CN104114631A - 输送带用橡胶组合物、输送带和带式运输机 - Google Patents

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CN104114631A CN201280069424.2A CN201280069424A CN104114631A CN 104114631 A CN104114631 A CN 104114631A CN 201280069424 A CN201280069424 A CN 201280069424A CN 104114631 A CN104114631 A CN 104114631A
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Abstract

本发明提供了一种可同时发挥节能性和耐久性的输送带用橡胶组合物。更具体而言，提供了一种输送带用橡胶组合物，其包含(A)100质量份二烯类聚合物；和(B)25至55质量份炭黑，所述炭黑包括具有60-100m2/g的氮吸附比表面积和小于110ml/100g的邻苯二甲酸二丁酯吸油量的炭黑(b-1)，和具有小于60m2/g的氮吸附比表面积和110ml/100g以上的邻苯二甲酸二丁酯吸油量的炭黑(b-2)。此外，提供了一种利用所述输送带用橡胶组合物获得的输送带，和一种其上安装所述输送带的带式运输机。

Description

输送带用橡胶组合物、输送带和带式运输机
技术领域
本发明涉及一种输送带用橡胶组合物，一种利用所述输送带用橡胶组合物获得的输送带，和一种其上安装有所述输送带的带式运输机。
背景技术
使用带式运输机作为输送各种包装物如材料、食物等的手段。近期，随着输送量的增长和输送效率的提高，已开始使用大型带式运输机，并且其中总长度达到数km的大型带式运输机已在使用中。因此，需要更高的耐久性并且也需要降低电力消耗。
要安装至带式运输机的皮带(输送带)通常内部具有作为增强件的芯体，并且将所述芯体夹在所述芯体上侧(当用于输送带时，将为外周)的覆盖胶[下文中称为外部覆盖胶(external cover rubber)]和内周(当用于输送带时，将为背面或下侧)上的覆盖胶[下文中称为内部覆盖胶(internal cover rubber)]之间。所述外部覆盖胶和位于其背面的所述内部覆盖胶在必要的物理性能方面不同，并且所述内部覆盖胶必须具有耐撕裂性，此外，由于输送带与大量辊之间的接触，必须减少能量损耗，或者就是说，必须通过能量损耗的减少来减少电力消耗量。
迄今为止，作为耐撕裂性优良的输送带用橡胶组合物，已知有橡胶组合物，所述橡胶组合物包含不同组合的天然橡胶(NR)和，同时引入其中的，丁二烯橡胶(BR)和丁苯橡胶(SBR)等。(参见专利文献1和2)。
引用列表
专利文献
专利文献1:JP-A 11-139523
专利文献2:JP-A 2004-346220
发明内容
发明要解决的问题
专利文献1和2中记载的橡胶组合物含有丁苯橡胶(SBR)因此具有良好的耐撕裂性，但由于其中内部损耗高，节能性差。
因此，本发明的目的是提供同时满足节能性和耐久性的输送带用橡胶组合物，提供同时具有节能性和耐久性的输送带，并提供其上安装有所述输送带的带式运输机。
用于解决问题的方案
为了达到以上提及的目的，本发明人进行了勤奋的研究，并且，结果，发现含有二烯类聚合物、具有特定比例的两种特定种类的炭黑的橡胶组合物可以达到以上提及的目的。基于这些发现完成了本发明。
特别地，本发明涉及以下[1]至[8]。
[1]一种输送带用橡胶组合物，其包含：
(A)100质量份二烯类聚合物，和
(B)25至55质量份炭黑，所述炭黑包括具有60至100m2/g的氮吸附比表面积和小于110ml/100g的邻苯二甲酸二丁酯吸油量的炭黑(b-1)，和具有小于60m2/g的氮吸附比表面积和110ml/100g以上的邻苯二甲酸二丁酯吸油量的炭黑(b-2)。
[2]根据以上[1]所述的输送带用橡胶组合物，其中所述炭黑(b-1)与所述炭黑(b-2)的含量比[(b-1)/(b-2)]以质量比计为20/80至80/20。
[3]根据以上[1]或[2]所述的输送带用橡胶组合物，其进一步包含：
(C)1至15质量份二氧化硅，和
(D)0.1至1.5质量份硅烷偶联剂。
[4]根据以上[1]至[3]任一项所述的输送带用橡胶组合物，其中所述组分(A)包含15至65质量％的选自天然橡胶和异戊二烯橡胶中的至少一种，和85至35质量％的丁二烯橡胶。
[5]根据以上[4]所述的输送带用橡胶组合物，其中，所述丁二烯橡胶中的顺式-1,4-键含量是90％以上。
[6]根据以上[1]至[5]任一项所述的输送带用橡胶组合物，其进一步包含0.1至10质量份防老剂。
[7]一种输送带，其利用根据以上[1]至[6]任一项所述的橡胶组合物获得。
[8]一种带式运输机，其上安装有根据以上[7]所述的输送带。
发明的效果
根据本发明，提供同时满足节能性和耐久性的输送带用橡胶组合物，同时具有节能性和耐久性的输送带，和其上安装有所述输送带的带式运输机。
另外，不管任何微妙的生产条件和混炼条件的差别，进一步含有特定量的二氧化硅和特定量的硅烷偶联剂的输送带用橡胶组合物都稳定地具有非常高的耐久性。因此，本发明可以提供同时满足节能性和非常高的耐久性的输送带用橡胶组合物。
具体实施方式
[输送带用橡胶组合物]
本发明的输送带用橡胶组合物含有：
(A)100质量份二烯类聚合物，和
(B)25至55质量份炭黑，所述炭黑包括具有60至100m2/g的氮吸附比表面积和小于110ml/100g的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸油量的炭黑(b-1)，和具有小于60m2/g的氮吸附比表面积和110ml/100g以上的DBP吸油量的炭黑(b-2)。使用所述橡胶组合物获得的输送带同时具有节能性和耐久性。
以下描述本发明的输送带用橡胶组合物的各组分。在本说明书中，可任意采用并且可任意组合优选的记载。可将优选的记载的组合称为更优选的。((A)二烯类聚合物)
组分(A)的二烯类聚合物包括，例如，天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁基橡胶(IIR)、卤代丁基橡胶、氯丁橡胶等。此处可单一地使用它们的单独一种或组合地使用它们的两种以上。在本发明中，优选地，从同时满足节能性和耐久性的观点组合两种以上；并且更优选地，组合选自天然橡胶、异戊二烯橡胶和丁二烯橡胶中的至少两种；甚至更优选将选自天然橡胶和异戊二烯橡胶中的至少一种与丁二烯橡胶组合，并且特别优选将天然橡胶或异戊二烯橡胶与丁二烯橡胶组合。
优选地，从同时满足节能性和耐久性的观点，所述组分(A)包含15至65质量％的选自天然橡胶和异戊二烯橡胶中的至少一种和85至35质量％的丁二烯橡胶，更优选包含20至60质量％的选自天然橡胶和异戊二烯橡胶中的至少一种和80至40质量％的丁二烯橡胶。
优选地，从同时满足节能性和耐久性的观点，丁二烯橡胶是高顺式丁二烯橡胶。根据FT-IR测试，高顺式丁二烯橡胶是其中1,3-丁二烯单元中的顺式-1,4键的含量为90％至小于98％的一种。优选地，在高顺式丁二烯橡胶中1,3-丁二烯单元中的顺式-1,4键的含量为95％至小于98％。不特别定义高顺式丁二烯橡胶的制造方法，并可根据已知的方法制造所述橡胶。例如，可通过利用钕系催化剂的丁二烯的聚合制造所述橡胶。高顺式丁二烯橡胶是商购可得的，并且例如，此处可用JSR的“BR01”和“T700”等。
((B)炭黑)
从同时满足节能性和耐久性的观点，作为组分(B)的炭黑，此处组合的是具有60至100m2/g的氮吸附比表面积和小于110ml/100g的DBP吸油量的炭黑(b-1)，和具有小于60m2/g的氮吸附比表面积和110ml/100g以上的DBP吸油量的炭黑(b-2)。
从耐久性的观点，组分(b-1)的炭黑优选地具有70至90m2/g的氮吸附比表面积和60至108ml/100g的DBP吸油量，更优选70至90m2/g的氮吸附比表面积和65至108ml/100g的DBP吸油量。单独组分(b-1)对增强耐久性可以是有效的，但趋向于对确保节能性是无效的。此处可单一地使用单独一种或组合地使用两种以上用于组分(b-1)。
从节能性的观点，组分(b-2)的炭黑优选地具有30至55m2/g的氮吸附比表面积和110至140ml/100g的DBP吸油量，更优选35至50m2/g的氮吸附比表面积和115至130ml/100g的DBP吸油量。单独组分(b-2)对增强节能性可以是有效的，但趋向于对确保耐久性是无效的。此处可单一地使用单独一种或组合使用两种以上用于组分(b-2)。
本说明书中，根据JIS K 6217(1997)测量炭黑的氮吸附比表面积和DBP吸油量。
优选地，组分(b-1)与组分(b-2)的含量比[(b-1)/(b-2)]以质量比计为10/90至90/10，更优选15/85至90/10，甚至更优选20/80至80/20，仍更优选40/60至80/20，特别地优选50/50至70/30。落在所述范围的含量比同时增强节能性和耐久性。
炭黑可以是根据炉法、槽法、乙炔法或热法等任何方法制造的任何一种，并特别地优选为根据炉法制造的那种。具体地，所述炭黑包括SAF、ISAF、HAF、FEF、GPE、SRF(全部是橡胶用炉法炭黑)、MT炭黑(热解碳)等的标准品种。从上述中，此处可适当地选择和使用满足上述要求的炭黑。那些之中，优选是以上提及的橡胶用炉法炭黑的那些，并且更优选是HAF和FEF。
本发明的输送带用橡胶组合物中，相对于100质量份组分(A)，组分(B)[包括任何除了组分(b-1)和组分(b-2)以外的其它炭黑(下文称为炭黑(b-3))]的含量是25至55质量份。当含量为少于25质量份时，则耐久性差。另一方面，当大于55质量份时，则节能性是不足的。从同样的观点，相对于100质量份组分(A)，组分(B)的含量优选是25至50质量份，更优选30至50质量份，甚至更优选35至50质量份。
组分(B)中组分(b-1)与组分(b-2)的总含量比优选是85质量％以上，更优选90质量％以上，甚至更优选95质量％以上，并且特别地优选实质上100质量％。
本发明的输送带用橡胶组合物可以在不明显减损本发明有益效果的范围内含有不对应于以上提及的组分(b-1)和组分(b-2)的炭黑(b-3)。在组合物含有炭黑(b-3)的情况下，其含量优选是以致组分(B)中组分(b-1)与组分(b-2)的总含量比可落在以上提及的范围内。
((C)二氧化硅)
含有二氧化硅作为组分(C)，本发明的橡胶组合物可更有效地用于进一步改善其耐久性，同时维持含有特定共混比的组分(A)和组分(B)的橡胶组合物具有的节能性。引入组分(C)提供能够稳定地发挥非常高的耐久性的橡胶组合物，而不管配混顺序、配混方法和混炼条件。虽然不清楚表现该效果的正确原因，但可推测为如下。特别地，二氧化硅不具有将由输送带必要的小形变的应变产生的能量转换成热的能力，因此可以这样维持或不降低过大的节能性，然而，因为具有将由大形变的应变产生的能量转换成热并将它分散的能力，结果，可因此显著地提高耐久性。
作为二氧化硅，此处可用任何和每一种市售的二氧化硅。尤其是，优选使用湿法二氧化硅、干法二氧化硅或胶体二氧化硅，并更优选使用湿法二氧化硅。
优选地，此处所用二氧化硅的BET比表面积(根据ISO 5794/1测量)是40至350m2/g。BET比表面积落在所述范围的二氧化硅是有益的，因为它在橡胶组分中的分散性好，并同时维持良好的节能性，可以发挥改善橡胶组合物耐久性的优良效果。从这样的观点，此处所用的二氧化硅的BET比表面积更优选是80至350m2/g，甚至更优选120至350m2/g，仍更优选150至300m2/g。
作为这样的二氧化硅，可用市售产品如Tosoh Silica Corporation制造的商品名“Nipsil AQ”(BET比表面积＝220m2/g)和商品名“Nipsil KQ”，和DegussaAG制造的“Ultrasil VN3”(BET比表面积＝175m2/g)，等。
此处可单一地使用单独一种或组合使用两种以上这样的二氧化硅。
本发明的输送带用橡胶组合物中，相对于100质量份组分(A)，作为组分(C)的二氧化硅的含量优选是1至15质量份。1质量份以上的含量对改善所述组合物的耐久性是有效的并且15质量份以下的含量将不存在所述组合物粗糙化并可能难以成形为片的状况，或也就是，可良好地保持橡胶组合物的成形性。从这样的观点，相对于100质量份组分(A)，所述含量更优选是1至10质量份，甚至更优选2至8质量份，特别地优选2至6质量份。
从同时满足节能性和非常高的耐久性的观点，相对于100质量份组分(A)，组分(B)和组分(C)的总含量优选是26至70质量份，更优选30至60质量份，甚至更优选35至55质量份，特别地优选40至50质量份。
((D)硅烷偶联剂)
在本发明的橡胶组合物含有组分(C)的情况下，期望添加硅烷偶联剂至其中作为组分(D)以便可将可能由组分(C)降低的节能性保持在高水平。
硅烷偶联剂优选是选自由以下通式(I)至(IV)的化合物组成的组中的至少一种。利用所述种类的硅烷偶联剂确保在橡胶加工时更优异的加工性并提供进一步改善耐久性的效果。
以下依序描述通式(I)至(IV)。
(R1O)3-p(R2)pSi-R3-Sa-R3-Si(OR1)3-r(R2)r···(I)
式中，多个R1可以是相同或不同的，各自表示具有1至8个碳原子的直链、环状或支链的烷基，或具有2至8个碳原子的直链或支链的烷氧基烷基。多个R2可以是相同或不同的，各自表示具有1至8个碳原子的直链、环状或支链的烷基。多个R3可以是相同或不同的，各自表示具有1至8个碳原子的直链或支链的亚烷基。a表示平均值并且为2至6；p和r可以是相同或不同的，各自表示平均值并且为0至3。然而p和r二者不同时是3。
由以上提及的通式(I)表示的硅烷偶联剂的特定实例包括双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(3-甲基二甲氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(3-三乙氧基甲硅烷基乙基)四硫化物、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、双(3-甲基二甲氧基甲硅烷基丙基)二硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)二硫化物、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、双(3-甲基二甲氧基甲硅烷基丙基)三硫化物、双(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)三硫化物、双(3-单乙氧基二甲基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(3-单乙氧基二甲基甲硅烷基丙基)三硫化物、双(3-单乙氧基二甲基甲硅烷基丙基)二硫化物、双(3-单甲氧基二甲基甲硅烷基丙基)四硫化物、双(3-单甲氧基二甲基甲硅烷基丙基)三硫化物、双(3-单甲氧基二甲基甲硅烷基丙基)二硫化物、双(2-单乙氧基二甲基甲硅烷基乙基)四硫化物、双(2-单乙氧基二甲基甲硅烷基乙基)三硫化物、双(2-单乙氧基二甲基甲硅烷基乙基)二硫化物。
式中，R4表示选自-Cl、-Br、R9O-、R9C(＝O)O-、R9R10C＝NO-、R9R10CNO-、R9R10N-和-(OSiR9R10)h(OSiR9R10R11)(其中R9、R10和R11各自独立地表示氢原子或具有1至18个碳原子的一价烃基，并且它们可以是相同或不同的。h表示平均值并且为1至4)的一价基团；R5表示R4、氢原子、或具有1至18个碳原子的一价烃基；R6表示R4、R5、氢原子、或-[O(R12O)j]0.5-基(其中R12表示具有1至18个碳原子的亚烷基。j表示1至4的整数)；R7表示具有1至18个碳原子的二价烃基；R8表示具有1至18个碳原子的一价烃基。x、y和z各自表示满足x+y+2z＝3，0≤x≤3，0≤y≤2，0≤z≤1关系的数。
在通式(II)中，R8至R11可以是相同或不同的，各自优选地表示选自具有1至18个碳原子的直链、环状或支链的烷基、烯基、芳基或芳烷基的基团。
在R5是具有1至18个碳原子的一价烃基的情况下，所述基团优选是选自直链、环状或支链的烷基、烯基、芳基或芳烷基的基团。优选地，R12是直链、环状或支链的亚烷基，并特别地优选是直链的亚烷基。具有1至18个碳原子的二价烃基R7是例如具有1至18个碳原子的亚烷基、具有2至18个碳原子的亚烯基、具有5至18个碳原子的亚环烷基(cycloalkylene group)、具有6至18个碳原子的亚烷基环烷基(cycloalkylalkylene group)、具有6至18个碳原子的亚芳基或具有7至18个碳原子的亚芳烷基(aralkylene)。亚烷基和亚烯基可以是直链或支链的；并且亚环烷基、亚烷基环烷基、亚芳基和亚芳烷基可以在其环上具有取代基例如低级烷基等。优选地，R7是具有1至6个碳原子的亚烷基，特别地优选直链亚烷基，例如，亚甲基、亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基或六亚甲基。
通式(II)中具有1至18个碳原子的一价烃基R5、和R8至R11的特定实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、辛基、癸基、十二烷基、环戊基、环己基、乙烯基、丙烯基、烯丙基、己烯基、辛烯基、环戊烯基、环己烯基、苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、苄基、苯乙基、萘甲基等。
通式(II)中R12的实例包括亚甲基、亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、八亚甲基、十亚甲基、十二亚甲基等。
由通式(II)表示的硅烷偶联剂的具体实例包括3-己酰基硫丙基三乙氧基硅烷、3-辛酰基硫丙基三乙氧基硅烷、3-癸酰基硫丙基三乙氧基硅烷、3-月桂酰基硫丙基三乙氧基硅烷、2-己酰基硫乙基三乙氧基硅烷、2-辛酰基硫乙基三乙氧基硅烷、2-癸酰基硫乙基三乙氧基硅烷、2-月桂酰基硫乙基三乙氧基硅烷、3-己酰基硫丙基三甲氧基硅烷、3-辛酰基硫丙基三甲氧基硅烷、3-癸酰基硫丙基三甲氧基硅烷、3-月桂酰基硫丙基三甲氧基硅烷、2-己酰基硫乙基三甲氧基硅烷、2-辛酰基硫乙基三甲氧基硅烷、2-癸酰基硫乙基三甲氧基硅烷、2-月桂酰基硫乙基三甲氧基硅烷等。那些之中，特别地优选是3-辛酰基硫丙基三乙氧基硅烷(General Electric Silicones的“NXT Silane”)。
(R13O)3-s(R14)sSi-R15-Sk-R16-Sk-R15-Si(OR13)3-t(R14)t···(III)
式中，R13表示具有1至8个碳原子的直链、环状或支链的烷基或具有2至8个碳原子的直链或支链的烷氧基烷基，并且多个R13可以是相同或不同的。R14表示具有1至8个碳原子的直链、环状或支链的烷基，并且多个R14可以是相同或不同的。R15表示具有1至8个碳原子的直链或支链的亚烷基，并且多个R15可以是相同或不同的。R16表示通式(-S-R17-S-)、(-R18-Sm1-R19-)或(-R20-Sm2-R21-Sm3-R22-)中任何的二价基团(其中R17至R22可以是相同或不同的，各自表示具有1至20个碳原子的二价烃基、二价芳族基或含有除了硫和氧以外的杂元素的二价有机基团；m1、m2和m3可以是相同或不同的，各自表示平均值并且为1至小于4)。
k表示平均值并且为1至6；s和t各自独立地表示平均值并且为0至3，并且它们可以是相同或不同的。然而，s和t二者不同时是3。
由上述通式(III)表示的硅烷偶联剂的优选实例是由以下平均组成式表示的化合物：
平均组成式(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S2-(CH2)6-S2-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均组成式(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S2-(CH2)10-S2-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均组成式(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S3-(CH2)6-S3-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均组成式(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S4-(CH2)6-S4-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均组成式
(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S-(CH2)6-S2-(CH2)6-S-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均组成式
(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S-(CH2)6-S2.5-(CH2)6-S-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均组成式
(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S-(CH2)6-S3-(CH2)6-S-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均组成式
(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S-(CH2)6-S4-(CH2)6-S-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均组成式
(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S-(CH2)10-S2-(CH2)10-S-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均组成式
(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S4-(CH2)6-S4-(CH2)6-S4-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均组成式
(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S2-(CH2)6-S2-(CH2)6-S2-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3、
平均组成式
(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S-(CH2)6-S2-(CH2)6-S2-(CH2)6-S-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3等。
式中，R23表示具有1至20个碳原子的直链、支链或环状的烷基。G表示具有1至9个碳原子的烷二基(alkanediyl)或烯二基(alkenediyl)。
Za表示能键合至两个硅原子并选自[-O-]0.5、[-O-G-]0.5或[-O-G-O-]0.5的基团，并且多个Za可以是相同或不同的。Zb表示能键合至两个硅原子的基团并且是由[-O-G-O-]0.5表示的官能团，并且多个Zb可以是相同或不同的。Zc表示由-Cl、-Br、-ORa、RaC(＝O)O-、RaRbC＝NO-、RaRbN-、Ra-或HO-G-O-(其中G与以上相同)表示的官能团，并且多个Zc可以是相同或不同的。
Ra和Rb各自独立地表示具有1至20个碳原子的直链、支链或环状的烷基，并且可以是相同或不同的。
m、n、u、v和w各自是1≤m≤20，0≤n≤20，0≤u≤3，0≤v≤2，0≤w≤1和(u/2)+v+2w是2或3。m、n、u、v和w各自可以是相同或不同的。在所述式具有多个A部的情况下，则在那些多个A部中Za u、Zb v和Zc w各自可以是相同或不同的；并且在所述式具有多个B部的情况下，则在那些多个B部中Za u、Zb v和Zc w各自可以是相同或不同的。
由通式(IV)表示的硅烷偶联剂包括由下式(V)、式(VI)和式(VII)表示的硅烷偶联剂：
式中，L各自独立地表示具有1至9个碳原子的烷二基或烯二基，并且x＝m和y＝n。
作为由通式(V)表示的硅烷偶联剂，作为由Momentive PerformanceMaterials生产的“NXT Low-V Silane”市售产品是可使用的。
作为由通式(VI)表示的硅烷偶联剂，作为由Momentive PerformanceMaterials生产的“NXT Ultra Low-V Silane”市售产品是可使用的。
另外，作为由通式(VII)表示的硅烷偶联剂，作为由MomentivePerformance Materials生产的“NXT-Z”市售产品是可使用的。
由通式(II)、式(V)或式(VI)表示的硅烷偶联剂具有受保护的巯基，因此有效地防止在硫化步骤中和硫化步骤之前在加工过程中的初期硫化并优化橡胶组合物的加工性。
在由通式(V)、(VI)或(VII)表示的硅烷偶联剂中，烷氧基硅烷的碳数大，因此由所述试剂生成的如醇等挥发性有机化合物VOC的量小，因此，就工作环境而言所述试剂是有利的。另外，从节能性的观点优选式(VII)的硅烷偶联剂。
在作为硅烷偶联剂的由以上提及的通式(I)至(IV)表示的化合物中，特别地优选由通式(I)表示的那些。这是因为通过任选地添加至橡胶组合物的硫化促进剂可以容易地活化与作为组分(A)的二烯类聚合物进行反应的多硫化物结合部位。
在本发明中，可单一地使用单独一种或组合使用两种以上不同类型的硅烷偶联剂。
在硅烷偶联剂包含于本发明的输送带用橡胶组合物中的情况下，其含量优选是0.1至1.5质量份，相对于组分(A)，并且该值通过相对于组分(C)10质量％的标准获得。在所述范围内，可将可能由组分(C)降低的节能性保持在高水平同时维持高耐久性。从这种观点，相对于100质量份组分(A)，所述含量更优选是0.1至1质量份，甚至更优选0.2至0.8质量份，仍更优选0.2至0.6质量份。(其它组分)
可将任何其它添加剂在不明显地减损本发明有益效果的范围内进一步添加至本发明的输送带用橡胶组合物中。不特别地限定所述添加剂只要它可通常包含在输送带的覆盖胶中即可。所述添加剂包括，例如，脂肪酸如硬脂酸等、氧化锌(锌华)、防老剂、硫磺、硫化促进剂、硫化延迟剂(焦烧抑制剂)、油、树脂、蜡、塑解剂、臭氧龟裂抑制剂、抗氧化剂、粘土、碳酸钙等。这些可以是市售产品。
在使用脂肪酸的情况下，相对于100质量份组分(A)，使用量优选是0.1至10质量份，更优选1至5质量份。
在使用氧化锌的情况下，相对于100质量份组分(A)，使用量优选是0.5至10质量份，更优选1至5质量份。
作为防老剂，此处可选择并使用已知的防老剂。例如，提及N-苯基-N'-(1,3-二甲基丁基)-对苯二胺(6C)、N-苯基-N'-异丙基-对苯二胺(3C)、2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物(RD)等。在使用防老剂的情况下，相对于100质量份组分(A)，其使用量优选是0.1至10质量份，更优选0.5至5质量份，甚至更优选1至5质量份。
在使用硫磺的情况下，相对于100质量份组分(A)，使用量以硫含量计优选是0.5至10质量份，更优选0.5至4质量份。
不特别地限定硫化促进剂，并且其实例包括噻唑类硫化促进剂例如M(2-巯基苯并噻唑)、DM(二硫化二苯并噻唑)、CZ(N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺)等，胍类硫化促进剂例如DPG(二苯胍)等。在使用硫化促进剂的情况下，相对于100质量份组分(A)，其使用量优选是0.1至5质量份，更优选0.1至2质量份。
在不减损本发明的目的范围内，本领域技术人员可适当地选择其它添加剂的量。
(输送带用橡胶组合物的制造方法)
不特别地限定输送带用橡胶组合物的制造方法，为此任何普通的制造方法是可用的。例如，可将组分(B)、任选地组分(C)和组分(D)和任何其它必要的添加剂添加至组分(A)并混炼从而制备本发明的输送带用橡胶组合物。
混炼方法可以是任何本领域技术人员实施的普通方法。其优选实例包括如下方法，其中使用混合机例如班伯里密炼机、布拉本德密炼机、捏合机或高剪切混合机等，优选地在80至200℃下，更优选在100至180℃下，甚至更优选在120至180℃下，特别地优选在130至170℃下，将除了硫磺和硫化促进剂以外的所有组分进行混炼(A-混炼阶段)，然后将硫磺和硫化促进剂添加至其中，并优选地在0至50℃下，更优选在0至40℃下，甚至更优选在0至30℃下，进一步用混炼辊机(kneading roll machine)等混炼(B-混炼阶段)。在A-混炼阶段期间，当混炼温度太低时，反应性可能较低，但另一方面，当其太高时，可发生过反应从而使橡胶发硬。
因此，将获得的橡胶组合物在优选80至200℃、更优选100至180℃、甚至更优选140至180℃(作为模具温度)的加热模具中硫化从而给出本发明的输送带(外部覆盖胶或内部覆盖胶)。一般而言，将外部覆盖胶或内部覆盖胶与夹在其间的增强材料芯体结合在一起从而给出安装至带式运输机的输送带。本发明的输送带用橡胶组合物同时具有节能性和耐久性，因此对输送带的内部覆盖胶特别地有用。
实施例
参考以下实施例更详细地描述本发明；然而，本发明绝不受限于这些实施例。
将各个实施例中获得的输送带用橡胶组合物根据以下提及的方法进行测试从而评价其耐久性和节能性。
(耐久性-耐撕裂性)
根据JIS K6252，将裤型试验片进行撕裂力(N/mm)测试作为样品耐久性指标。表1中，将数据表示为基于实施例1中的撕裂力作为标准(100)的相对值。表2中，将数据表示为基于参考例1中的撕裂力作为标准(100)的相对值。具有越大值的样品具有越优异的耐久性。
(节能性-能量损耗减少)
具有40mm长、5mm宽和2mm厚的片由各个实施例中获得的输送带用橡胶组合物形成。所述片用粘弹性谱仪(Toyo Seiki Seisakusho)测试动态粘弹性，其中夹具至夹具距离是10mm，动态应变是2％，频率是10Hz，并且在所述测量条件下，测量20℃下的损耗角正切(tanδ)。动态弹性模量被称为E'(N/mm)，并且计算tanδ/E'0.32从而给出能量损耗减少的指标。
表1中，将数据表示为基于实施例1中的数值的倒数作为标准(100)的相对值。表1中，具有越大值的样品具有越优良的节能性。
另一方面，表2中，将数据表示为基于参考例1中的值作为标准(100)的相对值。表2中，具有越小值的样品具有越优良的节能性。
实施例1至11和比较例1至9
将除了硫磺和硫化促进剂以外的所有组分在150℃下借助班伯里密炼机以表1所示的共混比混炼(A-混炼阶段)，然后将硫磺和硫化促进剂添加至其中并进一步混炼(B-混炼阶段)从而给出输送带用橡胶组合物。将橡胶组合物在160℃的模具温度下硫化15分钟从而给出输送带用覆盖胶。评价因此得到的覆盖胶的耐久性和节能性。表1中示出结果。
下文详细描述表1中的组分。
1)天然橡胶，级别：RSS-3
2)T0700(产品名)，高顺式丁二烯橡胶，JSR制
3)Showblack N330(HAF)，Cabot Japan制，82m2/g的氮吸附比表面积和102ml/100g的邻苯二甲酸二丁酯吸油量，组分(b-1)
4)Sheast 300(HAFLS),Tokai Carbon制，84m2/g的氮吸附比表面积和72ml/100g的邻苯二甲酸二丁酯吸油量，组分(b-1)
5)Asahi#65(FEF)，Asahi Carbon制，42m2/g的氮吸附比表面积和121ml/100g的邻苯二甲酸二丁酯吸油量，组分(b-2)
6)Sheast 6，119m2/g的氮吸附比表面积和114ml/100g的邻苯二甲酸二丁酯吸油量，Tokai Carbon制
7)Asahi#55-HP，30m2/g的氮吸附比表面积和90ml/100g的邻苯二甲酸二丁酯吸油量，Asahi Carbon制
8)硬脂酸300(产品名)，New Japan Chemical制
9)锌华，Toho Zinc制
10)Noclac 6C(产品名)，Ouchi Shinko Chemical industry制
11)通用硫磺，Sulfax Z，Tsurumi Chemical Industry制
12)Nocceler NS-F，Ouchi Shinko Chemical Industry制
从表1中，可知的是本发明的输送带用橡胶组合物同时满足节能性和耐久性。
另一方面，在含有组分(b-1)单独作为组分(B)的情况下，如比较例1和2中，并在含有组分(b-2)单独作为组分(B)的情况下，如比较例3中，耐久性大大地降低。另外，还在相对于100质量份组分(A)，组分(B)的总含量小于25质量份的情况下，如比较例4中，耐久性大大地降低。还在组合的炭黑不对应于本发明限定的组分(b-1)和组分(b-2)中任一种的情况下，如比较例5中，耐久性大大地降低。另外，在使用组分(b-1)或组分(b-2)中任何一种但与其组合的炭黑不对应于本发明限定的组分(b-1)和组分(b-2)中任一种的情况下，如比较例6至8中，不可能同时满足耐久性和节能性。另外，在相对于100质量份组分(A)，组分(B)的含量大于55质量份的情况下，如比较例9中，耐久性大大地降低。
参考例1、实施例12至17和比较例10至15
除了以表2所示的共混比(单位：质量份)使用表2所示组分以外，以与如上相同的方法制造输送带用覆盖胶。评价获得的覆盖胶的耐久性和节能性。表2中示出结果。
下文详细描述表2中的组分。
1)天然橡胶，级别：RSS-3
2)T0700(产品名)，高顺式丁二烯橡胶，JSR制
3)Showblack N330(HAF)，82m2/g的氮吸附比表面积和102ml/100g的DBP吸油量，Cabot Japan制，组分(b-1)
4)Sheast 300(HAF-LS)，84m2/g的氮吸附比表面积和72ml/100g的DBP吸油量，Tokai Carbon制，组分(b-1)
5)Asahi#65(FEF)，42m2/g的氮吸附比表面积和121ml/100g的DBP吸油量，Asahi Carbon制，组分(b-2)
6)Sheast 6，119m2/g的氮吸附比表面积和114ml/100g的DBP吸油量，TokaiCarbon制，组分(b-3)
7)Asahi#55-HP，30m2/g的氮吸附比表面积和90ml/100g的DBP吸油量，Asahi Carbon制，组分(b-3)
8)Nipsil AQ(产品名)，BET表面积220m2/g，Tosoh Silica制
9)Si69(产品名)，双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物，Evonik DegussaJapan制
10)硬脂酸300(产品名)，New Japan Chemical制
11)锌华，Toho Zinc制
12)Noclac 6C(产品名)，Ouchi Shinko Chemical industry制
13)通用硫磺，Sulfax Z，Tsurumi Chemical Industry制
14)Nocceler NS-F，Ouchi Shinko Chemical Industry制
从表2中，可知的是进一步含有各自为特定量的组分(C)和组分(D)的本发明的输送带用橡胶组合物同时满足节能性和非常高的耐久性。
另一方面，在含有组分(b-1)单独作为组分(B)并且不含二氧化硅作为组分(C)的情况下，如比较例10中，节能性差。在含有组分(b-2)单独作为组分(B)并且不含二氧化硅作为组分(C)的情况下，如比较例11中，耐久性大大地降低。
在不含有组分(b-1)和组分(b-2)两者作为组分(B)但含有炭黑4和炭黑5作为组分(b-3)的情况下，如比较例12中，即使组合物含有组分(C)和组分(D)，耐久性也大大地降低并且节能性差。在使用组分(b-3)的炭黑4代替组分(b-2)的情况下，如比较例13中，即使组合物含有组分(C)和组分(D)，节能性也大大地降低。在使用组分(b-3)的炭黑5代替组分(b-2)的情况下，如比较例14中，即使组合物含有组分(C)和组分(D)，耐久性也大大地降低。另外，在使用组分(b-3)的炭黑4代替组分(b-1)的情况下，如比较例15中，即使组合物含有组分(C)和组分(D)，节能性也大大地降低。
产业上的可利用性
本发明的橡胶组合物同时具有优良的节能性和耐久性，因此对输送带、特别地对输送带的内部覆盖胶是有用的。

Claims (8)

1.一种输送带用橡胶组合物，其包含：
(A)100质量份二烯类聚合物，和
(B)25至55质量份炭黑，所述炭黑包括具有60至100m2/g的氮吸附比表面积和小于110ml/100g的邻苯二甲酸二丁酯吸油量的炭黑(b-1)，和具有小于60m2/g的氮吸附比表面积和110ml/100g以上的邻苯二甲酸二丁酯吸油量的炭黑(b-2)。
2.根据权利要求1所述的输送带用橡胶组合物，其中所述炭黑(b-1)与所述炭黑(b-2)的含量比[(b-1)/(b-2)]以质量比计为20/80至80/20。
3.根据权利要求1或2所述的输送带用橡胶组合物，其进一步包含：
(C)1至15质量份二氧化硅，和
(D)0.1至1.5质量份硅烷偶联剂。
4.根据权利要求1至3任一项所述的输送带用橡胶组合物，其中所述组分(A)包含15至65质量％的选自天然橡胶和异戊二烯橡胶中的至少一种，和85至35质量％的丁二烯橡胶。
5.根据权利要求4所述的输送带用橡胶组合物，其中，所述丁二烯橡胶中的顺式-1,4-键含量是90％以上。
6.根据权利要求1至5任一项所述的输送带用橡胶组合物，其进一步包含0.1至10质量份防老剂。
7.一种输送带，其利用根据权利要求1至6任一项所述的橡胶组合物而获得。
8.一种带式运输机，其上安装有根据权利要求7所述的输送带。
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