CN102844172B - 不含pah的传动皮带、特别是有齿皮带 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传动皮带（1），该传动皮带具有由一种具有弹性特性的聚合物材料制成的主体、包括一个作为皮带后面的顶层（2）以及一个具有力传递区（7）的基底（4），其中此外至少一个拉伸帘线（3）被嵌入在该主体中，在此指明了三个变体。此外，该顶层（2）和/或该力传递区（7）配备有一个抗压涂层（8）。根据本发明的传授内容，该传动皮带（1）的特征在于，至少该顶层（2）和/或该基底（4）是不含碳黑的并且不含多环芳香烃（PAH）的。该拉伸帘线（3）和/或抗磨损涂层（8）优选是用同样地不含碳黑和PAH的粘合剂体系来进行制备的。在此指出了根据本发明的传动皮带（1）的进一步有利的设计变体，特别是处于一个有齿皮带的形式。

Description

不含PAH的传动皮带、特别是有齿皮带

技术领域

本发明涉及一种传动皮带，该传动皮带具有由具有弹性特性的聚合物材料制成的基底，该传动皮带包括一个作为皮带背衬的外层以及带有一个力传递区的底部结构，其中

在一个第一变体中，存在至少一个嵌入在该基底中的张力构件，或者

在一个第二变体中，存在一个由具有弹性特性的聚合物材料制成的、被安排在该外层与该底部结构之间的中间层，并且存在至少一个嵌入在此处的中间层中的张力构件；或者

在一个第三变体中，至少一个张力构件形成一个增强层，并且存在一个由具有弹性特性的聚合物材料制成的、被安排在该增强层与该外层之间和/或在该增强层与该底部结构之间的中间层；

并且此外，该外层和/或该力传递区在此具有一个抗磨损的涂层。

背景技术

传动皮带，还被称为力传递皮带并且在工作条件下大多数是连续的皮带，可以采取扁平皮带、V形皮带、V形肋式皮带、有齿皮带、以及离合器皮带（Kupplungsriemen）的形式。V形肋式皮带和有齿皮带是特别重要的，并且在此方面提及的是以下专利文献：

为了实现一种传动皮带的弹性，该基底、并且因此外层以及底部结构是由具有弹性特性的聚合物材料组成的，并且在此可以特别提及的是以下两组材料：弹性体和热塑性弹性体。基于固化橡胶混合物的弹性体是特别重要的。

在开篇提及的这三种变体之一中，该传动皮带具有在该皮带的纵向方向上运行的至少一个嵌入的张力构件，并且在此特别地多个张力构件形成一个增强层或拉伸层。由一个帘线构成一个张力构件在此是特别重要的，并且现有技术给出相关联材料的不同观念。重要的材料类型是：钢、聚酰胺（PA）、芳族聚酰胺、聚酯、玻璃纤维、碳纤维、玄武岩、聚醚醚酮（PEEK）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、以及聚2,6-萘二甲酸乙二酯（PEN）。此外该张力构件大多数已经是用粘合剂体系制备的，例如用一种间苯二酚-甲醛胶乳（RFL）制备的，因此确保了与在开篇提及的三个变体之一中对周围的聚合物材料长期有效的粘附。

特别是该传动皮带的力传递区具有一个抗磨损的涂层，它另外用于噪声降低并且此外可以是耐油的。在此使用了以下各项：一个毛絮覆盖物，具体地处于一个棉花毛絮或者芳族聚酰胺毛絮的形式；一个薄纤维填充的（例如，芳族聚酰胺纤维填充的）弹性聚合物层；一个纺织品覆盖物，具体地处于一个针织品或一个编制品的形式；或者一个箔片（例如，PTFE箔片）；或者一个箔片复合材料（例如，PA-PTFE箔片）。在相关联的现有技术方面，特别提及的是以下专利文献：

所述涂层大多数是在与该传动皮带的基底相接触的一侧上制备的，特别是与其底部结构相接触的一侧，其方式为例如通过使用RFL促进粘附。

在传动皮带的领域的开发迄今已经集中在了提供还耐磨损的低噪音涂层上，并且还集中在对于高性能张力构件和聚合物材料的研究上。

对于许多产品，诸如家用设备、电动工具、以及园艺设备，现在对于使用具有低污染物含量、特别是没有污染物含量的材料的需求正逐渐增加。在用于车辆构造的聚合物混合物的情况下，这种开发工作迄今为止集中在确保聚合物材料具有低N-亚硝基胺含量，特别是没有N-亚硝基胺含量。

发明内容

为了进一步的开发，本发明的目的现在在于提供具有低污染物含量、特别是没有污染物含量的、并且此外可以在涉及物体接触的应用中毫无顾虑地使用的传动皮带。

所述目的实现方式为，至少其外层和/或该底部结构是不含碳黑并且不含多环芳香烃（PAH）的。

在该第二和第三变体中，有利的是该外层和该结构、并且还有该中间层是不含碳黑的以及不含PAH的。这些聚合物混合物包括，作为举例，替代碳黑填充剂（大多数固有地包含PAH）的硅石。基于矿物油的增塑剂，同样地大多数包括PAH，是由一种适当的不含PAH的增塑剂来取代的。

因为以一侧与该基底相接触的该张力构件和该耐磨损的涂层大多数是用一种粘合剂体系制备的，所以优选使用一种同样地不含碳黑以及不含PAH的粘合剂体系。

该传动皮带优选是不含其他污染物的，特别是不含氯或者不含任何含氯的物质。具体地说，在此避免了氯丁二烯橡胶（CR）。

在用于耐磨损的涂层的粘合剂体系的方面，以下变体的使用是优选的：

该粘合剂体系是基于乙烯吡啶的RFL。

该粘合剂体系是一种粘合剂箔片，它具体是由一种聚烯烃或者一种聚酰胺（PA）构成的。该聚烯烃在此优选是聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）。

该粘合剂体系是基于一种硅烷处理，具体地是当使用一种纺织品覆盖物的时候。

用于耐磨损的涂层的粘合剂体系还可以具有一种染料。该不含RFL的粘合剂体系的一个优点是它是无色的，并且因此有可能的是作为举例使该编织物如所希望地进行着色。还有可能的是结合一种染料，这是通过将其混合到该外层和/或该底部结构的聚合物混合物中，因为在此避免使用碳黑填充剂。

将现有技术的有齿皮带（表1）与本发明的在混合配制的基础上不含PAH的有齿皮带（表2）进行比较，确切地说通过不同粘合剂体系的对比来进行补充。两种有齿皮带具有该第一变体的张力构件安排。

表1

混合物组分	定量比例
		氯丁二烯（CR）	100phr
N 550碳黑	50phr
		矿物油	8phr
氧化镁	4phr

氧化锌	3phr
		ODPA抗氧化剂(a)	2phr
Vulkanox 3100(b)	2phr
		硬脂酸	1phr
Vulkacit DM/C(c)	1phr

(a)抗氧化剂：来自德国莱曼（Lehmann&Voss）的辛基二苯胺，Luvomaxx ODPA

(b)抗氧化剂：来自朗盛（Lanxess）的由二芳基对苯二胺（DTPD）制成的混合物

(c)促进剂：来自朗盛（Lanxess）的二硫化二苯并噻唑（MBTS）张力构件：

具有含CR的RFL的玻璃线

用于力传递区的涂层：

具有含CR的RFL的玻璃线的聚酰胺（PA）编织物

表2

混合物组分	定量比例
		三元乙丙橡胶（EPDM）	100phr
硅石	40phr
		乙二醇	2phr
山梨酸	10phr
		氧化锌	8phr
石蜡油	10phr
		Vulkanox ZMB2(d)	2phr
群青蓝	3phr
		Perkadox 14-40(e)	6phr

(d)抗氧化剂：甲基巯基苯并咪唑锌

(e)过氧化物交联剂：来自Akzo的二(叔丁基过氧化异丙基)苯张力构件：

具有乙烯吡啶RFL的玻璃线

用于力传递区的涂层：

具有乙烯吡啶RFL和染料的聚酰胺（PA）编织物

附图说明

关于本发明的传动皮带设计的其他有利可能性与这些附图的说明相结合而更详细地来呈现。

现在参照示意性的附图通过示例性的实施方案来展示本发明，如下：

图1显示了一个有齿皮带的结构；

图2显示了一个张力构件的细节。

附图标记说明

1 传动皮带（有齿皮带）

2 处于皮带背衬形式的外层

3 张力构件

4 底部结构

5 齿

6 齿之间的桥

7 力传递区

8 处于纺织品覆盖物形式的涂层（齿覆盖物）

9 保护性层

10 绳股

11 细丝

具体实施方式

图1显示了处于有齿皮带的形式的传动皮带1，其带有一个作为皮带背衬的外层2、带有多个平行延伸的并且在该皮带的纵向方向上嵌入的张力构件3、以及还有底部结构4。该底部结构具有一个有齿轮廓，包括多个齿5和在齿之间的多个桥6，并且包括该力传递区7。

该外层2和底部结构5在此作为一个总的单元形成了由具有弹性特性的聚合物材料制成的基底，具体地是采取一种固化橡胶混合物的形式，该混合物包括至少一个橡胶组分和多种混合物成分。使用的橡胶组分具体地包括乙烯-丙烯橡胶（EPM）、三元乙丙橡胶（EPDM）、（部分地）氢化的丁腈橡胶（HNBR）、氟橡胶（FKM）、天然橡胶（NR）、苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR）、或者丁二烯橡胶（BR），它们以未共混的形式来使用或者与至少一种另外的橡胶组分（具体地与上述类型的橡胶之一）共混的形式来使用，例如采取一种EPM/EPDM共混物和/或SBR/BR共混物的形式。HNBR、EPM、EPDM、或一种EPM/EPDM共混物在此是特别重要的。这些混合物组分包括至少一种交联剂或者一种交联剂体系（交联剂和促进剂）。另外的混合物成分大多数还是一种填充剂和/或一种加工助剂和/或一种增塑剂和/或一种抗氧化剂，并且还可任选地是另外的添加剂，诸如用于增加其强度的纤维和着色颜料。在此方面，所涉及的是橡胶混合物技术的一般标准。

该橡胶混合物是不含碳黑的并且不含PAH的，并且确切地是同时避免了将CR作为橡胶组分。

该张力构件3在此已经被嵌入该基底中，而没有任何的中间层。每个帘线结构的张力构件是由一种细丝材料形成的，例如玻璃丝。对于在一种油环境中的有齿皮带，顺捻帘线在此好于正常的逆捻帘线。与该张力构件相关联的另外的手段通过与图2相结合而更详细地进行说明。

具体地说，该传动皮带1的底部结构4此外可以包括均匀分布的纤维，具体地是纺织品纤维。这些纤维由棉、纤维素、芳族聚酰胺，具体地是对芳族聚酰胺、聚酰胺、具体地是PA6或PA.6.6、聚乙烯醇缩乙醛（PVA）或聚对苯二甲酸乙二酯（PET）来形成。这些纤维可以采取纸浆（纤维浆料）或者短纤维的形式。在短纤维的情况下，长度是≤8mm，具体地≤6mm。

由于磨损、热量、以及油的作用，该传动皮带1的力传递区7对于磨损是特别敏感的。对此原因，该力传递区具有一个处于纺织品覆盖物8的形式的涂层，例如采取了一种纺织物或编织物的形式。所述纺织品覆盖物作为举例可以另外已经用含氟的塑料进行饱和，如在文件WO 2005/080821A1中传授的内容，该含氟的塑料具体是聚四氟乙烯（PTFE），并且确切地具有所述塑料的高填充水平，其中形成了一种聚合物涂层（密封件）作为耐油的保护层9。具有不同功能的两个子层8和9在此看起来为组合的保护层。

该传动皮带1的外层2还可以具有一个涂层，例如，按以上说明的方式。

该传动皮带1在其作为有齿皮带的具体实施方案中特别适合用于驱动一个发动机（例如机动车辆发动机）的油泵。

图2显示了一个由一组细丝11形成的线股10，其中一个线股是由100到1000根细丝形成的，具体地由500到700根细丝形成的。该线股在此大多数采取了螺旋形线股的形式，并且这在图2中进行了展示。一组线股最终形成该帘线。一个帘线大多数是由至少五个线股形成的，具体地由10到20根线股形成的。该帘线最终形成了该张力构件。

这些细丝11作为举例是由玻璃形成的。这意味着这些绳股10以及最后处于有效张力构件3（图1）的形式的帘线因此同样是由所述无机材料形成的。

这些细丝11、线股10或帘线可以是制备的。通常制备该帘线的方式是例如通过使用RFL来促进粘附。特别有利的是将这些细丝11进行预制备，因此形成了制备的绳股10，以及最终还有一种制备的帘线。这些细丝的制备在此具体地是通过一种乙烯吡啶RFL实现的，而同时形成了一种细丝护套。

Claims (15)

1.一种传动皮带(1)，该传动皮带具有由具有弹性特性的聚合物材料制成的一个基底，该传动皮带包括一个作为皮带背衬的外层(2)以及带有一个力传递区(7)的一个底部结构(4)，其中

在一个第一变体中，存在至少一个嵌入在该基底中的张力构件(3)，或者

在一个第二变体中，存在一个由具有弹性特性的聚合物材料制成的、被安排在该外层与该底部结构之间的中间层，并且存在至少一个嵌入在此处的中间层中的张力构件；或者

在一个第三变体中，至少一个张力构件形成一个增强层，并且存在由具有弹性特性的聚合物材料制成的、被安排在该增强层与该外层之间和/或在该增强层与该底部结构之间的一个中间层；

并且此外，该外层(2)和/或该力传递区(7)在此具有一个耐磨损的涂层(8)，其特征在于，该张力构件(3)和/或该耐磨损涂层(8)在它们与该基底相接触的一侧上制备有一种粘合剂体系，该外层(2)和/或该底部结构(4)以及中间层和粘合剂体系是不含碳黑的并且不含多环芳香烃(PAH)的，此外，该外层和/或底部结构包含硅石并且不含氯或含氯的物质。

2.如权利要求1所述的传动皮带，其特征在于，至少该外层(2)和/或该底部结构(4)是不含另外的污染物的。

3.如权利要求1所述的传动皮带，其特征在于，在该第二或第三变体中的中间层是不含另外的污染物的。

4.如权利要求1所述的传动皮带，其特征在于，该粘合剂体系是不含另外的污染物的。

5.如权利要求2-4中任意一项所述的传动皮带，其特征在于，这些另外的污染物是至少不含氯的并且不含任何含氯的物质的。

6.如权利要求1所述的传动皮带，其特征在于，用于该张力构件(3)和/或该耐磨损涂层(8)的粘合剂体系是一种基于乙烯吡啶的间苯二酚-甲醛胶乳(RFL)。

7.如权利要求1所述的传动皮带，其特征在于，用于该耐磨损涂层(8)的粘合剂体系是一种粘合剂油。

8.如权利要求7所述的传动皮带，其特征在于，该粘合剂油是由一种聚烯烃或一种聚酰胺(PA)形成的。

9.如权利要求8所述的传动皮带，其特征在于，该粘合剂油是由一种聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)形成的。

10.如权利要求1所述的传动皮带，其特征在于，用于该耐磨损涂层(8)的粘合剂体系是基于一种硅烷处理作用的。

11.如权利要求1所述的传动皮带，其特征在于，用于该耐磨损涂层(8)的粘合剂体系具有一种染料。

12.如权利要求1所述的传动皮带，其特征在于，该外层(2)和/或该底部结构(4)和/或该用于张力构件(3)的中间层的聚合物材料是一种固化的橡胶混合物，该橡胶混合物包括至少一种橡胶组分以及还有多种混合物成分。

13.如权利要求12所述的传动皮带，其特征在于，该橡胶组分是：乙丙橡胶(EPM)、三元乙丙橡胶(EPDM)、氢化或部分氢化的丁腈橡胶(HNBR)、氟橡胶(FKM)、天然橡胶(NR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、或者一种丁二烯橡胶(BR)，这些橡胶以未共混的形式或者以与至少一种另外的橡胶组分的共混物的形式来使用，特别是与上述类型的橡胶之一相结合来使用。

14.如权利要求1所述的传动皮带，其特征在于，该外层(2)和/或该底部结构(4)包括一种染料。

15.如权利要求1所述的传动皮带，其特征在于，该传动皮带(1)被设计成有齿皮带。