CN106397892B - 用于汽车多楔带的楔胶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于汽车多楔带的楔胶材料，由下述重量份的物质组成：氯丁橡胶100、氧化镁4‑6、硬脂酸1‑2、防老剂ODA1‑5、多功能母胶5‑8、炭黑30‑40、导电炭黑10‑15、碳纳米管0.1‑3、尼龙短纤维10‑20、芳烃油5‑10、氧化锌5‑8、抗静电剂1‑3；及其制备方法。本发明具有较低的静电压值，而且还有较优的动态疲劳，使用寿命及皮带在整个寿命内都保持较低的静电压值。

Description

用于汽车多楔带的楔胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶传动带技术领域，尤其是一种用于汽车多楔带的楔胶材料，及其制备方法。
背景技术
汽车多楔带是用于驱动发动机辅助装置(水泵、发电机、空调压缩机等)的一种橡胶汽车配件，传动原理为摩擦传动，即楔的两个侧面与带轮的轮槽进行摩擦配合来传递功率，具有传动功率高和节省空间等优点，但同时传动带与轮子摩擦传动的过程中由于构成两者材料的导电性差异很大，带体在高速运转时两者界面不断的发生接触、分离而引起表面的电荷转移，就会使得多楔带的带体表面会积蓄静电，如果这些静电不能够被及时的疏导掉，当其积累到一定程度后就会产生一些安全隐患，据研究当静电压达到3KV时就能引燃汽油和空气的混合物从而造成严重的安全事故，并且随着现代发动机设计向着紧凑化发展，一条多楔带最多要带动6-7个带轮，这样两者接触摩擦机会的增大使得由静电引起安全事故的可能性也逐渐增大；另外汽车内部有许多电子设备，如行车电脑等，静电产生的电磁波会对其干扰，影响这些设备的可靠性，因此汽车多楔带具有一定的抗静电性能是非常有必要的也是未来汽车传动带发展的一个趋势。
在橡胶传动带领域中抗静电性能目前应用在V带和输送带的最为广泛，在汽车抗静电多楔带这一技术领域里有以下技术难点：
使橡胶材料具有一定的抗静电性能，最有效而简单的方法就是加入疏导静电的物质，比如说高比表面积的乙炔炭黑，一般来讲要使橡胶材料具有抗静电性能导电炭黑的添加质量份数至少为30份(橡胶质量份数为100)左右，但由于导电炭黑为一些结构度比较高、比表面积比较大的细粒子炭黑，所以会引起在混炼过程中不好分散，加工性能差，做成楔胶后由于炭黑间的强作用力会在动态运转过程中疲劳生热过大引起早期的破坏，出现裂纹使用寿命较短。
传统的汽车多楔带多为有顶布，在带体运转过程中顶布绕过带轮时极易产生静电且不易疏导，虽可用抗静电胶对该布进行处理但效果欠佳，如用橡胶材料代替顶布在硫化过程中由于线绳收缩容易引起成品带背有线印子甚至裂纹影响外观和产品质量，特别是对于门尼粘度较低的氯丁胶做主体材料时更为明显，因此该层橡胶材料的厚度和成型工艺对产品的质量和性能有很重要的影响。
中国专利CN203570919公开了一种抗静电汽车多楔带，其楔体部位至少设有一层导电纤维层，以此来降低弹性体表面摩擦系数降低带体与带轮摩擦产生的静电几率，但该方法制备过程复杂且在使用过程中导电纤维层易与楔体产生动态屈挠分离，影响产品使用寿命。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种用于汽车多楔带的楔胶材料，组成新颖巧妙，具备抗静电性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种用于汽车多楔带的楔胶材料，由下述重量份的物质组成：
氯丁橡胶 100
氧化镁 4-6
硬脂酸 1-2
防老剂ODA 1-5
多功能母胶 5-8
炭黑 30-40
导电炭黑 10-15
碳纳米管 0.1-3
尼龙短纤维 10-20
芳烃油 5-10
氧化锌 5-8
抗静电剂 1-3。
一种如上所述楔胶材料的制备方法，包括以下过程：密炼机室温在30℃～60℃，加入氯丁橡胶、尼龙短纤维、多功能母胶、导电炭黑及碳纳米管，混炼1-3分钟，再加入氧化镁、硬脂酸、防老剂ODA、炭黑及芳烃油进行混炼，温度达100-120℃时排胶，最后在开炼机上加入氧化锌和抗静电剂混炼8-16分钟。
本发明所述的重量份为本领域常用质量单位，可以是克、公斤、吨等。
本发明采用在通用合成橡胶中抗静电性能较好氯丁橡胶作为楔胶材料的主体橡胶，同时氯丁胶具有优异的耐热性、耐屈挠性及阻燃性能等。
本发明的楔胶材料加入了导电炭黑和碳纳米管，其目的为保证产品的抗静电性能外还具有良好的加工性能及动态使用性能，因为碳纳米管表面的碳原子的P电子能形成大范围的离域π键，共轭效应显著因此具有非常优异的电学性质，且属于纳米材料，相比传统的导电炭黑在橡胶中添加较少量就能形成填料网络从而达到满意的抗静电效果，因此综合产品生产工艺、性能及成本，本发明添加导电炭黑和碳纳米管的混合物来解决前述技术难点。
本发明用原材料均可从市场获得。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：楔胶加工性能优异，具有较低的静电压值，而且还有较优的动态疲劳，使用寿命及皮带在整个寿命内都保持较低的静电压值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
实施例1
一种用于汽车多楔带的楔胶材料，具体组成和质量份数为：
氯丁橡胶 100份
氧化镁 6份
硬脂酸 2份
防老剂ODA 3份
多功能母胶T-100：6份
炭黑550 35份
导电炭黑XC-72 12份
碳纳米管 0.5份
2mm尼龙短纤维：15份
芳烃油 6份
氧化锌 5份
抗静电剂AP4 3份
楔胶材料的制备过程为：初始密炼机室温度为50℃，加入氯丁橡胶、尼龙短纤维、多功能母胶、导电炭黑及碳纳米管，混炼2分钟，然后加入氧化镁、硬脂酸、防老剂、炭黑N550及芳烃油进行混炼，温度达115℃时排胶，最后在开炼机上加入氧化锌和抗静电剂混炼12分钟。
实施例2
一种用于汽车多楔带的楔胶材料，具体组成和质量份数为：
氯丁橡胶 100份
氧化镁 5份
硬脂酸 1份
防老剂ODA 3份
多功能母胶T-100：7份
炭黑550 40份
导电炭黑XC-72 15份
碳纳米管 1份
2mm尼龙短纤维：13份
芳烃油 5份
氧化锌 5份
抗静电剂AP4 3份
楔胶材料的制备为：初始密炼机室温度为51℃，加入氯丁橡胶、尼龙短纤维、多功能母胶、导电炭黑及碳纳米管，混炼3钟，然后加入氧化镁、硬脂酸、防老剂、炭黑N550及芳烃油进行混炼，温度达120℃排胶，最后在开炼机上加入氧化锌和抗静电剂混炼10分钟。
实施例3
一种用于汽车多楔带的楔胶材料，具体组成和质量份数为：
氯丁橡胶 100份
氧化镁 5份
硬脂酸 1份
防老剂ODA 4份
多功能母胶T-100：8份
炭黑550 35份
导电炭黑XC-72 10份
碳纳米管 1.5份
2mm尼龙短纤维：15份
芳烃油 6份
氧化锌 5份
抗静电剂AP4 2份
楔胶材料的制备为：初始密炼机室温度为55℃，加入氯丁橡胶、尼龙短纤维、多功能母胶、导电炭黑及碳纳米管，混炼2分钟，然后加入氧化镁、硬脂酸、防老剂、炭黑N550及芳烃油进行混炼，温度达110℃排胶，最后在开炼机上加入氧化锌和抗静电剂混炼10分钟。
对比实施例1
抗静电楔胶材料具体组成和质量份数为：
氯丁橡胶 100份
氧化镁 5份
硬脂酸 1份
防老剂ODA 4份
多功能母胶T-100：8份
炭黑550 30份
导电炭黑XC-72 30份
2mm尼龙短纤维 10份
芳烃油 6份
氧化锌 5份
抗静电剂AP4 2份
楔胶的制备：
初始密炼机室温度为55℃，加入氯丁橡胶、尼龙短纤维、多功能母胶、导电炭黑，混炼3分钟，然后加入氧化镁、硬脂酸、防老剂、炭黑N550及芳烃油进行混炼，温度达115℃排胶，最后在开炼机上加入氧化锌和抗静电剂混炼10分钟。
对比实施例2
抗静电楔胶材料具体组成和质量份数为：
氯丁橡胶 100份
氧化镁 5份
硬脂酸 1份
防老剂ODA 4份
多功能母胶T-100：8份
炭黑550 30份
导电炭黑XC-72 30份
2mm尼龙短纤维：10份
芳烃油 6份
氧化锌 5份
抗静电剂AP4 2份
楔胶的制备：
初始密炼机室温度为55℃，加入氯丁橡胶、尼龙短纤维、多功能母胶、导电炭黑，混炼3分钟，然后加入氧化镁、硬脂酸、防老剂、炭黑N550及芳烃油进行混炼，温度达115℃排胶，最后在开炼机上加入氧化锌和抗静电剂混炼10分钟。
利用现有技术及上述实施例与对比例楔胶材料制得多楔带产品，楔胶及成品性能对比如上表所示，产品规格为3PK1230，四轮动态疲劳寿命测试按照GB/T 13552-2008进行；对产品的抗静电性能评估直接采用静电测试仪(仪器型号为SIMCO-FMX003)测试运转时带体表面的静电压值的方法，该方法相比测试带体的表面体积电阻率更为直接实用。从对比性能来看，上述发明实施例不仅具有较低的静电压值而且还有较优的动态疲劳使用寿命及皮带在整个寿命内都保持较低的静电压值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种用于汽车多楔带的楔胶材料，其特征在于：由下述重量份的物质组成：
氯丁橡胶 100
氧化镁 4-6
硬脂酸 1-2
防老剂ODA 1-5
多功能母胶 5-8
炭黑 30-40
导电炭黑 10-15
碳纳米管 0.1-3
尼龙短纤维 10-20
芳烃油 5-10
氧化锌 5-8
抗静电剂 1-3；
该楔胶材料的制备方法，包括以下过程：密炼机初始温度在30℃～ 60℃，加入氯丁橡胶、尼龙短纤维、多功能母胶、导电炭黑及碳纳米管，混炼1-3分钟， 再加入氧化镁、硬脂酸、防老剂ODA、炭黑及芳烃油进行混炼，温度达100-120℃时排 胶，最后在开炼机上加入氧化锌和抗静电剂混炼8-16分钟。
2.如权利要求1所述楔胶材料，其特征在于：碳纳米管用量在0.1-2份。
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