CN109021313A - 一种低滚阻输送带面胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低滚阻输送带面胶及其制备方法，其中低滚阻输送带面胶的组成组分包括天然橡胶40~100份、丁腈像胶10~60份、PVC树脂10~20份、硫磺1~3份、氧化锌1~5份、石墨烯1~5份、二硫化钼2~6份、硬脂酸1~3份、促进剂1~3份、补强剂15~30份、软化剂1~10份、防老剂1~5份和分散剂1~3份。在双辊开炼机内加入天然橡胶和丁腈橡胶塑炼后，依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、分散剂、补强剂、软化剂，混炼后停放得到一段混炼胶，向混炼胶中加入硫磺、促进剂进行混炼；再进行硫化，得到所述的低滚阻输送带面胶，且面胶具低摩擦系数、高耐磨性。

Description

一种低滚阻输送带面胶及其制备方法

技术领域

本发明属于输送带制备技术领域，具体涉及一种低滚阻输送带面胶及其制备方法。

背景技术

输送带是继轮胎后第二大橡胶工业产品，是输送机中起主导作用的部件。输送带具有操作简单、使用方便、易维护的优点，且可以实现连续化、远距离运输，而广泛应用于矿山、码头、冶金、机械及仓储的物料输送。随着现代化科技迅速发展，机槭化、自动化生产水平不断提高，长距离、大宽度、大运载、连续化的输送带为广大行业所需要。然而，随着输送带的加长、加宽，其运行工作中所消耗的动力能量也在不断增加。在日前能源消耗不断增长而能源资源越发紧缺的情況下，研究发展低滚阻输送带成了必然趋势。从企业角度而言，通过输送带在使用节能减耗，可以降低运行成木，提高个经济效益，增强企业竞争力。与此同时，响应全球节能、环保的呼声。低滚阻输送带的研发、生产及推广，相应地可以提高输送带企业的竞争能力。从长远而宏观的角度看，低滚阻输送带降低动力能耗，长此以往，可缓解能源资源求紧张的局面，减少消耗能源给环境带来的巨大压力，对于实现可持续发展、降污减排、保护环境有重大的意义。

研究主要围绕输送带结构创新和配方设计两方面进行，即从结构上实现输送带的轻量化，从配方上降低输送带的摩擦系数。摩擦系数是非常重要的物理量，它是影响输送带运行能量损失的一个重要参数。降低摩擦系数，意味着可以降低胶带表面摩擦所损耗的能量，相应的降低输送带的动力能耗，达到节能目的。

发明内容

基于以上现有技术，本发明的目的在于提供一种低滚阻输送带面胶及其制备方法，通过改变输送带面胶的配方从而降低输送带的摩擦系数，使输送带面胶具低摩擦系数、高耐磨性、抗静电性及优异的抗撕裂性能。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种低滚阻输送带面胶，包括如下质量份数的组分：天然橡胶40～100份、丁腈像胶10～60份、PVC树脂10～20份、硫磺1～3份、氧化锌1～5份、石墨烯1～5份、二硫化钼2～6份、硬脂酸1～3份、促进剂1～3份、补强剂15～30份、软化剂1～10份、防老剂1～5份和分散剂1～3份。

进一步地，所述低滚阻输送带面胶的组分中还包括5～10份的玄武岩纤维。

进一步地，所述低滚阻输送带面胶的其组分中还包括2～5份的复合抗撕裂增强剂。

进一步地，所述复合抗撕裂增强剂为纳米碳酸钙、纳米陶土、硬脂酸锌、阿克蜡和聚乙烯醋酸乙烯酯的混合物，其中纳米碳酸钙、纳米陶土、硬脂酸锌、阿克蜡和聚乙烯醋酸乙烯酯的质量比为1:1:1:1:2。

进一步地，所述PVC树脂为聚氯乙烯粉树脂。

进一步地，所述促进剂为促进剂NS、促进剂CZ、促进剂DTDM、促让剂TMTD中的一种或多种。

进一步地，所述补强剂为炭黑N220、炭黑N234、炭黑N115、炭黑N330中的一种或多种。

进一步地，所述防老剂为防老剂RD、防老剂4020、防老剂BLE中的一种或多种。

进一步地，所述二硫化钼的平均粒径为0.1μm至3.0μm。

本发明还提供了一种低滚阻输送带面胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)：一段混炼；

按照质量份数配比在双辊开炼机内加入40～100份天然橡胶、10～60份丁腈橡胶、10～20份PVC树脂，塑炼30～50s，塑炼温度为25～30℃；然后依次加入1～5份氧化锌、石墨烯1～5份、二硫化钼2～6份、1～3份硬脂酸、1～5份防老剂、1～3份分散剂、15～30份补强剂、1～10份软化剂，混炼15～20min，混炼温度为40～60℃，停放12～16h后即得到一段混炼胶；

步骤2)：二段混炼；

向步骤1)制得的一段混炼胶中加入1～3份硫磺、1～3份促进剂，混炼3～6min，混炼温度为40～60℃，得到面胶；

步骤3)：硫化；

将步骤2)制得的面胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140～160℃，硫化压力为10～15MPa，硫化时间为20～40min，得到低滚阻输送带面胶。

本发明的输送带面胶通过将聚氯乙烯粉树脂加入胶料中，可以有效地减少胶料表面弹性，获得具有低摩擦系数的低滚阻输送带面胶；采用少量炭黑作为填充体系，保持胶料各项物理机械性能的同时，提高了耐磨性。并且组分中加入石墨烯和二硫化钼，能够减少静电聚集的情况，降低输送带的表面电阻，有效保证输送电子产品的使用性能。

本发明的输送带面胶的组分中还可以掺加采用玄武岩纤维，玄武岩纤维可以有效地减少胶料生热、降低其滞后损失，获得低滚动阻力的输送带面胶；采用玄武岩纤维与炭黑并用作为填充体系，能够保持胶料各项物理机械性能的同时，提高了耐磨性；并且玄武岩纤维的加入可以吸收裂纹能量，延缓底胶的撕裂扩展，提高其抗撕裂性能。

本发明的输送带面胶的组分中还可以掺加复合抗撕裂增强剂，其中复合抗撕裂增强剂为纳米碳酸钙、纳米陶土、硬脂酸锌、阿克蜡和聚乙烯醋酸乙烯酯的混合物，其中聚乙烯醋酸乙烯酯具有在常温高压高剪切应变时具有由固相转变成液相的特性，在与阿克蜡、硬脂酸锌、纳米碳酸钙和纳米陶土混合后，在压制生产过程中，聚乙烯醋酸乙烯酯转变成液态后具有流动性，从而能够携带硬脂酸锌、纳米碳酸钙和纳米陶土并在颗粒上形成增强剂膜，从而能够提高了面胶表面光洁度，减少摩擦阻力。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

本发明的低滚阻输送带面胶具有较低的摩擦系数，能够有效降低输送带上产品输送的阻力；且低滚阻输送带面胶具有优异的抗撕裂性及抗静电性，因此使用寿命长、适用范围广；此外，本发明的低滚阻输送带面胶的制备过程简单、条件易控。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的低滚阻输送带面胶及制备方法作进一步详细说明。

实施例1

一种低滚阻输送带面胶，包括如下质量份数的组分：天然橡胶60份、丁腈像胶30份、聚氯乙烯粉树脂15份、硫磺2份、氧化锌3份、石墨烯3份、二硫化钼4份、硬脂酸2份、促进剂NS2份、炭黑N22020份、软化剂5份、防老剂RD3份和分散剂2份。

上述低滚阻输送带面胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)：一段混炼；

按照质量份数配比在双辊开炼机内加入60份天然橡胶、30份丁腈橡胶、15份聚氯乙烯粉树脂，塑炼40s，塑炼温度为28℃；然后依次加入3份氧化锌、石墨烯3份、二硫化钼4份、2份硬脂酸、3份防老剂RD、2份分散剂、20份炭黑N220、5份软化剂，混炼18min，混炼温度为50℃，停放15h后即得到一段混炼胶；

步骤2)：二段混炼；

向步骤1)制得的一段混炼胶中加入2份硫磺、2份促进剂NS，混炼5min，混炼温度为50℃，得到面胶；

步骤3)：硫化；

将步骤2)制得的面胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为150℃，硫化压力为12MPa，硫化时间为30min，得到低滚阻输送带面胶。

实施例2

一种低滚阻输送带面胶，包括如下质量份数的组分：天然橡胶40份、丁腈像胶60份、聚氯乙烯粉树脂10份、硫磺3份、氧化锌1份、石墨烯5份、二硫化钼2份、硬脂酸3份、促进剂CZ1份、炭黑N23430份、软化剂1份、防老剂40205份和分散剂1份。

上述低滚阻输送带面胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)：一段混炼；

按照质量份数配比在双辊开炼机内加入40份天然橡胶、60份丁腈橡胶、10份聚氯乙烯粉树脂，塑炼30s，塑炼温度为30℃；然后依次加入1份氧化锌、石墨烯5份、二硫化钼2份、3份硬脂酸、5份防老剂4020、1份分散剂、30份炭黑N234、1份软化剂，混炼15min，混炼温度为60℃，停放12h后即得到一段混炼胶；

步骤2)：二段混炼；

向步骤1)制得的一段混炼胶中加入3份硫磺、1份促进剂CZ，混炼3min，混炼温度为60℃，得到面胶；

步骤3)：硫化；

将步骤2)制得的面胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140℃，硫化压力为15MPa，硫化时间为20min，得到低滚阻输送带面胶。

实施例3

一种低滚阻输送带面胶，包括如下质量份数的组分：天然橡胶100份、丁腈像胶10份、聚氯乙烯粉树脂20份、硫磺1份、氧化锌5份、石墨烯1份、二硫化钼6份、硬脂酸1份、促进剂3份、炭黑N11515份、软化剂10份、防老剂BLE1份和分散剂3份。

本发明还提供了一种低滚阻输送带面胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)：一段混炼；

按照质量份数配比在双辊开炼机内加入100份天然橡胶、10份丁腈橡胶、20份聚氯乙烯粉树脂，塑炼50s，塑炼温度为25℃；然后依次加入5份氧化锌、石墨烯1份、二硫化钼6份、1份硬脂酸、1份防老剂BLE、3份分散剂、15份炭黑N115、10份软化剂，混炼15min，混炼温度为60℃，停放12h后即得到一段混炼胶；

步骤2)：二段混炼；

向步骤1)制得的一段混炼胶中加入1份硫磺、3份促进剂，混炼3min，混炼温度为60℃，得到面胶；

步骤3)：硫化；

将步骤2)制得的面胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140℃，硫化压力为15MPa，硫化时间为40min，得到低滚阻输送带面胶。

实施例4

一种低滚阻输送带面胶，包括如下质量份数的组分：天然橡胶60份、丁腈像胶30份、聚氯乙烯粉树脂15份、硫磺2份、氧化锌3份、石墨烯3份、二硫化钼4份、硬脂酸2份、促进剂NS2份、炭黑N22020份、软化剂5份、防老剂RD3份、分散剂2份、玄武岩纤维8份。

上述低滚阻输送带面胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)：一段混炼；

按照质量份数配比在双辊开炼机内加入60份天然橡胶、30份丁腈橡胶、15份聚氯乙烯粉树脂，塑炼40s，塑炼温度为28℃；然后依次加入3份氧化锌、石墨烯3份、二硫化钼4份、2份硬脂酸、8份玄武岩纤维、3份防老剂RD、2份分散剂、20份炭黑N220、5份软化剂，混炼18min，混炼温度为50℃，停放15h后即得到一段混炼胶；

步骤2)：二段混炼；

向步骤1)制得的一段混炼胶中加入2份硫磺、2份促进剂NS，混炼5min，混炼温度为50℃，得到面胶；

步骤3)：硫化；

将步骤2)制得的面胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为150℃，硫化压力为12MPa，硫化时间为30min，得到低滚阻输送带面胶。

实施例5

一种低滚阻输送带面胶，包括如下质量份数的组分：天然橡胶60份、丁腈像胶30份、聚氯乙烯粉树脂15份、硫磺2份、氧化锌3份、石墨烯3份、二硫化钼4份、硬脂酸2份、促进剂NS2份、炭黑N22020份、软化剂5份、防老剂RD3份、分散剂2份、纳米碳酸钙0.5份、纳米陶土0.5份、硬脂酸锌0.5份、阿克蜡0.5份和聚乙烯醋酸乙烯酯1份。

上述低滚阻输送带面胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)：一段混炼；

按照质量份数配比在双辊开炼机内加入60份天然橡胶、30份丁腈橡胶、15份聚氯乙烯粉树脂，塑炼40s，塑炼温度为28℃；然后依次加入3份氧化锌、石墨烯3份、二硫化钼4份、2份硬脂酸、0.5份纳米碳酸钙、0.5份纳米陶土、0.5份硬脂酸锌、0.5份阿克蜡、1份聚乙烯醋酸乙烯酯、防老剂RD、2份分散剂、20份炭黑N220、5份软化剂，混炼18min，混炼温度为50℃，停放15h后即得到一段混炼胶；

步骤2)：二段混炼；

向步骤1)制得的一段混炼胶中加入2份硫磺、2份促进剂NS，混炼5min，混炼温度为50℃，得到面胶；

步骤3)：硫化；

将步骤2)制得的面胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为150℃，硫化压力为12MPa，硫化时间为30min，得到低滚阻输送带面胶。

以现有技术中的普通输送带面胶作为对比例，对上述实施例制备的低滚阻输送带面胶和对比例的输送带面胶按ASTMD412标准来测试复合材料的力学性能；拉伸实验一律采用600mm宽裁刀制哑铃片，撕裂实验为直角型撕裂样品；拉伸速度为500mm/min，测试温度为25℃；其他性能测试均按照ASTM标准来完成，测试结果如下表1所示。

表1

通过上述测试结果可知，通过本发明的制备方法制得的低滚阻输送带面胶相对于对比例的普通输送带面胶具有更优异的抗撕裂性能，且摩擦系数小，可实现输送带节能的目的。

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 (10)

1.一种低滚阻输送带面胶，其特征在于，包括如下质量份数的组分：天然橡胶40～100份、丁腈像胶10～60份、PVC树脂10～20份、硫磺1～3份、氧化锌1～5份、石墨烯1～5份、二硫化钼2～6份、硬脂酸1～3份、促进剂1～3份、补强剂15～30份、软化剂1～10份、防老剂1～5份和分散剂1～3份。

2.根据权利要求1所述低滚阻输送带面胶，其特征在于，其组分中还包括5～10份的玄武岩纤维。

3.根据权利要求1所述低滚阻输送带面胶，其特征在于，其组分中还包括2～5份的复合抗撕裂增强剂。

4.根据权利要求3所述低滚阻输送带面胶，其特征在于，所述复合抗撕裂增强剂为纳米碳酸钙、纳米陶土、硬脂酸锌、阿克蜡和聚乙烯醋酸乙烯酯的混合物，其中纳米碳酸钙、纳米陶土、硬脂酸锌、阿克蜡和聚乙烯醋酸乙烯酯的质量比为1:1:1:1:2。

5.根据权利要求1所述低滚阻输送带面胶，其特征在于，所述PVC树脂为聚氯乙烯粉树脂。

6.根据权利要求1所述低滚阻输送带面胶，其特征在于，所述促进剂为促进剂NS、促进剂CZ、促进剂DTDM、促让剂TMTD中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述低滚阻输送带面胶，其特征在于，所述补强剂为炭黑N220、炭黑N234、炭黑N115、炭黑N330中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述低滚阻输送带面胶，其特征在于，所述防老剂为防老剂RD、防老剂4020、防老剂BLE中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述低滚阻输送带面胶，其特征在于，所述二硫化钼的平均粒径为0.1μm至3.0μm。

10.一种权利要求1所述的低滚阻输送带面胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：一段混炼；

按照质量份数配比在双辊开炼机内加入40～100份天然橡胶、10～60份丁腈橡胶、10～20份PVC树脂，塑炼30～50s，塑炼温度为25～30℃；然后依次加入1～5份氧化锌、石墨烯1～5份、二硫化钼2～6份、1～3份硬脂酸、1～5份防老剂、1～3份分散剂、15～30份补强剂、1～10份软化剂，混炼15～20min，混炼温度为40～60℃，停放12～16h后即得到一段混炼胶；

步骤2)：二段混炼；

向步骤1)制得的一段混炼胶中加入1～3份硫磺、1～3份促进剂，混炼3～6min，混炼温度为40～60℃，得到面胶；

步骤3)：硫化；

将步骤2)制得的面胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140～160℃，硫化压力为10～15MPa，硫化时间为20～40min，得到低滚阻输送带面胶。