CN109762213B - 一种密排高强度输送带及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种密排高强度输送带及其制备工艺，属于输送带技术领域，其技术方案要点是一种密排高强度输送带，包括钢丝绳带芯、带芯胶以及覆盖胶，所述覆盖胶包含上覆盖胶和下覆盖胶，所述钢丝绳带芯包含在输送带的宽度方向上平行设置的多根钢丝绳，所述钢丝绳的直径为2‑3mm，相邻的钢丝绳的间距为1.5‑2.5mm；所述覆盖胶由包含以下原料聚合而成：天然橡胶、三元乙丙橡胶、再生胶、高耐磨炭黑、硫磺、促进剂、活化剂、软化剂、防老剂、增强纤维以及填充剂；增强纤维为经过分散处理、化学改性以及洗涤干燥后的芳纶纤维，芳纶纤维的加入可以提高输送带的强度且减轻输送带的重量。
Description
技术领域
本发明涉及输送带技术领域，更具体的说，它涉及一种密排高强度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。由于钢丝绳的强度以及刚性都很大，对于在对强度要求比较高的场所，可以通过增加钢丝绳的体积或者增加钢丝绳的重量以增加输送带的强度。
现有技术中，申请号为CN201721156637.5的专利文件公开了一种高强度钢丝绳芯输送带，该输送带由上胶层、下胶层和芯胶层组成，所述芯胶层中的芯部设有一排平行布置的钢丝绳，钢丝绳的外部盖胶后硫化形成芯胶层，所述上胶层和下胶层的芯部均设有加强筋，所述加强筋的外部盖胶后硫化形成上胶层和下胶层，随后将上胶层和下胶层固定在芯胶层的上下两面形成完整的输送带。这种高强度钢丝绳芯输送带通过在上下胶层中均增设加强筋，从而增加了输送带的整体强度。此外，芯胶层中的镀锌钢丝绳采用7×7+1×19的结构，钢丝绳的结构规则，钢丝绳本体强度较高，可以提高输送带的整体强度。
虽然通过增加钢丝绳以及加强筋的数量可以提高输送带的强度，但是由于钢丝绳与加强筋自身的比重又比较大，使制备的输送带的重量达到10kg/m2以上，在提高输送带的强度的同时又会增加输送带的重量，导致所需驱动动力大，能耗高，因此，如何能够增加输送带的强度且减轻输送带的重量，是一个需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种密排高强度输送带及其制备工艺，其通过使用较小直径的钢丝绳，减小相邻钢丝绳之间的间距，设置成密排的钢丝绳带芯，在提供强度的同时降低输送带的重量；通过在覆盖胶的原料中添加密度较小的增强纤维，从而增加提高输送带的强度。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种密排高强度输送带，包括钢丝绳带芯、带芯胶以及覆盖胶，所述覆盖胶包含上覆盖胶和下覆盖胶，其特征在于：所述钢丝绳带芯包含在输送带的宽度方向上平行设置的多根钢丝绳，所述钢丝绳的直径为2-3mm，相邻的钢丝绳的间距为1.5-2.5mm；
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、三元乙丙橡胶30-40份、再生胶10-20份、高耐磨炭黑40-50份、硫磺1.4-1.8份、促进剂1-2份、活化剂6-8份、软化剂8-10份、防老剂1-2份、增强纤维6-8份以及填充剂10-15份；
所述增强纤维采用如下方法制备：
①分散处理：将芳纶纤维切成长度为4-8mm的短纤维，然后将其浸入丙酮中，超声处理20-25min，再用50wt％的乙醇溶液对其进行清洗，在80-90℃的温度下，干燥1-2h；
②化学改性：将步骤①中的芳纶纤维浸入有机硅改性丙烯酸乳液中，在60-70℃的温度下，超声浸渍40-60min；
③洗涤干燥：将步骤②的芳纶纤维进行用50wt％的乙醇溶液洗涤2-3次，在50-60℃的温度下，干燥2-3h，即得改性芳纶纤维。
通过采用上述技术方案，通过使用小直径的钢丝绳，减小相邻钢丝绳之间的间距，设置成密排的钢丝绳带芯，在提供强度的同时降低输送带的重量；通过在覆盖胶的原料中添加密度小的三元乙丙橡胶，以降低覆盖胶的重量；增强纤维选用高强度、重量轻且韧性好的芳纶纤维，可以降低输送带的重量并且提高增加输送带的强度；通过对芳纶纤维改性处理后，可以增加其与橡胶的结合力，提高芳纶纤维的在覆盖胶中的分散程度，从而使覆盖胶各个部位的强度均匀，以增强覆盖胶的强度。
本发明进一步设置为：所述有机硅改性丙烯酸乳液采用如下方法制备：将八甲基环四硅氧烷10-15份、聚乙烯醇2-3份、十二烷基苯磺酸钠2-3份、硅烷偶联剂1-2份以及去离子水50-60份，在80-85℃的温度下，反应1-1.5h，得到混合液A；向混合液A中加入二苯基甲烷二异氰酸酯3-4份、丙烯酸酯乳液10-15份以及过氧化苯甲酰0.5-0.6份，在15℃的温度下反应30-40min，得到混合液B；然后将混合液B升温至70-80℃，加入4-5份乙二醇，反应1h，冷却至室温，得到有机硅改性丙烯酸乳液。
通过采用上述技术方案，通过八甲基环四硅氧烷对丙烯酸酯乳液进行改性，制备的有机硅改性丙烯酸乳液，具有良好的粘结强度以及稳定性，将芳纶纤维浸泡在有机硅改性丙烯酸乳液中，以增加芳纶纤维与橡胶原料的粘结强度，提高芳纶纤维的橡胶的相容性。
本发明进一步设置为：混合液B的升温速率为3-5℃/min。
通过采用上述技术方案，混合液B的升温速率为3-5℃/min，缓慢的升温，有利于提高有机硅改性丙烯酸乳液的稳定性。
本发明进一步设置为：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。
本发明进一步设置为：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-氧联二亚乙基-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-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺(促进剂NOBS)为磺酰胺类硫化促进剂，是一种迟效高速硫化促进剂，起始硫化很慢，但后效优良，硫化时易分散，硫化后的产品不喷雾、色变小，其与促进剂M并用时，不仅可以提高前期硫化速度，还能获得优良的后期硫化效果。
本发明进一步设置为：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。
本发明进一步设置为：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。
本发明进一步设置为：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。
本发明进一步设置为：所述填充剂包含重量比为1:1的轻质碳酸钙和四针状氧化锌晶须。
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；轻质碳酸钙的相对密度为2.7-2.9g/cm3，可以降低输送带的重量；四针状氧化锌晶须外观呈白色疏松状粉体，具有极高的力学强度以及优异的耐热性，通过碳酸钙与四针状氧化锌晶须的配合使用，可以有效提高输送带的拉伸强度。
本发明的目的之二在于提供一种密排高强度输送带的制备工艺。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种密排高强度输送带的制备工艺，包括如下步骤：
(1)覆盖胶的制备：
S1：塑练：取天然橡胶60-70份、三元乙丙橡胶30-40份、再生胶10-20份投入开炼机中，塑练温度为45-55℃，塑练时间为20-25min，得到塑练胶；
S2：一段混炼：将塑练胶投入密炼机中，在110-120℃的温度下，密炼1-2min；然后投入高耐磨炭黑40-50份、软化剂8-10份、活化剂6-8份、防老剂2-3份、增强纤维6-8份以及填充剂10-15份，密炼温度为135-145℃，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120-130℃，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：塑练：取天然橡胶70-80份、丁苯橡胶20-30份投入开炼机中，塑练温度为45-55℃，塑练时间为20-25min，得到塑练胶；
S2：一段混炼：将塑练胶投入密炼机中，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份以及防老剂1-2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、促进剂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、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140-150℃，硫化压力为10-15MPa，冷却后得到密排高强度输送带。
综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：
1.通过使用小直径的钢丝绳，减小相邻钢丝绳之间的间距，设置成密排的钢丝绳带芯，在提供强度的同时降低输送带的重量；通过在覆盖胶的原料中添加密度小的三元乙丙橡胶，以降低覆盖胶的重量；增强纤维选用高强度、重量轻且韧性好的芳纶纤维，可以降低输送带的重量并且提高增加输送带的强度；通过对芳纶纤维改性处理后，可以增加其与橡胶的结合力，提高芳纶纤维的在覆盖胶中的分散程度，从而使覆盖胶各个部位的强度均匀，以增强覆盖胶的强度；
2.通过八甲基环四硅氧烷对丙烯酸酯乳液进行改性，制备的有机硅改性丙烯酸乳液，具有良好的粘结强度以及稳定性，将芳纶纤维浸泡在有机硅改性丙烯酸乳液中，以增加芳纶纤维与橡胶原料的粘结强度，提高芳纶纤维的橡胶的相容性；
3.四针状氧化锌晶须外观呈白色疏松状粉体，具有极高的力学强度以及优异的耐热性，通过碳酸钙与四针状氧化锌晶须的配合使用，可以有效提高输送带的拉伸强度。
附图说明
图1是本发明的实施例1中密排高强度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、增强纤维的制备例
制备例1：①有机硅改性丙烯酸乳液的制备：将八甲基环四硅氧烷10kg、聚乙烯醇2kg、十二烷基苯磺酸钠2kg、硅烷偶联剂1kg以及去离子水50kg，在80℃的温度下，反应1h，得到混合液A；向混合液A中加入二苯基甲烷二异氰酸酯3kg、丙烯酸酯乳液10kg以及过氧化苯甲酰0.5kg，在15℃的温度下反应30min，得到混合液B；然后将混合液B以3℃/min的速率升温至70℃，加入4kg乙二醇，反应1h，冷却至室温，得到有机硅改性丙烯酸乳液。
②分散处理：将1kg芳纶纤维切成长度为4mm的短纤维，然后将其浸入丙酮中，超声处理20min，再用50wt％的乙醇溶液对其进行清洗，在80℃的温度下，干燥1-2h；
③化学改性：将步骤②中的芳纶纤维浸入10kg有机硅改性丙烯酸乳液中，在60℃的温度下，超声浸渍40min；
④洗涤干燥：将步骤③的芳纶纤维进行用50wt％的乙醇溶液洗涤2次，在50℃的温度下，干燥2h，即得改性芳纶纤维。
制备例2：①有机硅改性丙烯酸乳液的制备：将八甲基环四硅氧烷12.5kg、聚乙烯醇2.5kg、十二烷基苯磺酸钠2.5kg、硅烷偶联剂1.5kg以及去离子水55kg，在82.5℃的温度下，反应1.25h，得到混合液A；向混合液A中加入二苯基甲烷二异氰酸酯3.5kg、丙烯酸酯乳液12.5kg以及过氧化苯甲酰0.55kg，在15℃的温度下反应35min，得到混合液B；然后将混合液B以4℃/min的速率升温至75℃，加入4.5kg乙二醇，反应1h，冷却至室温，得到有机硅改性丙烯酸乳液。
②分散处理：将1kg芳纶纤维切成长度为6mm的短纤维，然后将其浸入丙酮中，超声处理22.5min，再用50wt％的乙醇溶液对其进行清洗，在85℃的温度下，干燥1.5h；
③化学改性：将步骤②中的芳纶纤维浸入10kg有机硅改性丙烯酸乳液中，在65℃的温度下，超声浸渍50min；
④洗涤干燥：将步骤③的芳纶纤维进行用50wt％的乙醇溶液洗涤3次，在55℃的温度下，干燥2.5h，即得改性芳纶纤维。
制备例3：①有机硅改性丙烯酸乳液的制备：将八甲基环四硅氧烷15kg、聚乙烯醇3kg、十二烷基苯磺酸钠3kg、硅烷偶联剂2kg以及去离子水60kg，在85℃的温度下，反应1.5h，得到混合液A；向混合液A中加入二苯基甲烷二异氰酸酯4kg、丙烯酸酯乳液15kg以及过氧化苯甲酰0.6kg，在15℃的温度下反应40min，得到混合液B；然后将混合液B以5℃/min的速率升温至80℃，加入5kg乙二醇，反应1h，冷却至室温，得到有机硅改性丙烯酸乳液。
②分散处理：将1kg芳纶纤维切成长度为8mm的短纤维，然后将其浸入丙酮中，超声处理25min，再用50wt％的乙醇溶液对其进行清洗，在90℃的温度下，干燥2h；
③化学改性：将步骤②中的芳纶纤维浸入10kg有机硅改性丙烯酸乳液中，在70℃的温度下，超声浸渍60min；
④洗涤干燥：将步骤③的芳纶纤维进行用50wt％的乙醇溶液洗涤3次，在60℃的温度下，干燥3h，即得改性芳纶纤维。
制备例4：本制备例与制备例1的区别在于，步骤③将芳纶纤维进入普通未改性的丙烯酸乳液中。
二、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；三元乙丙橡胶选自美国陶氏生产的4725P，门尼粘度为25MLI+RM125℃，乙烯含量为70％，丙烯含量为25％，第三单体(ENB)含量为5％；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2：一种密排高强度输送带采用如下工艺制备而得：
(1)覆盖胶的制备：
S1：塑练：取天然橡胶60kg、三元乙丙橡胶30kg、再生胶10kg投入开炼机中，塑练温度为45℃，塑练时间为20min，得到塑练胶；
S2：一段混炼：将塑练胶投入密炼机中，在110℃的温度下，密炼1min；然后投入高耐磨炭黑40kg、松焦油8kg、氧化锌3.6kg、硬脂酸2.4kg、防老剂RD1kg、防老剂4010NA1kg、增强纤维6kg、轻质碳酸钙5kg以及四针状氧化锌晶须5kg，密炼温度为135℃，翻炼3min后，出片，得到一段混炼胶；其中增强纤维选自制备例1制备的增强碳纤维；
S3：二段混炼：将一段混炼胶、促进剂M0.75kg、促进剂NOBS0.25kg以及硫磺1.4kg再次投入密炼机中，密炼温度为120℃，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：塑练：取天然橡胶70kg、丁苯橡胶20kg投入开炼机中，塑练温度为45℃，塑练时间为20min，得到塑练胶；
S2：一段混炼：将塑练胶投入密炼机中，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以及防老剂4010NA1kg，密炼温度为120℃，翻炼3min后，出片，得到一段混炼胶；
S3：二段混炼：将一段混炼胶、2、2'-二硫代二苯并噻唑(促进剂DM)0.5kg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；其中，钢丝绳带芯包含在输送带的宽度方向上平行设置的多根钢丝绳，钢丝绳的直径为2mm，相邻的钢丝绳的间距为1.5mm；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，冷却后得到密排高强度输送带。
实施例3：一种密排高强度输送带采用如下工艺制备而得：
(1)覆盖胶的制备：
S1：塑练：取天然橡胶65g、三元乙丙橡胶35g、再生胶15g投入开炼机中，塑练温度为50塑练时间为22.5min，得到塑练胶；
S2：一段混炼：将塑练胶投入密炼机中，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、增强纤维7kg、轻质碳酸钙6.25kg以及四针状氧化锌晶须6.25kg，密炼温度为140℃，翻炼4min后，出片，得到一段混炼胶；其中增强纤维选自制备例2制备的增强纤维；
S3：二段混炼：将一段混炼胶、促进剂M1.125kg、促进剂NOBSZ0.375kg以及硫磺1.6kg再次投入密炼机中，密炼温度为125℃，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：塑练：取天然橡胶75kg、丁苯橡胶25kg投入开炼机中，塑练温度为50℃，塑练时间为22.5min，得到塑练胶；
S2：一段混炼：将塑练胶投入密炼机中，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以及防老剂4010NA1.5kg，密炼温度为125℃，翻炼4min后，出片，得到一段混炼胶；
S3：二段混炼：将一段混炼胶、促进剂DM0.75kg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；其中，钢丝绳带芯包含在输送带的宽度方向上平行设置的多根钢丝绳，钢丝绳的直径为2.5mm，相邻的钢丝绳的间距为2mm；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，冷却后得到密排高强度输送带。
实施例4：一种密排高强度输送带采用如下工艺制备而得：
(1)覆盖胶的制备：
S1：塑练：取天然橡胶70kg、三元乙丙橡胶40kg、再生胶20kg投入开炼机中，塑练温度为55℃，塑练时间为25min，得到塑练胶；
S2：一段混炼：将塑练胶投入密炼机中，在120℃的温度下，密炼2min；然后投入高耐磨炭黑60kg、松焦油9kg、氧化锌4.8kg、硬脂酸3.2kg、防老剂RD1.5kg、防老剂4010NA1.5kg、增强纤维8kg、轻质碳酸钙7.5kg以及四针状氧化锌晶须7.5kg，密炼温度为145℃，翻炼5min后，出片，得到一段混炼胶；其中增强纤维选自制备例3制备的增强纤维；
S3：二段混炼：将一段混炼胶、促进剂M1.5kg、促进剂NOBS0.5kg以及硫磺1.8kg再次投入密炼机中，密炼温度为130℃，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：塑练：取天然橡胶80kg、丁苯橡胶30kg投入开炼机中，塑练温度为55℃，塑练时间为25min，得到塑练胶；
S2：一段混炼：将塑练胶投入密炼机中，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以及防老剂4010NA2kg，密炼温度为130℃，翻炼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DM1kg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；其中，钢丝绳带芯包含在输送带的宽度方向上平行设置的多根钢丝绳，钢丝绳的直径为3mm，相邻的钢丝绳的间距为2.5mm；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，冷却后得到密排高强度输送带。
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
三、对比例
对比例1：本对比例与实施例1的区别在于覆盖胶的原料中不包含增强纤维。
对比例2：本对比例与实施例1的区别在于覆盖胶的原料中，将增强纤维替换为等量的普通芳纶纤维。
对比例3：本对比例与实施例1的区别在于覆盖胶的原料中，增强纤维选自制备例4制备的增强纤维。
四、性能测试
将实施例2-4以及对比例1-3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％定伸强度以及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。
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。
重量：对输送带进行称重，计算其单位体积的重量。
表3
由以上数据可知，本发明制备的输送带具有优异的拉伸强度、定伸强度、断裂伸长率以及压缩永久变形的性能，并且其重量小于7.4kg/m2，通过使用小直径的钢丝绳，减小相邻钢丝绳之间的间距，设置成密排的钢丝绳带芯，在提供强度的同时降低输送带的重量；增强纤维选用高强度、重量轻且韧性好的芳纶纤维，通过对芳纶纤维改性处理后，可以增加其与橡胶的结合力，以增强覆盖胶的强度。
对比例1中的覆盖胶中不包含增强纤维，相较于实施例1，输送带的拉伸强度、定伸强度以及断裂伸长率明显降低，说明本发明中的增强纤维可以明显改善输送带的力学强度；压缩永久变形用于表征橡胶弹性的回复率，相较于实施例1，对比例1的压缩永久变形变大，说明增强纤维可以提高橡胶弹性的回复率，延长输送带的使用寿命。
对比例2中的覆盖胶中的增强纤维为普通的芳纶纤维，对比例2中输送带的拉伸强度、定伸强度以及断裂伸长率明显低于实施例1中输送带的拉伸强度、定伸强度以及断裂伸长率，但是却优于对比例1中的拉伸强度、定伸强度以及断裂伸长率，说明芳纶纤维可以提高输送带的力学性能，但增强幅度低于本发明的增强纤维；但是对比例2中的压缩永久变形仍明显大于实施例1的压缩永久变形，说明未经处理的芳纶纤维对橡胶弹性回复率的作用效果较小；对比例2中的粘合强度低于实施例1中输送带的粘合强度，并且低于对比例1中输送带的粘合强度，说明未处理的芳纶纤维会降低输送带的层间粘合强度。
对比例3中的增强纤维选自制备例4制备的增强纤维，其在化学改性时将芳纶纤维浸泡在未改性的丙烯酸乳液中，对比例2中输送带的拉伸强度、定伸强度以及断裂伸长率明显低于实施例1中输送带的拉伸强度、定伸强度以及断裂伸长率，但是却优于对比例2中的拉伸强度、定伸强度以及断裂伸长率，说明在对芳纶纤维进行化学改性时，用有机硅改性丙烯酸乳液处理芳纶纤维，有助于提高输送带的力学性能；对比例3中输送带的粘合强度优于对比例2中输送带的粘合强度，说明经过化学改性处理，可以提高芳纶纤维与橡胶的粘结强度，提高输送带的层间结合强度。
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)
1.一种密排高强度输送带，包括钢丝绳带芯、带芯胶以及覆盖胶，所述覆盖胶包含上覆盖胶和下覆盖胶，其特征在于：所述钢丝绳带芯包含在输送带的宽度方向上平行设置的多根钢丝绳，所述钢丝绳的直径为2-3mm，相邻的钢丝绳的间距为1.5-2.5mm；
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、三元乙丙橡胶30-40份、再生胶10-20份、高耐磨炭黑40-50份、硫磺1.4-1.8份、促进剂1-2份、活化剂6-8份、软化剂8-10份、防老剂1-2份、增强纤维6-8份以及填充剂10-15份；
所述增强纤维采用如下方法制备：
①分散处理：将芳纶纤维切成长度为4-8mm的短纤维，然后将其浸入丙酮中，超声处理20-25min，再用50wt%的乙醇溶液对其进行清洗，在80-90℃的温度下，干燥1-2h；
②化学改性：将步骤①中的芳纶纤维浸入有机硅改性丙烯酸乳液中，在60-70℃的温度下，超声浸渍40-60min；
③洗涤干燥：将步骤②的芳纶纤维进行用50wt%的乙醇溶液洗涤2-3次，在50-60℃的温度下，干燥2-3h，即得改性芳纶纤维；
所述有机硅改性丙烯酸乳液采用如下方法制备：将八甲基环四硅氧烷10-15份、聚乙烯醇2-3份、十二烷基苯磺酸钠2-3份、硅烷偶联剂1-2份以及去离子水50-60份，在80-85℃的温度下，反应1-1.5h，得到混合液A；向混合液A中加入二苯基甲烷二异氰酸酯3-4份、丙烯酸酯乳液10-15份以及过氧化苯甲酰0.5-0.6份，在15℃的温度下反应30-40min，得到混合液B；然后将混合液B升温至70-80℃，加入4-5份乙二醇，反应1h，冷却至室温，得到有机硅改性丙烯酸乳液。
2.根据权利要求1所述的一种密排高强度输送带，其特征在于：混合液B的升温速率为3-5℃/min。
3.根据权利要求1所述的一种密排高强度输送带，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。
4.根据权利要求3所述的一种密排高强度输送带，其特征在于：所述噻唑类促进剂为2-巯基苯并噻唑，所述次磺酰胺类促进剂为N-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺。
5.根据权利要求1所述的一种密排高强度输送带，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。
6.根据权利要求1所述的一种密排高强度输送带，其特征在于：所述软化剂为松焦油。
7.根据权利要求1所述的一种密排高强度输送带，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。
8.根据权利要求1所述的一种密排高强度输送带，其特征在于：所述填充剂包含重量比为1:1的轻质碳酸钙和四针状氧化锌晶须。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的密排高强度输送带的制备工艺，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、三元乙丙橡胶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40-50份、软化剂8-10份、活化剂6-8份、防老剂1-2份、增强纤维6-8份以及填充剂10-15份，密炼温度为135-145℃，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120-130℃，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份以及防老剂1-2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、促进剂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、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140-150℃，硫化压力为10-15MPa，冷却后得到密排高强度输送带。
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