CN105330906B - 一种耐冲击抗撕裂钢丝绳芯输送带用覆盖胶及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐冲击抗撕裂钢丝绳芯输送带用覆盖胶，包括以下重量份配比的组分：烟片橡胶45～60份,顺丁橡胶20～30份，高抗冲聚苯乙烯15～20份,硫磺1.5～3份，活性剂15～20份，促进剂3.5～5份，无定型二氧化硅10～15，聚氨酯树脂5～8份，中超耐磨炭黑N220 45～60份，防老剂2.5～3份，微晶蜡3～4份,碳五石油树脂2～5份，橡胶抗撕裂剂10～15份；解决了普通输送带或普通防撕裂输送带在使用过程中易撕裂、损坏等问题；并通过改善混炼时，混炼初始温度，排胶温度和密炼机转子转速对本发明覆盖胶中填料分散性的影响，提高了覆盖胶的拉伸强度、撕裂强度和抗冲击强度等综合力学性能。
Description
技术领域
本发明属于输送带技术领域，尤其涉及一种耐冲击抗撕裂钢丝绳芯输送带用覆盖胶及制备方法。
背景技术
随着采矿、水泥、冶金化工等行业的发展，以及我国码头、港口的快速兴起，现在带式输送机正向长距离、大运量、高速高效、多功能的方向发展，输送带的作业条件日趋苛刻，对其性能提出了更高要求。普通的钢丝绳芯输送带在运输、使用过程中存在存在抗冲击性能不好，缺少回弹性，纵向易撕裂等弊端，而且在使用时如发现不及时或发现后处理不当，则会使整条带体报废，不仅影响生产效率，而且给生产厂家和用户造成严重的经济损失。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足提供一种耐冲击性能好，抗撕裂能力强的耐冲击抗撕裂钢丝绳芯输送带用覆盖胶及制备方法。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种耐冲击抗撕裂钢丝绳芯输送带用覆盖胶，包括以下重量份配比的组分：烟片橡胶为45～60份、顺丁橡胶为20～30份、高抗冲聚苯乙烯为15～20份、 硫磺为1.5～3份、活性剂为15～20份、促进剂为3.5～5份、无定型二氧化硅为10～15份、聚氨酯树脂为5～8份、中超耐磨炭黑N220为 45～60份、防老剂为2.5～3份、微晶蜡为3～4份、碳五石油树脂为2～5份、橡胶抗撕裂剂HSR为10～15份。
所述高抗冲聚苯乙烯，它是通过在聚苯乙烯中添加聚丁基橡胶颗粒的办法生产的一种抗冲击的聚苯乙烯产品，这种聚苯乙烯产品会添加微米级橡胶颗粒并通过枝接的办法把聚苯乙烯和橡胶颗粒连接在一起。当受到冲击时，裂纹扩展的尖端应力会被相对柔软的橡胶颗粒释放掉，因此裂纹的扩展受到阻碍，使得制备的覆盖胶其抗冲击性能得到提高。
所述的活性剂为纳米活性氧化锌、硬脂酸和活性氧化镁组成的混合物；其中纳米活性氧化锌的产品粒子为纳米级，同时具有纳米材料和传统氧化锌的双重特性；与传统氧化锌产品相比，其比表面积大、化学活性高，作为硫化活性剂，提高橡胶制品的光洁性、耐磨性、抗老化性、抗撕裂和抗冲击性等性能指标，减少普通氧化锌的使用量，延长使用寿命。
其中，所述的促进剂为促进剂DM（二硫化苯并噻唑）、促进剂CZ（N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺）和促进剂TMTD(二硫化四甲基秋兰姆)组成的混合物。
进一步，所述的防老剂为防老剂AW(乙氧基喹啉)、防老剂4010NA(N-异丙基-N’-苯基对苯二胺)和防老剂BLE(丙酮与二苯胺高温缩合物)组成的混合物。
所述的无定型二氧化硅作为补强填充剂，其具有多孔性，无毒、无味、无污染及耐高温等性能，同时它具备的化学惰性以及特殊的触变性能明显改善橡胶制品的抗拉强度，抗撕裂性和耐磨性；本发明的组分经过无定型二氧化硅改良后，抗撕裂强度提高数倍，并且改善了粉末的性质，提高了本发明覆盖胶的流动性和抗结块性，从而优化了该发明覆盖胶加工工艺，进一步提高了其抗拉、抗撕裂强度；所述的聚氨酯树脂作为一种具有高强度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料配合剂，其高回弹性是目前所有弹性纤维都无法比拟的，使本发明覆盖胶具有了优异的抗张强度、抗撕裂强度。
所述的橡胶抗撕裂剂HSR，它大幅度提升了本发明覆盖胶的加工耐热性和流动性，增加了胶料粘度，降低了设备耗电量，明显提高本发明覆盖胶的耐撕裂性能；橡胶抗撕裂剂可替代橡胶油，降低原材料成本，减少混炼时间，增加填料的加入量，极易分散于橡胶中，能提高各种填料和配合剂的分散均匀性，而且它还是一种环保、节能材料。
本发明选用上述组分进行配合，可使各组分功效产生协同作用，从而有效地提高产品的耐冲击性能和抗撕裂能力，而各配方的重量份配比，对产品覆盖胶的理化性能尤为重要。
本发明的钢丝绳芯输送带用覆盖胶，优选以下重量份配比的组分：烟片橡胶为60份、顺丁橡胶为20份、高抗冲聚苯乙烯为20份、 硫磺为2.5份、纳米活性氧化锌为5份、硬脂酸为2.5份、活性氧化镁为5份、促进剂DM为 1.5份、促进剂CZ为1.5份、促进剂TMTD为 0.5份、聚氨酯树脂为5份、中超耐磨炭黑N220为50份、防老剂AW 为1份、防老剂4010NA为1份、防老剂BLE为1份、微晶蜡3份、碳五石油树脂为5份、橡胶抗撕裂剂HSR为10份。
本发明的钢丝绳芯输送带用覆盖胶，还可以选择以下重量份配比的组分：烟片橡胶为55份、顺丁橡胶为30份、高抗冲聚苯乙烯为15份、硫磺为2.5份、纳米活性氧化锌为5份、硬脂酸为2.5份、活性氧化镁为5份、促进剂DM为1.5份、促进剂CZ为1.5份、促进剂TMTD为0.5份、聚氨酯树脂为5份、中超耐磨炭黑N220为50份，防老剂AW 为1份、防老剂4010NA为1份、防老剂BLE 为1份、微晶蜡为4份、碳五石油树脂为5份、橡胶抗撕裂剂HSR 为15份。
此外，本发明还公开了一种耐冲击抗撕裂钢丝绳芯输送带用覆盖胶的制备方法，该方法包括以下步骤：
1)塑炼前准备：按照上述重量份配比的组分，先将烟片橡胶放在烘胶房内，烘房温度调至50℃，烘胶24h后待用。由于生胶在低温下长期贮存后会硬化和结晶，难以切割和进一步加工，所以需要预先进行加温软化并解除结晶。
2)塑炼：从烘胶房中取出烟片橡胶投入开炼机机进行塑炼，采用薄通塑炼法塑炼。辊距控制在1mm以下胶料通过辊距后不包辊，直接落盘，等全部通过后，将其扭转90°再次通过辊距，这样反复受到捏炼 ，直到达到要求可塑度为止，然后将辊距调至12-12mm让胶料包辊再出片、冷却和停放；烟片橡胶塑炼的目的主要是使得烟片橡胶的工艺性能得以改善，塑炼后的橡胶弹性减少，可塑性增大；混炼时配合剂更容易在胶料中混合分散均匀，胶料压延挤出速度快，收缩率小，并且硫化时更容易流动充满模型。
3) 一段混炼：取塑炼好的烟片橡胶投入密炼机，密炼机初始温度为60℃，转子转速为40 r/min，继而加入高抗冲聚苯乙烯和顺丁橡胶，混炼30s；相继按比例投入活性剂，无定型二氧化硅，聚氨酯树脂、防老剂，微晶蜡, 碳五石油树脂，混炼60s；加入中超耐磨炭黑N220和橡胶抗撕裂剂混炼30s，排料温度控制在140℃以下，薄通五次，得到混炼胶，下片待用，
4) 二段混炼：取上一步骤制备的混炼胶投入密炼机，然后投入促进剂、硫磺混炼90s，转速20 r/min，排料温度控制在100℃以下时，排出胶料。
本发明覆盖胶混炼采用两段混炼，弥补了因中超补强炭黑配用量较多，覆盖胶料硬度较大，混炼生热量多、生热快等一段混炼法不能满足胶料的混炼质量和性能的要求。
本发明研究了混炼初始温度和转子转速对耐冲击、抗撕裂钢丝绳芯输送带覆盖胶填料分散性的影响，并考察了填料分散程度、混炼工艺参数与综合力学性能的关系，通过选出合适的混炼工艺参数实现对本发明覆盖胶填料分散程度和硫化胶力学性能的控制。混炼工艺对本发明覆盖胶中的填料分散程度有显著影响，适宜的混炼初始温度和转子转速有助于填料较为均匀地分散。填料分散程度较好时，本发明覆盖胶的拉伸强度、定伸应力、撕裂强度和抗冲击强度等综合力学性能较好。通过改变转子转速和混炼初始温度，考察了本发明覆盖胶的排胶温度、混炼转矩与填料分散效果之间的相关性，并研究了混炼效果对粘合性能的影响。结果表明，选择适宜转子转速40 r/min和混炼排胶温度130～140℃以下，有助于提高填料分散效果，胶料的拉伸强度、定伸应力、撕裂强度和抗冲击强度等综合力学性能，动态力学性能和粘合性能均提高。
5）将混炼制得胶料投入挤出机，经挤出机混炼加入三辊压延机中，控制压延机各个辊的转速比为1:1.2:1，压延胶片，经过冷却辊后，卷曲胶片待用。
6） 硫化工艺：在硫化前，在胶片表面铺置一层特卫强，硫化温度为147℃，单位比压为3.0-3.5。特卫强是用高密度聚乙烯纤维制成的一种无纺布，它拥有均衡的物理特性，厚度薄、重量轻、不易变形、坚韧、抗撕裂、表面摩擦力小、弹性大等特点。
本发明的有益效果是：本发明的耐冲击抗撕裂钢丝绳芯输送带用覆盖胶，在配方方面，采用高抗聚苯乙烯，结合使用无定型二氧化硅等配合剂，提升覆盖胶耐冲击、抗撕裂的性能；并且通过研究混炼时，混炼初始温度，排胶温度和密炼机转子转速对本发明覆盖胶中填料分散性的影响，进一步提高了覆盖胶的拉伸强度、定伸应力、撕裂强度和抗冲击强度等综合力学性能；解决了普通输送带或普通防/抗撕裂输送带在使用过程中易撕裂、易损坏等问题。
具体实施方式
本发明为一种耐冲击抗撕裂钢丝绳芯输送带用覆盖胶及制备方法，下面对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明的钢丝绳芯输送带用覆盖胶，包括以下重量份配比的组分：烟片橡胶为45～60份、顺丁橡胶为20～30份、高抗冲聚苯乙烯为15～20份、 硫磺为1.5～3份、活性剂为15～20份、促进剂为3.5～5份、无定型二氧化硅为10～15、聚氨酯树脂为5～8份、中超耐磨炭黑N220为45 ～60份、防老剂为2.5～3份、微晶蜡为3～4份、碳五石油树脂为2～5份、橡胶抗撕裂剂HSR为10～15份。
实施例1：
各组分的重量份配比为：烟片橡胶为60份、顺丁橡胶为20份、高抗冲聚苯乙烯为20份、 硫磺为2.5份、纳米活性氧化锌为5份、硬脂酸为2.5份、活性氧化镁为5份、促进剂DM为1.5份、促进剂CZ为1.5份、促进剂TMTD为 0.5份、聚氨酯树脂为5份，中超耐磨炭黑N220为50份，防老剂AW 为1份、防老剂4010NA为1份、防老剂BLE为1份，微晶蜡3份,碳五石油树脂5份，橡胶抗撕裂剂HSR 10份。
该耐冲击抗撕裂钢丝绳芯输送带用覆盖胶的制备方法为：
1）塑炼前准备：按照上述重量份配比的组分，先将烟片橡胶放在烘胶房内，烘房温度调至50℃，烘胶24h后待用；
2） 塑炼：从烘胶房中取出步骤1）中的烟片橡胶投入开炼机机进行塑炼，采用薄通塑炼法塑炼；
3）一段混炼：取塑炼好的烟片橡胶投入密炼机，密炼机初始温度为60℃，转子转速为40 r/min，继而加入高抗冲聚苯乙烯和顺丁橡胶，混炼30s；相继按比例投入活性剂，无定型二氧化硅，聚氨酯树脂、防老剂，微晶蜡, 碳五石油树脂，混炼60s；加入中超耐磨炭黑N220和橡胶抗撕裂剂混炼30s，排料温度控制在140℃以下，薄通五次，得到混炼胶，下片待用；
4) 二段混炼：取步骤 3) 制备的混炼胶投入密炼机，然后投入促进剂、硫磺混炼90s，转速20 r/min，排料温度控制在100℃以下时，排出胶料；
5）将混炼制得胶料投入挤出机，经挤出机混炼加入三辊压延机中，控制压延机各个辊的转速比为1:1.2:1，压延胶片，经过冷却辊后，卷曲胶片待用；
6）硫化工艺：在硫化前，在胶片表面铺置一层特卫强，硫化温度为147℃，单位比压为3.0-3.5。
实施例 2
本发明的新型耐冲击抗撕裂钢丝绳输送带用覆盖胶，各组分的重量份配比为：烟片橡胶为55份、顺丁橡胶为30份、高抗冲聚苯乙烯为15份、 硫磺为2.5份、纳米活性氧化锌为5份、硬脂酸为2.5份、活性氧化镁为5份、促进剂DM 为1.5份、促进剂CZ为 1.5份、促进剂TMTD为 0.5份、聚氨酯树脂为8份、中超耐磨炭黑N220为 50份、防老剂为AW 1份、防老剂4010NA为1份、防老剂BLE为1份、微晶蜡3份、碳五石油树脂5份、橡胶抗撕裂剂HSR为10份。
该钢丝绳芯输送带用覆盖胶的制备方法与实施例1相同。
实施例 3
本发明的新型耐冲击抗撕裂钢丝绳输送带用覆盖胶，各组分的重量份配比为：烟片橡胶为55份、顺丁橡胶为30份、高抗冲聚苯乙烯为15份、 硫磺为2.5份、纳米活性氧化锌为5份、硬脂酸为2.5份、活性氧化镁为5份、促进剂DM 为1.5份、促进剂CZ 为1.5份、促进剂TMTD 为0.5份、聚氨酯树脂为5份、中超耐磨炭黑N220 为50份、防老剂AW为 1份、防老剂4010NA为1份、防老剂BLE为 1份、微晶蜡3份、碳五石油树脂5份、橡胶抗撕裂剂HSR为10份；
该钢丝绳芯输送带用覆盖胶的制备方法与实施例1相同。
实施例4
本发明的新型耐冲击抗撕裂钢丝绳输送带用覆盖胶，各组分的重量份配比为：烟片橡胶为60份、顺丁橡胶为20份、高抗冲聚苯乙烯为20份、硫磺为2.5份、纳米活性氧化锌为5份、硬脂酸为2.5份、活性氧化镁为5份、促进剂DM 为1.5份、促进剂CZ 为1.5份、促进剂TMTD为 0.5份、聚氨酯树脂为8份、中超耐磨炭黑N220 为50份、防老剂AW为1份、防老剂4010NA为1份、防老剂BLE为1份、微晶蜡为3份、碳五石油树脂为5份、橡胶抗撕裂剂HSR为10份。
该钢丝绳芯输送带用覆盖胶的制备方法与实施例1相同。
实施例 5
本发明的新型耐冲击抗撕裂钢丝绳输送带用覆盖胶，各组分的重量份配比为：烟片橡胶为55份、顺丁橡胶为30份、高抗冲聚苯乙烯为15份、硫磺为2.5份、纳米活性氧化锌为5份、硬脂酸为2.5份、活性氧化镁为5份、促进剂DM为1.5份、促进剂CZ为1.5份、促进剂TMTD为0.5份、聚氨酯树脂为5份、中超耐磨炭黑N220为50份、防老剂AW 为1份、防老剂4010NA为1份、防老剂BLE 为1份、微晶蜡4份、碳五石油树脂5份、橡胶抗撕裂剂HSR为15份。
该钢丝绳芯输送带用覆盖胶的制备方法与实施例1相同。
下表为各实施例产品指标检测表：
当然，上述实施例并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述实施例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改变、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种耐冲击抗撕裂钢丝绳芯输送带用覆盖胶，其特征在于：由以下重量份配比的组分组成：烟片橡胶为45～60份、顺丁橡胶为20～30份、高抗冲聚苯乙烯为15～20份、硫磺为1.5～3份、活性剂为15～20份、促进剂为3.5～5份、无定型二氧化硅为10～15份、聚氨酯树脂为5～8份、中超耐磨炭黑N220为45～60份、防老剂为2.5～3份、微晶蜡为3～4份、碳五石油树脂为2～5份、橡胶抗撕裂剂HSR为10～15份，所述的耐冲击抗撕裂钢丝绳芯输送带用覆盖胶采用如下方法步骤制得：
1)塑炼前准备：按照上述重量份配比的组分，先将烟片橡胶放在烘胶房内，烘房温度调至50℃，烘胶24h后待用；
2)塑炼：从烘胶房中取出步骤1)中的烟片橡胶投入开炼机机进行塑炼，采用薄通塑炼法塑炼；
3)一段混炼：取塑炼好的烟片橡胶投入密炼机，密炼机初始温度为60℃，转子转速为40r/min，继而加入高抗冲聚苯乙烯和顺丁橡胶，混炼30s；相继按比例投入活性剂，无定型二氧化硅，聚氨酯树脂、防老剂，微晶蜡,碳五石油树脂，混炼60s；加入中超耐磨炭黑N220和橡胶抗撕裂剂混炼30s，排料温度控制在140℃以下，薄通五次，得到混炼胶，下片待用；
4)二段混炼：取步骤3)制备的混炼胶投入密炼机，然后投入促进剂、硫磺混炼90s，转速20r/min，排料温度控制在100℃以下时，排出胶料；
5)将混炼制得胶料投入挤出机，经挤出机混炼加入三辊压延机中，控制压延机各个辊的转速比为1:1.2:1，压延胶片，经过冷却辊后，卷曲胶片待用；
6)硫化工艺：在硫化前，在胶片表面铺置一层特卫强，硫化温度为147℃，单位比压为3.0-3.5。
2.根据权利要求1所述的耐冲击抗撕裂钢丝绳芯输送带用覆盖胶，其特征在于：所述的活性剂为纳米活性氧化锌、硬脂酸和活性氧化镁组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的耐冲击抗撕裂钢丝绳芯输送带用覆盖胶，其特征在于：所述的促进剂为促进剂DM、促进剂CZ、促进剂TMTD组成的混合物。
4.一种耐冲击抗撕裂钢丝绳芯输送带用覆盖胶，其特征在于：由以下重量份配比的组分组成：烟片橡胶为60份、顺丁橡胶为20份、高抗冲聚苯乙烯为20份、硫磺为2.5份、纳米活性氧化锌为5份、硬脂酸为2.5份、活性氧化镁为5份、促进剂DM为1.5份、促进剂CZ为1.5份、促进剂TMTD为0.5份、聚氨酯树脂为5份、中超耐磨炭黑N220为50份、防老剂AW为1份、防老剂4010NA为1份、防老剂BLE为1份、微晶蜡3份、碳五石油树脂为2～5份、橡胶抗撕裂剂HSR为10份。
5.一种耐冲击抗撕裂钢丝绳芯输送带用覆盖胶，其特征在于：由以下重量份配比的组分组成：烟片橡胶为55份、顺丁橡胶为30份、高抗冲聚苯乙烯为15份、硫磺为2.5份、纳米活性氧化锌为5份、硬脂酸为2.5份、活性氧化镁为5份、促进剂DM为1.5份、促进剂CZ为1.5份、促进剂TMTD为0.5份、聚氨酯树脂为5份、中超耐磨炭黑N220为50份、防老剂AW为1份、防老剂4010NA为1份、防老剂BLE为1份、微晶蜡4份、碳五石油树脂为5份、橡胶抗撕裂剂HSR为15份。
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