CN104675922B - 一种高强度同步带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高强度同步带，该同步带包括同步带骨架及包贴在同步带骨架外面的胶片，胶片的原料按重量计包括以下组分：氢化丁腈橡胶70～90份，氯丁橡胶10～30份，反式1,4‑聚异戊二烯14～25份，甲基丙烯酰氧基硅烷4～8份，芳纶浆粕5～15份，补强树脂SP‑670110～20份，炭黑20～40份，过氧化物交联剂4～7份，助交联剂1～4份，六亚甲基四胺0.5～1.5份，增塑剂2～5份，防老剂1～3份。本发明还涉及上述同步带的制备方法，本发明中将氢化丁腈橡胶与氯丁橡胶并用，使二者在性能进行互补，有效提高了同步带胶片的耐磨耐热性能好，而反式1,4‑聚异戊二烯、甲基丙烯酰氧基硅烷、芳纶浆粕的使用则提高了同步带的抗剪切强度高及质量稳定性。

Description

一种高强度同步带及其制备方法
技术领域
本发明涉及同步带技术领域，具体指一种机械性能好的高强度同步带，本发明还涉及上述高强度同步带的制备方法。
背景技术
同步带是一根内周表面设有等间距齿的环形带，转动时，通过带齿和齿轮的齿槽啮合来传递动力。同步带综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点，具有传动效率高、传动比准确、传动比范围大、传动平稳、对轴作用力小、噪音小、节能等优点。
早期的同步带主体多是采用聚氨酯橡胶制造，聚氨酯橡胶具有一般液体橡胶的优点，耐磨性好、工艺简单、成型方便，但是，聚氨酯橡胶的耐热和耐水性较差，在80℃左右就容易发粘，在潮湿的环境下容易水解，导致同步带的强度明显下降。为了解决这一问题，经过不断研究改进，氯丁橡胶成为代替聚氨酯橡胶制备同步带的主要基材，氯丁橡胶具有优异的耐气候老化、耐油、阻燃和突出的粘合性能。如授权公告号为CN1307249C的中国发明专利《汽车同步带及其制造方法》(申请号：200410060888.4)所披露，该同步带由布套、NGF线绳及外层的胶片组成，胶片由GRT氯丁橡胶、MGO、顺丁橡胶、古马隆、ZNO、ODA防老剂、DLE-W、硬脂酸、碳黑、NA-22、防老剂甲经混炼、压延而成。由于氯丁橡胶稳定性差、易焦烧、耐热性较差，导致该同步带的抗拉强度不高、形变大、使用寿命短，一般疲劳寿命仅为6万公里左右。
为了解决上述问题，现有技术中逐渐出现了氢化丁腈橡胶(HNBR)制作的同步带，如申请公布号为CN103992535A的中国发明专利申请《高性能HNBR汽车同步带及其工艺流程》(申请号：201310742220.7)所披露，其采用HNBR橡胶、短纤维及硫磺作为原料，并配以配合剂制成，配合剂包括促进剂、防老剂、炭黑、软化剂。该类同步带能基本满足现代机械传动的要求，与氯丁橡胶相比，HNBR橡胶具有优异的耐高温和耐低温性能，有优异的物理机械性能、耐臭氧、耐油性能，并且具有类似丁腈橡胶的良好加工工艺性能。但在现有的加工条件下，HNBR橡胶制作的同步带强力和弹性都较低，内部不可避免地存在着微裂纹、杂质、微空隙等微观缺陷；并且，该同步带的抗剪切强度及耐高温、耐磨性能不够理想，容易导致掉齿、齿部变形、传动功率及使用寿命的降低等问题。
因此，对于目前的同步带，有待于做进一步的改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种抗剪切强度高、耐磨耐热性能好、质量性能稳定且使用寿命长的高强度同步带。
本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种上述高强度同步带的制备方法，该方法制造工艺简单、成本低。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高强度同步带，该同步带包括同步带骨架及包贴在同步带骨架外面的胶片，其特征在于：
所述胶片的原料按重量计包括以下组分：
作为本发明的进一步改进，所述同步带骨架包括布套及以网络结构缠绕在该布套上的骨架纱线，该骨架纱线由聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维与聚丙烯腈纤维混纺编织而成。
更进一步的，所述炭黑为高耐磨炭黑N330与快压出炭黑N550的混合物，且所述高耐磨炭黑N330与快压出炭黑N550的质量比为1:0.5～2。
作为优选，所述的过氧化物交联剂为过氧化二异丙苯或2,5-二甲基-2,5-二(叔丁过氧基)己烷。
优选地，所述的助交联剂为HVA-2、三烯丙基异氰脲酸、TMPT、1,2-PB中的一种。
优选地，所述的增塑剂为Thiokol TP-95、Adiksizer C-9N、TOTM、TINTM中的一种。
优选地，所述的防老剂为MB、Naugard445、4010、RD、BLE、ODA、TPPD中的一种。
一种上述高强度同步带的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)制备胶片
按重量计，将70～90份氢化丁腈橡胶和10～30份氯丁橡胶分别在开炼机上薄通4～6次，然后将塑炼后的氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶混合薄通打三角包10～12次；
向上述氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶的混合物中加入2～5份增塑剂、1～3份防老剂、14～25份反式1,4-聚异戊二烯、4～8份甲基丙烯酰氧基硅烷、5～15份芳纶浆粕、20～40份炭黑、10～20份补强树脂SP-6701、4～7份过氧化物交联剂、1～4份助交联剂、0.5～1.5份六亚甲基四胺进行混炼，每加入一种组分后，左右割刀3/4翻炼两次，所有组分添加完毕后薄通6次出片得到所述的胶片，放置24h后备用；
(2)制备同步带骨架
将所述的聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维与聚丙烯腈纤维按照重量比3:7，依次经过清花、梳棉、预并、条卷、精梳、头并、二并及三并工序纺制得到所述的骨架纱线；
在模具上均匀地涂一层脱模剂，然后在该模具上套上相应的布套，吊装于成型主机上；分别将2根S捻和2根Z捻的骨架纱线从张力器上引出，在30～50N的缠绕应力下缠绕在布套上，即得到所述的同步带骨架；
(3)将步骤(1)所得胶片包贴在步骤(2)所得同步带骨架上后置于平板硫化机上硫化，硫化条件为160℃×10MPa×tc90，硫化完毕后停放24h，卸料并进行外周处理即得到所述的高强度同步带。
在上述方案中，所述聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维的制备方法包括以下步骤：
a)按重量计，将1～2份氧化石墨烯溶解于100～150份N,N-二甲基甲酰胺中，超声分散均匀后加入100～200份丙烯腈和5～8份引发剂，先将反应体系通氮气清洗40～60min，然后在氮气氛围、65℃、搅拌作用下反应48～50h，反应完毕后将反应体系暴露于空气中终止反应；
b)向a)的生成物体系中加入500～600份甲醇得到灰色沉淀物，将该灰色沉淀物置于50～100份N,N-二甲基甲酰胺中并进行离心处理，取离心处理后所得的胶状物溶于50～100份N,N-二甲基甲酰胺中备用；
c)将b)中所得胶状物溶液进行湿法纺丝：将胶状物溶液从喷丝头喷入凝固浴中，该凝固浴为甲醇与水按照体积比1:1混合而成，喷嘴的内径为1±0.1mm，喷出速度为1.25mL/min，保留纤维在凝固浴中浸泡30～60s，然后将其拉起，卷绕速度为30rad/min，将所得纤维在室温下干燥30～50min，然后于真空下50℃干燥12～24h即得到所述的聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维。
作为优选，所述的引发剂为过氧化环己酮、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种。
所述的布套是以刮胶尼龙变形纱为材料织制而成的，这种织物的径向不伸长，纬向具有约150％的伸长量，能很好地满足同步带的工艺性能，且与带轮材料的摩擦系数小、生热小，能较好的符合传动使用要求。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)氢化丁腈橡胶具有较好的耐磨性、耐热性及较高的机械强度，但氢化丁腈橡胶价格昂贵，耐低温性能、加工性能、自粘性和互粘性不是很好，动态疲劳性能、弹性及耐氧老化性能也较差；而氯丁橡胶的耐热性能、耐油性能和动态疲劳性能较优异，特别是自粘性和互粘性在所有橡胶中名列前茅，较氢化丁腈橡胶而言，氯丁橡胶的耐低温性能以及阻燃性能更为优异，且氯丁橡胶的价格低廉；本发明将氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶并用，使二者可以取长补短，从而在整体上提高同步带的耐磨耐热性能；
(2)本发明中使用的反式1,4-聚异戊二烯是一种结晶性高聚物，其分子链在晶区内有序排列，使其活动性降低，具有较高的耐热氧老化性能，这些微晶分布在氢化丁腈橡胶及氯丁橡胶中起到了物理交联的作用，从而增大了胶料的交联密度，氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶与1,4-聚异戊二烯同时使用时形成了一种互穿网络结构，从而进一步弥补了氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶的缺陷，在整体上提高了同步带的使用性能；
(3)本发明中使用的甲基丙烯酰氧基硅烷同时含有两种不同化学性质的基团，在加热的条件下甲基丙烯酰氧基硅烷中的不饱键-C＝C-、-C＝O-会与氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶、反式1,4-聚异戊二烯中的不饱和键-C＝C-进行接枝反应，从而提高了氢化丁腈橡、氯丁橡胶与反式1,4-聚异戊二烯之间的相容性，进一步强化了氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶与反式1,4-聚异戊二烯互补作用；同时，甲基丙烯酰氧基硅烷中的硅烷也使同步带整个体系具有更优异的耐热性；
(4)本发明中使用的芳纶浆粕具有高度分散性，且其保留了芳纶的大部分性能，将芳纶浆粕纤维的强度和橡胶的弹性有机结合，从而使本发明同步带橡胶基体的抗拉强度、模量和抗蠕变性能得到加强，改善了同步带的抗撕裂性能，降低了同步带的裂纹扩展速率和疲劳生热量，从而大幅度延长了同步带的使用寿命；
(5)本发明中的聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维与聚丙烯腈纤维之间具有很好的相容性，且两者与胶料主体的氢化丁腈橡胶以及氯丁橡胶的相容性也不错，用聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维与聚丙烯腈纤维混纺得到的纱线编织的同步带骨架，与同步带胶料的黏附力较强，能够很好地融合为一个整体，更有益于同步带骨架支撑性能的发挥；而且聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维模仿了生物上贝壳的微观构造，其力学性能较普通的聚合物材料更为优异，且比同等粗细的钢筋材料的机械性能更好，从而使同步带具有较高的抗剪切强度，同时，聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维赋予了同步带一定的柔韧性，使得同步带使用过程中的质量性能更加稳定；
(6)补强树脂SP-6701在加工过程中具有良好的塑性，有利于填料的分散，它与六亚甲基四胺配合使用，能与橡胶分子形成互穿网络结构，提高硫化胶的硬度、定伸性能、撕裂强度及耐磨性能，延长胶料的焦烧时间，降低胶料的门尼黏度，使得胶料能够更好地混炼均匀，并能够流畅地进行挤出加工以及成型，使所得到的同步带整体均匀性更好，不易出现局部应力聚集现象，不仅提高了同步带的整体强度，也有效延长了同步带的使用寿命。
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。
实施例1：
本实施例的高强度同步带包括同步带骨架及包贴在同步带骨架外面的胶片，该胶片的原料按重量计包括以下组分：
上述炭黑为高耐磨炭黑N330与快压出炭黑N550按照重量为比1:1.5的混合物。
上述高强度同步带的制备方法包括以下步骤：
(1)制备胶片
将氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶分别在开炼机上薄通4次，然后将塑炼后的氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶混合薄通打三角包10次；
向上述氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶的混合物中加入增塑剂TOTM、防老剂4010、反式1,4-聚异戊二烯、甲基丙烯酰氧基硅烷、芳纶浆粕、炭黑、补强树脂SP-6701、过氧化二异丙苯、助交联剂TMPT、六亚甲基四胺进行混炼，每加入一种组分后，左右割刀3/4翻炼两次，所有组分添加完毕后薄通6次出片得到所述的胶片，放置24h后备用；
(2)制备同步带骨架
将聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维与聚丙烯腈纤维按照重量比3:7，依次经过清花、梳棉、预并、条卷、精梳、头并、二并及三并工序纺制得到骨架纱线；
在模具上均匀地涂一层脱模剂，然后在该模具上套上相应的布套，吊装于成型主机上；分别将2根S捻和2根Z捻的骨架纱线从张力器上引出，在30N的缠绕应力下缠绕在布套上，即得到同步带骨架；
(3)将步骤(1)所得胶片包贴在步骤(2)所得同步带骨架上后置于平板硫化机上硫化，硫化条件为160℃×10MPa×tc90，硫化完毕后停放24h，卸料并进行外周处理即得到所述的高强度同步带。
上述步骤(2)中聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维的制备方法包括以下步骤：
a)按重量计，将2份氧化石墨烯溶解于150份N,N-二甲基甲酰胺中，超声分散均匀后加入200份丙烯腈和8份偶氮二异丁腈，先将反应体系通氮气清洗50min，然后在氮气氛围、65℃、搅拌作用下反应48h，反应完毕后将反应体系暴露于空气中终止反应；
b)向生成物体系中加入600份甲醇得到灰色沉淀物，将该灰色沉淀物置于100份N,N-二甲基甲酰胺中并进行离心处理，取离心处理后所得的胶状物溶于100份N,N-二甲基甲酰胺中备用；
c)将b)中所得胶状物溶液进行湿法纺丝：将胶状物溶液从喷丝头喷入凝固浴中，该凝固浴为甲醇与水按照体积比1:1混合而成，喷嘴的内径为1±0.1mm，喷出速度为1.25mL/min，保留纤维在凝固浴中浸泡50s，然后将其拉起，卷绕速度为30rad/min，将所得纤维在室温下干燥30min，然后于真空下50℃干燥12h即得到聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维。
实施例2：
本实施例的高强度同步带包括同步带骨架及包贴在同步带骨架外面的胶片，该胶片的原料按重量计包括以下组分：
上述炭黑为高耐磨炭黑N330与快压出炭黑N550按照重量为比1:0.5的混合物。
上述高强度同步带的制备方法包括以下步骤：
(1)制备胶片
将氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶分别在开炼机上薄通5次，然后将塑炼后的氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶混合薄通打三角包12次；
向上述氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶的混合物中加入增塑剂Thiokol TP-95、防老剂MB、反式1,4-聚异戊二烯、甲基丙烯酰氧基硅烷、芳纶浆粕、炭黑、补强树脂SP-6701、过氧化二异丙苯、助交联剂HVA-2、六亚甲基四胺进行混炼，每加入一种组分后，左右割刀3/4翻炼两次，所有组分添加完毕后薄通6次出片得到所述的胶片，放置24h后备用；
(2)制备同步带骨架
将聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维与聚丙烯腈纤维按照重量比3:7，依次经过清花、梳棉、预并、条卷、精梳、头并、二并及三并工序纺制得到骨架纱线；该步骤中聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维的制备方法与实施例1相同；
在模具上均匀地涂一层脱模剂，然后在该模具上套上相应的布套，吊装于成型主机上；分别将2根S捻和2根Z捻的骨架纱线从张力器上引出，在40N的缠绕应力下缠绕在布套上，即得到同步带骨架；
(3)将步骤(1)所得胶片包贴在步骤(2)所得同步带骨架上后置于平板硫化机上硫化，硫化条件为160℃×10MPa×tc90，硫化完毕后停放24h，卸料并进行外周处理即得到所述的高强度同步带。
本实施例中聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维的制备方法与实施例1相同。
实施例3：
本实施例的高强度同步带包括同步带骨架及包贴在同步带骨架外面的胶片，该胶片的原料按重量计包括以下组分：
上述炭黑为高耐磨炭黑N330与快压出炭黑N550按照重量为比1:2的混合物。
上述高强度同步带的制备方法包括以下步骤：
(1)制备胶片
将氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶分别在开炼机上薄通6次，然后将塑炼后的氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶混合薄通打三角包11次；
向上述氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶的混合物中加入增塑剂Adiksizer C-9N、防老剂Naugard445、反式1,4-聚异戊二烯、甲基丙烯酰氧基硅烷、芳纶浆粕、炭黑、补强树脂SP-6701、2,5-二甲基-2,5(二叔丁过氧基)己烷、助交联剂-三烯丙基异氰脲酸、六亚甲基四胺进行混炼，每加入一种组分后，左右割刀3/4翻炼两次，所有组分添加完毕后薄通6次出片得到所述的胶片，放置24h后备用；
(2)制备同步带骨架
将聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维与聚丙烯腈纤维按照重量比3:7，依次经过清花、梳棉、预并、条卷、精梳、头并、二并及三并工序纺制得到骨架纱线；该步骤中聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维的制备方法与实施例1相同；
在模具上均匀地涂一层脱模剂，然后在该模具上套上相应的布套，吊装于成型主机上；分别将2根S捻和2根Z捻的骨架纱线从张力器上引出，在50N的缠绕应力下缠绕在布套上，即得到同步带骨架；
(3)将步骤(1)所得胶片包贴在步骤(2)所得同步带骨架上后置于平板硫化机上硫化，硫化条件为160℃×10MPa×tc90，硫化完毕后停放24h，卸料并进行外周处理即得到所述的高强度同步带。
本实施例中聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维的制备方法与实施例1相同。
实施例4：
本实施例的高强度同步带包括同步带骨架及包贴在同步带骨架外面的胶片，该胶片的原料按重量计包括以下组分：
上述炭黑为高耐磨炭黑N330与快压出炭黑N550按照重量为比1:1的混合物。
上述高强度同步带的制备方法包括以下步骤：
(1)制备胶片
将氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶分别在开炼机上薄通4次，然后将塑炼后的氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶混合薄通打三角包12次；
向上述氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶的混合物中加入增塑剂TOTM、防老剂ODA、反式1,4-聚异戊二烯、甲基丙烯酰氧基硅烷、芳纶浆粕、炭黑、补强树脂SP-6701、2,5-二甲基-2,5(二叔丁过氧基)己烷、助交联剂1,2-PB、六亚甲基四胺进行混炼，每加入一种组分后，左右割刀3/4翻炼两次，所有组分添加完毕后薄通6次出片得到所述的胶片，放置24h后备用；
(2)制备同步带骨架
将聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维与聚丙烯腈纤维按照重量比3:7，依次经过清花、梳棉、预并、条卷、精梳、头并、二并及三并工序纺制得到骨架纱线；
在模具上均匀地涂一层脱模剂，然后在该模具上套上相应的布套，吊装于成型主机上；分别将2根S捻和2根Z捻的骨架纱线从张力器上引出，在35N的缠绕应力下缠绕在布套上，即得到同步带骨架；
(3)将步骤(1)所得胶片包贴在步骤(2)所得同步带骨架上后置于平板硫化机上硫化，硫化条件为160℃×10MPa×tc90，硫化完毕后停放24h，卸料并进行外周处理即得到所述的高强度同步带。
本实施例中聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维的制备方法与实施例1相同。
实施例5：
本实施例的高强度同步带包括同步带骨架及包贴在同步带骨架外面的胶片，该胶片的原料按重量计包括以下组分：
上述炭黑为高耐磨炭黑N330与快压出炭黑N550按照重量为比1:1.2的混合物。
上述高强度同步带的制备方法包括以下步骤：
(1)制备胶片
将氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶分别在开炼机上薄通5次，然后将塑炼后的氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶混合薄通打三角包10次；
向上述氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶的混合物中加入增塑剂TINTM、防老剂TPPD、反式1,4-聚异戊二烯、甲基丙烯酰氧基硅烷、芳纶浆粕、炭黑、补强树脂SP-6701、过过氧化二异丙苯、助交联剂TMPT、六亚甲基四胺进行混炼，每加入一种组分后，左右割刀3/4翻炼两次，所有组分添加完毕后薄通6次出片得到所述的胶片，放置24h后备用；
(2)制备同步带骨架
将聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维与聚丙烯腈纤维按照重量比3:7，依次经过清花、梳棉、预并、条卷、精梳、头并、二并及三并工序纺制得到骨架纱线；
在模具上均匀地涂一层脱模剂，然后在该模具上套上相应的布套，吊装于成型主机上；分别将2根S捻和2根Z捻的骨架纱线从张力器上引出，在45N的缠绕应力下缠绕在布套上，即得到同步带骨架；
(3)将步骤(1)所得胶片包贴在步骤(2)所得同步带骨架上后置于平板硫化机上硫化，硫化条件为160℃×10MPa×tc90，硫化完毕后停放24h，卸料并进行外周处理即得到所述的高强度同步带。
本实施例中聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维的制备方法与实施例1相同。
对比例1：
本对比例的高强度同步带包括同步带骨架及包贴在同步带骨架外面的胶片，该胶片的原料按重量计包括以下组分：
上述炭黑为高耐磨炭黑N330与快压出炭黑N550按照重量为比1:1的混合物。
上述高强度同步带的制备方法包括以下步骤：
(1)制备胶片
将氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶分别在开炼机上薄通4次，然后将塑炼后的氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶混合薄通打三角包12次；
向上述氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶的混合物中加入增塑剂TOTM、防老剂ODA、反式1,4-聚异戊二烯、甲基丙烯酰氧基硅烷、炭黑、补强树脂SP-6701、2,5-二甲基-2,5(二叔丁过氧基)己烷、助交联剂1,2-PB、六亚甲基四胺进行混炼，每加入一种组分后，左右割刀3/4翻炼两次，所有组分添加完毕后薄通6次出片得到所述的胶片，放置24h后备用；
(2)制备同步带骨架
将聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维与聚丙烯腈纤维按照重量比3:7，依次经过清花、梳棉、预并、条卷、精梳、头并、二并及三并工序纺制得到骨架纱线；
在模具上均匀地涂一层脱模剂，然后在该模具上套上相应的布套，吊装于成型主机上；分别将2根S捻和2根Z捻的骨架纱线从张力器上引出，在35N的缠绕应力下缠绕在布套上，即得到同步带骨架；
(3)将步骤(1)所得胶片包贴在步骤(2)所得同步带骨架上后置于平板硫化机上硫化，硫化条件为160℃×10MPa×tc90，硫化完毕后停放24h，卸料并进行外周处理即得到所述的高强度同步带。
本对比例中聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维的制备方法与实施例1相同。
对比例2：
本对比例的高强度同步带包括同步带骨架及包贴在同步带骨架外面的胶片，该胶片的原料按重量计包括以下组分：
上述炭黑为高耐磨炭黑N330与快压出炭黑N550按照重量为比1:1的混合物。
上述高强度同步带的制备方法包括以下步骤：
(1)制备胶片
将氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶分别在开炼机上薄通4次，然后将塑炼后的氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶混合薄通打三角包12次；
向上述氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶的混合物中加入增塑剂TOTM、防老剂ODA、反式1,4-聚异戊二烯、甲基丙烯酰氧基硅烷、芳纶浆粕、炭黑、2,5-二甲基-2,5(二叔丁过氧基)己烷、助交联剂1,2-PB、六亚甲基四胺进行混炼，每加入一种组分后，左右割刀3/4翻炼两次，所有组分添加完毕后薄通6次出片得到所述的胶片，放置24h后备用；
(2)制备同步带骨架
将聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维与聚丙烯腈纤维按照重量比3:7，依次经过清花、梳棉、预并、条卷、精梳、头并、二并及三并工序纺制得到骨架纱线；
在模具上均匀地涂一层脱模剂，然后在该模具上套上相应的布套，吊装于成型主机上；分别将2根S捻和2根Z捻的骨架纱线从张力器上引出，在35N的缠绕应力下缠绕在布套上，即得到同步带骨架；
(3)将步骤(1)所得胶片包贴在步骤(2)所得同步带骨架上后置于平板硫化机上硫化，硫化条件为160℃×10MPa×tc90，硫化完毕后停放24h，卸料并进行外周处理即得到所述的高强度同步带。
本对比例中聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维的制备方法与实施例1相同。
对上述各实施例及对比例所得胶片的性能进行测试，测试结果如表1所示。其中，胶片的拉伸强度、定伸应力、断裂伸长率按GB/T528-1998测定，拉伸速度为500mm/min；胶片的邵式硬度按GB/T531-1999测定；胶片的磨耗性能按GB/T6033-1985测定；胶片的热空气老化性能按GB/T3512-1989测定，条件为125℃×70h。
由实施例1～5可以看出，氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶的重量比不一致，随着氯丁橡胶含量的增加，胶料的拉伸强度、断裂伸长率逐渐下降，硬度和100％定伸应力逐渐增加，在125℃的热空气中老化70h后，拉伸强度保持率和断裂伸长率保持率均呈下降趋势。
对比实施例2和对比例1，可以看出，芳纶浆粕能显著提高胶料的拉伸强度、定伸应力、撕裂强度、耐磨性能和耐热老化性能。
对比实施例2和对比例2，可以看出，补强树脂SP-6701能显著提高胶料的硬度、定伸应力、撕裂强度和耐磨性能。
表1
上述各实施例及对比例中，芳纶浆粕购自广州龙塔贸易公司，炭黑N330、N550购自卡博特炭黑有限公司，补强树脂SP-6701购自圣莱科特化工有限公司，氧化石墨烯购买自中国科学院成都有机化学有限公司。

Claims (9)

1.一种高强度同步带，该同步带包括同步带骨架及包贴在同步带骨架外面的胶片，其特征在于：
所述胶片的原料按重量计包括以下组分：
所述同步带骨架包括布套及以网络结构缠绕在该布套上的骨架纱线，该骨架纱线由聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维与聚丙烯腈纤维混纺编织而成。
2.根据权利要求1所述的高强度同步带，其特征在于：所述炭黑为高耐磨炭黑N330与快压出炭黑N550的混合物，且所述高耐磨炭黑N330与快压出炭黑N550的质量比为1:0.5～2。
3.根据权利要求1所述的高强度同步带，其特征在于：所述的过氧化物交联剂为过氧化二异丙苯或2,5-二甲基-2,5-二(叔丁过氧基)己烷。
4.根据权利要求1所述的高强度同步带，其特征在于：所述的助交联剂为HVA-2、三烯丙基异氰脲酸、TMPT、1,2-聚丁二烯中的一种。
5.根据权利要求1所述的高强度同步带，其特征在于：所述的增塑剂为ThiokolTP-95、、TOTM、TINTM中的一种。
6.根据权利要求1所述的高强度同步带，其特征在于：所述的防老剂为MB、Naugard445、4010、RD、BLE、ODA、TPPD中的一种。
7.一种权利要求1～6中任一权利要求所述的高强度同步带的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)制备胶片
按重量计，将70～90份氢化丁腈橡胶和10～30份氯丁橡胶分别在开炼机上薄通4～6次，然后将塑炼后的氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶混合薄通打三角包10～12次；
向氢化丁腈橡胶和氯丁橡胶的混合物中加入2～5份增塑剂、1～3份防老剂、14～25份反式1,4-聚异戊二烯、4～8份甲基丙烯酰氧基硅烷、5～15份芳纶浆粕、20～40份炭黑、10～20份补强树脂SP-6701、4～7份过氧化物交联剂、1～4份助交联剂、0.5～1.5份六亚甲基四胺进行混炼，每加入一种组分后，左右割刀3/4翻炼两次，所有组分添加完毕后薄通6次出片得到所述的胶片，放置24h后备用；
(2)制备同步带骨架
将所述的聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维与聚丙烯腈纤维按照重量比3:7，依次经过清花、梳棉、预并、条卷、精梳、头并、二并及三并工序纺制得到所述的骨架纱线；
在模具上均匀地涂一层脱模剂，然后在该模具上套上相应的布套，吊装于成型主机上；分别将2根S捻和2根Z捻的骨架纱线从张力器上引出，在30～50N的缠绕应力下缠绕在布套上，即得到所述的同步带骨架；
(3)将步骤(1)所得胶片包贴在步骤(2)所得同步带骨架上后置于平板硫化机上硫化，硫化条件为160℃×10MPa×tc90，硫化完毕后停放24h，卸料并进行外周处理即得到所述的高强度同步带。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维的制备方法包括以下步骤：
a)按重量计，将1～2份氧化石墨烯溶解于100～150份N,N-二甲基甲酰胺中，超声分散均匀后加入100～200份丙烯腈和5～8份引发剂，先将反应体系通氮气清洗40～60min，然后在氮气氛围、65℃、搅拌作用下反应48～50h，反应完毕后将反应体系暴露于空气中终止反应；
b)向a)的生成物体系中加入500～600份甲醇得到灰色沉淀物，将该灰色沉淀物置于50～100份N,N-二甲基甲酰胺中并进行离心处理，取离心处理后所得的胶状物溶于50～100份N,N-二甲基甲酰胺中备用；
c)将b)中所得胶状物溶液进行湿法纺丝：将胶状物溶液从喷丝头喷入凝固浴中，该凝固浴为甲醇与水按照体积比1:1混合而成，喷嘴的内径为1±0.1mm，喷出速度为1.25mL/min，保留纤维在凝固浴中浸泡30～60s，然后将其拉起，卷绕速度为30rad/min，将所得纤维在室温下干燥30～50min，然后于真空下50℃干燥12～24h即得到所述的聚丙烯腈-氧化石墨烯纤维。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述的引发剂为过氧化环己酮、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种。
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Pledgee: China Construction Bank Corporation Cixi sub branch

Pledgor: NINGBO FULONG SYNCHRONOUS BELT Co.,Ltd.

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