CN104159957B - 输送带用橡胶组合物、输送带罩用橡胶和输送带 - Google Patents
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Abstract
提供：在不降低耐磨耗性的情况下实现了耐切割性与制造加工性之间的良好平衡的输送带用橡胶组合物；使用所述橡胶组合物获得的输送带罩用橡胶；以及使用橡胶组合物获得的输送带。具体地提供：输送带用橡胶组合物，其以特定比例包含，(A)橡胶组分，所述橡胶组分以特定比例包含苯乙烯-丁二烯橡胶混合物以及选自丁二烯橡胶和天然橡胶的至少一种橡胶，所述苯乙烯-丁二烯橡胶混合物含有一种以上的苯乙烯含量为20-25质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶和一种以上的苯乙烯含量为大于25质量％但等于或小于50质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶并且平均苯乙烯含量为28-35质量％，(B)二氧化硅，(C)树脂，和(D)特定的炭黑；使用该橡胶组合物获得的输送带罩用橡胶；以及使用该橡胶组合物获得的输送带。
Description
技术领域
本发明涉及输送带用橡胶组合物、使用所述组合物的输送带罩用橡胶和输送带。更详细地，本发明涉及作为包括上面罩橡胶、补强材料和下面罩橡胶的输送带的上面罩用橡胶是有用的输送带用橡胶组合物，通过使用所述橡胶组合物形成的输送带罩用橡胶和通过使用所述橡胶组合物提供的输送带。
背景技术
输送带作为物品输送手段是极有用的，并且在很多场所使用。
输送带通常包括上面罩橡胶、补强材料和下面罩橡胶。特别是，上面罩橡胶可通过对搭载其上的被输送物的摩擦而容易地磨耗，并且例如，当通过被输送物的角施加冲击时，存在可能使上面罩橡胶龟裂的担心。因此，为了延长整个带的寿命的目的，必须满足耐磨耗性和耐切割性(cuttingresistance)二者。
上述性能中，为了改进耐切割性和耐冲击性，公开了一种输送带罩用橡胶组合物，其相对于100质量份的其中天然橡胶与苯乙烯-丁二烯橡胶的共混比(质量比)为50/50-80/20的橡胶，包含45-65质量份的氮吸附比表面积为100m2/g以上和DBP吸油量为100cm3/100g以上的炭黑、5-20质量份二氧化硅和2-7质量份树脂(参照专利文献1)。然而，所述橡胶组合物在耐磨耗性方面仍是不令人满意的。
与此相反，为了满足耐磨耗性和耐切割性二者，公开了一种输送带用橡胶组合物，其相对于(A)100质量份的其中含有90-60质量份苯乙烯-丁二烯橡胶和10-40质量份丁二烯橡胶和/或天然橡胶的橡胶组分，包含(B)50-70质量份的氮吸附比表面积为100m2/g以上的炭黑和(C)10-30质量份树脂(参照专利文献2)。所述橡胶组合物在其耐冲击性和耐切割性二者方面可在一定程度上改进，但仍有改进耐切割性的余地，此外，橡胶组合物具有制造加工性差的另一问题。
引文列表
专利文献
专利文献1：JP2000-198517A
专利文献2：JP2006-199892A
发明内容
发明要解决的问题
在如上所述的情况下，本发明的目的是提供一种在不降低其耐磨耗性的情况下满足耐切割性和制造加工性二者的输送带用橡胶组合物，并且进一步提供通过使用所述橡胶组合物形成的输送带罩用橡胶和通过使用橡胶组合物提供的输送带。
用于解决问题的方案
本发明人为了解决上述问题的目的刻苦研究，结果，发现当使用通过将其苯乙烯含量不同的两种以上的SBR混合制备的具有特定的平均苯乙烯含量的SBR时，于是可解决上述问题。基于这些发现完成了本发明。具体地，本发明涉及以下[1]-[4]。
[1]一种输送带用橡胶组合物，相对于(A)100质量份的其中含有100-70质量份苯乙烯-丁二烯橡胶和0-30质量份选自丁二烯橡胶和天然橡胶的至少一种的橡胶组分，所述橡胶组合物包含(B)5-20质量份二氧化硅、(C)10-30质量份树脂和(D)40-70质量份具有100m2/g以上的根据JISK6217-2:2001(下同)测量的氮吸附比表面积的炭黑，并且其中苯乙烯-丁二烯橡胶为平均苯乙烯含量为28-35质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶混合物，所述苯乙烯-丁二烯橡胶混合物包含一种以上的苯乙烯含量为20-25质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶和一种以上的苯乙烯含量大于25质量％且等于或小于50质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶。
[2]根据以上[1]的输送带用橡胶组合物，其中苯乙烯-丁二烯橡胶混合物包含40-70质量％的苯乙烯含量为20-25质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶和30-60质量％的苯乙烯含量大于25质量％且等于或小于50质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶。
[3]一种输送带罩用橡胶，其通过使用以上[1]或[2]的橡胶组合物形成。
[4]一种输送带，其通过使用以上[1]或[2]的橡胶组合物提供。
发明的效果
根据本发明，提供一种在不降低其耐磨耗性的情况下满足耐切割性和制造加工性二者的输送带用橡胶组合物，并且进一步提供通过使用所述橡胶组合物形成的输送带罩用橡胶和通过使用所述橡胶组合物提供的输送带。
具体实施方式
在本说明书中，可任意采用并任意组合优选的说明。优选的说明的组合可以说是更优选的。
在本发明中，作为苯乙烯-丁二烯橡胶(以下，称为SBR)，采用SBR混合物，所述SBR混合物包含一种以上的苯乙烯含量为20-25质量％(优选22-25质量％)的SBR和一种以上的苯乙烯含量为大于25且等于或小于50质量％(优选30-50质量％，更优选40-50质量％)的SBR。该SBR混合物的平均苯乙烯含量为28-35质量％，优选30-35质量％。
使用此类SBR混合物，橡胶组合物在不降低其耐磨耗性的情况下满足耐切割性和制造加工性二者。
SBR混合物可包含一种以上的苯乙烯含量未落在上述两个特定范围内的SBR，只要其平均苯乙烯含量落在上述范围内即可。然而，从如耐磨耗性和耐切割性等橡胶性质和橡胶组合物的加工性的观点，SBR混合物优选包含40-70质量％的苯乙烯含量为20-25质量％的SBR，和30-60质量％的苯乙烯含量大于25且等于或小于50质量％的SBR。
作为SBR，可采用乳液聚合的SBR和溶液聚合的SBR的任一种。还可使用商购品，例如，作为乳液聚合的SBR，提及JSR1500、JSR1502、JSR1712(苯乙烯含量均为23.5质量％)、JSR0122(苯乙烯含量为37质量％)、JSR0202(苯乙烯含量为46质量％)(均由JSR制造)等；和作为溶液聚合的SBR，提及SL552(苯乙烯含量为24质量％)、SL555(苯乙烯含量为24质量％)、SL556(苯乙烯含量为24质量％)、SL574(苯乙烯含量为15质量％)(均由JSR制造)等。
作为丁二烯橡胶(以下，称为BR)，此处可使用通过用镍系催化剂聚合而制造的BR，例如，BR01和BR11(二者由JSR制造)，或通过用锂系催化剂聚合而制造的BR，例如，BR71(由JSR制造)。优选通过用钕系催化剂聚合而制造的丁二烯橡胶(以下，称为Nd-BR)。此处，BR的双键部分包括顺式和反式。在用于本发明的Nd-BR中，优选地，顺式占据80％以上、更优选90％以上。这是因为，当顺式占据小于80％时，橡胶组合物的耐磨耗性可能是差的。
已知各种钕系催化剂，并且此处可使用含有钕的化合物以及它们的与路易斯碱的反应产物等。具体地，优选与钕的羧酸盐、磷酸盐、亚磷酸盐、醇盐等。
作为助催化剂，优选使用铝氧烷(aluminoxanes)，并且特别优选甲基铝氧烷。
Nd-BR优选末端改性。对于Nd-BR的末端改性，可采用使用改性剂将Nd-BR的活性末端改性的方法。改性剂的实例包括如四氯化锡、四溴化锡等锡卤化物；如氯化三丁基锡等卤化有机锡化合物；如四氯化硅、三乙基氯硅烷(chlorotriethylsilane)等硅化合物；如异氰酸苯酯等含有异氰酸酯基的化合物；酰胺化合物、内酰胺化合物、脲化合物、异氰脲酸衍生物等。其中，特别优选使用锡系化合物用于末端改性。用于本发明的末端改性的Nd-BR，分子量没有特别的限定。
组分(A)的橡胶组分包含100-70质量份SBR和0-30质量份的选自BR和天然橡胶的至少一种。在组分(A)中，当SBR含量为小于70质量份时，于是耐切割性降低。
除了上述SBR、BR和天然橡胶以外，根据输送带的用途和在不与本发明的目的相矛盾的范围内，橡胶组分可包含少量(例如，优选10质量份以下，更优选5质量份以下)的任何其它各种合成橡胶。其它合成橡胶优选为异戊二烯橡胶、丁基橡胶、卤代丁基橡胶，更优选溴化丁基橡胶、具有对甲基苯乙烯基的丁基橡胶、(具体地，异丁烯和对-卤代甲基苯乙烯的共聚物等)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)等。本发明的天然橡胶的一部分可以用异戊二烯橡胶取代。
组分(B)的二氧化硅没有特别地限定。干式二氧化硅和湿式二氧化硅的任一种是可用的。商购品也是可用的，例如，提及NipsealAQ(商品名：湿式二氧化硅，由TosohSilica制造)等。
二氧化硅的共混量相对于100质量份橡胶组分为5-20质量份。这是因为，当二氧化硅的共混量为大于20质量份时，于是制造加工性降低，并且当小于5质量份时，于是耐切割性降低，由此不能满足本发明的目的。
组分(C)的树脂没有特别地限定。考虑到耐切割性、耐磨耗性和制造加工性，优选使用松香系树脂、二环戊二烯树脂、石油系烃树脂(脂肪族和芳香族二者的树脂是可用的)、芳香族多元羧酸-脂肪族多元醇缩合物、苯并呋喃树脂的单一物质或它们的共混物。
树脂的共混量相对于100质量份橡胶组分为10-30质量份。这是因为，当树脂的共混量为大于30质量份时，于是耐磨耗性降低，并且当小于10质量份时，于是耐切割性降低，并且可满足本发明的目的。从相同的观点，树脂的共混量相对于100质量份橡胶组分优选为15-30质量份，更优选15-25质量份。
作为组分(D)的炭黑，此处使用ISAF级以上的炭黑，即具有100m2/g以上的氮吸附比表面积的炭黑。作为ISAF级炭黑，可使用ISAF(N220)，例如Asahi#80(氮吸附比表面积115m2/g，DBP吸油量(根据JISK6217-4:2001，下同)113ml/100g，由AsahiCarbon制造)等，和ISAF-HS(N234)，例如Sheast7HM(氮吸附比表面积126m2/g，DBP吸油量125ml/100g，由TokaiCarbon制造)等。其中，优选高结构炭黑，即具有120ml/100g以上的DBP吸油量的ISAF级以上的炭黑。
炭黑的氮吸附比表面积和DBP吸油量的上限没有特别地限定。优选地，氮吸附比表面积为150m2/g以下，和DBP吸油量为150ml/100g以下。
炭黑的共混量相对于100质量份橡胶组分为40-70质量份。这是因为当炭黑的共混量为大于70质量份时，于是加工性降低，并且当小于40质量份时，于是耐磨耗性和耐切割性降低，并且不能满足本发明的目的。
通常，将作为硫化剂的硫磺引入本发明的橡胶组合物中。硫磺的共混量相对于100质量份橡胶组分优选为在0.3-5质量份的范围内。当硫磺的共混量为小于0.3质量份时，于是不能获得充分的硫化效果并且不能达到目标性能。当大于5质量份时，于是橡胶将是脆的，由此提供橡胶的耐疲劳性降低等一些不利结果。
除了上述组分以外，可以将通常用于橡胶工业领域的任何其它添加剂以适宜的共混量引入本发明的橡胶组合物中。具体地，提及如芳香油等软化剂；硫化促进剂，例如，如二苯胍等胍类，如巯基苯并噻唑等噻唑类，如N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、N,N'-二环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺等次磺酰胺类，如二硫化四甲基秋兰姆等秋兰姆类等；如氧化锌等硫化促进助剂；防老剂，例如，如聚(2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉)、苯基-α-萘胺、N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-对苯二胺等胺类等。
本发明的橡胶组合物可通过使用如开放混合式捏合辊、密闭式班伯里密炼机等捏合机捏合组分而获得。随即，使用压延机、挤出机等将获得的橡胶组合物成型为片状。将片状橡胶组合物粘贴至用作补强材料的帆布或钢丝帘线的芯材以覆盖并且密封芯材，然后硫化，从而获得输送带。
如上所述，输送带通常包括上面罩橡胶、补强材料和下面罩橡胶，其中使上面罩橡胶与被输送物接触。在包括上面罩橡胶、补强材料和下面罩橡胶的本发明的输送带中，将本发明的橡胶组合物用于上面罩橡胶。补强材料和下面罩橡胶可以为迄今已知的各种带用的那些，但不用说，本发明的橡胶组合物可用于下面罩橡胶而没有问题。本发明的输送带可用于迄今已知的输送带。具体地，本发明还提供安装有由本发明的橡胶组合物形成的橡胶带代替传统地已知的输送带用带的输送带。
实施例
参考以下实施例更详细地描述本发明；然而，不通过这些实施例将本发明限定于此。
此处，以下描述评价方法。
(耐切割性：落锤切割试验)
使尺寸为长60mm×宽70mm×高30mm的橡胶块硫化，从而制备试样。在室温下，其上安装有15kg重量的角度为60度的锋利的刀刃从80cm的高度落下至试样，并且测量形成的龟裂的深度(mm)。具有越小的龟裂深度的试样具有越良好的耐切割性。
(耐磨耗性：DIN磨耗试验)
使用DIN耐磨耗试验机，根据JISK6264-2:2005进行耐磨耗试验。耐磨耗试验在室温下进行，并且以mm3计表示磨耗量。具有越少的磨耗量的试样具有越良好的耐磨耗性。
(制造加工性)
用10英寸的辊压机(辊温度60℃)压延1kg腻子橡胶(puttyrubber)，以具有厚度为4mm，于是确认辊加工性。
将没有特别问题的试样判定为良好“O”，并且将不能围绕辊卷绕的那些或粘贴至辊并且难以切下的那些判定为差“×”。
实施例1-15和比较例1-6
根据表1和表2所示的配方制备橡胶组合物，并且评价落锤切割试验和DIN磨耗试验以及制造加工性。结果显示在表1和表2中。
[表1]
[表2]
以下描述用于表1和表2的组合物的组分。
*SBR1：JSR1500(由JSR制造/苯乙烯含量23.5质量％)
*SBR2：JSR0202(由JSR制造/苯乙烯含量46.0质量％)
*SBR3：JSR0122(由JSR制造/苯乙烯含量37.0质量％)
*BR：T0700(由JSR制造/钕催化剂BR，助催化剂：甲基铝氧烷)
*天然橡胶：BR01(由JSR制造)
*二氧化硅：NipsealAQ(由TosohSilica制造)
*树脂1：Quintone1920(由NipponZeon制造/二环戊二烯-苯乙烯类石油树脂C4-5烃共聚物)
*树脂2：高松香S(由TaishaPineEssentialOil制造/松香)
*树脂3：EsukuronV-120(由OuchiShinkoChemical制造/苯并呋喃树脂)
*炭黑N234：Sheast7HM(由TokaiCarbon制造/氮吸附比表面积126m2/g，DBP吸油量125ml/100g)
*防老剂RD：聚(2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉)(由OuchiShinkoChemical制造，“Noclac224”)
*防老剂6C：N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-对苯二胺(由SumitomoChemical制造，“ANTIGENE6C”)
*硫化促进剂CZ：N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(由OuchiShinkoChemical制造，“NoccelerCZ”)
如从表1可见，实施例的橡胶组合物在不降低低耐磨耗性的情况下满足耐切割性和制造加工性二者。
另一方面，以下从表2可以看出。关于其中SBR混合物的苯乙烯含量和混合物在橡胶组分中的共混量在规定的范围外的比较例1，耐切割性差。关于其中二氧化硅的共混量少的比较例2，耐切割性差；和关于其中二氧化硅的共混量多的比较例3，耐磨耗性低并且制造加工性恶化。关于其中树脂的共混量少的比较例4，耐切割性差；以及关于其中树脂的共混量多的比较例5，耐磨耗性差并且制造加工性恶化。关于其中SBR混合物的苯乙烯含量少的比较例6，耐切割性差。
产业上的可利用性
本发明的输送带用橡胶组合物在不降低其耐磨耗性的情况下满足耐切割性和制造加工性二者，并且有利地用于输送带等，特别是用于输送带罩。
Claims (4)
1.一种输送带用橡胶组合物，相对于(A)100质量份的其中含有100-70质量份苯乙烯-丁二烯橡胶和0-30质量份选自丁二烯橡胶和天然橡胶的至少一种的橡胶组分，所述橡胶组合物包含(B)5-20质量份二氧化硅、(C)10-30质量份树脂和(D)40-70质量份具有100m2/g以上的根据JISK6217-2:2001测量的氮吸附比表面积的炭黑，并且其中所述苯乙烯-丁二烯橡胶为平均苯乙烯含量为28-35质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶混合物，所述苯乙烯-丁二烯橡胶混合物包含一种以上的苯乙烯含量为20-25质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶和一种以上的苯乙烯含量大于25质量％且等于或小于50质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶。
2.根据权利要求1所述的输送带用橡胶组合物，其中所述苯乙烯-丁二烯橡胶混合物包含40-70质量％的苯乙烯含量为20-25质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶和30-60质量％的苯乙烯含量大于25质量％且等于或小于50质量％的苯乙烯-丁二烯橡胶。
3.一种输送带罩用橡胶，其通过使用权利要求1或2所述的橡胶组合物形成。
4.一种输送带，其通过使用权利要求1或2所述的橡胶组合物提供。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160511 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |