CN109762212B - 一种超耐磨输送带及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超耐磨输送带及其制备工艺，属于输送带技术领域，一种超耐磨输送带，包括带芯、带芯胶以及覆盖胶，覆盖胶包含上覆盖胶和下覆盖胶，所述覆盖胶由包含以下原料聚合而成：天然橡胶、再生胶、顺丁橡胶、高耐磨炭黑、硫磺、促进剂、活化剂、软化剂、防老剂、耐磨纤维以及填充剂；所述耐磨纤维包含重量比为2:3的聚酰胺纤维以及改性碳纤维；将碳纤维通过分散处理、等离子处理以及洗涤干燥后得到改性碳纤维，其与聚酰胺纤维复配使用时，可以显著提高输送带的耐磨性。本发明的超耐磨输送带具有较高的耐磨性的优点，可用于运输矿石、煤矿等对输送带磨损比较严重的环境使用。

Description

一种超耐磨输送带及其制备工艺

技术领域

本发明涉及输送带技术领域，更具体地说，它涉及一种超耐磨输送带及其制备工艺。

背景技术

输送带又称为运输带，是用于承载和运送物料的复合制品，广泛应用于水泥、焦化、冶金、化工、钢铁等行业中输送距离较短、输送量较小的场合；输送带的组成一般包含带芯、带芯胶以及覆盖胶；带芯是输送带的骨架，用于承受工作时的全部负荷，一般采用钢丝绳或者纤维织物；带芯胶位于带芯和覆盖胶之间，用于提高带芯与覆盖胶之间的粘结强度；覆盖胶是输送带的保护层，其与运送的货物直接接触，需要有较高的强度、耐磨性以及耐老化性能。

根据输送带的使用用途，可以将其分为耐油输送带、耐热输送带、耐寒输送带、耐低温输送带、耐高温输送带、耐酸碱输送带、阻燃输送带以及耐磨输送带等；其中耐磨输送带主要用于运送矿石、煤炭等体积较大且较为尖锐的硬质材料，但是现有的耐磨输送带的磨耗量仍然在100-120mm³之间，在输送带与物料接触时，物料对输送带的磨耗仍然较高，导致输送带的使用寿命还是比较短，因此如何能够提高输送带的耐磨性，是一个需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种超耐磨输送带，其具有较高的耐磨性的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种超耐磨输送带的制备工艺。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种耐磨输送带，包括带芯、带芯胶以及覆盖胶，覆盖胶包含上覆盖胶和下覆盖胶，所述覆盖胶由包含以下重量份的原料聚合而成：

天然橡胶60-70份、顺丁橡胶30-40份、再生胶10-20份、高耐磨炭黑50-60份、硫磺1.4-1.8份、促进剂1-2份、活化剂6-8份、软化剂7-9份、防老剂2-3份、耐磨纤维4-6份以及填充剂10-15份；

所述耐磨纤维包含重量比为2:3的聚酰胺纤维以及改性碳纤维；

所述改性碳纤维采用如下方法制备：

①分散处理：将碳纤维切成长度为4-8mm的短纤维，然后将其浸入20wt％的硝酸溶液中，超声处理10-15min；

②等离子处理：将步骤①中的碳纤维浸渍在重量比为4:1的丙烯酸以及N-乙基-N-羟乙基苯胺的混合液中，浸泡4-5h，然后在惰性氛围、压力为35Pa的条件下进行等离子体处理，处理时间为20-30min；

③洗涤干燥：将步骤②的碳纤维进行用50wt％的乙醇溶液洗涤2-3次，干燥2-3h即得改性碳纤维。

通过采用上述技术方案，由于在其原料中添加了耐磨纤维，通过高耐磨的聚酰胺纤维与改性碳纤维的复配，可以提高输送带的耐磨性能；通过对碳纤维改性处理，可以增强碳纤维与聚酰胺纤维以及橡胶的相容性，因此，使制得的输送带具有超耐磨的效果。

进一步地，所述促进剂包含重量比为3:1的噻唑类促进剂以及次磺酰胺类促进剂。

通过采用上述技术方案，噻唑类属于酸性、准速级促进剂，促进速度较快，硫化平坦性好，过硫性小；次磺酰胺类属于酸、碱自我并用型，具有迟效性；噻唑类促进剂与次磺酰胺类促进剂配合使用时，具有协同作用，能够大大缩短硫化时间，可以提高橡胶的物理机械性能，从而提高硫化胶的力学性能。

进一步地，所述噻唑类促进剂为2-巯基苯并噻唑，所述次磺酰胺类促进剂为N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺。

通过采用上述技术方案，2-巯基苯并噻唑(促进剂M)对天然胶的硫化有快速促进作用，在橡胶中易分散、不污染；N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺(促进剂CZ)可以提高橡胶制品的硬度，当其与间苯二酚并用时，可以提高橡胶与纤维以及钢丝绳带芯的粘合强度。

进一步地，所述活化剂包含重量比为1.5:1的氧化锌和硬脂酸。

通过采用上述技术方案，硬脂酸能提高氧化锌在橡胶中的溶解度和分散，能够活化硫化体系，氧化锌与硬脂酸复配使用时，具有协同作用，提高硫磺的利用率，提高交联密度，提高硫化胶的耐老化性能。

进一步地，所述软化剂为松焦油。

通过采用上述技术方案，松焦油为深褐色至黑色黏稠液体或半固体，提高输送带的耐寒性，对噻唑类促进剂有活化作用，能降低橡胶分子链间的作用力，有助于配合剂的分散，改善加工工艺性能；并且其有利于再生胶的软化，可以有效提高输送带的力学性能。

进一步地，所述防老剂包含重量比为1:1的2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物以及N-异丙基-N’-苯基对苯二胺。

通过采用上述技术方案，2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物(防老剂RD)与N-异丙基-N’-苯基对苯二胺(防老剂4010NA)配合使用时，具有协同作用，能够防止或抑制诸如氧、热、光、臭氧、机械应力、重金属离子等因素破坏制品的力学性能，可以延长制品储存和使用寿命。

进一步地，所述填充剂包含重量比为1:1的碳酸钙以及碳化硅。

通过采用上述技术方案，填充剂可以提高制品的力学性能，降低生产成本；碳化硅的硬度高，耐磨性好，将碳酸钙与碳化硅作为填充剂，可以提高输送带的耐磨性能。

进一步地，所述带芯胶由包含以下重量份的原料聚合而成：天然橡胶70-80份、丁苯橡胶20-30份、复合偶联剂10-20份、松焦油10-15份、间苯二酚2-4份、白炭黑15-20份、2-巯基苯并噻唑0.5-1份、N-异丙基-N’-苯基对苯二胺1-2份以及硫磺1-1.5份。

通过采用上述技术方案，通过原料中的复合偶联剂与松焦油以及间苯二酚配合使用，可以增加带芯胶的黏度，提高带芯胶的可塑性，增强带芯与覆盖胶之间的粘结强度，弥补耐磨纤维的添加导致覆盖胶与带芯的附着力下降的缺陷；并且复合偶联剂的加入还可以提高带芯胶的强度，从而提高输送带的综合性能。

进一步地，所述复合偶联剂采用如下方法制备而得：以重量份数计，将20-25份三聚氰胺甲醛树脂、5-10份聚乙二醇辛基苯基酯、3-5份三乙醇胺、2-4份氨基甲酰-DL-天冬氨酸、2-4份硅烷偶联剂以及15-20份乙二醇在150-160℃的温度下，以500-700r/min的速度搅拌30-40min即可。

通过采用上述技术方案，通过三聚氰胺甲醛树脂、聚乙二醇辛基苯基酯、三乙醇胺、氨基甲酰-DL-天冬氨酸、硅烷偶联剂以及乙二醇制备的复合偶联剂，可以有效提高带芯胶的粘结强度，特别是当带芯采用钢丝绳带芯时，可以复合偶联剂可以实现金属与橡胶之间良好的粘结力，从而提高输送带的力学性能。

为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：

一种超耐磨输送带的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)覆盖胶的制备：

S1：塑炼：取天然橡胶60-70份、顺丁橡胶30-40份、再生胶10-20份投入开炼机中，塑炼温度为45-55℃，塑炼时间为20-25min，得到塑炼胶；

S2：一段混炼：将塑炼胶投入密炼机中，在110-120℃的温度下，密炼1-2min；然后投入高耐磨炭黑50-60份、软化剂7-9份、活化剂6-8份、防老剂2-3份、耐磨纤维4-6份以及填充剂10-15份、，密炼温度为130-140℃，翻炼3-5min后，出片，得到一段混炼胶；

S3：二段混炼：将一段混炼胶、促进剂1-2份以及硫磺1.4-1.8份再次投入密炼机中，密炼温度为110-120℃，翻炼3-5min，将辊距调整为6-10mm，出片，得到二段混炼胶；

S4：出片：将二段混炼胶常温停放6-8h后，将其置于挤出机上挤出出片，挤出压力为0.6-0.8MPa，挤出温度为80-90℃，得到覆盖胶；

(2)带芯胶的制备：

S1：塑炼：取天然橡胶70-80份、丁苯橡胶20-30份投入开炼机中，塑炼温度为45-55℃，塑炼时间为20-25min，得到塑炼胶；

S2：一段混炼：将塑炼胶投入密炼机中，在110-120℃的温度下，密炼1-2min；然后投入白炭黑15-20份、松焦油10-15份、间苯二酚2-4份、N-异丙基-N’-苯基对苯二胺1-2份以及复合偶联剂10-20份，密炼温度为120-130℃，翻炼3-5min后，出片，得到一段混炼胶；

S3：二段混炼：将一段混炼胶、2-巯基苯并噻唑0.5-1份以及硫磺1-1.5份再次投入密炼机中，密炼温度为120-130℃，翻炼3-5min，将辊距调整为3-4mm，出片，得到二段混炼胶；

S4：出片：将二段混炼胶常温停放6-8h后，将其置于挤出机上挤出出片，挤出压力为0.6-0.8MPa，挤出温度为80-90℃，得到带芯胶；

(3)将上覆盖胶与带芯胶、下覆盖胶与带芯胶在成型台上贴合成型，然后将上覆盖胶与带芯胶、带芯、下覆盖胶与带芯胶三者冷压成型，得到带坯；然后将带坯置于平板硫化机上硫化，硫化温度为140-150℃，硫化压力为10-15MPa，冷却后得到超耐磨输送带。

通过采用上述技术方案，耐磨性能好的覆盖胶与粘结强度高的带芯胶贴合成型后，其与骨架带芯经过冷压成型以及硫化后得到的输送带，具有很好的耐磨性能，并且层间结合强度高，不易分层次，可以有效的提高输送带的使用寿命。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

第一、由于本发明在覆盖胶的原料中添加了耐磨纤维，通过高耐磨的聚酰胺纤维与改性碳纤维的复配，可以提高输送带的耐磨性能；通过对碳纤维改性处理，可以增强碳纤维与聚酰胺纤维以及橡胶的相容性，因此，使制得的输送带具有超耐磨的效果。

第二、由于本发明在带芯胶的原料中添加了复合偶联剂，通过复合偶联剂与松焦油以及间苯二酚配合使用，可以增加带芯胶的黏度，提高带芯胶的可塑性，增强带芯与覆盖胶之间的粘结强度，弥补耐磨纤维的添加导致覆盖胶与带芯的附着力下降的缺陷；并且复合偶联剂的加入还可以提高带芯胶的强度，从而提高输送带的综合性能，使制得的输送带不易分层次，可以有效的提高输送带的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的实施例1中超耐磨输送带的层结构剖面示意图。

图中，1、带芯；2、带芯胶；3、覆盖胶；31、上覆盖胶；32、下覆盖胶。

具体实施方式

以下对本发明作进一步详细说明。

一、改性碳纤维的制备例：

改性碳纤维的制备例1：①分散处理：将碳纤维切成长度为4mm的短纤维，然后将其浸入20wt％的硝酸溶液中，在30kHz的频率下，超声处理20min；

②等离子处理：将步骤①中的碳纤维浸渍在重量比为4:1的丙烯酸以及N-乙基-N-羟乙基苯胺的混合液中，浸泡4h，然后在惰性氛围、压力为35Pa的条件下进行等离子体处理，处理时间为10min；

③洗涤干燥：将步骤②的碳纤维进行用50wt％的乙醇溶液洗涤2次，干燥2h即得改性碳纤维。

改性碳纤维的制备例2：①分散处理：将碳纤维切成长度为6mm的短纤维，然后将其浸入20wt％的硝酸溶液中，在30kHz的频率下，超声处理22.5min；

②等离子处理：将步骤①中的碳纤维浸渍在重量比为4:1的丙烯酸以及N-乙基-N-羟乙基苯胺的混合液中，浸泡4.5h，然后在惰性氛围、压力为35Pa的条件下进行等离子体处理，处理时间为12.5min；

③洗涤干燥：将步骤②的碳纤维进行用50wt％的乙醇溶液洗涤3次，干燥2-3h即得改性碳纤维。

改性碳纤维的制备例3：①分散处理：将碳纤维切成长度为8mm的短纤维，然后将其浸入20wt％的硝酸溶液中，在30kHz的频率下，超声处理20-25min；

②等离子处理：将步骤①中的碳纤维浸渍在重量比为4:1的丙烯酸以及N-乙基-N-羟乙基苯胺的混合液中，浸泡5h，然后在惰性氛围、压力为35Pa的条件下进行等离子体处理，处理时间为15min；

③洗涤干燥：将步骤②的碳纤维进行用50wt％的乙醇溶液洗涤2次，干燥2-3h即得改性碳纤维。

改性碳纤维的制备例4：本制备例与改性碳纤维的制备例1区别在于，步骤②中的步骤为：将步骤①中的碳纤维在惰性氛围、压力为35Pa的条件下进行等离子体处理，处理时间为30min。

二、复合偶联剂的制备例：

复合偶联剂的制备例1：将20kg三聚氰胺甲醛树脂、5kg聚乙二醇辛基苯基酯、3kg三乙醇胺、2kg氨基甲酰-DL-天冬氨酸、2kg硅烷偶联剂以及15kg乙二醇在150℃的温度下，以500r/min的速度搅拌30min即可。

复合偶联剂的制备例2：将22.5kg三聚氰胺甲醛树脂、7.5kg聚乙二醇辛基苯基酯、4kg三乙醇胺、3kg氨基甲酰-DL-天冬氨酸、3kg硅烷偶联剂以及17.5kg乙二醇在155℃的温度下，以600r/min的速度搅拌35min即可。

复合偶联剂的制备例3：将25kg三聚氰胺甲醛树脂、10kg聚乙二醇辛基苯基酯、5kg三乙醇胺、4kg氨基甲酰-DL-天冬氨酸、4kg硅烷偶联剂以及20kg乙二醇在160℃的温度下，以700r/min的速度搅拌40min即可。

三、实施例以下实施例中天然橡胶选自泰国宏曼丽生产的烟片胶RSS3；顺丁橡胶选自中国石油天然气股份有限公司生产的BR9000；再生胶选自都姜堰市华益橡胶有限公司生产的牌号为zsxj-003再生橡胶；丁苯橡胶选自中国石化生产的SBS-792。

实施例1：输送带包括带芯1、带芯胶2以及覆盖胶3，覆盖胶3包括上覆盖胶31以及下覆盖胶32；输送带的层结构由下至上依次是下覆盖胶32、带芯胶2、带芯1、带芯胶2以及上覆盖胶32。

实施例2：一种超耐磨输送带采用如下工艺制备而得：

(1)覆盖胶的制备：

S1：塑炼：取天然橡胶60kg、顺丁橡胶30kg、再生胶10kg投入开炼机中，塑炼温度为45℃，塑炼时间为20min，得到塑炼胶；

S2：一段混炼：将塑炼胶投入密炼机中，在110℃的温度下，密炼1min；然后投入高耐磨炭黑50kg、松焦油7kg、氧化锌3.6kg、硬脂酸2.4kg、防老剂RD1kg、防老剂4010NA1kg、聚酰胺纤维1.6kg、改性碳纤维2.4kg、碳酸钙5kg以及碳化硅5kg，密炼温度为130℃，翻炼3min后，出片，得到一段混炼胶；其中改性碳纤维选自改性碳纤维的制备例1制备的改性碳纤维；

S3：二段混炼：将一段混炼胶、促进剂M0.75kg、促进剂CZ0.25kg以及硫磺1.4kg再次投入密炼机中，密炼温度为110℃，翻炼3min，将辊距调整为6mm，出片，得到二段混炼胶；

S4：出片：将二段混炼胶常温停放6h后，将其置于挤出机上挤出出片，挤出压力为0.6MPa，挤出温度为80℃，得到覆盖胶；

(2)带芯胶的制备：

S1：塑炼：取天然橡胶70kg、丁苯橡胶20kg投入开炼机中，塑炼温度为45℃，塑炼时间为20min，得到塑炼胶；

S2：一段混炼：将塑炼胶投入密炼机中，在110℃的温度下，密炼1min；然后投入白炭黑15kg、松焦油10kg、间苯二酚2kg、防老剂4010NA1kg以及复合偶联剂10kg，密炼温度为120℃，翻炼3min后，出片，得到一段混炼胶；其中复合偶联剂选自复合偶联剂的制备例1制备的复合偶联剂；

S3：二段混炼：将一段混炼胶、促进剂CZ0.5kg以及硫磺1kg再次投入密炼机中，密炼温度为120℃，翻炼3min，将辊距调整为3mm，出片，得到二段混炼胶；

S4：出片：将二段混炼胶常温停放6h后，将其置于挤出机上挤出出片，挤出压力为0.6MPa，挤出温度为80℃，得到带芯胶；

(3)将上覆盖胶与带芯胶、下覆盖胶与带芯胶在成型台上贴合成型，然后将上覆盖胶与带芯胶、钢丝绳带芯、下覆盖胶与带芯胶三者冷压成型，得到带坯；然后将带坯置于平板硫化机上硫化，硫化温度为140℃，硫化压力为10MPa，冷却后得到超耐磨输送带。

实施例3：一种超耐磨输送带采用如下工艺制备而得：

(1)覆盖胶的制备：

S1：塑炼：取天然橡胶65g、顺丁橡胶35g、再生胶15g投入开炼机中，塑炼温度为50塑炼时间为22.5min，得到塑炼胶；

S2：一段混炼：将塑炼胶投入密炼机中，在115℃的温度下，密炼1.5min；然后投入高耐磨炭黑55kg、松焦油8kg、氧化锌4.2kg、硬脂酸2.8kg、防老剂RD1.25kg、防老剂4010NA1.25kg、聚酰胺纤维2kg、改性碳纤维3kg、碳酸钙6.25kg以及碳化硅6.25kg，密炼温度为135℃，翻炼4min后，出片，得到一段混炼胶；其中改性碳纤维选自改性碳纤维的制备例2制备的改性碳纤维；

S3：二段混炼：将一段混炼胶、促进剂M1.125kg、促进剂CZ0.375kg以及硫磺1.6kg再次投入密炼机中，密炼温度为115℃，翻炼4min，将辊距调整为8mm，出片，得到二段混炼胶；

S4：出片：将二段混炼胶常温停放7h后，将其置于挤出机上挤出出片，挤出压力为0.7MPa，挤出温度为85℃，得到覆盖胶；

(2)带芯胶的制备：

S1：塑炼：取天然橡胶75kg、丁苯橡胶25kg投入开炼机中，塑炼温度为50℃，塑炼时间为22.5min，得到塑炼胶；

S2：一段混炼：将塑炼胶投入密炼机中，在115℃的温度下，密炼1.5min；然后投入白炭黑17.5kg、松焦油12.5kg、间苯二酚3kg、防老剂4010NA1.5kg以及复合偶联剂15kg，密炼温度为125℃，翻炼4min后，出片，得到一段混炼胶；其中复合偶联剂选自复合偶联剂的制备例2制备的复合偶联剂；

S3：二段混炼：将一段混炼胶、促进剂CZ0.75kg以及硫磺1.25kg再次投入密炼机中，密炼温度为125℃，翻炼4min，将辊距调整为3.5mm，出片，得到二段混炼胶；

S4：出片：将二段混炼胶常温停放7h后，将其置于挤出机上挤出出片，挤出压力为0.7MPa，挤出温度为85℃，得到带芯胶；

(3)将上覆盖胶与带芯胶、下覆盖胶与带芯胶在成型台上贴合成型，然后将上覆盖胶与带芯胶、钢丝绳带芯、下覆盖胶与带芯胶三者冷压成型，得到带坯；然后将带坯置于平板硫化机上硫化，硫化温度为145℃，硫化压力为12.5MPa，冷却后得到超耐磨输送带。

实施例4：一种超耐磨输送带采用如下工艺制备而得：

(1)覆盖胶的制备：

S1：塑炼：取天然橡胶70kg、顺丁橡胶40kg、再生胶20kg投入开炼机中，塑炼温度为55℃，塑炼时间为25min，得到塑炼胶；

S2：一段混炼：将塑炼胶投入密炼机中，在120℃的温度下，密炼2min；然后投入高耐磨炭黑60kg、松焦油9kg、聚酰胺纤维2.4kg、氧化锌4.8kg、硬脂酸3.2kg、防老剂RD1.5kg、防老剂4010NA1.5kg、改性碳纤维3.6kg、碳酸钙7.5kg以及碳化硅7.5kg，密炼温度为140℃，翻炼5min后，出片，得到一段混炼胶；其中改性碳纤维选自改性碳纤维的制备例3制备的改性碳纤维；

S3：二段混炼：将一段混炼胶、促进剂M1.5kg、促进剂CZ0.5kg以及硫磺1.8kg再次投入密炼机中，密炼温度为120℃，翻炼5min，将辊距调整为10mm，出片，得到二段混炼胶；

S4：出片：将二段混炼胶常温停放8h后，将其置于挤出机上挤出出片，挤出压力为0.8MPa，挤出温度为90℃，得到覆盖胶；

(2)带芯胶的制备：

S1：塑炼：取天然橡胶80kg、丁苯橡胶30kg投入开炼机中，塑炼温度为55℃，塑炼时间为25min，得到塑炼胶；

S2：一段混炼：将塑炼胶投入密炼机中，在120℃的温度下，密炼2min；然后投入白炭黑20kg、松焦油15kg、间苯二酚4kg、防老剂4010NA2kg以及复合偶联剂20kg，密炼温度为130℃，翻炼5min后，出片，得到一段混炼胶；其中复合偶联剂选自复合偶联剂的制备例1制备的复合偶联剂；

S3：二段混炼：将一段混炼胶、促进剂CZ1kg以及硫磺1.5kg再次投入密炼机中，密炼温度为130℃，翻炼5min，将辊距调整为4mm，出片，得到二段混炼胶；

S4：出片：将二段混炼胶常温停放8h后，将其置于挤出机上挤出出片，挤出压力为0.8MPa，挤出温度为90℃，得到带芯胶；

(3)将上覆盖胶与带芯胶、下覆盖胶与带芯胶在成型台上贴合成型，然后将上覆盖胶与带芯胶、钢丝绳带芯、下覆盖胶与带芯胶三者冷压成型，得到带坯；然后将带坯置于平板硫化机上硫化，硫化温度为150℃，硫化压力为15MPa，冷却后得到超耐磨输送带。

表1实施例2-4中覆盖胶的原料用量表

表2实施例2-4中带芯胶的原料用量表

四、对比例

对比例1：本对比例与实施例2的区别在于覆盖胶的原料中不包含改性碳纤维。

对比例2：本对比例与实施例2的区别在于覆盖胶的原料中，将改性碳纤维替换为等量的普通碳纤维。

对比例3：本对比例与实施例2的区别在于覆盖胶的原料中不包含改性碳纤维与聚酰胺纤维。

对比例4：本对比例与实施例2的区别在于覆盖胶的原料中，改性碳纤维选自改性碳纤维的制备例4制备的改性碳纤维。

对比例5：本对比例与实施例2的区别在于带芯胶的原料中不包含复合偶联剂。

对比例6：本对比例与实施例2的区别在于带芯胶的原料中，用硅烷偶联剂KH570代替等量的复合偶联剂。

五、性能检测

将实施例2-4以及对比例1-6制备的输送带按照如下方法，对其性能进行测试，将测试结果示于表3。

拉伸强度：根据GB/T 528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》对覆盖胶的拉伸强度进行测试。

定伸强度：根据GB/T 528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》对覆盖胶的100％定伸强度、300％定伸强度进行测试。

断裂伸长率：根据GB/T 528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》对覆盖胶的断裂伸长率进行测试。

磨耗：根据ASTMD1630-2006《橡胶耐磨特性的标准试验方法》对覆盖胶的耐磨性能进行测试。

压缩永久变形：根据GB/T7759.1-2015《硫化橡胶或热塑性橡胶压缩永久变形》对覆盖胶的压缩永久变形性能进行测试。

粘合强度：GB/T 17044-2013《钢丝绳芯输送带覆盖层与带芯层粘合强度试验》对覆盖层与带芯层的粘合强度进行测试。

表3实施例2-4以及对比例1-6制备的输送带的性能测试表

由表3数据可以看出，本发明制备输送带具有较高的拉伸强度、定伸强度、断裂伸长率、耐磨性、压缩永久变形以及粘合强度，特别是磨耗小，具有显著的耐磨性能。

对比例1中不含有改性碳纤维，相较于实施例2，其拉伸强度、定伸强度、断裂伸长率明显降低，其磨耗明显增加，说明改性碳纤维有利于改善输送带的力学强度以及耐磨性能。

对比例2中将改性碳纤维替换为等量的普通碳纤维，相较于实施例2，其拉伸强度、定伸强度、断裂伸长率以及耐磨性有较小幅度的降低，说明未改性的碳纤维仍然可以提高输送带的力学强度；但是其压缩永久变形明显增高，说明未改性的碳纤维降低了输送带的弹性回复率；其粘合强度的降低，说明未改性的碳纤维降低了输送带的覆盖层与带芯层的粘合强度，长期使用时，虽然输送带的覆盖层仍能保存较低的磨耗，但是覆盖层与带芯层易分离，也会降低输送带的使用寿命。

对比例3中不含有改性碳纤维以及聚酰胺纤维，其相较于实施例2，其拉伸强度、定伸强度、断裂伸长率以及粘合强度明显降低，其磨耗以及压缩永久变形明显增高，说明只有在聚酰胺纤维与改性碳纤维复配使用时，才能实现输送带的综合性能。

对比例4中改性碳纤维选自改性碳纤维的制备例4制备的改性碳纤维，其在步骤②中未使用丙烯酸以及N-乙基-N-羟乙基苯胺的混合液中，其耐磨性能优于对比例2，但仍然低于实施例2，说明在本发明中丙烯酸以及N-乙基-N-羟乙基苯胺的混合液可以有利于提高碳纤维的改性效果，从而提高输送带的耐磨性能。

对比例5中的带芯胶中不包含复合偶联剂，相较于实施例2，其粘合强度明显降低，说明复合偶联剂可以增强覆盖层与带芯层的粘合强度。

对比例6中用硅烷偶联剂代替复合偶联剂，其粘合强度明显低于实施例2的粘合强度，但又高于对比例5的粘合强度，说明硅烷偶联剂可以提高覆盖层与带芯层的粘合强度，但其效果低于本发明的复合偶联剂。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种超耐磨输送带，包括带芯、带芯胶以及覆盖胶，覆盖胶包含上覆盖胶和下覆盖胶，其特征在于：所述覆盖胶由包含以下重量份的原料制备而成：

天然橡胶60-70份、顺丁橡胶30-40份、再生胶10-20份、高耐磨炭黑50-60份、硫磺1.4-1.8份、促进剂1-2份、活化剂6-8份、软化剂7-9份、防老剂2-3份、耐磨纤维4-6份以及填充剂10-15份，每份所述填充剂包含重量比为1:1的碳酸钙以及碳化硅；

所述耐磨纤维包含重量比为2:3的聚酰胺纤维以及改性碳纤维；

所述改性碳纤维采用如下方法制备：

①分散处理：将碳纤维切成长度为4-8mm的短纤维，然后将其浸入20wt%的硝酸溶液中，超声处理10-15min；

②等离子处理：将步骤①中的碳纤维浸渍在重量比为4:1的丙烯酸以及N-乙基-N-羟乙基苯胺的混合液中，浸泡4-5h，然后在惰性氛围、压力为35Pa的条件下进行等离子体处理，处理时间为20-30min；

③洗涤干燥：将步骤②的碳纤维进行用50wt%的乙醇溶液洗涤2-3次，干燥2-3h即得改性碳纤维。

2.根据权利要求1所述的一种超耐磨输送带，其特征在于：所述促进剂包含重量比为3:1的噻唑类促进剂以及次磺酰胺类促进剂。

3.根据权利要求2所述的一种超耐磨输送带，其特征在于：所述噻唑类促进剂为2-巯基苯并噻唑，所述次磺酰胺类为N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺。

4.根据权利要求1所述的一种超耐磨输送带，其特征在于：所述活化剂包含重量比为1.5:1的氧化锌和硬脂酸。

5.根据权利要求1所述的一种超耐磨输送带，其特征在于：所述软化剂为松焦油。

6.根据权利要求1所述的一种超耐磨输送带，其特征在于：所述防老剂包含重量比为1:1的2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物以及N-异丙基-N’-苯基对苯二胺。

7.根据权利要求1所述的一种超耐磨输送带，其特征在于：所述带芯胶由包含以下重量份的原料制备而成：

天然橡胶70-80份、丁苯橡胶20-30份、复合偶联剂10-20份、松焦油10-15份、间苯二酚2-4份、白炭黑15-20份、2-巯基苯并噻唑0.5-1份、N-异丙基-N’-苯基对苯二胺1-2份以及硫磺1-1.5份。

8.根据权利要求7所述的一种超耐磨输送带，其特征在于：所述复合偶联剂采用如下方法制备而得：以重量份数计，将20-25份三聚氰胺甲醛树脂、5-10份聚乙二醇辛基苯基酯、3-5份三乙醇胺、2-4份氨基甲酰-DL-天冬氨酸、2-4份硅烷偶联剂以及15-20份乙二醇在150-160℃的温度下，以500-700r/min的速度搅拌30-40min即可。

9.一种如权利要求1-8任一所述的超耐磨输送带的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（1）覆盖胶的制备：

S1：塑炼：取天然橡胶60-70份、顺丁橡胶30-40份、再生胶10-20份投入开炼机中，塑炼温度为45-55℃，塑炼时间为20-25min，得到塑炼胶；

S2：一段混炼：将塑炼胶投入密炼机中，在110-120℃的温度下，密炼1-2min；然后投入高耐磨炭黑50-60份、软化剂7-9份、活化剂6-8份、防老剂2-3份、耐磨纤维4-6份以及填充剂10-15份，密炼温度为130-140℃，翻炼3-5min后，出片，得到一段混炼胶；

S3：二段混炼：将一段混炼胶、促进剂1-2份以及硫磺1.4-1.8份再次投入密炼机中，密炼温度为110-120℃，翻炼3-5min，将辊距调整为6-10mm，出片，得到二段混炼胶；

S4：出片：将二段混炼胶常温停放6-8h后，将其置于挤出机上挤出出片，挤出压力为0.6-0.8MPa，挤出温度为80-90℃，得到覆盖胶；

（2）带芯胶的制备：

S1：塑炼：取天然橡胶70-80份、丁苯橡胶20-30份投入开炼机中，塑炼温度为45-55℃，塑炼时间为20-25min，得到塑炼胶；

S2：一段混炼：将塑炼胶投入密炼机中，在110-120℃的温度下，密炼1-2min；然后投入白炭黑15-20份、松焦油10-15份、间苯二酚2-4份、N-异丙基-N’-苯基对苯二胺1-2份以及复合偶联剂10-20份，密炼温度为120-130℃，翻炼3-5min后，出片，得到一段混炼胶；

S3：二段混炼：将一段混炼胶、2-巯基苯并噻唑0.5-1份以及硫磺1-1.5份再次投入密炼机中，密炼温度为120-130℃，翻炼3-5min，将辊距调整为3-4mm，出片，得到二段混炼胶；

S4：出片：将二段混炼胶常温停放6-8h后，将其置于挤出机上挤出出片，挤出压力为0.6-0.8MPa，挤出温度为80-90℃，得到带芯胶；

（3）将上覆盖胶与带芯胶、下覆盖胶与带芯胶在成型台上贴合成型，然后将上覆盖胶与带芯胶、带芯、下覆盖胶与带芯胶三者冷压成型，得到带坯；然后将带坯置于平板硫化机上硫化，硫化温度为140-150℃，硫化压力为10-15MPa，冷却后得到超耐磨输送带。

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