CN106832483A - 一种耐热传动胶带底胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种耐热传动胶带底胶及其制备方法。按重量份计，耐热传动胶带底胶的制备原料包括：100份的氯丁橡胶CR、15～40份的硫化剂、1～3份的促进剂、0.1～1份的防焦剂、1～2份的硬脂酸SA、30～40份的改性碳酸钙、40～60份的补强剂、2～10份的硅烷偶联剂、10～15份的加强纤维、1～5份的抗撕裂树脂、0.5～2份的抗氧剂、3～5份的防老剂、5～10份的油。本发明中硫化剂、促进剂、防焦剂、硬脂酸SA、改性碳酸钙、硅烷偶联剂、抗撕裂树脂、加强纤维、抗氧剂、防老剂协同作用，共同提高了传动胶带在120℃温度下的耐曲挠性。

Description

一种耐热传动胶带底胶及其制备方法

技术领域

本发明属于传动胶带技术领域，涉及一种耐热传动胶带底胶及其制备方法。

背景技术

农业机械用传动胶带大部分是氯丁胶材质的，氯丁胶具有较高的拉伸强度、伸长率，耐老化、耐热，是中高端传动胶带的重要原材料。氯丁胶具有耐热性，但耐热程度有限，由此制成的传动胶带在80～100℃可正常使用，短期内可耐120～150℃的高温，但是如果在超过100℃的环境下运转一段较长的时间，传动胶带很会快会老化、焦烧而不能再继续使用。

农业机械用传动胶带在使用时对温度有一定的要求，例如，收割机用的传动胶带在工作时，随着收割机喂入量的不断增加，收割机要求传输的马力、功率越来越大，传动胶带在动力传输的过程中带体温度基本要持续在120℃，甚至更高，这就对传动胶带在120℃下的耐热性能提出了较高的要求。

CN 101602867A公开了一种改性氯丁橡胶V带及其制备方法，改性氯丁橡胶V带的基体橡胶由下列重量份的原料经混炼制成：100份氯丁橡胶、20～50份酸改性碳纳米管、10～20份炭黑、2～10份磷系氧化物、12～18份硫磺、0.3～5份防老剂、1～5份填料、3～7份软化剂、2～10份增塑剂和1～6份促进剂，复合硫化的橡胶具有内在的“骨架”结构，强度高，能够适用于150～180℃高温工作环境，具有很好的耐热性能，可广泛用于煤矿、石油、化工及造纸等行业中特殊环境下的机械传动系统中，但是该改性氯丁橡胶V带在120℃温度下的性能有待提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种耐热传动胶带底胶，其在120℃温度下的耐曲挠性好。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种耐热传动胶带底胶，按重量份计，所述耐热传动胶带底胶的制备原料包括：

本发明所述硫化剂为氧化镁与氧化锌的混合物；氧化镁的加入可起到稳定的作用，可防止加工中产生焦烧，并且改进胶料在储藏过程中的焦烧，还具有塑化橡胶的作用。氧化锌主要做硫化胶，可使硫化平坦。氧化镁和氧化锌同时使用解决了硫化胶的易焦烧、硫化程度高和硫化速度快的问题。氧化镁的用量对氯丁胶加工和硫化都有较大影响，会影响氯丁胶的塑性、储存稳定性及硫化速度。优选地，所述氧化镁的重量份为1～5份；当氧化镁用量高于5份时，会降低氯丁胶的硫化速度，当氧化镁用量低于1份时，会降低氯丁胶的塑性和储存稳定性。氧化锌的用量会影响氯丁胶的耐热耐老化性能以及塑性稳定性。优选地，所述氧化锌的重量份为15～30份，当氧化锌用量大于30份时，胶料易焦烧、储存稳定性降低，还会使胶料变硬和失去塑性，当氧化锌用量低于15份时，氯丁胶的硫化程度和耐高温性能不佳。

本发明的所述促进剂选自促进剂NA-22、促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂D、促进剂DZ或促进剂NOBS中的一种或者至少两种的混合物。促进剂作为硫化延缓剂、抗焦烧剂和增塑剂，且在橡胶中容易分散，不污染。

所述防焦剂为CTP。

改性碳酸钙，也称活性碳酸钙，指将重质碳酸钙或轻质碳酸钙表面进行活化处理制得，不但疏水化而且活性化，其主要特点是粒径小于0.1um，粒子大小较均匀，比表面积大，应用性能大大优于普通碳酸钙，改性碳酸钙做橡胶补充剂，加入到橡胶制品中，其机械性能明显提高，抗撕裂强度可提高一倍以上，曲挠次数可提高5-6倍，本发明的活性碳酸钙的加入既是橡胶的填料，又是橡胶的补强剂。改性碳酸钙的改性方法可由常规方法制得，在此不再赘述，改性碳酸钙的用量对传动胶带的性能有很大影响，当其用量高于40份时，会使传动胶带的抗拉伸性能下降，当其用量低于30份时，耐曲挠性能得不到很好的提高。

补强剂的加入可提高传动胶带的强度，还可以改善传动胶带的加工性能，赋予其良好的耐磨性能、抗撕裂性能、耐热性能和耐寒性能，延长其使用寿命。本发明所述补强剂为炭黑N330与白炭黑的混合物，二者共同使用可显著提高补强效果；优选地，所述炭黑N330的重量份为30～40份，例如30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40份；所述白炭黑的重量份为10～30份，例如10、12、15、16、18、20、22、25、26、28、30份。

本发明中硅烷偶联剂的加入，与补强剂协同作用减少了传动胶带成品在使用过程中的生热，延长了传动胶带的使用寿命。

所述加强纤维为尼龙纤维，加强纤维的加入可显著提高传动胶带的拉伸强度和拉伸模量，从而大幅度提高传动胶带的抗拉伸抗撕裂的性能。

本发明中抗撕裂树脂的加入可大幅提高橡胶的硬度、耐老化性、耐磨性、撕裂强度、拉伸强度，并具有易于混炼加工，易于着色及良好的热塑性、电绝缘性等，补强后的硫化胶具有更高的模量、定伸、硬度和特别明显的耐撕裂性能、耐候性和弯曲拉伸性能。

所述防老剂为防老剂4010NA与防老剂RD的混合物；优选地，所述防老剂4010NA的重量份为2.5～3份，例如2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3份；所述防老剂RD的重量份为0.5～2份，例如0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.2、1.5、1.6、1.7、1.8、2份。

所述油为芳烃油，芳烃油的主要作用是改善橡胶的加工性能，利于胶料中填充剂的混合和分散，降低胶料粘度和混炼能耗，调整硫化胶的物理机械性能。

优选地，按重量份计，所述耐热传动胶带底胶的制备原料包括：

本发明的目的之二在于提供一种耐热传动胶带底胶的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)将配方量的氯丁橡胶CR加入开炼机，待包辊后下卷待用；

2)将配方量的补强剂与油混合得到共混物A，将配方量的硫化剂、促进剂、防焦剂、硬脂酸SA、改性碳酸钙、硅烷偶联剂、抗撕裂树脂、抗氧剂、防老剂混合得到共混物B；

3)将步骤1)制得的氯丁橡胶CR密炼10～30s，加入配方量的加强纤维，继续密炼30～50s，再加入共混物B，密炼40～60s后加入共混物A，继续密炼1～3min后排胶到开炼机上，在开炼机上混合制备胶片待用；

4)将步骤3)制得的胶片加入三辊压延机中，压延得到耐热传动胶带底胶。

优选地，步骤3)的具体过程为，将步骤1)制得的氯丁橡胶CR密炼20s，加入配方量的抗撕裂树脂，继续密炼40s，再加入共混物B，密炼50s后加入共混物A，继续密炼2min后排胶到开炼机上，在开炼机上混合制备胶片待用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的耐热传动胶带底胶，通过调节硫化剂、抗氧剂、防老剂等助剂的配比，提高了传动胶带的耐热性；防老剂4010和RD并用，协同作用更加有效的提高了传动胶带的耐老化性能；硅烷偶联剂和补强剂的引入，减少了传动胶带在使用过程中的生热，提高了传动胶带的耐热性，延长了传动胶带成品的使用寿命；改性碳酸钙的加入使传动胶带的机械性能明显提高，抗撕裂强度、曲挠次数均得到提高；本发明中硫化剂、促进剂、防焦剂、硬脂酸SA、改性碳酸钙、硅烷偶联剂、抗撕裂树脂、加强纤维、抗氧剂、防老剂协同作用，在保持传动胶带物理性能如拉断强度、撕裂强度、硬度、拉断伸长率的前提下，共同提高了传动胶带在120℃温度下的耐曲挠性。

本发明的耐热传动胶带底胶的制备方法，工艺简单，可适用于耐热传动胶带的大幅生产。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。

经多次试验，本发明选用的氯丁橡胶为日本电汽生产的型号为DCR107的进口氯丁胶，DCR107是硫磺改性氯丁橡胶，具有良好的物理性能、加工性能、储存稳定性，具有特别优越的放热性能，以及优异的粘合性能。经多次试验测得，相对于型号为CR322的国产氯丁橡胶制得的传动胶带(对比例1)，采用进口氯丁橡胶制得的传动胶带(实施例1)的性能耐热性能更佳，以一组数据为例，传动胶带的制备过程中原料用量如表1所示，将制备得到的传动胶带在120℃x72小时老化处理，老化前后各项物性对比如表2所示。

本发明的耐热传动胶带底胶的制备方法，包括如下步骤：

1)将配方量的氯丁橡胶CR加入开炼机，待包辊后下卷待用；

2)将配方量的补强剂与油混合得到共混物A，将配方量的硫化剂、促进剂、防焦剂、硬脂酸SA、改性碳酸钙、硅烷偶联剂、抗撕裂树脂、抗氧剂、防老剂混合得到共混物B；

3)将步骤1)制得的氯丁橡胶CR密炼10～30s，加入配方量的加强纤维，继续密炼30～50s，再加入共混物B，密炼40～60s后加入共混物A，继续密炼1～3min后排胶到开炼机上，在开炼机上混合制备胶片待用；

4)将步骤3)制得的胶片加入三辊压延机中，压延得到耐热传动胶带底胶。

表1

表2

传动胶带经120℃、72小时老化处理，老化前后的变化率越小，说明传动胶带的性能更好。由表2中数据对比可以看出，相对于国产氯丁橡胶，采用进口氯丁橡胶制备的传动胶带老化后各项性能变化率更小，耐热性更佳。

采用如上所述的进口氯丁橡胶作为原料，通过调节各原料的配比制备传动胶带，作为实施例2-10，采用常规配方制备传动胶带作为对比例2，传动胶带的制备过程中原料用量如表3所示，将制备得到的传动胶带在120℃x72小时老化处理，老化前后各项物性对比如表4、表5所示。

表3

表4

表5

由表4、表5的数据可以看出，在经过120°老化试验后，制得的传动胶带各方面性能保持率较高，尤其曲挠、硬度及伸长率等性能可以看出，弹性保持率很好，且本发明中硫化剂、促进剂、防焦剂、硬脂酸SA、改性碳酸钙、硅烷偶联剂、抗撕裂树脂、加强纤维、抗氧剂、防老剂协同作用，在保持物理性能如拉断强度、撕裂强度、硬度、拉断伸长率的前提下，共同提高了传动胶带在120℃温度下的耐曲挠性。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种耐热传动胶带底胶，其特征在于，按重量份计，所述耐热传动胶带底胶的制备原料包括：

2.根据权利要求1所述的耐热传动胶带底胶，其特征在于，所述硫化剂为氧化镁与氧化锌的混合物；

优选地，所述氧化镁的重量份为1～5份，所述氧化锌的重量份为15～30份。

3.根据权利要求1或2所述的耐热传动胶带底胶，其特征在于，所述促进剂选自促进剂NA-22、促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂D、促进剂DZ或促进剂NOBS中的一种或者至少两种的混合物。

4.根据权利要求1-3之一所述的耐热传动胶带底胶，其特征在于，所述防焦剂为CTP。

5.根据权利要求1-4之一所述的耐热传动胶带底胶，其特征在于，所述补强剂为炭黑N330与白炭黑的混合物；

优选地，所述炭黑N330的重量份为30～40份，所述白炭黑的重量份为10～30份。

6.根据权利要求1-5之一所述的耐热传动胶带底胶，其特征在于，所述加强纤维为尼龙纤维。

7.根据权利要求1-6之一所述的耐热传动胶带底胶，其特征在于，所述防老剂为防老剂4010NA与防老剂RD的混合物；

优选地，所述防老剂4010NA的重量份为2.5～3份，所述防老剂RD的重量份为0.5～2份。

8.根据权利要求1-7之一所述的耐热传动胶带底胶，其特征在于，所述油为芳烃油。

9.根据权利要求1-8之一所述的耐热传动胶带底胶，其特征在于，按重量份计，所述耐热传动胶带底胶的制备原料包括：

10.一种如权利要求1-9之一所述的耐热传动胶带底胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

1)将配方量的氯丁橡胶CR加入开炼机，待包辊后下卷待用；

2)将配方量的补强剂与油混合得到共混物A，将配方量的硫化剂、促进剂、防焦剂、硬脂酸SA、改性碳酸钙、硅烷偶联剂、抗撕裂树脂、抗氧剂、防老剂混合得到共混物B；

3)将步骤1)制得的氯丁橡胶CR密炼10～30s，加入配方量的加强纤维，继续密炼30～50s，再加入共混物B，密炼40～60s后加入共混物A，继续密炼1～3min后排胶到开炼机上，在开炼机上混合制备胶片待用；

4)将步骤3)制得的胶片加入三辊压延机中，压延得到耐热传动胶带底胶。