CN104194087A - 矿井提升机用摩擦衬垫及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种矿井提升机用摩擦衬垫及其制备方法，基体材料采用：粉末丁腈橡胶，酚醛树脂；硫化体系采用：硫磺、氧化镁、氧化锌、氧化铁黄、促进剂M、促进剂DM；增强材料采用：纳米白炭黑；防老化体系采用：防老剂RD、防老剂丁；增塑体系采用：DOP、硬脂酸。原料通过不同质量份的配比，经过一定顺序的混合混炼后在模具内压制成型。制得的衬垫摩擦系数高，在各种工况下的摩擦系数不小于0.3，具有高耐磨性、耐高温熔融性、耐撕裂性、耐化学腐蚀性等，还具有良好的机械性能和加工性能，不含损伤钢丝绳的物质，使用寿命长，能够满足各种摩擦设备的使用要求。

Description

矿井提升机用摩擦衬垫及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种摩擦衬垫及其制备方法，特别是涉及一种矿井提升机用摩擦衬垫及其制备方法。

背景技术

矿井提升机摩擦衬垫是矿山开采重要设备大型多绳摩擦式提升机的重要配件，其设备的提升能的大小主要取决于摩擦衬垫的摩擦系数。我国开展研制矿井提升机用的摩擦衬垫起步较晚，最早采用过牛皮、PVC、PU等高分子材料，其都因摩擦系数低被淘汰。上个世纪90年代国内开始研制新型的高性能摩擦衬垫，其摩擦系数测试值达到0.25，但在设备中无法使用，不得已采用进口材料。

由于国外的资源保护政策，对矿山行业投入逐年减少，国外对摩擦衬垫的研究近些年来基本处于停滞状态。但随着我国提升机行业的不断发展，研制一种高摩擦系数，高稳定性的国产摩擦衬垫势在必行。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种矿井提升机用摩擦衬垫，所要解决的技术问题是提高矿井提升机用摩擦衬垫的摩擦系数、机械性能及稳定性。

本发明的另一目的在于，提供一种前述矿井提升机用摩擦衬垫的制备方法。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的矿井提升机用摩擦衬垫，用于制备其的原料为：基体材料采用粉末丁腈橡胶和酚醛树脂；硫化体系采用硫磺、氧化镁、氧化锌、氧化铁黄、促进剂M和促进剂DM；增强材料采用纳米白炭黑；防老化体系采用防老剂RD和防老剂丁；增塑体系采用DOP和硬脂酸。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳的，前述的矿井提升机用摩擦衬垫，各组分质量份为：丁腈橡胶100份，酚醛树脂80～120份；硫磺2～3份、氧化镁12～18份、氧化锌3～5份、氧化铁黄8～12份、促进剂M1～2份、促进剂DM1～2份；纳米白炭黑30～45份；防老剂RD2～3份、防老剂丁2～3份；DOP1～2份、硬脂酸5～7份。

较佳的，前述的矿井提升机用摩擦衬垫，于生产过程中在搅拌机内先加入丁腈橡胶，再加入酚醛树脂、纳米白炭黑和氧化镁，混炼后，加入氧化锌、氧化铁黄、促进剂M、促进剂DM、防老剂RD、防老剂丁、DOP和硬脂酸，混炼后，最后加入硫磺混炼。

较佳的，前述的矿井提升机用摩擦衬垫，第一次混炼5分钟，第二次混炼5～10分钟，最后混炼5分钟，搅拌机内温度为60～80℃。

较佳的，前述的矿井提升机用摩擦衬垫，制备过程采用二次炼胶工艺，第一次炼胶将粉状原料初步炼成片状，炼胶温度为60～80℃，炼胶时间1h；第一次炼胶完成4h后进行第二次炼胶至胶片表面光滑，颜色均匀。

本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的制备前述的矿井提升机用摩擦衬垫的方法，包括以下步骤：

(1)搅拌机内先加入粉末丁腈橡胶，再加入酚醛树脂、纳米白炭黑、氧化镁，混炼5分钟；然后加入氧化锌、氧化铁黄、促进剂M、促进剂DM、防老剂RD、防老剂丁、DOP、硬脂酸，混炼5～10分钟；最后加入硫磺，混炼5分钟；搅拌机内的温度控制在60～80℃，混合时间15～20分钟；

(2)将(1)混合好的粉末原料冷却到室温后，进行第一次炼胶，目的是将粉状原料初步炼成片状，炼胶温度为60～80℃，炼胶时间为1小时；第一次炼胶完成4小时后进行第二次炼胶，直至胶片表面光滑，颜色均匀。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

较佳的，前述的矿井提升机用摩擦衬垫的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一：搅拌机内先加入粉末丁腈橡胶100份，再加入酚醛树脂80～120份、纳米白炭黑30～45份、氧化镁12～18份，混炼5分钟；然后加入氧化锌3～5份、氧化铁黄8～12份、促进剂M1～2份、促进剂DM1～2份、防老剂RD2～3份、防老剂丁2～3份、DOP1～2份、硬脂酸5～7份，混炼5～10分钟；最后加入硫磺2～3份，混炼5分钟；搅拌机内的温度控制在60～80℃，混合时间15～20分钟；混料完成后，将混合好的粉末料装进内衬袋、不扎口；

步骤二：将步骤一混合好的粉末原料放置17～24小时冷却到室温后，进行第一次炼胶，目的是将粉状原料初步炼成片状，炼胶温度为60～80℃，炼胶时间为1小时；第一次炼胶完成4小时后进行第二次炼胶，直至胶片表面光滑，颜色均匀；

步骤三：将步骤二炼好的胶片放置24小时后，称取原料，放入烘箱内预热15～20min，再次投入炼胶机，薄通塑炼5～10遍后，将胶片两头包裹卷成制品坯料状，放入预热至150℃的模具内，经过排气5～10次，加压9～12MPa，保温保压50min压制成型；

步骤四：压制结束后停止加热进行降温，温度降至90℃以下进行脱模，然后除去衬垫的飞边，即制得成品。

本技术方案中，丁腈橡胶对各类极性或弱极性油脂类均有较高的稳定性，同时极具优良的耐磨性。酚醛树脂既可补强又能弥补丁腈橡胶弹性不足的特性，还可以使各类添加剂更好的融合到橡胶体系中。纳米白炭黑作为增强材料，既满足摩擦衬垫的强度要求又具有良好的韧性；硬脂酸起到增塑作用。另外，本发明采用粉料分批加入原料的混合方法，采用独特的二次炼胶工艺，提高了胶片材料的均匀性，极大改善了衬垫材料的特性。制得的摩擦衬垫摩擦系数高、机械性能优异、稳定性好。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：按照本发明的材料组分和制备工艺制得的摩擦衬垫与现有的衬垫相比：具有更好的机械性能和加工性能；摩擦系数高，在各种工况下的摩擦系数不小于0.3；具有高耐磨性、耐高温熔融性、耐撕裂性、耐化学腐蚀性等；不含损伤钢丝绳的物质，使用寿命周期长，能够满足各种摩擦设备的使用要求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的矿井提升机用摩擦衬垫及其制备方法其具体实施方式、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

实施例1

本发明的矿井提升机用摩擦衬垫的制备方法如下：

步骤一：搅拌机内先加入粉末丁腈橡胶100份，再加入酚醛树脂80份、纳米白炭黑30份、氧化镁12份，混炼5分钟；然后加入氧化锌3份、氧化铁黄8份、促进剂M2份、促进剂DM2份、防老剂RD3份、防老剂丁3份、DOP2份、硬脂酸5份，混炼5～10分钟；最后加入硫磺2份，混炼5分钟。搅拌机内的温度控制在60～80℃，混合时间15～20分钟。混料完成后，将混合好的粉末料装进内衬袋、不扎口。

步骤二：将步骤一混合好的粉末原料放置17～24小时冷却到室温后，进行第一次炼胶，目的是将粉状原料初步炼成片状，炼胶温度为60～80℃，炼胶时间约为1小时，具体操作时间与物料多少有关。第一次炼胶完成4小时后进行第二次炼胶，直至胶片表面光滑，颜色基本均匀，且气泡较少。

步骤三：将步骤二炼好的胶片放置24小时后，称取原料，放入烘箱内预热15min，再次投入炼胶机，薄通塑炼5～10遍后，将胶片两头包裹卷成制品坯料状，放入预热至150℃的模具内，经过排气5～10次，加压9～12MPa，保温保压50min压制成型。

步骤四：压制结束后停止加热进行降温，温度降至90℃以下进行脱模，然后除去摩擦衬垫的飞边，即制得成品。

实施例2

与实施例1基本相同，不同之处在于原料配比：丁腈橡胶100份、酚醛树脂100份、纳米白炭黑38份、氧化镁15份、氧化锌4份、氧化铁黄10份、促进剂M1份、促进剂DM1份、防老剂RD2份、防老剂丁2份、DOP1份、硬脂酸6份、硫磺2份。

实施例3

与实施例1基本相同，不同之处在于原料配比：丁腈橡胶100份、酚醛树脂120份、纳米白炭黑45份、氧化镁18份、氧化锌5份、氧化铁黄12份、促进剂M2份、促进剂DM2份、防老剂RD3份、防老剂丁2份、DOP1份、硬脂酸7份、硫磺3份。

经试验检测，该摩擦衬垫的摩擦系数及物理机械性能，主要参数分别如表1和表2所示。

表1

表2

序号	项目	单位	测试结果
				1	密度	g/cm3	1.3
2	硬度	HD	62～67
				3	压缩强度	MPa	45
4	拉伸强度	MPa	22～25
				5	冲击强度	KJ/m2	17
6	断裂伸长率	％	20
				7	磨损率	cm3/KN m	6.0×10-6

结果表明：该摩擦衬垫的各项技术指标，能满足JB/T10347-2002的要求，部分指标高于该标准，可满足摩擦提升设备现在使用要求和未来发展需要。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种矿井提升机用摩擦衬垫，其特征在于用于制备其的原料为：

基体材料采用粉末丁腈橡胶和酚醛树脂；

硫化体系采用硫磺、氧化镁、氧化锌、氧化铁黄、促进剂M和促进剂DM；

增强材料采用纳米白炭黑；

防老化体系采用防老剂RD和防老剂丁；

增塑体系采用DOP和硬脂酸。

2.如权利要求1所述的矿井提升机用摩擦衬垫，其特征在于各组分质量份为：

丁腈橡胶100份，酚醛树脂80～120份；

硫磺2～3份、氧化镁12～18份、氧化锌3～5份、氧化铁黄8～12份、促进剂M1～2份、促进剂DM1～2份；

纳米白炭黑30～45份；

防老剂RD2～3份、防老剂丁2～3份；

DOP1～2份、硬脂酸5～7份。

3.如权利要求2所述的矿井提升机用摩擦衬垫，其特征在于于生产过程中在搅拌机内先加入丁腈橡胶，再加入酚醛树脂、纳米白炭黑和氧化镁，混炼后，加入氧化锌、氧化铁黄、促进剂M、促进剂DM、防老剂RD、防老剂丁、DOP和硬脂酸，混炼后，最后加入硫磺混炼。

4.如权利要求3所述的矿井提升机用摩擦衬垫，其特征在于第一次混炼5分钟，第二次混炼5～10分钟，最后混炼5分钟，搅拌机内温度为60～80℃。

5.如权利要求3所述的矿井提升机用摩擦衬垫，其特征在于其制备过程采用二次炼胶工艺，第一次炼胶将粉状原料初步炼成片状，炼胶温度为60～80℃，炼胶时间1h；第一次炼胶完成4h后进行第二次炼胶至胶片表面光滑，颜色均匀。

6.一种制备如权利要求1-5任一权利要求所述的矿井提升机用摩擦衬垫的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)搅拌机内先加入粉末丁腈橡胶，再加入酚醛树脂、纳米白炭黑、氧化镁，混炼5分钟；然后加入氧化锌、氧化铁黄、促进剂M、促进剂DM、防老剂RD、防老剂丁、DOP、硬脂酸，混炼5～10分钟；最后加入硫磺，混炼5分钟；搅拌机内的温度控制在60～80℃，混合时间15～20分钟；

(2)将(1)混合好的粉末原料冷却到室温后，进行第一次炼胶，目的是将粉状原料初步炼成片状，炼胶温度为60～80℃，炼胶时间为1小时；第一次炼胶完成4小时后进行第二次炼胶，直至胶片表面光滑，颜色均匀。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：搅拌机内先加入粉末丁腈橡胶100份，再加入酚醛树脂80～120份、纳米白炭黑30～45份、氧化镁12～18份，混炼5分钟；然后加入氧化锌3～5份、氧化铁黄8～12份、促进剂M1～2份、促进剂DM1～2份、防老剂RD2～3份、防老剂丁2～3份、DOP1～2份、硬脂酸5～7份，混炼5～10分钟；最后加入硫磺2～3份，混炼5分钟；搅拌机内的温度控制在60～80℃，混合时间15～20分钟；混料完成后，将混合好的粉末料装进内衬袋、不扎口；

步骤二：将步骤一混合好的粉末原料放置17～24小时冷却到室温后，进行第一次炼胶，目的是将粉状原料初步炼成片状，炼胶温度为60～80℃，炼胶时间为1小时；第一次炼胶完成4小时后进行第二次炼胶，直至胶片表面光滑，颜色均匀；

步骤三：将步骤二炼好的胶片放置24小时后，称取原料，放入烘箱内预热15～20min，再次投入炼胶机，薄通塑炼5～10遍后，将胶片两头包裹卷成制品坯料状，放入预热至150℃的模具内，经过排气5～10次，加压9～12MPa，保温保压50min压制成型；

步骤四：压制结束后停止加热进行降温，温度降至90℃以下进行脱模，然后除去衬垫的飞边，即制得成品。