

5.如权利要求1至4中任一项所述的力传输带，其特征在于，该混合物A包含按重量计从2％至90％的一种符合DIN 55945：2007-03的活性稀释剂。

6.如权利要求1至5中任一项所述的力传输带，其特征在于，该混合物A另外包含至少一种交联剂和/或至少一种粉状滑动体。

7.如权利要求1至6中任一项所述的力传输带，其特征在于，该表面涂层(19)另外包含至少一种第二混合物B，该第二混合物B由至少一种异氰酸酯和/或至少一种多元醇构成。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的力传输带，其特征在于，混合物A与第二混合物B之比是在7∶1至1∶1的范围内。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的力传输带，其特征在于，它被配置为一种有齿带(10)。

10.一种用于生产具有弹性基体(17)的力传输带(10，20)的方法，该传输带包括一个顶层(11)作为带的背部以及具有一个力传输区(14)的一个下部结构(13)，其中该力传输区(14)和/或该顶层(11)配备有一个涂覆层(15，16)，其特征为至少以下步骤：

用一个纺织材料的基础覆盖层(18)覆盖该仍未硫化的带坯的该力传输区(14)和/或该顶层(11)；

随后对该基础覆盖层(18)施加一个表面涂层(19)以形成一个总涂覆层(15，16)，该表面涂层包括至少一种混合物A，该混合物A含有至少一种符合DIN 55945：2007-03的活性稀释剂；

将该配备有该总涂覆层(15，16)的带坯硫化以便形成弹性基体(17)与基础覆盖层(19)的一个黏结的组件。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，使用的一种混合物A另外包含至少一种交联剂和/或至少一种粉状滑动体。

12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，使用的一个表面涂层(19)另外包含至少一种第二混合物B，该第二混合物B由至少一种异氰酸酯和/或至少一种多元醇构成。

13.如权利要求10至12中任一项所述的方法，该方法用于生产一种有齿带(10)。

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