CN103757933B

CN103757933B - 一种氢化丁腈橡胶汽车同步带用胶布及其制造方法

Info

Publication number: CN103757933B
Application number: CN201410026545.XA
Authority: CN
Inventors: 王滕滕; 马锋; 黄小明; 俞旭明; 邵文龙; 别龙娇; 刘小龙; 许英家; 严忠
Original assignee: NINGBO YUJIANG SPECIAL RUBBER BELTS CO Ltd
Current assignee: NINGBO YUJIANG SPECIAL RUBBER BELTS CO Ltd
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2034-01-21
Also published as: CN103757933A

Abstract

本发明公开了一种氢化丁腈橡胶汽车同步带用胶布，该胶布由采用浸浆用氢化丁腈橡胶胶浆浸浆处理并采用刮浆用氢化丁腈橡胶胶浆刮浆处理后的白坯布经烘干制成；白坯布为芳纶原丝与含抗热剂的尼龙原丝混合编织而成；浸浆用氢化丁腈橡胶胶浆中各原料按质量份数计为：浸浆用氢化丁腈橡胶混炼胶100份，丙酮450份～580份，改性酚醛树脂20.8份～32.3份；刮浆用氢化丁腈橡胶胶浆中各原料按质量份数计为：刮浆用氢化丁腈橡胶混炼胶100份，丙酮350份～420份。本发明制造工艺简单、技术成熟、质量稳定，产品具有抗拉强度高、纬向延伸性好和耐热耐磨的特点。

Description

一种氢化丁腈橡胶汽车同步带用胶布及其制造方法

技术领域

本发明涉及汽车同步带制造技术领域，具体地说是一种氢化丁腈橡胶汽车同步带用胶布及其制造方法。

背景技术

汽车同步带是用在汽车发动机内部靠齿啮合起传动作用的零部件。近年来，汽车同步带行业提出一种口号“与发动机同寿命”，并且汽车发动机动力越来越大、内部结构越发紧凑导致发动机内部温度越来越高，因此对汽车同步带的耐高温、耐磨和动态疲劳性能提出了更高要求。汽车同步带结构中最外层胶布对其性能有着极为重要的作用，若胶布强度低、不耐磨、不耐高温或与橡胶基体粘合不牢，在强大的剪切力作用下，很容易导致汽车同步带带齿剥掉，从而导致传动失效。胶布是采用橡胶胶浆对白坯布织物进行浸渍处理得到的一种制品，汽车同步带用胶布对其性能要求主要有以下几点：（1）抗拉强度高，保护作用强；（2）纬向延伸率高，有利于同步带充齿；（3）与橡胶基体的粘合牢固；（4）耐热性能好；（5）耐磨性好。若白坯布浸渍方式不合适，制备的胶布性能与白坯布性能相比抗拉强度和延伸率会严重下降，与橡胶基体的粘合性也不好，且不耐磨、不耐热，从而使制造的汽车同步带使用寿命短。目前国内厂家制造的自主品牌汽车同步带仅能应用在功率较小的微型汽车上，无法在中高档轿车上使用，与世界知名企业，如美国盖茨、意大利戴高、德国康迪泰克等相比使用寿命有很大差距，这很大程度上是因为制造汽车同步带用的胶布性能差，抗拉强度低、耐高温、耐磨及粘合性能不理想，从而导致对同步带带齿的保护作用差，带齿易损坏，同步带传动失效。本发明就是基于以上所述背景和目的，在白坯布的原材料选择及编织工艺上，浸渍用胶浆配方、粘合剂的选择及浸渍工艺上下功夫，努力创新，制备了一种抗拉强度高、耐热性能好、粘合强度及耐磨性能优异的胶布，并且采用此种胶布制备的氢化丁腈橡胶汽车同步带疲劳寿命高，超过同规格型号美国盖茨制造的氢化丁腈橡胶汽车同步带寿命，完全可应用在中高档轿车上，在汽车同步带行业实现重大突破。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供抗拉强度高、纬向延伸性好、耐热耐磨且制造工艺简单、性价比高的一种氢化丁腈橡胶汽车同步带用胶布及其制造方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种氢化丁腈橡胶汽车同步带用胶布，该胶布由采用浸浆用氢化丁腈橡胶胶浆浸浆处理并采用刮浆用氢化丁腈橡胶胶浆刮浆处理后的白坯布经烘干制成；白坯布为芳纶原丝与含抗热剂的尼龙原丝混合编织而成；浸浆用氢化丁腈橡胶胶浆中各原料按质量份数计为：浸浆用氢化丁腈橡胶混炼胶100份，丙酮450份～580份，改性酚醛树脂20.8份～32.3份；刮浆用氢化丁腈橡胶胶浆中各原料按质量份数计为：刮浆用氢化丁腈橡胶混炼胶100份，丙酮350份～420份。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：

上述的浸浆用氢化丁腈橡胶混炼胶中各原料按质量份数计为：氢化丁腈橡胶100份，氧化锌2.0份～5.0份，过氧化二异丙苯2.0份～7.0份，N,N’-间苯撑双马来酰亚胺0.5份～3.0份，聚丁二烯-马来酸酐共聚物5.0份～15.0份，双（α，α’-二甲基苄基）二苯胺0.5份～2.0份，N330炭黑40份～60份。

上述的刮浆用氢化丁腈橡胶混炼胶中各原料按质量份数计为：氢化丁腈橡胶100份，氧化锌3.0份～6.0份，硬脂酸0.5份～1.0份，过氧化二异丙苯2.0份～7.0份，三烯丙基异氰脲酸酯0.5份～2.0份，氧化镁2.0份～4.0份，双（α，α’-二甲基苄基）二苯胺0.5份～1.0份，N330炭黑40份～60份。

本发明的一种氢化丁腈橡胶汽车同步带用胶布的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：按质量份数计将氢化丁腈橡胶100份，氧化锌2.0份～5.0份，过氧化二异丙苯2.0份～7.0份，N,N’-间苯撑双马来酰亚胺0.5份～3.0份，聚丁二烯-马来酸酐共聚物5.0份～15.0份，双（α，α’-二甲基苄基）二苯胺0.5份～2.0份，N330炭黑40份～60份，采用密炼机混炼制备出浸浆用氢化丁腈橡胶混炼胶；

步骤2、制备浸浆用氢化丁腈橡胶胶浆：浸浆用氢化丁腈橡胶胶浆中各原料按质量份数计为：步骤1中制备的浸浆用氢化丁腈橡胶混炼胶100份，丙酮450份～580份，改性酚醛树脂20.8份～32.3份，其制备方法包括：

a)、将450份～580份丙酮量的90%加入搅拌釜中，再加入浸浆用氢化丁腈橡胶混炼胶进行搅拌至溶解到80%程度，制得浸浆用半成品浆液；

b)、将改性酚醛树脂溶解在剩余10%丙酮中，制得粘合剂溶液；

c)、将上述b中制得的粘合剂溶液加入到a中的半成品浆液中继续搅拌至100%程度，使各组分均匀混合，即得浸浆用氢化丁腈橡胶胶浆；

步骤3、按质量份数计将氢化丁腈橡胶100份，氧化锌3.0份～6.0份，硬脂酸0.5份～1.0份，过氧化二异丙苯2.0份～7.0份，三烯丙基异氰脲酸酯0.5份～2.0份，氧化镁2.0份～4.0份，双（α，α’-二甲基苄基）二苯胺0.5份～1.0份，N330炭黑40份～60份，采用密炼机混炼制备出刮浆用氢化丁腈橡胶混炼胶；

步骤4、向搅拌釜中加入350份～420份丙酮，然后加入步骤3中制备的刮浆用氢化丁腈橡胶混炼胶100份搅拌至溶解100%程度，即得刮浆用氢化丁腈橡胶胶浆；

步骤5、采用芳纶原丝和含抗热剂的尼龙原丝混合编织制备出白坯布，并将该白坯布在烘干温度为100℃～120℃，牵引速度为5m/min～10m/min的条件下进行初次烘干处理；

步骤6、将步骤5中初次烘干处理后的白坯布采用步骤2中制得的浸浆用氢化丁腈橡胶胶浆进行浸浆处理，浸渍2次，并在一定的温度和牵引速度下进行二次烘干处理，制得半成品胶布；

步骤7、将步骤6中制得半成品胶布采用步骤4中制得的刮浆用氢化丁腈橡胶胶浆进行刮浆处理，刮浆1次，并在一定的温度和牵引速度下进行第三次烘干，最终获得本产品。

上述的步骤1中采用密炼机混炼制备的浸浆用氢化丁腈橡胶混炼胶的浸浆用胶浆粘度为300cps～600cps。

上述的步骤2制备的浸浆用氢化丁腈橡胶胶浆中按质量份数比计：浸浆用氢化丁腈橡胶混炼胶与丙酮的比例为1：4.5～1：5.8，浸浆用氢化丁腈橡胶混炼胶与与聚酰胺改性酚醛树脂比例为3.1：1～4.8：1。

上述的步骤3中采用密炼机混炼制备的刮浆用氢化丁腈橡胶混炼胶的刮浆用胶浆粘度为1300cps～2000cps。

上述的步骤4中制备的刮浆用氢化丁腈橡胶胶浆中按质量份数比计：刮浆用氢化丁腈橡胶混炼胶与丙酮的比例为1：3.5～1：4.2。

上述的步骤6中初次烘干处理后的白坯布浸渍2次，并在烘干温度为130℃～150℃，牵引速度为1m/min～5m/min的条件下进行二次烘干处理。

上述的步骤7中的半成品胶布刮浆1次，并在130℃～150℃，牵引速度为1m/min～5m/min的条件下进行三次烘干处理。

与现有技术相比，本发明的胶布由采用浸浆用氢化丁腈橡胶胶浆浸浆处理并采用刮浆用氢化丁腈橡胶胶浆刮浆处理后的白坯布经烘干制成。白坯布是特殊编织的，即由芳纶原丝与含抗热剂的尼龙原丝混合编织而成，此白坯布纬向抗拉强度能达60N/m～70N/m，延伸率能达135%～140%，比传统的尼龙布强度高2倍～3倍，由于尼龙原丝中含抗热剂，因此不必在浸渍用胶浆中再加入对尼龙和芳纶有腐蚀作用的防老剂，降低了浸渍工艺对白坯布带来的损害。本发明用于白坯布浸渍的氢化丁腈橡胶胶浆采用新型聚酰胺改性酚醛树脂和聚丁二烯-马来酸酐共聚物配合作为增粘剂，制备的胶布抗拉强度能保持白坯布的90%～95%且纬向延伸率不会下降，与橡胶基体的粘合强度也大幅提高，而采用传统异氰酸酯类物质作为增粘剂制备的胶布抗拉强度仅为白坯布的70%～75%，且延伸率有一定程度下降，降幅约10%～15%；此外采用新型聚酰胺改性酚醛树脂和聚丁二烯-马来酸酐共聚物作为增粘剂制备的胶布储藏期大大延长，大量试验表明，采用新型改性酚醛树脂和聚丁二烯-马来酸酐共聚物增粘剂制备的胶布在标准环境中停放2个月，其抗拉强度及延伸率依然保持不变，手感保持良好，而异氰酸酯类增粘剂制备的胶布在标准环境中停放2个月后，抗拉强度下降10%～20%，延伸率下降5%～10%，胶布变硬，手感变差。本发明制造工艺简单、产品成本低廉，具有性价比高，环保和使用寿命长的特点。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明的一种氢化丁腈橡胶汽车同步带用胶布，该胶布由采用浸浆用氢化丁腈橡胶胶浆浸浆处理并采用刮浆用氢化丁腈橡胶胶浆刮浆处理后的白坯布经烘干制成；白坯布为芳纶原丝与含抗热剂的尼龙原丝混合编织而成；浸浆用氢化丁腈橡胶胶浆中各原料按质量份数计为：浸浆用氢化丁腈橡胶混炼胶100份，丙酮450份～580份，改性酚醛树脂20.8份～32.3份；刮浆用氢化丁腈橡胶胶浆中各原料按质量份数计为：刮浆用氢化丁腈橡胶混炼胶100份，丙酮350份～420份。

为获得最佳技术效果，本发明的浸浆用氢化丁腈橡胶混炼胶中各原料按质量份数计为：氢化丁腈橡胶100份，氧化锌2.0份～5.0份，过氧化二异丙苯2.0份～7.0份，N,N’-间苯撑双马来酰亚胺0.5份～3.0份，聚丁二烯-马来酸酐共聚物5.0份～15.0份，双（α，α’-二甲基苄基）二苯胺0.5份～2.0份，N330炭黑40份～60份。

本发明的刮浆用氢化丁腈橡胶混炼胶中各原料按质量份数计为：氢化丁腈橡胶100份，氧化锌3.0份～6.0份，硬脂酸0.5份～1.0份，过氧化二异丙苯2.0份～7.0份，三烯丙基异氰脲酸酯0.5份～2.0份，氧化镁2.0份～4.0份，双（α，α’-二甲基苄基）二苯胺0.5份～1.0份，N330炭黑40份～60份。

本发明还提供了一种氢化丁腈橡胶汽车同步带用胶布的制备方法，该方法包括以下步骤：

c)、将上述b中制得的粘合剂溶液加入到a中的浸浆用半成品浆液中继续搅拌至100%程度，使各组分均匀混合，即得浸浆用氢化丁腈橡胶胶浆；

本发明采用芳纶原丝与含抗热剂的尼龙原丝混合编织的高强度白坯布，采用聚酰胺改性酚醛树脂与聚丁二烯-马来酸酐共聚物配合作为增粘剂，对其进行胶浆浸浆和刮浆处理烘干后制得性能优异的氢化丁腈橡胶汽车同步带用胶布。具体表现为：胶布抗拉强度为54N/m～66.5N/m，在130℃下连续老化300h后抗拉强度依然保持60%以上、延伸率保持在80%以上，与氢化丁腈橡胶基体粘合强度大于8.4N/m。

从实施例中可以看出，本发明的浸渍工艺主要包括浸浆和刮浆两个过程，浸浆与刮浆分别采用不同的混炼胶，并且两个过程所用胶浆的粘度、固含量及粘合剂用量均不同。浸浆用胶浆粘度为300cps～600cps，混炼胶与丙酮比例为1：4.5～1：5.8，混炼胶与聚酰胺改性酚醛树脂比例为3.1：1～4.8：1。刮浆用胶浆粘度为1300cps～2000cps，刮浆用混炼胶与丙酮比例为1：3.5～1：4.2。本发明采用芳纶原丝与含抗热剂的尼龙原丝混合编织的白坯布，纬向抗拉强度可达60N/m～70N/m，与传统使用的纯尼龙织物相比，抗拉强度提高2倍～3倍；采用新型聚酰胺改性酚醛树脂与聚丁二烯-马来酸酐共聚物作为增粘剂，与传统异氰酸酯类增粘剂相比，胶布粘合性能、动态疲劳性能大幅提升，且胶布储存期延长。采用上述描述的各组分比例以及浸浆2次刮浆1次的处理方式，可保证胶布表面附胶量为200g/m²～250g/m²，此范围的附胶量可保证胶布与橡胶基体良好粘合且耐磨性能优异，大量试验表明此种胶布与氢化丁腈橡胶的粘合强度大于8.4N/m，采用此种胶布制备的氢化丁腈橡胶汽车同步带动态疲劳试验过程中同步带表面几乎没有磨掉的橡胶粉末。

Claims

1.一种氢化丁腈橡胶汽车同步带用胶布，其特征是：所述的胶布由采用浸浆用氢化丁腈橡胶胶浆浸浆处理并采用刮浆用氢化丁腈橡胶胶浆刮浆处理后的白坯布经烘干制成；所述的白坯布为芳纶原丝与含抗热剂的尼龙原丝混合编织而成；所述的浸浆用氢化丁腈橡胶胶浆中各原料按质量份数计为：浸浆用氢化丁腈橡胶混炼胶100份，丙酮450份～580份，改性酚醛树脂20.8份～32.3份；所述的刮浆用氢化丁腈橡胶胶浆中各原料按质量份数计为：刮浆用氢化丁腈橡胶混炼胶100份，丙酮350份～420份；所述的浸浆用氢化丁腈橡胶混炼胶中各原料按质量份数计为：氢化丁腈橡胶100份，氧化锌2.0份～5.0份，过氧化二异丙苯2.0份～7.0份，N,N’-间苯撑双马来酰亚胺0.5份～3.0份，聚丁二烯-马来酸酐共聚物5.0份～15.0份，双（α，α’-二甲基苄基）二苯胺0.5份～2.0份，N330炭黑40份～60份；所述的刮浆用氢化丁腈橡胶混炼胶中各原料按质量份数计为：氢化丁腈橡胶100份，氧化锌3.0份～6.0份，硬脂酸0.5份～1.0份，过氧化二异丙苯2.0份～7.0份，三烯丙基异氰脲酸酯0.5份～2.0份，氧化镁2.0份～4.0份，双（α，α’-二甲基苄基）二苯胺0.5份～1.0份，N330炭黑40份～60份。

2.一种权利要求1所述的氢化丁腈橡胶汽车同步带用胶布的制备方法，其特征是：该方法包括以下步骤：

c)、将上述b)中制得的粘合剂溶液加入到a)中的浸浆用半成品浆液中继续搅拌至100%溶解程度，使各组分均匀混合，即得浸浆用氢化丁腈橡胶胶浆；

步骤7、将步骤6中制得半成品胶布采用步骤4中制得的刮浆用氢化丁腈橡胶胶浆进行刮浆处理，刮浆1次，并在一定的温度和牵引速度下进行第三次烘干，最终获得氢化丁腈橡胶汽车同步带用胶布；

所述的步骤1中采用密炼机混炼制备的浸浆用氢化丁腈橡胶混炼胶的浸浆用胶浆粘度为300cps～600cps；

所述的步骤2制备的浸浆用氢化丁腈橡胶胶浆中按质量份数比计：浸浆用氢化丁腈橡胶混炼胶与丙酮的比例为1：4.5～1：5.8，浸浆用氢化丁腈橡胶混炼胶与与聚酰胺改性酚醛树脂比例为3.1：1～4.8：1。

3.根据权利要求2所述的一种氢化丁腈橡胶汽车同步带用胶布的制备方法，其特征是：所述的步骤3中采用密炼机混炼制备的刮浆用氢化丁腈橡胶混炼胶的刮浆用胶浆粘度为1300cps～2000cps。

4.根据权利要求3所述的一种氢化丁腈橡胶汽车同步带用胶布的制备方法，其特征是：所述的步骤6中初次烘干处理后的白坯布浸渍2次，并在烘干温度为130℃～150℃，牵引速度为1m/min～5m/min的条件下进行二次烘干处理。

5.根据权利要求4所述的一种氢化丁腈橡胶汽车同步带用胶布的制备方法，其特征是：所述的步骤7中的半成品胶布刮浆1次，并在130℃～150℃，牵引速度为1m/min～5m/min的条件下进行三次烘干处理。