CN103524899A - 一种钢丝绳芯输送带芯胶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢丝绳芯输送带芯胶，其按重量份包括以下原料：乙丙橡胶100重量份，顺丁橡胶5～25重量份，补强填充剂40～60重量份，硫化剂3～5重量份，硫化活性剂3～5重量份，增塑剂20～30重量份，防老剂2～4重量份，粘合剂5～20重量份。本发明在不增大芯胶中炭黑填充量的前提下，通过调整阻燃钢丝绳芯输送带芯胶中的硫化体系，提高了阻燃钢丝绳芯输送带芯胶的模量，从而使阻燃钢丝绳芯输送带芯胶不仅具有良好的加工性能，而且疲劳抽出性能得到提高。

Description

一种钢丝绳芯输送带芯胶
技术领域
本发明涉及一种钢丝绳芯输送带芯胶。
背景技术
钢丝绳芯输送带是以纵向定间距、等张力排列的高性能镀锌钢丝绳为骨架材料，上下和两边外覆不同性能、不同厚度的芯胶、覆盖胶经成型、硫化而成。钢丝绳芯输送带具有强度高、伸长低、成槽性好、接头可靠等优点，且安全性能(包括阻燃和抗静电性能)比织物芯输送带好很多，可实现大运输量、超长距离和不利地形条件下的经济运输，因而得到了广泛的应用。
钢丝绳芯输送带按用途分，除普通型外，还有阻燃、耐寒、耐臭氧、耐热等类型。钢丝绳芯阻燃输送带的粘合性和阻燃性能对于其使用是非常重要的，其主要组成部分除优质镀锌钢丝绳外，其粘合胶和覆盖胶的主要原料组成为：NR(天然橡胶)，SBR(丁苯橡胶)，CR322(氯丁橡胶)，氧化锌，硫磺，氯化石蜡70，十溴二苯醚，氧化锑，氢氧化铝，硼酸锌，氧化镁和阻燃剂MB-202以及防老剂、粘合剂、促进剂等。
由于输送带的芯胶模量比钢丝绳低很多，在受到同样力的情况下，芯胶变形比钢丝绳大很多，所以在钢丝绳芯输送带的使用及运载过程中，因芯胶与钢丝绳之间变形不一致引起的疲劳破坏是输送带疲劳破坏的主要原因之一。国标把钢丝绳芯输送带的钢丝疲劳抽出性能作为钢丝绳芯输送带的一项检测标准，所以在今后的输送带结构及配方设计的过程中，我们应该更加重视钢丝绳的疲劳抽出性能。
若要降低芯胶与钢丝绳之间的相对变形量，则需提高芯胶的模量，传统的方法是增大炭黑填充量，但增加炭黑填充量会导致加工过程中填料分散不均；并且高填充量的混炼胶硬度高，十分不利于输送带的冷压成型；填充量高也会使输送带成品在使用过程中生热大，一方面不利于节能，另一方面持续不断地累积热量会使输送带的使用寿命降低。
钢铁、水泥行业所输送物料具有高温性的特点，特殊情况下，瞬时温度能达到400～500℃，最高可达600℃，因此对于使用在这种高温环境下的输送带要选用耐热性能更好的乙丙橡胶做覆盖胶；而对于输送带的芯胶来说，更多的会选择粘合性能及工艺性能更好的天然橡胶和丁苯橡胶，然而这两种橡胶的缺点是耐热性能较差，在高温环境中使用时容易发生降解、老化，从而造成芯胶与覆盖胶的老化脱层或芯胶与钢丝绳粘合力下降，从而严重影响输送带的正常使用寿命。
为更好的提高耐高温钢丝绳芯输送带使用寿命、降低使用企业成本，保证其连续化生产过程，开发一种低硬度，疲劳抽出性能、耐热性能和粘合性能都很好的耐高温钢丝绳芯输送带芯胶就显得尤为迫切与必要。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提出一种钢丝绳芯输送带芯胶，所述钢丝绳芯输送带芯胶具有低硬度，疲劳抽出性能、耐热性能和粘合性能非常优异的特点。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种钢丝绳芯输送带芯胶，其按重量份包括以下原料：乙丙橡胶100重量份，顺丁橡胶5～25重量份，补强填充剂40～60重量份，硫化剂3～5重量份，硫化活性剂3～5重量份，增塑剂20～30重量份，防老剂2～4重量份，粘合剂5～20重量份。
所述顺丁橡胶的重量份数例如为5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份、9.5重量份、11重量份、13重量份、15重量份、17重量份、19重量份、21重量份或23重量份。
所述顺丁橡胶为合成橡胶，顺丁橡胶具有滞后损失少，生热低，耐疲劳性能好等优点，在芯胶中使用可提高钢丝绳芯胶的疲劳抽出性能。
所述补强填充剂的重量份数例如为42重量份、44重量份、46重量份、48重量份、50重量份、52重量份、54重量份、56重量份或58重量份。
硫化剂的重量份数例如为3.2重量份、3.4重量份、3.6重量份、3.8重量份、4重量份、4.2重量份、4.4重量份、4.6重量份或4.8重量份。
硫化活性剂的重量份数例如为3.2重量份、3.4重量份、3.6重量份、3.8重量份、4重量份、4.2重量份、4.4重量份、4.6重量份或4.8重量份。
增塑剂的重量份数例如为21重量份、22重量份、23重量份、24重量份、25重量份、26重量份、27重量份、28重量份或29重量份。
防老剂的重量份数例如为2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份、2.8重量份、3重量份、3.2重量份、3.4重量份、3.6重量份或3.8重量份。
所述粘合剂的重量份数例如为6重量份、8重量份、10重量份、12重量份、14重量份、16重量份或18重量份。
所述补强填充剂选自炭黑N234、炭黑N220或炭黑N330中的一种或者至少两种的混合物，所述混合物例如炭黑N330和炭黑N220的混合物，炭黑N330和炭黑N234的混合物，炭黑N330、炭黑N220和炭黑N234的混合物。所述炭黑N234为高结构中超耐磨炉黑，炭黑N330为高耐磨炉黑，炭黑N220为高定伸中超耐磨炉黑。炭黑用作补强填充剂能使橡胶具有高的耐磨性、拉伸强度等。炭黑与橡胶之间的结合反应，是炭黑对橡胶补强的基本原因。首先粘流态的橡胶分子润湿炭黑，然后很好的吸附在炭黑表面，形成物理结合。本发明所述炭黑为纳米级炭黑，纳米级炭黑粗糙表面有大量的边缘和凸棱，这些高表面能的活性点导致与聚合物有很强的物理/物理化学作用，聚合物表面的相互作用也随之加强，这样就增加了聚合物链段与炭黑表面相接触的概率，炭黑补强效果增强。三种炭黑可单独使用，也可混合使用，混合使用可以获得明显的协同效果。
所述硫化剂为硫磺。
橡胶活性剂能促进橡胶的硫化、活化和补强防老化作用，能加强硫化过程，达到稳定性、加工安全性提高，大幅度降低不良率，提高橡胶制品耐撕裂性、耐磨性，同时，可提高橡胶产品的抗老化、抗挠裂性能。本发明所述硫化活性剂选用硬脂酸或/和硬脂酸锌，均可市售得到。两种硫化活性剂可单独使用，也可混合使用，混合使用可以获得明显的协同效果。
所述增塑剂为石蜡油、古马隆或辛基酚醛BN-1中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如为石蜡油和古马隆的混合物，辛基酚醛BN-1和石蜡油的混合物，古马隆和辛基酚醛BN-1的混合物，石蜡油、古马隆和辛基酚醛BN-1的混合物。
橡胶在长期应用中受热、氧、光等环境条件的影响，会发生老化降解。同时在生产过程中受热、机械加工的剪切作用，会发生分解和分裂现象。因此，为了防止丁苯橡胶的老化和分解，需加入防老剂。优选地，所述防老剂选自防老剂RD、防老剂4010NA、防老剂4020、防老剂DNP或防老剂MB中的一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如防老剂MB和防老剂DNP的混合物，防老剂4020和防老剂4010NA的混合物，防老剂RD和防老剂MB的混合物，防老剂DNP和防老剂4020的混合物，防老剂4010NA、防老剂RD、防老剂MB和防老剂DNP的混合物，防老剂MB、防老剂DNP、防老剂4020、防老剂4010NA和防老剂RD的混合物。防老剂RD：2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体；防老剂DNP：N，N-二（β-萘基）对苯二胺；防老剂MB：2-巯基苯并咪唑，防老剂4010NA：N-异丙基-N’苯基-对苯二胺，防老剂4020：N-（1,3-二甲基丁基）-N'-苯基对苯二胺，五种防老剂可单独使用，也可混合使用，混合使用可以获得明显的协同效果，并可加入具有协同作用的稳定剂。
所述粘合剂为硼酰化钴或/和白炭黑。最早使用的粘合剂一般为硬脂酸钴、环烷酸钴等，这类钴盐初始粘合力较高，但老化后粘合力下降很快。由于硼酰化钴极易释放出活性钴，同时也生成硼酰基，而硼酰基既有利于胶料的耐热性，又有利于胶料的耐腐蚀性。因此使用硼酰化钴可改善橡胶与钢丝在热、氧、蒸汽、湿气、酸、碱等老化条件下的粘合性能，进而提高钢丝绳在芯胶中的疲劳抽出性能。
本发明所述的“包括”，意指其除所述组分外，还可以包括其他组分，这些其他组分赋予所述橡胶组合物不同的特性。除此之外，本发明所述的“包括”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。
所述钢丝绳芯输送带芯胶的制备方法可按已有技术中公开的钢丝绳芯输送带芯胶制备方法制备。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明在不增大芯胶中炭黑填充量的前提下，通过调整阻燃钢丝绳芯输送带芯胶中的硫化体系，提高了阻燃钢丝绳芯输送带芯胶的模量，从而使阻燃钢丝绳芯输送带芯胶不仅具有良好的加工性能，而且疲劳抽出性能得到提高。
（2）本发明采用的硫化体系使芯胶混炼胶的焦烧时间延长，从而提升了加工安全性。
（3）本发明的钢丝绳芯输送带芯胶具有低硬度，疲劳抽出性能、耐热性能和粘合性能非常优异的特点。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种钢丝绳芯输送带芯胶，其按重量份包括以下原料：乙丙橡胶100重量份，顺丁橡胶5重量份，补强填充剂40重量份，硫化剂3重量份，硫化活性剂3重量份，增塑剂20重量份，防老剂2重量份，粘合剂5重量份。
所述补强填充剂选自炭黑N234。
所述硫化剂为硫磺。
所述硫化活性剂选用硬脂酸。
所述增塑剂为石蜡油。
所述防老剂选自防老剂RD。
所述粘合剂为硼酰化钴。
实施例2
一种钢丝绳芯输送带芯胶，其按重量份包括以下原料：乙丙橡胶100重量份，顺丁橡胶25重量份，补强填充剂60重量份，硫化剂5重量份，硫化活性剂5重量份，增塑剂30重量份，防老剂4重量份，粘合剂20重量份。
所述补强填充剂选自炭黑N330。
所述硫化剂为硫磺。
所述硫化活性剂选用硬脂酸锌。
所述增塑剂为辛基酚醛BN-1。
所述防老剂选自防老剂MB。
所述粘合剂为白炭黑。
实施例3
一种钢丝绳芯输送带芯胶，其按重量份包括以下原料：乙丙橡胶100重量份，顺丁橡胶15重量份，补强填充剂50重量份，硫化剂4重量份，硫化活性剂4重量份，增塑剂25重量份，防老剂3重量份，粘合剂14重量份。
所述补强填充剂选自炭黑N234、炭黑N220和炭黑N330的混合物。
所述硫化剂为硫磺。
所述硫化活性剂选用硬脂酸和硬脂酸锌。
所述增塑剂为古马隆。
所述防老剂选自防老剂4010NA。
7所述粘合剂为硼酰化钴和白炭黑。
输送带芯胶的物理机械性能测试方法按ASTMD412标准来测试复合材料的力学性能。拉伸实验一律采用4.00mm宽裁刀制哑铃片，拉伸速度为500mm/min，测试温度为25℃。钢丝绳抽出及疲劳抽出性能所用的钢丝绳为ST1600。其他性能测试均按照ASTM标准来完成。
所述输送带芯胶的100%定伸应力大于6MPa，300%定伸应力大于15MPa，因此钢丝绳疲劳抽出次数升高，其抽出疲劳性能非常优异。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细组成，但本发明并不局限于上述详细组成，即不意味着本发明必须依赖上述详细组成才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (7)

1.一种钢丝绳芯输送带芯胶，其特征在于，其按重量份包括以下原料：乙丙橡胶100重量份，顺丁橡胶5～25重量份，补强填充剂40～60重量份，硫化剂3～5重量份，硫化活性剂3～5重量份，增塑剂20～30重量份，防老剂2～4重量份，粘合剂5～20重量份。
2.如权利要求1所述的输送带芯胶，其特征在于，所述补强填充剂选自炭黑N234、炭黑N220或炭黑N330中的一种或者至少两种的混合物。
3.如权利要求1或2所述的输送带芯胶，其特征在于，所述硫化剂为硫磺。
4.如权利要求1-3之一所述的输送带芯胶，其特征在于，所述硫化活性剂选用硬脂酸或/和硬脂酸锌，均可市售得到。两种硫化活性剂可单独使用，也可混合使用，混合使用可以获得明显的协同效果。
5.如权利要求1-4之一所述的输送带芯胶，其特征在于，所述增塑剂为石蜡油、古马隆或辛基酚醛BN-1中的任意一种或者至少两种的混合物。
6.如权利要求1-5之一所述的输送带芯胶，其特征在于，所述防老剂选自防老剂RD、防老剂4010NA、防老剂4020、防老剂DNP或防老剂MB中的一种或者至少两种的混合物。
7.如权利要求1-6之一所述的输送带芯胶，其特征在于，所述粘合剂为硼酰化钴或/和白炭黑。
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