CN105237843B - 一种同步带 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型同步带，所述同步带包括同步带骨架、包贴在同步带骨架外面的同步带胶片及同步带包布层，所述同步带胶片是由25‑30份顺丁橡胶、35‑55份氢化丁腈橡胶、10‑20份LCP塑胶原料、3‑5份的双环戊二烯、4‑6份聚甲醛、5‑8份SEBS、2‑5份的乙烯‑醋酸乙烯共聚物、4‑8份的γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、2‑4份固化剂、1‑3份的防老剂、2‑4份的润滑剂组成的。本发明将顺丁橡胶、氢化丁腈橡胶、LCP塑胶原料、双环戊二烯、聚甲醛、乙烯‑醋酸乙烯共聚物等并用，使其性能进行互补，并对同步带的制造工艺进行改进，有效提高同步带的耐热性和耐磨性，提高其使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于带传动技术领域，特别是涉及一种用于带传的新型同步带。
背景技术
同步带传动是在链传动的基础上综合了带传动和齿轮传动的优点而发展起来的一种传动方式，兼具了带传动、齿轮传动和链传动三者传动的优点。同步带传动的突出优点是：带与带轮严格同步，无相对滑动，保证了准确传动比；反向间隙小；预紧力小，轴和轴承上所受载荷小；带的单位长度质量小，允许的线速度较高；传动效率高；有良好的减震能力，传动平稳，噪音小；结构紧凑，耐磨性好，无需维护与润滑等。由于同步带传动具有上述诸多优点，所以它在市场上得到了较快发展，在国内外的应用已经相当广泛，而且随着数控技术以及自动化技术的发展，对传动精度的要求也在不断地提高，同步带传动的应用将会更加广泛。
同步带主要是由同步带胶片、同步带骨架和同步带布层三部分构成的。
早期的同步带采用聚氨酯橡胶制造，该橡胶不需要炼胶压延等设备，采用离心浇注法生产精密的、形状复杂的轻型传送带，其工艺简单、成型方便。由于聚氨酯同步带用胶的耐热和耐水性不好，在潮湿环境中易水解，使聚氨酯同步带强度下降严重，而采用氯丁橡胶材料制造的同步带，具有优异的抗拉伸性能和耐气候老化、耐油、阻燃及突出的粘合性能，但耐热性较差，弹性也较差。
早期同步带的骨架材料一般采用钢丝，但导致带齿与带轮啮合不良。随着技术的发展，玻璃纤维制造中的拉丝、加捻、后处理等工艺的改进，研制开发出了针对同步带需求的玻璃纤维线绳，该强力层材料具有抗拉强度高、弹性模量大、耐热性好、与橡胶粘合性好等优点。但是玻璃纤维线绳也存在许多缺点，如脆性、不耐曲折和对冲击负荷稳定性差，致使同步带使用可靠性降低。
现有的同步带普遍寿命不够长，主要原因是由于在高速运转的条件下温度过高，材料相适应的耐热性能有待提高。而同步带在使用一段时间后会不可避免地出现磨损，而如何提高同步带的耐磨度，延长同步带的使用寿命，也是一直在研究的课题。因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本发明公开了一种新型同步带及其制造方法，旨在通过简单低成本的制造工艺生产出一种耐热性和耐磨性更好的同步带，尤其是通过提高同步带的抗拉强度、齿形剪切强度及邵A硬度，从而提高同步带的使用寿命。
本发明是通过如下技术实现的：
一种新型同步带，所述同步带包括同步带胶片、同步带骨架和同步带包布层，其中，所述同步带胶片的原料按重量计包括以下组分：
作为本发明的一种优选实施方式，所述同步带骨架包括布套以及缠绕在所述布套上的骨架纱线，所述骨架纱线是由芳纶纤维、聚酯纤维、玻璃纤维混纺编织而成。较佳地，所述骨架纱线是由芳纶纤维、聚酯纤维、玻璃纤维按(1-2)∶(2-4)∶(5-10)混纺编织而成。
优选地，所述固化剂为4，4’-亚甲基-双-(2，6-二乙苯胺)。
优选地，所述防老剂为防老剂4010。
优选地，所述润滑剂为聚乙二醇。
一种上述的新型同步带的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备同步带胶片
将氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶分别在开炼机上薄通3-5次，然后将塑炼后的氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶混合薄通打三角包5-10次；
向上述氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶的混合物中加入LCP塑胶原料、双环戊二烯、聚甲醛、SEBS、乙烯-醋酸乙烯共聚物、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、固化剂、防老剂、润滑剂，进行混炼，每加入一种组分后，左右割刀后翻炼两次，所有组分添加完毕后薄通3次出片得到所述的胶片，放置24h后备用；
(2)制备同步带骨架
将芳纶纤维、聚酯纤维、玻璃纤维混合，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，在35N的缠绕应力下缠绕成型，即得到新型同步带骨架；
将步骤(1)所得的同步带胶片包贴在步骤(2)所得的同步带骨架上后置于平板硫化机上硫化，硫化条件为150℃×12MPa×tc90，硫化完毕后停放24h，卸料并进行外周处理即得到所述的新型同步带半成品；
(3)制备同步带包布层
a)配制丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷，将丙烯酰胺、异戊醛、苯酚和乳胶混合，配制成丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷，其中，丙烯酰胺的重量份数为15-35份，异戊醛的重量份数为10-25份，苯酚的重量份数为20-28份，乳胶的重量份数为50-70份；
b)将步骤a)制得的丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷涂在同步带齿形布的表面，形成乳胶齿形布；
c)将步骤b)制得的乳胶齿形布烘干后，再在其表面涂覆一层芳纶纤维和碳纳米纤维的混合物，其中，所述芳纶纤维和碳纳米纤维按1∶1的重量比混合；
d)将步骤c)制备的齿形布继续涂覆一层聚四氟乙烯涂层；
e)将步骤d)制备的半成品采用硫化罐进行硫化。
作为一种优选实施方式，步骤c)中，乳胶齿形布边烘干边收卷，烘干温度为150-165℃，收卷速度为5-6m/min。
作为一种优选实施方式，步骤e)中，采用硫化罐硫化时，保持蒸汽压1.0MPa，蒸汽内压0.4MPa，硫化时间60min，硫化温度175℃。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明中采用的顺丁橡胶是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶，具有弹性与耐磨性优良，耐老化性好，耐低温性优异，在动态负荷下发热量小等优点，但其强度较低，抗撕裂性差，而本发明中通过LCP塑胶原料、双环戊二烯对顺丁橡胶进行改性，提高其强度，并配合氢化丁腈橡胶作为本发明新型同步带胶片原料；
(2)本发明中采用的聚甲醛具有高的机械强度，可以承受高压和冲击载荷，作为辅助原料加入可以进一步提高氢化丁腈橡胶和顺丁橡胶的力学性能，甚至提高了整个体系的力学强度，使同步带胶片具有优良的耐高温性、优异的物理机械性能，如高弹性、耐臭氧、耐曲挠龟裂、耐油、耐磨性能；
(3)本发明中采用的SEBS是一种热塑性弹性体，具有较好的耐磨性能，弹性以及耐环境性；通过乙烯-醋酸乙烯共聚物的作用，SEBS弹性体穿插分布在氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶和LCP塑胶原料、双环戊二烯和聚甲醛之间，提高整个体系的弹性，氢化丁腈橡胶具有很好的加工性能、优秀的物理机械性能，其致命的缺点是动态疲劳性能、弹性以及耐氧老化性能较差，硬度较低，而顺丁橡胶的强度低，本发明将氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶和LCP塑胶原料、双环戊二烯和聚甲醛并用会形成互穿网络结构，可以弥补氢化丁腈橡胶和顺丁橡胶的缺陷；
(4)本发明中采用的乙烯-醋酸乙烯共聚物是无毒、无味、酸碱腐蚀，具有较高的弹性和韧性，低温性能优异，还可起到增容剂的作用；乙烯-醋酸乙烯共聚物的加入使反应接枝率大大提高，而且使机械性能得到很大提升；乙烯-醋酸乙烯共聚物与氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶和LCP塑胶原料、双环戊二烯以及SEBS有很好的相容性，得到一种稳定的结构体系；
(5)本发明中采用的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷是指同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物，在加热的条件下γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中不饱键(-C＝C-和-C＝O-)会与氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶、SEBS、双环戊二烯之中的不饱和键(-C＝C-)进行接枝反应，提高氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶和其他组分之间的相容性，而且γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的硅烷会使整个体系具有更为优异的耐热性。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的及优点更加清晰易懂，现结合实施例对本发明做进一步解释说明，应当指出的是，在此列出的所有实施例仅仅是说明性的，并不意味着对本发明范围进行限定。
实施例1
一种新型同步带，所述同步带包括同步带胶片、同步带骨架和同步带包布层，其中，所述同步带胶片的原料按重量计包括以下组分：
同步带骨架包括布套以及缠绕在所述布套上的骨架纱线，所述骨架纱线是由芳纶纤维、聚酯纤维、玻璃纤维按1∶2∶5混纺编织而成。
上述的新型同步带的制备方法，包括如下步骤：
将氢化丁腈橡胶、顺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、顺丁橡胶混合薄通打三角包8次；
向上述氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶的混合物中加入LCP塑胶原料、双环戊二烯、聚甲醛、SEBS、乙烯-醋酸乙烯共聚物、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、4，4’-亚甲基-双-(2，6-二乙苯胺)、防老剂4010、聚乙二醇进行混炼，每加入一种组分后，左右割刀后翻炼两次，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
将芳纶纤维、聚酯纤维、玻璃纤维混合，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，35N的缠绕应力下缠绕成型，即得到新型同步带骨架；
将步骤(1)所得的胶片包贴在步骤(2)所得的同步带骨架上后置于平板硫化机上硫化，硫化条件为150℃×12MPa×tc90，硫化完毕后停放24h，卸料并进行外周处理即得到所述的新型同步带半成品；
(3)制备同步带包布层
a)配制丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷，将丙烯酰胺、异戊醛、苯酚和乳胶混合，配制成丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷，其中，丙烯酰胺的质量份数为30份，异戊醛的质量份数为15份，苯酚的质量份数为26份，乳胶的质量份数为65份；
b)将步骤a)制得的丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷涂在同步带齿形布的表面，形成乳胶齿形布；
c)将步骤b)制得的乳胶齿形布边烘干边收卷，烘干温度为160℃，收卷速度为5m/min，烘干后，再在其表面涂覆一层芳纶纤维和碳纳米纤维的混合物，其中，所述芳纶纤维和碳纳米纤维按1∶1的重量比混合；
d)将步骤c)制备的齿形布继续涂覆一层聚四氟乙烯涂层；
e)将步骤d)制备的半成品采用硫化罐进行硫化，采用硫化罐硫化时，保持蒸汽压1.0MPa，蒸汽内压0.4MPa，硫化时间60min，硫化温度175℃。
实施例2
一种新型同步带，所述同步带包括同步带胶片、同步带骨架和同步带包布层，其中，所述同步带胶片的原料按重量计包括以下组分：
同步带骨架包括布套以及缠绕在所述布套上的骨架纱线，所述骨架纱线是由芳纶纤维、聚酯纤维、玻璃纤维按1∶2∶10混纺编织而成。
上述的新型同步带的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备同步带胶片
将氢化丁腈橡胶、顺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、顺丁橡胶混合薄通打三角包10次；
向上述氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶的混合物中加入LCP塑胶原料、双环戊二烯、聚甲醛、SEBS、乙烯-醋酸乙烯共聚物、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、4，4’-亚甲基-双-(2，6-二乙苯胺)、防老剂4010、聚乙二醇进行混炼，每加入一种组分后，左右割刀后翻炼两次，所有组分添加完毕后薄通3次出片得到所述的胶片，放置24h后备用；
(2)制备同步带骨架
将芳纶纤维、聚酯纤维、玻璃纤维混合，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，35N的缠绕应力下缠绕成型，即得到新型同步带骨架；
将步骤(1)所得的胶片包贴在步骤(2)所得的同步带骨架上后置于平板硫化机上硫化，硫化条件为150℃×12MPa×tc90，硫化完毕后停放24h，卸料并进行外周处理即得到所述的新型同步带半成品；
(3)制备同步带包布层
a)配制丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷，将丙烯酰胺、异戊醛、苯酚和乳胶混合，配制成丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷，其中，丙烯酰胺的重量份数为15份，异戊醛的重量份数为10份，苯酚的重量份数为20份，乳胶的重量份数为50份；
b)将步骤a)制得的丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷涂在同步带齿形布的表面，形成乳胶齿形布；
c)将步骤b)制得的乳胶齿形布边烘干边收卷，烘干温度为150℃，收卷速度为5m/min，烘干后，再在其表面涂覆一层芳纶纤维和碳纳米纤维的混合物，其中，所述芳纶纤维和碳纳米纤维按1∶1的重量比混合；
d)将步骤c)制备的齿形布继续涂覆一层聚四氟乙烯涂层；
e)将步骤d)制备的半成品采用硫化罐进行硫化，采用硫化罐硫化时，保持蒸汽压1.0MPa，蒸汽内压0.4MPa，硫化时间60min，硫化温度175℃。
实施例3
一种新型同步带，所述同步带包括同步带胶片、同步带骨架和同步带包布层，其中，所述同步带胶片的原料按重量计包括以下组分：
同步带骨架包括布套以及缠绕在所述布套上的骨架纱线，所述骨架纱线是由芳纶纤维、聚酯纤维、玻璃纤维按2∶4∶5混纺编织而成。
上述的新型同步带的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备同步带胶片
将氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶分别在开炼机上薄通3次，然后将塑炼后的氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶混合薄通打三角包5次；
向上述氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶的混合物中加入LCP塑胶原料、双环戊二烯、聚甲醛、SEBS、乙烯-醋酸乙烯共聚物、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、4，4’-亚甲基-双-(2，6-二乙苯胺)、防老剂4010、聚乙二醇进行混炼，每加入一种组分后，左右割刀后翻炼两次，所有组分添加完毕后薄通3次出片得到所述的胶片，放置24h后备用；
(2)制备同步带骨架
将芳纶纤维、聚酯纤维、玻璃纤维混合，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，35N的缠绕应力下缠绕成型，即得到新型同步带骨架；
将步骤(1)所得的胶片包贴在步骤(2)所得的同步带骨架上后置于平板硫化机上硫化，硫化条件为150℃×12MPa×tc90，硫化完毕后停放24h，卸料并进行外周处理即得到所述的新型同步带半成品；
(3)制备同步带包布层
a)配制丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷，将丙烯酰胺、异戊醛、苯酚和乳胶混合，配制成丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷，其中，丙烯酰胺的重量份数为35份，异戊醛的重量份数为25份，苯酚的重量份数为28份，乳胶的重量份数为70份；
b)将步骤a)制得的丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷涂在同步带齿形布的表面，形成乳胶齿形布；
c)将步骤b)制得的乳胶齿形布边烘干边收卷，烘干温度为165℃，收卷速度为6m/min，烘干后，再在其表面涂覆一层芳纶纤维和碳纳米纤维的混合物，其中，所述芳纶纤维和碳纳米纤维按1∶1的重量比混合；
d)将步骤c)制备的齿形布继续涂覆一层聚四氟乙烯涂层；
e)将步骤d)制备的半成品采用硫化罐进行硫化，采用硫化罐硫化时，保持蒸汽压1.0MPa，蒸汽内压0.4MPa，硫化时间60min，硫化温度175℃。
实施例1-3中的胶片的性能测试：
实施例1-3所得新型同步带性能测试：
Claims (7)
1.一种同步带，所述同步带包括同步带胶片、同步带骨架和同步带包布层，其特征在于：
所述同步带胶片的原料按重量计包括以下组分：
其中：所述同步带骨架包括布套以及缠绕在所述布套上的骨架纱线，所述骨架纱线是由芳纶纤维、聚酯纤维、玻璃纤维按(1-2)∶(2-4)∶(5-10)混纺编织而成；
所述同步带包布层是通过如下方法制备而成的：
a)配制丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷，将丙烯酰胺、异戊醛、苯酚和乳胶混合，配制成丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷，其中，丙烯酰胺的重量份数为15-35份，异戊醛的重量份数为10-25份，苯酚的重量份数为20-28份，乳胶的重量份数为50-70份；
b)将步骤a)制得的丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷涂在同步带齿形布的表面，形成乳胶齿形布；
c)将步骤b)制得的乳胶齿形布烘干后，再在其表面涂覆一层芳纶纤维和碳纳米纤维的混合物，其中，所述芳纶纤维和碳纳米纤维按1∶1的重量比混合；
d)将步骤c)制备的齿形布继续涂覆一层聚四氟乙烯涂层；
e)将步骤d)制备的半成品采用硫化罐进行硫化。
2.如权利要求1所述的同步带，其特征在于：所述固化剂为4，4’-亚甲基-双-(2，6-二乙苯胺)。
3.如权利要求1所述的同步带，其特征在于：所述防老剂为防老剂4010。
4.如权利要求1所述的同步带，其特征在于：所述润滑剂为聚乙二醇。
5.一种权利要求1～4中任一所述的同步带的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)制备同步带胶片
将氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶分别在开炼机上薄通3-5次，然后将塑炼后的氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶混合薄通打三角包5-10次；
向上述氢化丁腈橡胶、顺丁橡胶的混合物中加入LCP塑胶原料、双环戊二烯、聚甲醛、SEBS、乙烯-醋酸乙烯共聚物、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、固化剂、防老剂、润滑剂，进行混炼，每加入一种组分后，左右割刀后翻炼两次，所有组分添加完毕后薄通3次出片得到所述的胶片，放置24h后备用；
(2)制备同步带骨架
将芳纶纤维、聚酯纤维、玻璃纤维混合，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，在35N的缠绕应力下缠绕成型，即得到同步带骨架；
将步骤(1)所得的同步带胶片包贴在步骤(2)所得的同步带骨架上后置于平板硫化机上硫化，硫化条件为150℃×12MPa×tc90，硫化完毕后停放24h，卸料并进行外周处理即得到所述同步带半成品；
(3)制备同步带包布层
a)配制丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷，将丙烯酰胺、异戊醛、苯酚和乳胶混合，配制成丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷，其中，丙烯酰胺的重量份数为15-35份，异戊醛的重量份数为10-25份，苯酚的重量份数为20-28份，乳胶的重量份数为50-70份；
b)将步骤a)制得的丙烯酰胺-异戊醛-苯酚乳胶刷涂在同步带齿形布的表面，形成乳胶齿形布；
c)将步骤b)制得的乳胶齿形布烘干后，再在其表面涂覆一层芳纶纤维和碳纳米纤维的混合物，其中，所述芳纶纤维和碳纳米纤维按1∶1的重量比混合；
d)将步骤c)制备的齿形布继续涂覆一层聚四氟乙烯涂层；
e)将步骤d)制备的半成品采用硫化罐进行硫化。
6.如权利要求5所述同步带的制备方法，其特征在于：步骤c)中，乳胶齿形布边烘干边收卷，烘干温度为150-165℃，收卷速度为5-6m/min。
7.如权利要求5所述同步带的制备方法，其特征在于：步骤e)中，采用硫化罐硫化时，保持蒸汽压1.0MPa，蒸汽内压0.4MPa，硫化时间60min，硫化温度175℃。
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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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A synchronous belt Effective date of registration: 20230106 Granted publication date: 20180216 Pledgee: China Construction Bank Corporation Cixi sub branch Pledgor: NINGBO FULONG SYNCHRONOUS BELT Co.,Ltd. Registration number: Y2023330000049 |