CN105465273A - 一种弹性同步带及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种弹性同步带及其制造方法，该同步带由胶片层和纤维增强层组成，纤维增强层由网状体和丁腈橡胶组成，网状体由聚氨酯纤维和尼龙纤维编织而成，胶片层包括以下组分，各组分的含量以质量百分数计：5％～10％低苯基硅橡、3％～6％丁腈橡胶、3％～5％聚氨酯、2％～6％氯磺化聚乙烯、余量氯丁橡胶。

Description

一种弹性同步带及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种同步带，尤其涉及一种弹性同步带及其制造方法。
背景技术
啮合型带传动一般也称为同步带传动，同步带传动通过传动带内表面上等距分布的横向齿与带轮上的相应齿槽啮合来传递运动。同步带传动由于传动带与带轮是靠啮合传动运动和动力，因此传动带和带轮之间无相对滑动，能保证准确的传动比。同步带通常以钢丝绳或玻璃纤维为强力层，外覆以聚氨酯或氯丁橡胶的环形带，带的内周制成齿状，使其与齿形带轮啮合。常见的同步带弹性较差，为了保证同步带正常工作，通常会利用张紧装置使同步带保持张紧状态，或者改变同步轮的中心距离使同步带保持张紧状态，这就增加了同步机构的复杂性。因此开发一种具有较高收缩性的同步带十分必要。
另外，随着科技的进步，很多高危工作逐渐由机器人来取代人工操作。近几年市场上出现的擦玻璃机器人就很好地解决了高层楼外墙玻璃清洁困难的问题。这种擦玻璃机器人吸附在玻璃上，可在竖直的玻璃上行走从而完成擦玻璃的工作。常见的擦玻璃机器人都是使用同步带来传动，但是传统的同步带传动机构通常包括张紧机构，这即增加了擦玻璃机器人内部结构的复杂性，同时也增加了擦玻璃机器人的整体重量，不利于擦玻璃机器人的稳定工作。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种弹性同步带及其制造方法，该同步带的收缩性能优良。
本发明的另一个目的在于提供一种弹性同步带，该同步带适合用于擦玻璃机器人上，其有利于减少擦玻璃机器人的整体重量，此外该弹性同步具有较好的耐腐蚀性、耐磨性、耐老化性，更适合擦玻璃机器人的使用环境。
为达到以上目的，本发明提供一种弹性同步带，所述同步带由胶片层和纤维增强层组成。所述胶片层包括以下组分，其中各组分的含量为质量百分数：
所述纤维增强层由网状体和丁腈橡胶组成，所述网状体与所述丁腈橡胶的质量比为1∶20。所述网状体由聚氨酯纤维和尼龙纤维编织而成，所述聚氨酯纤维和所述尼龙纤维的质量比为1∶1，所述聚氨酯纤维和所述尼龙纤维的伸展方向为同步带的长度方向。
优选地，所述同步带中所述胶片层与所述纤维增强层的重量比为15∶1。
所述胶片层选择氯丁橡胶作为基体材料，是因为氯丁橡胶具有良好的物理机械性能，其抗拉强度可达到14MPa～18MPa。氯丁橡胶虽然具有一定的耐热性，但是其耐寒性较差，低苯基硅橡胶的添加，一定程度上可改善所述胶片层的耐寒性。丁腈橡胶的加入可以提高所述胶片层的耐油性、耐高温性和耐酸碱性。所述聚氨酯的加入可以大大提高胶片层的耐磨性，从而增加所述胶片层的使用寿命。所述氯磺化聚乙烯具有良好的弹性，可以使所述胶片层具有较高的收缩性。
本发明还提供一种弹性同步带制作方法：
(1)制备网状体：对聚氨酯纤维进行低温等离子体处理后，将聚氨酯纤维和尼龙纤维编织为网状体，其中所述聚氨酯纤维和所述尼龙纤维的质量比为1∶1，所述聚氨酯纤维和所述尼龙纤维的伸展方向为所述同步带的长度方向；
(2)制备纤维增强层：将丁腈橡胶进行混炼形成流态的丁腈橡胶胶料，使用所述丁腈橡胶胶料对步骤(1)中的所述网状体进行浸胶，浸胶后裁剪得到纤维增强层；
(3)制备氯丁橡胶胶料(即胶片层)：按照如下配比，对混合物进行混炼
(4)制备成型带坯：将步骤(2)中的所述纤维增强层放入同步带成型模具中，在所述纤维增强层上下表面绕2-3层步骤(3)中压延好的所述氯丁橡胶胶料，然后在表面覆盖隔离纸，得到成型带坯；
(5)制备硫化带坯：将步骤(4)中脱离所述成型模具的成型带坯放入硫化罐中进行硫化，得到硫化带坯；
(6)切割所述硫化带坯，得到同步带。
优选地，步骤(1)中，在制备网状体时，采用纤维编织机进行编制。对聚氨酯纤维进行低温等离子体处理的目的是使纤维表面的部分聚合物大分子链发生断裂，断裂后的大分子链更易与丁腈橡胶结合。通过对聚氨酯纤维进行低温等离子体处理以及将聚氨酯纤维和尼龙纤维编织为网状体，增加了所述网状体与丁腈橡胶的结合强度。聚氨酯纤维和尼龙纤维胶合在一起，可以增加材料的强度，丁腈橡胶把所述网状体包裹起来，这样形成的复层材料的性能具有一定的梯度，从而使同步带的综合性能得到提升。
优选地，步骤(2)中，制得的所述纤维增强层的厚度为3mm～5mm。
优选地，步骤(3)中，制得的所述氯丁橡胶胶料的厚度为0.6mm～0.7mm。
优选地，步骤(4)中，将所述纤维增强层放入所述成型模具中，模具温度为40℃～50℃，排线张力为0.3MPa～0.5MPa。
优选地，在步骤(5)中，硫化剂为硫磺，硫化时蒸汽压力为0.45MPa～0.5MPa，硫化时间为30min～40min。
本发明的上述优选实施例具有以下有益效果：本发明的同步带具有优良的收缩性能，将其用于同步带传统机构时，不需要张紧装置；将本发明的同步带用于擦玻璃机器人时，有利于降低擦玻璃机器人的整体重量，提高擦玻璃机器人工作的稳定性，此外本发明的同步带对玻璃的摩擦系数较大，也在一定程度上提高了擦玻璃机器人工作的稳定性。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
一种同步带由胶片层和纤维增强层组成，其中胶片层与纤维增强层的重量比为15∶1。纤维增强层由网状体和丁腈橡胶组成，网状体由聚氨酯纤维和尼龙纤维编织而成，纤维的伸展方向为同步带的长度方向，聚氨酯纤维和尼龙纤维的重量比为1∶1，网状体和丁腈橡胶的重量比为1∶20。
胶片层包括以下组分，各组分的含量以质量百分数表示：
该同步带通过以下步骤制备：
(1)制备网状体：对聚氨酯纤维进行低温等离子体处理后，采用纤维编织机将聚氨酯纤维和尼龙纤维编织为网状体，其中聚氨酯纤维和尼龙纤维的质量比为1∶1；
(2)制备纤维增强层：将丁腈橡胶进行混炼形成流态的丁腈橡胶胶料，使用丁腈橡胶胶料对步骤(1)中的网状体进行浸胶，浸胶后裁剪得到纤维增强层，纤维增强层的厚度为3-5mm；
(3)制备氯丁橡胶胶料(即胶片层)：对胶片层的各组分进行混炼，制得的氯丁橡胶胶料的厚度为0.6-0.7mm；
(4)制备成型带坯：将步骤(2)中的纤维增强层放入同步带成型模具中，模具温度为40-50℃，排线张力为0.3-0.5MPa，在纤维增强层上下表面绕2-3层步骤(3)中压延好的所述氯丁橡胶胶料，然后在表面覆盖隔离纸，得到成型带坯；
(5)制备硫化带坯：将步骤(4)中脱离成型模具的成型带坯放入硫化罐中进行硫化，硫化剂为硫磺，硫化时蒸汽压力为0.45MPa～0.5MPa，硫化时间为30min～40min，得到硫化带坯；
(6)切割硫化带坯，得到同步带。
实施例2
与实施例1相比，其不同之处在于胶片层各组分的含量不同，实施例2中的胶片层包括包括以下组分，各组分的含量以质量百分数表示：
实施例3
与实施例1相比，其不同之处在于胶片层各组分的含量不同，实施例3中的胶片层包括包括以下组分，各组分的含量以质量百分数表示：
实施例4
与实施例1相比，其不同之处在于胶片层各组分的含量不同，实施例4中的胶片层包括包括以下组分，各组分的含量以质量百分数表示：
实施例5
与实施例1相比，其不同之处在于胶片层各组分的含量不同，实施例5中的胶片层包括包括以下组分，各组分的含量以质量百分数表示：
对比例1
与实施例1相比，其不同之处在于胶片层各组分的含量不同，对比例1中的胶片层包括包括以下组分，各组分的含量以质量百分数表示：
低苯基硅橡胶8％
氯丁橡胶余量
对比例2
与实施例1相比，其不同之处在于胶片层各组分的含量不同，对比例2中的胶片层包括包括以下组分，各组分的含量以质量百分数表示：
丁腈橡胶3％
氯丁橡胶余量
对比例3
与实施例1相比，其不同之处在于胶片层各组分的含量不同，对比例3中的胶片层包括包括以下组分，各组分的含量以质量百分数表示：
聚氨酯4％
氯丁橡胶余量
对比例4
与实施例1相比，其不同之处在于胶片层各组分的含量不同，对比例4中的胶片层包括包括以下组分，各组分的含量以质量百分数表示：
氯磺化聚乙烯橡胶4％
氯丁橡胶余量
对比例5
与实施例1相比，其不同之处在于胶片层的组分不同，对比例5中的胶片层为氯丁橡胶。
表1现实了各实施例和对比例中的胶片层的组成。
表1
对实施例1-5和对比例1-5制得的同步带以及胶片层进行机械性能测试，测试结果如表2所示。
表2
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种弹性同步带，其特征在于，所述同步带由胶片层和纤维增强层组成，所述纤维增强层由网状体和丁腈橡胶组成，所述网状体由聚氨酯纤维和尼龙纤维编织而成，所述胶片层包括以下组分，各组分的含量以质量百分数计：
。
2.根据权利要求1所述的同步带，其特征在于，所述聚氨酯纤维和所述尼龙纤维的质量比为1∶1，所述网状体与所述丁腈橡胶的质量比为1∶20，所述同步带中所述胶片层与所述纤维增强层的重量比为15∶1。
3.一种制备如权利要求1或2所述的同步带的方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备网状体：对聚氨酯纤维进行低温等离子体处理后，将聚氨酯纤维和尼龙纤维编织为网状体，所述聚氨酯纤维和所述尼龙纤维的伸展方向为所述同步带的长度方向；
制备纤维增强层：将丁腈橡胶进行混炼形成流态的丁腈橡胶胶料，使用所述丁腈橡胶胶料对所述网状体进行浸胶，浸胶后裁剪得到纤维增强层；
制备氯丁橡胶胶料：将所述胶片层的各组分进行混炼；
制备成型带坯：将所述纤维增强层放入同步带成型模具中，在所述纤维增强层上下表面绕2-3层压延好的所述氯丁橡胶胶料，然后在表面覆盖隔离纸，得到成型带坯；
制备硫化带坯：将脱离成型模具的所述成型带坯放入硫化罐中进行硫化，得到硫化带坯；
切割所述硫化带坯，得到所述同步带。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述制备纤维增强层的步骤中，制得的所述纤维增强层的厚度为3mm～5mm，所述制备氯丁橡胶胶料的步骤中，制得的所述氯丁橡胶胶料的厚度为0.6mm～0.7mm。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述制备成型带坯的步骤中，将所述纤维增强层放入所述成型模具中，模具温度为40℃～50℃，排线张力为0.3MPa～0.5MPa。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述制备硫化带坯的步骤中，硫化剂为硫磺，硫化时蒸汽压力为0.45MPa～0.5MPa，硫化时间为30min～40min。
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Assignee: Zhejiang Huilong transmission belt Co.,Ltd.

Assignor: NINGBO FULONG SYNCHRONOUS BELT Co.,Ltd.

Contract record no.: X2022330000872

Denomination of invention: Elastic synchronous belt and its manufacturing method

Granted publication date: 20180309

License type: Common License

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