CN105295124A - 高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料及其制备方法 - Google Patents
高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料及其制备方法，该专用料由以下原料组成：天然橡胶、丁苯橡胶、PA树脂、三元乙丙橡胶、抗静电剂、表面改性剂、抗氧剂、光稳定剂和加工助剂；三元乙丙橡胶为第三单体ENB含量为0.5‐9％的EPDM中的一种；的表面改性剂为KH550、KH560和KH570中的一种；加工助剂为芥酸酰胺、N,Nˊ‐乙撑双硬脂酸酰胺、硅酮粉中的一种或多种。本发明的传送带专用料具有高耐磨、高弹、耐油、抗静电、性能稳定且在加工过程中无需添加增塑剂，不含有任何对人体有害的添加剂，易于加工；制备方法的工艺步骤简洁，易于实现，极易加工成型，可以广泛应用于各种场合用传送带，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及传送带用料技术领域，具体涉及一种高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料及其制备方法。
背景技术
现在传送带的应用领域越来越广，包括：建筑工业、航天运输等。传送带关乎着人们的生命和财产安全，但是现在却出现了越来越多的问题，如磨损、划伤、破裂、不易清洗、不易回收利用等。
传送带现在大都是PVC、PU橡胶、天然橡胶等材料。而其中PVC耐磨性不好，不耐刮，回收不环保；PU橡胶耐油性不够，强度不高，耐刮性不够；天然橡胶力学性能太差，不能回收利用。所以现有的传送带不能兼备各种材料的优点。
在运输中的传送带由于物体的搬运，很容易携带静电，加上现有材料导电性不好，所以很容易对人体和货物造成伤害。
中国发明专利申请2015103916743公开了一种绝缘环保耐油的橡胶材料及其制备方法；所述橡胶材料按质量份包括以下原料成分：乙丙胶70-120份，补强剂55-70份，绝缘填料10-30份，增塑剂0-30份，硫化剂0.2-0.5份，促进剂0.5-3份，防老剂1-4份，活性剂1-3份。制备方法包括以下步骤，混炼：将乙丙胶，补强剂，增塑剂，硫化剂，促进剂，防老剂，活性剂，按照配方重量加入密炼机进行混炼，得到混炼胶后，达到指标的为合格的合成橡胶；成型与硫化：将检测合格的橡胶通过开炼机热炼后成型，再将成型后的胶料放入模具内，在硫化设备中，在温度160度～170度，压力200Kgf/cm2,硫化300～360秒；后处理及检验。耐油性能；电绝缘性能良好。但该材料的强调，耐磨性和弹性等方面均达不到传送带的要求。
发明内容
本发明的在于克服现有技术存在的问题，提供一种具有高耐磨(耐磨参数DIN系数＜100)、高弹(永久压缩变形小于25％)、耐油、抗静电且易于加工的传送带专用料及其制备方法。天然橡胶、丁苯橡胶、PA树脂、三元乙丙橡胶、抗静电剂、表面改性剂、抗氧剂、光稳定剂和加工助剂
发明人发现，天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、PA树脂复配在表面改性剂协助下，无需添加增塑剂，可明显提高材料的抗拉强度、抗断裂性能、耐磨性能和弹性，耐油性能也显著提升，制备出综合性能优异的送带专用料。
发明人通过测试发现，天然橡胶、丁苯橡胶和三元乙丙橡胶的协同配合尤其有利于提高本发明传送带专用料的弹性。
本发明以天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、PA树脂为基本原料，选用烷基磺酸、烷基季铵、乙氧基化脂肪族烷基铵为抗静电剂，通过表面改性剂协助，制备得到的材料表面电阻率为106Ω，抗静电性能优异。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：
高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料，由以下质量百分比的原料组成：
所述的三元乙丙橡胶为第三单体ENB含量为0.5‐9％的EPDM中的一种；
所述的表面改性剂为KH550、KH560和KH570中的一种；
所述的加工助剂为芥酸酰胺、N,N'‐乙撑双硬脂酸酰胺、硅酮粉中的一种或多种。
为进一步实现本发明目的，优选地，所述的天然橡胶为烟片胶中的一种。
优选地，所述的丁苯橡胶为1,3‐丁二烯和苯乙烯共聚所得的合成橡胶。
优选地，所述的PA树脂为PA66和PA6中的一种。
优选地，所述的抗静电剂为烷基磺酸、烷基季铵、乙氧基化脂肪族烷基铵中的至少一种。
优选地，所述的抗氧剂为Irganox1010、Irganox1076、Irganox1098、Irganox245和Irganox168中的一种或多种。
优选地，所述的光稳定剂为二苯甲酮类、水杨酸酯类、苯并三唑类和受阻胺类中的一种或几种。
所述的高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料的制备方法，包括以下步骤：
(1)预先将PA树脂和表面活性剂按比例混合均匀，再与天然橡胶和丁苯橡胶高速混合，最后将三元乙丙橡胶、抗静电剂、抗氧剂、光稳定剂和加工助剂按比例加入，混合均匀。
(2)将所述混合物加入挤出温度为185～210℃、转速为400～500rpm的强剪切双螺杆挤出机中熔融混炼，然后经挤出、拉条、风冷、切粒和干燥工序后得到高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料制品。
优选地，所述双螺杆挤出机的长径比为45:1～60:1。
本发明的有益效果为：
1)本发明天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、PA树脂复配在表面改性剂协助下，无需添加增塑剂，可明显提高材料的抗拉强度、抗断裂性能、耐磨性能和弹性，耐油性能也显著提升，制备出综合性能优异的送带专用料。其中耐磨参数DIN系数＜100，永久压缩变形小于25％。
2)发明人通过测试发现，天然橡胶、丁苯橡胶和三元乙丙橡胶的协同配合尤其有利于提高本发明传送带专用料的弹性。
3)本发明以天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、PA树脂为基本原料，选用烷基磺酸、烷基季铵、乙氧基化脂肪族烷基铵为抗静电剂，通过表面改性剂协助，制备得到的材料表面电阻率为106Ω，抗静电性能优异。
4)本发明制备方法的工艺步骤简洁，易于实现，极易加工成型。该高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料制品可以广泛应用于各种场合用传送带，如航天运输、建筑工业运输等等，适用范围广。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的实施方式不限如此。
实施例1
一种高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料，由以下质量百分比的原料组成：天然橡胶36％，丁苯橡胶20％，PA树脂15％，三元乙丙橡胶20％，抗静电剂7％，表面活性剂0.05％，抗氧剂0.15﹪，光稳定剂0.4％，加工助剂1.4％。
天然橡胶为NR中的一种，选用厦门冠卓实业有限公司的STR20。丁苯橡胶为1,3‐丁二烯和苯乙烯共聚所得的合成橡胶，选用齐鲁石化的SBR1502。PA树脂为PA6，选用台湾集盛实业的TP‐4208。三元乙丙橡胶选用DOW的NORDELIP4770R(ENB5％)。抗静电剂选用百亚化工ET-510以及混用导电氧化锌。表面改性剂选用南京曙光的硅烷偶联剂KH‐550(氨基官能团硅烷)。抗氧剂选用Irganox245和Irganox168(按1:1的质量比例混合)。光稳定剂选用苯并三唑类UV‐P和受阻胺类LS‐770(按1:1的质量比例混合)。加工助剂选用道康宁的硅酮母粒MB50-001。
一种高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料的制备方法，包括以下步骤：
(1)预先将PA树脂和表面活性剂按比例混合均匀，再与天然橡胶和丁苯橡胶高速混合，最后将三元乙丙橡胶、抗静电剂、抗氧剂、光稳定剂和加工助剂按比例加入，混合均匀。
(2)将所述混合物加入长径比为50：1、挤出温度为185～210℃、转速为400rpm的强剪切双螺杆挤出机中熔融混炼，然后依次经挤出、拉条、风冷、切粒和干燥工序后得到高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料制品。螺杆各段温度分别为：185℃、190℃、200℃、200℃、210℃、210℃、210℃、200℃、190℃、机头温度190℃。
实施例2
一种高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料，由以下质量百分比的原料组成：天然橡胶30％，丁苯橡胶24％，PA树脂18％，三元乙丙橡胶20％，抗静电剂6％，表面活性剂0.05％，抗氧剂0.05﹪，光稳定剂0.4％，加工助剂1.5％。
天然橡胶选用厦门冠卓实业有限公司的STR20。丁苯橡胶为1,3‐丁二烯和苯乙烯共聚所得的合成橡胶，选用齐鲁石化的SBR1712。PA树脂选用台湾集盛实业的TP‐4308。三元乙丙橡胶选用三井化学的3092PM。抗静电剂选用百亚化工ET-510以及混用导电氧化锌。表面改性剂选用南京曙光的硅烷偶联剂KH‐550(氨基官能团硅烷)。该抗氧剂选用Irganox1010和Irganox245(按1:2的质量比例混合)。光稳定剂选用苯并三唑类UV‐P和受阻胺类LS‐770(按2:1的比例混合)。加工助剂选用道康宁的硅酮母粒MB50-001。
一种高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料的制备方法，包括以下步骤：
(1)预先将PA树脂和表面活性剂按比例混合均匀，再与天然橡胶和丁苯橡胶高速混合，最后将三元乙丙橡胶、抗静电剂、抗氧剂、光稳定剂和加工助剂按比例加入，混合均匀。
(2)将所述混合物通过喂料器将所述混合物送入强剪切双螺杆挤出机(长径比为45：1，其中，该强剪切双螺杆挤出机的长径比为50：1，螺杆各段温度分别为：185℃、190℃、200℃、200℃、210℃、210℃、210℃、200℃、190℃、机头温度190℃，转速为500rpm。
实施例3
一种高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料，由以下质量百分比的原料组成：天然橡胶30％，丁苯橡胶25％，PA树脂13％，三元乙丙橡胶25％，抗静电剂7％，表面活性剂0.05％，抗氧剂0.2﹪，光稳定剂0.5％，加工助剂2.0％。
天然橡胶选用厦门冠卓实业有限公司的STR20。丁苯橡胶为1,3‐丁二烯和苯乙烯共聚所得的合成橡胶，选用齐鲁石化的SBR1502。PA树脂选用台湾集盛实业的TP‐4208。三元乙丙橡胶选用DOW的NORDELIP4770R(ENB5％)。抗静电剂选用百亚化工ET-510以及混用导电氧化锌。表面改性剂选用南京曙光的硅烷偶联剂KH‐560环氧基官能团硅烷)。该抗氧剂选用Irganox1098和Irganox168(按2:1的质量比例混合)。光稳定剂选用二苯甲酮类。加工助剂选用道康宁的硅酮母粒MB50-001。
一种上述的高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料的制备方法，包括以下步骤：
(1)预先将PA树脂和表面活性剂按比例混合均匀，再与天然橡胶和丁苯橡胶高速混合，最后将三元乙丙橡胶、抗静电剂、抗氧剂、光稳定剂和加工助剂按比例加入，混合均匀。
(2)将所述混合物加入长径比为60：1、挤出温度为185～210℃的强剪切双螺杆挤出机中熔融混炼，然后依次经挤出、拉条、风冷、切粒和干燥工序后得到高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料制品。双螺杆挤出机的螺杆各段温度分别为：185℃、190℃、200℃、200℃、210℃、210℃、210℃、200℃、190℃、机头温度190℃，转速为500rpm。
实施例4
一种高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料，由以下质量百分比的原料组成：天然橡胶28％，丁苯橡胶25％，PA树脂20％，三元乙丙橡胶18％，抗静电剂8％，表面活性剂0.05％，抗氧剂0.2﹪，光稳定剂0.4％，加工助剂0.5％。
天然橡胶选用厦门冠卓实业有限公司的STR20。丁苯橡胶为1,3‐丁二烯和苯乙烯共聚所得的合成橡胶选用齐鲁石化的SBR1712。PA树脂选用台湾集盛实业的TP‐4208。三元乙丙橡胶选用DOW的NORDEL3722P(ENB10％)。抗静电剂选用乙氧基化脂肪族烷基铵。表面改性剂选用南京曙光的硅烷偶联剂KH‐550(氨基官能团硅烷)。该抗氧剂选用Irganox168。光稳定剂选用苯并三唑类UV‐P和受阻胺类LS‐770(按1:2的比例混合)。加工助剂选用道康宁的硅酮母粒MB50-001。
一种高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料的制备方法，包括以下步骤：
(1)预先将PA树脂和表面活性剂按比例混合均匀，再与天然橡胶和丁苯橡胶高速混合，最后将三元乙丙橡胶、抗静电剂、抗氧剂、光稳定剂和加工助剂按比例加入，混合均匀。
(2)将所述混合物加入挤出温度为185～210℃的强剪切双螺杆挤出机中熔融混炼，然后依次经挤出、拉条、风冷、切粒和干燥工序后得到高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料制品。该强剪切双螺杆挤出机的长径比为55：1，螺杆各段温度分别为：185℃、190℃、200℃、200℃、210℃、210℃、210℃、200℃、190℃、机头温度190℃，转速为450rpm。
实施例5
一种高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料，由以下质量百分比的原料组成：天然橡胶28％，丁苯橡胶26％，PA树脂12％，三元乙丙橡胶28％，抗静电剂6％，表面活性剂0.06％，抗氧剂0.2﹪，光稳定剂0.5％，加工助剂1.5％。
天然橡胶选用厦门冠卓实业有限公司的STR20。丁苯橡胶为1,3‐丁二烯和苯乙烯共聚所得的合成橡胶选用齐鲁石化的SBR1712。PA树脂选用台湾集盛实业的TP‐4308。三元乙丙橡胶选用DOW的NORDELIP4770R(ENB15％)。抗静电剂选用乙氧基化脂肪族烷基铵。表面改性剂选用南京曙光的硅烷偶联剂KH‐550(氨基官能团硅烷)。该抗氧剂选Irganox245。光稳定剂选用苯并三唑类UV‐P和受阻胺类LS‐770(按1:1的比例混合)。加工助剂选用道康宁的硅酮母粒MB50-H50。
高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料的制备方法，包括以下步骤：
(1)预先将PA树脂和表面活性剂按比例混合均匀，再与天然橡胶和丁苯橡胶高速混合，最后将三元乙丙橡胶、抗静电剂、抗氧剂、光稳定剂和加工助剂按比例加入，混合均匀。
(2)将所述混合物加入挤出温度为185～210℃的强剪切双螺杆挤出机中熔融混炼，然后依次经挤出、拉条、风冷、切粒和干燥工序后得到高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料制品。该强剪切双螺杆挤出机的长径比为50：1，螺杆各段温度分别为：185℃、190℃、200℃、200℃、210℃、210℃、210℃、200℃、190℃、机头温度190℃，转速为400rpm。
实施例6
一种高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料，由以下质量百分比的原料组成：天然橡胶35％，丁苯橡胶16％，PA树脂22％，三元乙丙橡胶20％，抗静电剂7％，表面活性剂0.08％，抗氧剂0.2﹪，光稳定剂0.5％，加工助剂2.0％。
天然橡胶选用厦门冠卓实业有限公司的STR20。丁苯橡胶为1,3‐丁二烯和苯乙烯共聚所得的合成橡胶选用齐鲁石化的SBR1502。PA树脂选用台湾集盛实业的TP‐4208。三元乙丙橡胶选用三井化学的3092PM。抗静电剂选用乙氧基化脂肪族烷基铵。表面改性剂选用南京曙光的硅烷偶联剂KH‐550(氨基官能团硅烷)。该抗氧剂选用Irganox1010和Irganox245(按1:2的质量比例混合)。光稳定剂选用苯并三唑类UV‐P和受阻胺类LS‐770(按2:1的比例混合)。加工助剂选用道康宁的硅酮母粒MB50-001。
高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料的制备方法，包括以下步骤：
(1)预先将PA树脂和表面活性剂按比例混合均匀，再与天然橡胶和丁苯橡胶高速混合，最后将三元乙丙橡胶、抗静电剂、抗氧剂、光稳定剂和加工助剂按比例加入，混合均匀。
(2)将所述混合物加入挤出温度为185～210℃的强剪切双螺杆挤出机中熔融混炼，然后依次经挤出、拉条、风冷、切粒和干燥工序后得到高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料制品。该强剪切双螺杆挤出机的长径比为45：1，螺杆各段温度分别为：185℃、190℃、200℃、200℃、210℃、210℃、210℃、200℃、190℃、机头温度190℃，转速为500rpm。
下面以对实施例1、实施例2和实施例3的高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料制品进行物理性能测试为例，实施例4-6测试情况同实施例1-3，不一一列示；其中物理性能指标具体参见表1。
表1
通过表1可以得知，本发明天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、PA树脂复配在表面改性剂协助下，无需添加增塑剂，不含有任何对人体有害的添加剂，可明显提高材料的抗拉强度、抗断裂性能、耐磨性能和弹性，耐油性能也显著提升，制备出综合性能优异的送带专用料。其中耐磨参数磨损量小于27mg，
本发明天然橡胶、丁苯橡胶和三元乙丙橡胶的协同配合尤其有利于提高本发明传送带专用料的弹性(天然橡胶的弹性是普通橡胶中仅次于顺橡胶的，而且自补强性能优异，同时三元乙丙橡胶具有高弹性、高强度、耐候性优异，所以三者混合有利于得到弹性优异的橡胶材料。
本发明以天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、PA树脂为基本原料，选用烷基磺酸、烷基季铵、乙氧基化脂肪族烷基铵为抗静电剂，通过表面改性剂协助，制备得到的材料表面电阻为106Ω，抗静电性能优异。
本发明制备方法的工艺步骤简洁，易于实现，极易加工成型。该高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料制品可以广泛应用于各种场合用传送带，如航天运输、建筑工业运输等等，适用范围广。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料，其特征在于，其由以下质量百分比的原料组成：
所述的三元乙丙橡胶为第三单体ENB含量为0.5‐9％的EPDM中的一种；
所述的表面改性剂为KH550、KH560和KH570中的一种；
所述的加工助剂为芥酸酰胺、N,N'‐乙撑双硬脂酸酰胺、硅酮粉中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料，其特征在于：所述的天然橡胶为烟片胶中的一种。
3.根据权利要求1所述的高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料，其特征在于：所述的丁苯橡胶为1,3‐丁二烯和苯乙烯共聚所得的合成橡胶。
4.根据权利要求1所述的高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料，其特征在于：所述的PA树脂为PA66和PA6中的一种。
5.根据权利要求1所述的高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料，其特征在于：所述的抗静电剂为烷基磺酸、烷基季铵、乙氧基化脂肪族烷基铵中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料，其特征在于：所述的抗氧剂为Irganox1010、Irganox1076、Irganox1098、Irganox245和Irganox168中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料，其特征在于：所述的光稳定剂为二苯甲酮类、水杨酸酯类、苯并三唑类和受阻胺类中的一种或几种。
8.权利要求1～7任一项所述的高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)预先将PA树脂和表面活性剂按比例混合均匀，再与天然橡胶和丁苯橡胶高速混合，最后将三元乙丙橡胶、抗静电剂、抗氧剂、光稳定剂和加工助剂按比例加入，混合均匀。
(2)将所述混合物加入挤出温度为185～210℃、转速为400～500rpm的强剪切双螺杆挤出机中熔融混炼，然后经挤出、拉条、风冷、切粒和干燥工序后得到高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料制品。
9.根据权利要求8所述的高耐磨、高弹、耐油、抗静电传送带专用料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的长径比为45:1～60:1。
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2015
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