CN103992535A - 高性能hnbr汽车同步带及其工艺流程 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高性能HNBR汽车同步带，其原料为：HNBR橡胶，短纤维、硫磺，并配以配合剂，如促进剂、防老剂、炭黑、软化剂。其原料的重量份配比为：HNBR橡胶：100份，硫磺：2~4份、促进剂0.5~4份、防老剂4020：0.5~3份、N220：20~40份、N330：20~40份、软化剂：5~10份、短纤维：5~10份。本发明的优点是：耐高温性好，能在160℃空气下可以连续使用1000小时以上，齿根应力集中，承载能力强。

Description

高性能HNBR汽车同步带及其工艺流程

技术领域：

本发明用于高性能HNBR汽车同步带工艺流程领域。

背景技术：

现代汽车的发展趋势要求装配空间的集约化，高扭矩、高转速；使用温度-40℃-150℃，瞬时高温可达175℃。传统氯丁胶本身耐热性能不佳，仅能在100℃时短时间使用，氯丁胶的汽车同步带经常出现早期老化、龟裂、断裂等现象。在汽车内部局部高温时，耐高温性是一个重要的指标，而NBR在150℃便失去连续使用价值。而HNBR橡胶具有优异的耐高、低温性能，且制成的同步带齿部可承受更高的剪切力以致传递相同功率时的皮带宽度降低，可相应的减小发动机的横向尺寸。因此，研制HNBR汽车同步带迫在眉睫。

发明内容：

本发明的目的是为了解决上述缺陷，提供一种高性能HNBR汽车同步带工艺流程。

为了实现上述目的，本发明提供以下解决方案是：

高性能HNBR汽车同步带，其原料为：HNBR橡胶，短纤维、硫磺，

并配以配合剂，如促进剂、防老剂、炭黑、软化剂。

其原料的重量份配比为：

HNBR橡胶：100份，硫磺：2~4份、促进剂0.5~4份、防老剂4020：0.5~3份、N220：20~40份、N330：20~40份、软化剂：5~10份、短纤维：5~10份。

高性能HNBR汽车同步带的工艺流程：

1、HNBR橡胶与各种配合物的共混混炼：

一段：投料温度控制在70±5℃，首先加入粒度细、难分散的短纤维及其粘合剂以保证在较长时间内分散均匀。加料顺序为：短纤维及其防老剂、炭黑。混炼时间约360~420秒，排料温度130±5℃;

二段：投料温度控制在65±5℃，先加入硫化剂，当温度上升至85℃左右时，加入助硫化剂及促进剂。加料顺序为：硫磺、促进剂。混炼时间约150~200秒，排料温度120±5℃。

、主体胶料的压延

使用三辊压延机，其中主体胶层的厚度要求达到3.5±0.05 mm，辊速比为1：3，输送速度为100mm/min，并且保持出片连续无破洞表面平滑，粘性良好。

、齿布浸浆及压延     

浸浆使用浸浆机，在打好浸浆料的浆桶内浸胶1次，保持布浸浆均匀，粘性良好。

压延使用三辊压延机，上辊温度80℃，中辊温度95℃，速比1:1.25，厚度保持0.8±0.02 mm。

、带筒的成型及硫化

使用8工位成型机，将缝好的布筒、线绳、底胶的顺序缠绕在模具上。绕线时确保张力稳定，排线均匀。

硫化采取圆模蒸汽硫化，使用适当的胶套。为使橡胶制品获得最佳性能，需选择准确的正硫化条件，本产品硫化温度170℃，压力1.4Mpa，时间3500秒。

、带筒的磨削

使用专业的同步带模背机，装上粒度为240目的同步带专用砂纸，设置张紧辊压缩空气压力为0.4MPa，主动辊转速为500r/min，进给量控制在0.02mm/r，磨到要求的厚度，测量带筒的上中下各3个位置确定皮带厚度，做到带背光滑，无明显磨痕等现象。

 

6、带筒的切割

使用立式双辊切割机切割，主动轴转速控制在800r/min±50 r/min，刀固定不转，下刀进给为5mm/s，设置切割宽度为19.1mm，切割精度要求在±0.2mm。

通过使用采用过氧化物硫化的HNBR／甲基丙烯酸锌(ZMA)复合物与芳纶短纤维补强的复合材料使得皮带耐温可达-40℃～150℃，齿体剪切力大大优于CR胶汽车同步带；齿布采用超声波缝合技术使得噪音降低；底胶压延采用高速比压延技术使得寿命延长，满足一般轻型汽油发动机使用要求。

 

1、材质： HNBR汽车同步带首先选用HNBR为主体材料，耐热性能好，有机过氧化物硫化材料在160℃空气下可以连续使用1000小时以上，而NBR在150℃便失去连续使用价值，而传统的CR本身耐热性能不佳，仅能在100℃时短时间使用；在汽车内部局部高温时，耐高温性是一个重要的指标；耐油性优异，耐燃油和醇基燃油性能大大优于相应的NBR及NBR/PVC共混材料；耐臭氧老化性能及耐多种介质（热水、酸、碱、醇）性能突出。具有较佳的抗蚀、抗张、抗撕裂和压缩形变特性。

2、技术：采用HNBR橡胶，并配以配合剂（氧化锌、硬脂酸、防老剂、炭黑、软化剂、并联剂及共交联剂），经分批量逐渐加入的二段混炼，混炼的配合剂的质量、比例和具体工艺相比传统的CR工艺有较大的改进。

3、工艺：a、布搭接采用超声波缝合技术，使得帆布在齿部得以对接，进而大大减少了高速运转时的噪音，在实验室测得转速在6000r/min时的噪音较普通帆布用线缝合工艺噪音降低10%左右；b、底胶胶片压延采用高速比压延法，辊子速比达到1:3，使得纤维在底胶内的定向率达到90%以上，齿部受力方向强力增强，在实验室测得寿命延长15%左右；c、底胶胶片压延采用在线实时检测法控制，使得胶料在厚度控制上达到±0.02mm，整个压延过程的能力指数Cpk达到1.71，最后带筒磨削量较普通减少10%左右，节省了成本，减少了环境污染。

、特殊齿形设计：

圆弧型齿同步带是目前同步带齿形上的胜出者，这一类型的同步带除了齿形为曲线形外，其结构与梯形齿同步带基本相同，带的节距相当，其齿高、齿根厚和齿根圆角半径等均比梯形齿大。带齿受载后，应力分布状态较好，平缓了齿根的应力集中，提高了齿的承载能力。

本发明的优点是：耐高温性好，能在160℃空气下可以连续使用1000小时以上，齿根应力集中，承载能力强

具体实施方式：

高性能HNBR汽车同步带，其原料为：HNBR橡胶，短纤维、硫磺、并配以配合剂，如促进剂、防老剂、炭黑、软化剂。

其原料的重量份配比为：

HNBR橡胶：100份，硫磺：2~4份、促进剂0.5~3份、防老剂4020：0.5~3份、N220：20~40份、N330：20~40份、软化剂：5~10份。

高性能HNBR汽车同步带的工艺流程：

1、HNBR橡胶与各种配合物的共混混炼：

一段：投料温度控制在70±5℃，首先加入粒度细、难分散的短纤维及其粘合剂以保证在较长时间内分散均匀。加料顺序为：短纤维及其粘合剂、防老剂、炭黑。混炼时间约360~420秒，排料温度130±5℃

二段：投料温度控制在65±5℃，先加入硫化剂，当温度上升至85℃左右时，加入助硫化剂及促进剂。加料顺序为：硫化剂、油料、助硫化剂、促进剂。混炼时间约150~200秒，排料温度120±5℃

2、主体胶料的压延

使用三辊压延机，其中主体胶层的厚度要求达到3.5±0.05 mm，辊速比为1：3，输送速度为100mm/min，并且保持出片连续无破洞表面平滑，粘性良好。

、齿布浸浆及压延     

浸浆使用浸浆机，在打好浸浆料的浆桶内浸胶1次，保持布浸浆均匀，粘性良好。

压延使用三辊压延机，上辊温度80℃，中辊温度95℃，速比1:1.25，厚度保持0.8±0.02 mm。

、带筒的成型及硫化

使用8工位成型机，将缝好的布筒、线绳、底胶的顺序缠绕在模具上。绕线时确保张力稳定，排线均匀。

硫化采取圆模蒸汽硫化，使用适当的胶套。为使橡胶制品获得最佳性能，需选择准确的正硫化条件，本产品硫化温度170℃，压力1.4Mpa，时间3500秒。

、带筒的磨削

使用专业的同步带模背机，装上粒度为240目的同步带专用砂纸，设置张紧辊压缩空气压力为0.4MPa，主动辊转速为500r/min，进给量控制在0.02mm/r，磨到要求的厚度，测量带筒的上中下各3个位置确定皮带厚度，做到带背光滑，无明显磨痕等现象。

、带筒的切割

使用立式双辊切割机切割，主动轴转速控制在800r/min±50 r/min，刀固定不转，下刀进给为5mm/s，设置切割宽度为19.1mm，切割精度要求在±0.2mm。

通过使用采用过氧化物硫化的HNBR／甲基丙烯酸锌(ZMA)复合物与芳纶短纤维补强的复合材料使得皮带耐温可达-40℃～150℃，齿体剪切力大大优于CR胶汽车同步带；齿布采用超声波缝合技术使得噪音降低；底胶压延采用高速比压延技术使得寿命延长，满足一般轻型汽油发动机使用要求。皮带齿形符合设计齿形。厚度、长度等满足标准要求，外观经目测符合要求。

Claims (4)

1.高性能HNBR汽车同步带，其特征在于：原料为：HNBR橡胶，短纤维、硫磺，

并配以配合剂，如促进剂、防老剂、炭黑、软化剂。

2.根据权利要求1所述的高性能HNBR汽车同步带，其特征在于：其原料的重量份配比为：

HNBR橡胶：100份，硫磺：2~4份、促进剂0.5~4份、防老剂4020：0.5~3份、N220：20~40份、N330：20~40份、软化剂：5~10份、短纤维：5~10份。

3.根据权利要求1所述的高性能HNBR汽车同步带，其特征在于：高性能HNBR汽车同步带的工艺流程：

1）、HNBR橡胶与各种配合物的共混混炼：

一段：投料温度控制在70±5℃，首先加入粒度细、难分散的短纤维及其粘合剂以保证在较长时间内分散均匀；

加料顺序为：短纤维及其防老剂、炭黑；

混炼时间约360~420秒，排料温度130±5℃;

二段：投料温度控制在65±5℃，先加入硫化剂，当温度上升至85℃左右时，加入助硫化剂及促进剂；

加料顺序为：硫磺、促进剂；

混炼时间约150~200秒，排料温度120±5℃；

2）、主体胶料的压延

使用三辊压延机，其中主体胶层的厚度要求达到3.5±0.05 mm，辊速比为1：3，输送速度为100mm/min，并且保持出片连续无破洞表面平滑，粘性良好；

3）、齿布浸浆及压延     

浸浆使用浸浆机，在打好浸浆料的浆桶内浸胶1次，保持布浸浆均匀，粘性良好，

压延使用三辊压延机，上辊温度80℃，中辊温度95℃，速比1:1.25，厚度保持0.8±0.02 mm；

4）、带筒的成型及硫化

使用8工位成型机，将缝好的布筒、线绳、底胶的顺序缠绕在模具上；

绕线时确保张力稳定，排线均匀；

 

5）、带筒的磨削

使用专业的同步带模背机，装上粒度为240目的同步带专用砂纸，设置张紧辊压缩空气压力为0.4MPa，主动辊转速为500r/min，进给量控制在0.02mm/r，磨到要求的厚度，测量带筒的上中下各3个位置确定皮带厚度，做到带背光滑，无明显磨痕等现象；

6）、带筒的切割

使用立式双辊切割机切割，主动轴转速控制在800r/min±50 r/min，刀固定不转，下刀进给为5mm/s，设置切割宽度为19.1mm，切割精度要求在±0.2mm。

4.根据权利要求3所述的高性能HNBR汽车同步带，其特征在于：硫化采取圆模蒸汽硫化，硫化温度170℃，压力1.4Mpa，时间3500秒。