CN107868349B - 传动带用橡胶组合物和使用该橡胶组合物的传动带 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种传动带用橡胶组合物。该传动带用橡胶组合物包含：橡胶；以每100质量份橡胶计1‑10质量份的脂肪酰胺润滑剂；和以每100质量份橡胶计2‑7质量份的羟基硬脂酸酯或羟基硬脂酸盐。该传动带用橡胶组合物具有较小的表面摩擦系数，所制成的传动带，能有效降低传动带运行时的粘滞滑动噪音、并能保证持久的底摩擦系数等优点。

Description

传动带用橡胶组合物和使用该橡胶组合物的传动带
技术领域
本发明涉及传动带用橡胶组合物和使用该传动带用橡胶组合物的传动带，具体而言，涉及表面摩擦系数较低的传动带用橡胶组合物和通过保持较低摩擦系数从而具有较小粘滞滑动噪音的传动带。
背景技术
现代汽车前端辅助传动系统(FEAD)普遍采用多楔带来传递动力，即用一条多楔带同时带动汽车辅助部件如空气压缩机、交流发电机和动力转向泵等。这种传动方式，需要较小的带轮和大弯曲角布局，从而使带的负荷更大，会有产生噪音的问题。产生噪音的原因被认为是带在带轮上粘滑(stick-slip)引起。
为改善这种情况，中国专利公开号CN1940341提出了一种在楔体胶料中加入10～25重量份溶解度参数为8.3～10.7(cal/cm3)1/2的增塑剂，冀于该增塑剂与乙丙橡胶的不相容性，渗出楔体表面，从而达到降低摩擦系数，减少噪音目的。但这种方法的增塑剂与乙丙橡胶溶解度参数大，会严重恶化橡胶性能。
中国专利公开号CN1572830提出一种在楔体胶料中加入10-100质量份的固体润滑剂如聚四氟乙烯、二硫化钼和石墨来降低摩擦系数，由于这些材料没有补强性，加入量大时，橡胶强度会变差，影响带的使用寿命。
中国专利公开号CN103161879、CN101375081等均提出在楔形表面覆上一层未涂胶处理的织物的方法，期予通过织物有吸音性能，解决噪音问题。但这种方法，织物在使用很容易被磨损掉，带在使用一段时间后即失去降噪效果，另外未涂胶的织物与橡胶基体粘合也成问题，并且存在加工困难等问题。
发明内容
本发明是对上述存在的问题，其的目的是提供一种具有较小粘滞滑动噪音的传动带用橡胶组合物和使用该传动带用橡胶组合物的传动带，其中通过降低带表面摩擦系数并保持较小的摩擦系数从而降低了粘滞滑动噪音。
1.本发明提供一种传动带用橡胶组合物，包含：橡胶；
以每100质量份橡胶计1-10质量份脂肪酰胺润滑剂；和
以每100质量份橡胶计2-7质量份羟基硬脂酸酯或羟基硬脂酸盐。
所述橡胶包含乙烯-α-烯烃弹性体。
2.根据本发明第1项的传动带用橡胶组合物，所述乙烯-α-烯烃弹性体包含二元乙丙橡胶(EPM)、三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯-辛烯弹性体(POE)中的至少一种。
3.根据本发明第1项的传动带用橡胶组合物，所述脂肪酰胺润滑剂包含选自油酸酰胺、硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、月桂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、N-羟甲基硬脂酸酰胺中的至少一种。
4.根据本发明第3项的传动带用橡胶组合物，所述脂肪酰胺润滑剂包含选自油酸酰胺、硬脂酸酰胺中的至少一种。
5.根据本发明第1项的传动带用橡胶组合物，所述羟基硬脂酸酯包含选自12-羟基硬脂酸甲酯、12-羟基硬脂酸乙酯、12-羟基硬脂酸甘油三酯中的至少一种，所述羟基硬脂酸盐是12-羟基硬脂酸锂。
6.根据本发明第5项的传动带用橡胶组合物，所述羟基硬脂酸酯是12-羟基硬脂酸甘油三酯。
7.本发明提供一种传动带，其包括：顶部层、抗拉体芯线、粘合胶层和压缩胶层，所述压缩胶层包含传动带用橡胶组合物；
所述传动带用橡胶组合物包含：橡胶；
以每100质量份橡胶计1-10质量份脂肪酰胺润滑剂；和
以每100质量份橡胶计2-7质量份羟基硬脂酸酯。
所述橡胶包含乙烯-α-烯烃弹性体。
8.根据本发明第7项的传动带，所述顶部层包含至少一层补强织物。
9.根据本发明第8项的传动带，所述补强织物包括选自棉、聚酯纤维、芳纶纤维和尼龙纤维中的至少一种。
10.根据本发明第8项的传动带，所述补强织物是通过选自平织、斜纹织、缎纹织方法中的至少一种制造的。
11.根据本发明第7项的传动带，所述抗拉体芯线包含选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维、芳纶纤维、尼龙纤维中的至少一种。
12.根据本发明第7项的传动带，所述粘合胶层包含乙烯-α-烯烃弹性体。
13.根据本发明第12项的传动带，所述乙烯-α-烯烃弹性体包含二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯弹性体中的至少一种。
14.根据本发明第7项的传动带，所述橡胶包含乙烯-α-烯烃弹性体。
15.根据本发明第14项的传动带，所述乙烯-α-烯烃弹性体包含二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯弹性体中的至少一种。
16.根据本发明第7项的传动带，所述脂肪酰胺润滑剂包含选自油酸酰胺、硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、月桂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、N-羟甲基硬脂酸酰胺中的至少一种。
17.根据本发明第16项的传动带，所述脂肪酰胺润滑剂包含选自油酸酰胺、硬脂酸酰胺中的至少一种。
18.根据本发明第7项的传动带，所述羟基硬脂酸酯包含选自12-羟基硬脂酸甲酯、12-羟基硬脂酸乙酯、12-羟基硬脂酸甘油三酯、12-羟基硬脂酸锂中的至少一种。
19.根据本发明第18项的传动带，所述羟基硬脂酸酯是12-羟基硬脂酸甘油三酯。
20.根据本发明第7项的传动带，所述传动带包括多楔带。
21.根据本发明第7项的传动带，所述传动带包括V带。
本发明的优点：
根据本发明，可以获得表面摩擦系数较小的传动带用橡胶组合物。所制成的传动带，能有效降低传动带运行时的粘滞滑动噪音、并能保证持久的底摩擦系数等优点。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1，本发明多楔带的截面图。
图2，本发明V带的截面图。
1-多楔带；21-V带；2、23-抗拉体芯线；3、24-粘合胶层；4、25-压缩胶层；5、22-顶部层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1所示的传动带即多楔带1具有压缩胶层4，压缩胶层4位于粘合胶层3的下侧，该压缩胶层4由多个楔形部构成，粘合胶层3中嵌有由高强度低伸长率芯线组成的抗拉体芯线2，多楔带1的顶部层5提供有补强织物，如纺织织物、无纺织物、编织织物或短纤维胶片。
在构成带的这种橡胶部分中，作为压缩胶层4的橡胶包括选自二元乙丙橡胶(EPM)、乙烯-丙烯-二烯单体共聚的三元乙丙橡胶(EPDM)或乙烯-辛烯弹性体(POE)的乙烯-α-烯烃弹性体。对于三元乙丙橡胶(EPDM)的二烯单体包括二环戊二烯、亚甲基降冰片烯、亚乙基降冰片烯、1,4-己二烯、环辛二烯等。乙烯-α-烯烃弹性体具有优良的耐热性和耐寒性，因此可以获得具有优良耐热性和耐寒性的传动带。
使用有机过氧化物交联上述橡胶。具体而言，有机过氧化物包括二烷基过氧化物、二酰基过氧化物、叔烷基过氧酸酯，如1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、二叔丁基过氧化二异丙基苯、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧化)己烷、过氧化苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯。该有机过氧化物一般以每100重量份橡胶计2-12份的量单独使用或混合使用。
可以通过混合交联助剂提高上述橡胶的交联度。交联助剂包括通常用于过氧化交联的三丙烯基异氰脲酸酯(TAIC)，三聚氰酸三烯丙酯(TAC)，1,2-聚丁二烯，不饱和羧酸的金属盐类，肟类，胍类，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，乙二醇二甲基丙烯酸酯，N,N’-间亚苯基双马来酰亚胺，硫黄等。
在压缩胶层4的橡胶组合物中，可以单独或组合使用油酸酰胺、硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、月桂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、N-羟甲基硬脂酸酰胺等作为脂肪酰胺润滑剂。优选油酸酰胺、硬脂酸酰胺至少一种。因其降低带表面摩擦系数的作用较大而且其价格较低。每100质量份橡胶，脂肪酰胺润滑剂的添加量为1-10质量份，进一步优选2-6质量份。如果脂肪酰胺润滑剂的添加量低于1质量份，由于未降低带表面摩擦系数，难以降低粘滞滑动噪音；另一方面，如果超过10质量份，橡胶的物理性能的强度变小、硬度变低，从而带的寿命变短。
在压缩胶层4的橡胶组合物中，可以单独或组合使用12-羟基硬脂酸甲酯、12-羟基硬脂酸乙酯、12-羟基硬脂酸甘油三酯、12-羟基硬脂酸锂等羟基硬脂酸酯或盐的至少一种。其中优选使用12-羟基硬脂酸甘油三酯，因其降低带表面摩擦系数的作用较大而且其价格较低。每100质量份橡胶，羟基硬脂酸酯的添加量为2-7质量份，进一步优选3-6质量份。如果羟基硬脂酸酯的添加量低于2质量份，由于未降低带表面摩擦系数，难以降低粘滞滑动噪音；另一方面，如果超过7质量份，橡胶表面会喷霜，影响外观质量。
构成带的这种橡胶部分中，压缩胶层4的橡胶组合物还配合有碳黑，白炭黑、操作油、氧化锌、防老剂、粘合剂、短纤维等。
可以使用与上述压缩胶层4相同种类的橡胶作为粘合胶层3的橡胶。在该粘合胶层3中可以混入或不混入上面提到的短纤维。但是，考虑到紧密粘合性，最好不混入短纤维。
对于嵌入到粘合胶层3中的抗拉体芯线2，可以使用由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维(PEN)、芳纶纤维、尼龙纤维等制成的具有高强度的芯线。优选对抗拉体芯线2进行粘合处理以提高抗拉体芯线与橡胶的粘合性。可以通过将抗拉体芯线浸入处理溶液如间苯二酚甲醛胶乳溶液(RFL溶液)并加热干燥进行粘合处理。
补强织物可以使用棉、聚酯纤维、芳纶纤维、尼龙纤维等的平织、斜纹织、缎纹织织物等。优选使用涂布有传动带用橡胶组合物并经过RFL处理的橡胶帆布作为补强织物。也可以使用压缩胶层4相同种类的橡胶胶片。
接下来，将解释图1所示多楔带的制备方法的例子。首先，补强织物5卷绕在圆柱形鼓的外周，用于粘合胶层3的橡胶片卷绕在它上面，然后抗拉体芯线2以螺旋状卷绕其上。然后，用于压缩胶层4的橡胶片卷绕在上面。接下来将圆柱形鼓置于硫化罐中进行硫化，从而得到圆柱形硫化带桶。切割预定的宽度后，用打磨机在压缩胶层4楔形槽，从而形成楔形部。翻转后即为多楔带1。
切边V带21是另一种带。如图2所示，该带21是由嵌有抗拉体芯线23的粘合胶层24和压缩胶层25构成的。此外，作为顶部层22的补强织物层合在粘合胶层24上。
实施例
下文中将参照实施例详细描述本发明。
实施例1-5，比较实施例1-3列于表1，多楔带规格6PK1200。
试验方法
1，摩擦系数
摩擦系数按HG/T 4748-2014《传动带摩擦系数试验方法》试验，分别测试初始状态和按GB/T33206-2016《汽车多楔带性能试验方法》第4章进行高温恒张紧力寿命测试100h后测试摩擦系数。
2，错位噪音试验
按GB/T33206-2016《汽车多楔带性能试验方法》，错位角度2度。分别测试初始状态和高温恒张紧力寿命测试100h后的噪音。
试验结果如表1
表1 (重量份)
Figure GDA0002262215660000071
表1中：a，高温疲劳寿命80h后带失效，无法进行摩擦系数试验；b，高温疲劳寿命87h后带失效，无法进行错位噪音试验。
表1中材料：
1)EPM,DUTRAI CO 033,ENI；
2)EPDM,Keltan 6160D,LANXESS；
3)POE ENGAGE 8185,DOW CHEMCALS；
4)ZDMA,SR 634,Cary Valley；
5)硬脂酸酰胺,众腾化工；
6)油酸酰胺,众腾化工；
7)12-羟基硬脂酸甘油三酯,众腾化工；
8)尼龙短纤维,黑龙江宏宇；
9)交联剂BIPB，1,3-双(叔丁基过氧化异丙基)苯，有效含量40％，上海智孚化工；
10)TAIC，96％，上海智孚化工。
从结果中可见，在传动带用橡胶组合物中添加脂肪酰胺润滑剂和羟基硬脂酸酯，并使用该橡胶组合物制作的传动带，能明显降低带的摩擦系数和噪音，并在传动带较长时间运行后保持较低的摩擦系数和较低的噪音。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种传动带用橡胶组合物，包含：橡胶；
以每100质量份橡胶计1-10质量份的脂肪酰胺润滑剂；和
以每100质量份橡胶计2-7质量份的羟基硬脂酸酯或羟基硬脂酸盐；
所述橡胶包含乙烯-α-烯烃弹性体。
2.根据权利要求1所述的传动带用橡胶组合物，其特征在于，所述乙烯-α-烯烃弹性体包含二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯弹性体中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的传动带用橡胶组合物，其特征在于，所述脂肪酰胺润滑剂包含选自油酸酰胺、硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、月桂酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、N-羟甲基硬脂酸酰胺中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的传动带用橡胶组合物，其特征在于，所述脂肪酰胺润滑剂包含选自油酸酰胺、硬脂酸酰胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的传动带用橡胶组合物，其特征在于，所述羟基硬脂酸酯包含选自12-羟基硬脂酸甲酯、12-羟基硬脂酸乙酯、12-羟基硬脂酸甘油三酯中的至少一种，所述羟基硬脂酸盐是12-羟基硬脂酸锂。
6.根据权利要求5所述的传动带用橡胶组合物，其特征在于，所述羟基硬脂酸酯是12-羟基硬脂酸甘油三酯。
7.一种传动带，其包括：顶部层、抗拉体芯线、粘合胶层和压缩胶层，其特征在于，所述压缩胶层包含权利要求1所述的传动带用橡胶组合物。
8.根据权利要求7所述的传动带，其特征在于，所述顶部层包含至少一层补强织物。
9.根据权利要求8所述的传动带，其特征在于，所述补强织物包括选自棉、聚酯纤维、芳纶纤维和尼龙纤维中的至少一种。
10.根据权利要求8所述的传动带，其特征在于，所述补强织物是通过选自平织、斜纹织、缎纹织方法中的至少一种制造的。
11.根据权利要求7所述的传动带，其特征在于，所述抗拉体芯线包含选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维、芳纶纤维、尼龙纤维中的至少一种。
12.根据权利要求7所述的传动带，其特征在于，所述粘合胶层包含乙烯-α-烯烃弹性体。
13.根据权利要求12所述的传动带，其特征在于，所述乙烯-α-烯烃弹性体包含二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯弹性体中的至少一种。
14.根据权利要求7所述的传动带，其特征在于，所述传动带包括多楔带。
15.根据权利要求7所述的传动带，其特征在于，所述传动带包括V带。
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