CN110452539A - 一种聚苯乙烯改性硅橡胶同步带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，包括同步带骨架及包覆在同步带骨架外面的胶料，所述胶料由以下原料组成：聚苯乙烯；丙烯酸甲酯；引发剂；去离子水；废旧硅橡胶粉；硅橡胶生胶；硫化剂；促进剂；稳定剂；无机填料；软化剂；添加剂；所述同步带骨架包括布套及以三维结构缠绕在该布套上的骨架纱线，该骨架纱线由丁苯橡胶胶浆处理过的芳纶纤维线编织而成。本发明的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，成本低廉、性能优异，不仅具有高耐热性、耐寒性、耐臭氧等性能，而且还具有很强的机械性能，满足严苛条件下的应用场景。本发明还公开了一种聚苯乙烯改性硅橡胶同步带的制备方法。

Description

一种聚苯乙烯改性硅橡胶同步带及其制备方法
技术领域
本发明涉及同步带技术领域，具体的说涉及一种聚苯乙烯改性硅橡胶同步带及其制备方法。
背景技术
同步带是以钢丝绳或玻璃纤维为强力层，外覆以聚氨酯或氯丁橡胶的环形带，带的内周制成齿状，使其与齿形带轮啮合。同步带传动时，传动比准确，对轴作用力小，结构紧凑，被广泛用于纺织、机床、烟草、通讯电缆、轻工、化工、冶金、仪表仪器、食品、矿山、石油、汽车等各行业各种类型的机械传动中。传统同步带耐热性、耐寒性、介电性、耐臭氧和耐大气老化等性能较差，难以满足同步带在需要严苛条件下的使用需求。
硅橡胶具有优异的耐热性、耐寒性、介电性、耐臭氧和耐大气老化等性能，硅橡胶突出的性能是使用温度宽广，能在-60℃(或更低的温度)至+250℃(或更高的温度)下长期使用。但硅橡胶的抗张强度和抗撕裂强度等机械性能较差，在常温下其物理机械性能不及大多数合成橡胶，且除腈硅、氟硅橡胶外，一般的硅橡胶耐油、耐溶剂性能欠佳，故硅橡胶不宜用于普通条件的场合，但非常适用于许多特定的场合。
因此，亟需提供一种聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，通过硅橡胶的改性处理，使硅橡胶物理机械性能得以提高，拓展其作为同步带应用场合的使用。
发明内容
鉴于以上现有技术的不足之处，本发明的主要目的在于提供一种聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，用于解决现有技术中同步带难以兼顾具有优异耐热性、耐寒性、耐臭氧和高机械性能的问题，使其满足更多严苛条件下的应用场景。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，包括同步带骨架及包覆在同步带骨架外面的胶料，所述胶料由以下重量份数的原料组成：
聚苯乙烯 50～80重量份；
丙烯酸甲酯 0.3～0.8重量份；
引发剂 0.1～0.5重量份；
去离子水 8～12重量份；
废旧硅橡胶粉 10～30重量份；
硅橡胶生胶 60～120重量份；
硫化剂 4～8重量份；
促进剂 0.1～0.5重量份；
稳定剂 0.6～1.8重量份；
无机填料 3.5～5.5重量份；
软化剂 0.8～1.2重量份；
添加剂 1～3重量份；
所述同步带骨架包括布套及以三维结构缠绕在该布套上的骨架纱线，该骨架纱线由丁苯橡胶胶浆处理过的芳纶纤维线编织而成。
优选的，所述聚苯乙烯的聚合度为600～1800。
优选的，所述废旧硅橡胶的粒度为50～100目，所述废旧硅橡胶采用锆类偶联剂、丁二腈和柠檬酸钠进行活化改性处理。
优选的，所述锆类偶联剂、丁二腈和柠檬酸钠的质量比为5～15：3～8：8～20。
优选的，所述硫化剂为二硫化四苄基秋兰姆、N，N'-间苯撑双马来酰亚胺、过氧化双月桂酰中的至少一种。
优选的，所述促进剂由质量比为1：10～15的氧化锌和2-硫醇基苯骈噻唑组成。
优选的，所述稳定剂为3-(三丁基锡)丙酸甲酯、(三丁基锡烷基)乙酸甲酯、三丁基锡烷基甲基丙烯酸酯、三丁基锡烷基环己甲酸酯中的至少一种。
优选的，所述无机填料由纳米活性碳酸钙和二氧化硅气凝胶组成。
优选的，所述软化剂为乙基硅油、苯基硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油中的至少一种。
优选的，所述添加剂为丁二烯、八乙烯基笼型倍半硅氧烷和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的共聚物。
优选的，所述丁苯橡胶胶浆处理过的芳纶纤维线，其处理方法包括以下步骤：
S1丁苯橡胶胶浆的制备：称取重量份数为100份所述丁苯橡胶胶料加到辊距为0.3～0.5mm的开炼机中薄通8～10次进行塑炼；将塑炼好的丁苯橡胶胶料加入到开炼机中在40～60℃进行混炼，混炼过程中加入5～8份甲基丙烯酸甲酯和10～20份丙烯腈，混炼15～30min；混炼后的丁苯橡胶胶料和5～8份甲苯加入到胶浆机中，采用超声辅助搅拌的方式进行均匀分散，得到丁苯橡胶胶浆；
S2芳纶纤维线表面改性：将芳纶纤维线浸渍在氧化石墨烯为溶质的水杨酸溶液中，所述氧化石墨烯的质量百分数为0.5～1％，浸渍时间为20～30min，同时采用照射能量为2～4J/cm2的紫外线进行照射，照射时间为5～15min，得到表面改性的芳纶纤维线；
S3丁苯橡胶胶浆处理：将S2得到的表面改性的芳纶纤维线浸渍在S1得到的丁苯橡胶胶浆中，浸渍10～30min，得到丁苯橡胶胶浆处理过的芳纶纤维线。
相应的、一种如上述聚苯乙烯改性硅橡胶同步带的制备方法，其包括以下步骤：
S1、将丁苯橡胶胶浆处理过的芳纶纤维线，经过清花、梳棉、预并、条卷、精梳、头并、二并及三并工序纺制得到所述的骨架纱线；在模具上均匀地涂一层脱模剂，然后在该模具上套上相应的布套，吊装于成型主机上；分别将2根S捻和2根Z捻的骨架纱线从张力器上引出，在40N的缠绕应力下缠绕在布套上，即得到所述的同步带骨架；
S2、按重量份数称取原料，将单体聚苯乙烯、丙烯酸甲酯和去离子水搅拌混合均匀，加入1/2引发剂，升温至70～90℃，恒温30min后，使单体充分溶胀，然后通入惰性气体，在恒温和搅拌条件下，继续加入剩余的1/2引发剂，反应后，形成聚苯乙烯聚合物；
S3、在同步带模具上均匀地涂一层脱模剂，将同步带骨架缠绕在模具上，再将步骤S2制备得到的聚苯乙烯聚合物和废旧硅橡胶粉、硅橡胶生胶、硫化剂、促进剂、稳定剂、软化剂、无机填料、添加剂搅拌混合均匀后注入上述模具中，在165～170℃下加压8～12MPa进行10～20min硫化，得到所述的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带。
优选的，所述引发剂由过氧化镁、亚硫酸氢钠和过氧化丙酸叔丁酯按照质量比3:1:3复配而成。
本发明的有益效果：
本发明以聚苯乙稀、废旧硅橡胶粉、硅橡胶生胶为主体原料，通过橡塑共混方式改性处理得到的同步带，兼具有硅橡胶和聚苯乙烯聚合物所特有的机械性能和物理性能，所制备得到的同步带不但强度高、耐臭氧性能好，而且具有橡胶特有的高弹性、高延伸性和耐低温性。
本发明通过加入由丁二烯、八乙烯基笼型倍半硅氧烷和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯形成的共聚物作为添加剂，使主体原料中的聚苯乙烯和硅橡胶具有更好的相容性。复配高沸点的硅油类软化剂，进一步增加胶料的塑性，降低胶料粘度和混炼时的温度，改善分散性与混合性，提高硫化胶的拉伸强度、伸长率和耐磨性。加入由纳米活性碳酸钙和二氧化硅气凝胶组成的无机填料，一方面起到同步带补强作用，另一方面提高同步带胶料的韧性、弯曲强度和耐撕裂强度。
本发明通过废旧硅橡胶的回用及改性处理，制备得到成本更低、性能更好的同步带，不仅解决了部分再生能源的回收利用，而且使其具有更加广阔的市场前景。
综上所述，本发明制备得到的同步带使用寿命长，物理机械性能优异，可以有效解决现有技术中高温、极寒、腐蚀条件下的同步带无法满足长期严苛使用要求的问题。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
一种聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，包括同步带骨架及包覆在同步带骨架外面的胶料，所述胶料由以下重量份数的原料组成：
聚苯乙烯 50～80重量份；
丙烯酸甲酯 0.3～0.8重量份；
引发剂 0.1～0.5重量份；
去离子水 8～12重量份；
废旧硅橡胶粉 10～30重量份；
硅橡胶生胶 60～120重量份；
硫化剂 4～8重量份；
促进剂 0.1～0.5重量份；
稳定剂 0.6～1.8重量份；
无机填料 3.5～5.5重量份；
软化剂 0.8～1.2重量份；
添加剂 1～3重量份；
所述同步带骨架包括布套及以三维结构缠绕在该布套上的骨架纱线，该骨架纱线由丁苯橡胶胶浆处理过的芳纶纤维线编织而成。
优选的，所述聚苯乙烯的聚合度为600～1800。
优选的，所述废旧硅橡胶的粒度为50～100目，所述废旧硅橡胶采用锆类偶联剂、丁二腈和柠檬酸钠进行活化改性处理。
优选的，所述锆类偶联剂、丁二腈和柠檬酸钠的质量比为5～15：3～8：8～20。
锆类偶联剂是指含有铝酸锆的低分子量的无机聚合物。一方面，锆类偶联剂可提高同步带制品的机械强度、耐磨性和流变性；另外一方面，锆类偶联剂提高了无机填料和聚苯乙烯树脂的相容性、浸润性和分散性，从而使同步带制品整体性能上更加突出。
通过废旧硅橡胶的表面改性处理，将活性官能团引入废旧硅橡胶表面，不仅有利于提高胶料加工性能，而且有利于硅橡胶进行聚合反应形成稳定的网络结构，提高胶料的力学性能。
优选的，所述硫化剂为二硫化四苄基秋兰姆、N，N'-间苯撑双马来酰亚胺、过氧化双月桂酰中的至少一种。
优选的，所述促进剂由质量比为1：10～15的氧化锌和2-硫醇基苯骈噻唑组成。
氧化锌作为活化剂，颗粒细小呈球状，具有很大的表面积，具有良好的分散性与良好的吸附性，因而能促进橡胶的硫化、活化和补强防老化作用；2-硫醇基苯骈噻唑是中速促进剂，兼有增塑剂和防老化的功效。通过氧化锌和2-硫醇基苯骈噻唑的协同作用，加强硫化过程，达到稳定物性、加工安全性提高，大副度降低不良率，提高橡胶制品耐撕裂、耐磨性。
优选的，所述稳定剂为3-(三丁基锡)丙酸甲酯、(三丁基锡烷基)乙酸甲酯、三丁基锡烷基甲基丙烯酸酯、三丁基锡烷基环己甲酸酯中的至少一种。
优选的，所述无机填料由纳米活性碳酸钙和二氧化硅气凝胶组成。
加入由纳米活性碳酸钙和二氧化硅气凝胶组成的无机填料，一方面可以补强同步带的性能，提高其耐磨性和使用寿命，另一方面，纳米活性碳酸钙的纳米效应和表面活性作用，使其易于均匀分散在胶料中，不仅使同步带具有韧性高、弯曲强度高、耐撕裂强度高和永久变形小等优异性能，而且提高了同步带制品的尺寸稳定性和加工性能。
优选的，所述软化剂为乙基硅油、苯基硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油中的至少一种。
软化剂可以增加胶料的塑性，降低胶料粘度和混炼时的温度，改善分散性与混合性，提高硫化胶的拉伸强度、伸长率和耐磨性；选用高沸点的硅油类作为软化剂，可有效防止软化剂在橡胶硫化后析出。
优选的，所述添加剂为丁二烯、八乙烯基笼型倍半硅氧烷和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的共聚物。所述丁二烯、八乙烯基笼型倍半硅氧烷和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的摩尔比为4：1：5～10。
所述添加剂降低了橡塑两相界面的张力，提高了两者之间的互容性，使橡塑共混后形成均匀的相体系，从而提高同步带制品的整体性能。
优选的，所述丁苯橡胶胶浆处理过的芳纶纤维线，其处理方法包括以下步骤：
S1丁苯橡胶胶浆的制备：称取重量份数为100份所述丁苯橡胶胶料加到辊距为0.3～0.5mm的开炼机中薄通8～10次进行塑炼；将塑炼好的丁苯橡胶胶料加入到开炼机中在40～60℃进行混炼，混炼过程中加入5～8份甲基丙烯酸甲酯和10～20份丙烯腈，混炼15～30min；混炼后的丁苯橡胶胶料和5～8份甲苯加入到胶浆机中，采用超声辅助搅拌的方式进行均匀分散，得到丁苯橡胶胶浆；
S2芳纶纤维线表面改性：将芳纶纤维线浸渍在氧化石墨烯为溶质的水杨酸溶液中，所述氧化石墨烯的质量百分数为0.5～1％，浸渍时间为20～30min，同时采用照射能量为2～4J/cm2的紫外线进行照射，照射时间为5～15min，得到表面改性的芳纶纤维线；
S3丁苯橡胶胶浆处理：将S2得到的表面改性的芳纶纤维线浸渍在S1得到的丁苯橡胶胶浆中，浸渍10～30min，得到丁苯橡胶胶浆处理过的芳纶纤维线。
相应的、一种如上述聚苯乙烯改性硅橡胶同步带的制备方法，其包括以下步骤：
S1、将丁苯橡胶胶浆处理过的芳纶纤维线，经过清花、梳棉、预并、条卷、精梳、头并、二并及三并工序纺制得到所述的骨架纱线；在模具上均匀地涂一层脱模剂，然后在该模具上套上相应的布套，吊装于成型主机上；分别将2根S捻和2根Z捻的骨架纱线从张力器上引出，在40N的缠绕应力下缠绕在布套上，即得到所述的同步带骨架；
S2、按重量份数称取原料，将单体聚苯乙烯、丙烯酸甲酯和去离子水搅拌混合均匀，加入1/2引发剂，升温至70～90℃，恒温30min后，使单体充分溶胀，然后通入惰性气体，在恒温和搅拌条件下，继续加入剩余的1/2引发剂，反应后，形成聚苯乙烯聚合物；
S3、在同步带模具上均匀地涂一层脱模剂，将同步带骨架缠绕在模具上，再将步骤S2制备得到的聚苯乙烯聚合物和废旧硅橡胶粉、硅橡胶生胶、硫化剂、促进剂、稳定剂、软化剂、无机填料、添加剂搅拌混合均匀后注入上述模具中，在165～170℃下加压8～12MPa进行10～20min硫化，得到所述的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带。
优选的，所述引发剂由过氧化镁、亚硫酸氢钠和过氧化丙酸叔丁酯按照质量比3:1:3复配而成。
将低聚度的聚苯乙烯和丙烯酸甲酯混合反应，形成第一聚合物网络结构，再将硫化剂和废旧硅橡胶及硅橡胶生胶混合发生聚合，形成第二聚合物网络结构，最终将两种网络结合产生互穿网络共混的状态；通过上述两个聚合物网络结构物理和化学方式的交联聚合，使两者之间产生协同作用，提高网络结构的强度，进而提高同步带整体力学性能。
本发明制备得到的同步带使用寿命长，物理机械性能优异，可以有效解决现有技术中高温、极寒、腐蚀条件下的同步带无法满足长期严苛使用要求的问题。
另外，本发明通过废旧硅橡胶的回用及改性处理，制备得到成本更低、性能更好的同步带，不仅解决了部分再生能源的回收利用，而且使其具有更加广阔的市场前景。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
一种聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，包括同步带骨架及包覆在同步带骨架外面的胶料，所述胶料由以下重量份数的原料组成：
聚苯乙烯 60重量份；
丙烯酸甲酯 0.5重量份；
引发剂 0.3重量份；
去离子水 10重量份；
废旧硅橡胶粉 20重量份；
硅橡胶生胶 90重量份；
二硫化四苄基秋兰姆 3重量份；
N，N'-间苯撑双马来酰亚胺 3重量份；
促进剂 0.3重量份；
3-(三丁基锡)丙酸甲酯 1.2重量份；
纳米活性碳酸钙 2重量份；
二氧化硅气凝胶 2.5重量份；
乙基硅油 0.6重量份；
甲基苯基硅油 0.4重量份；
添加剂 2重量份；
所述同步带骨架包括布套及以三维结构缠绕在该布套上的骨架纱线，该骨架纱线由丁苯橡胶胶浆处理过的芳纶纤维线编织而成。
所述聚苯乙烯的聚合度为1200。
所述废旧硅橡胶的粒度为70目，所述废旧硅橡胶采用质量比为10：6：15的锆类偶联剂、丁二腈和柠檬酸钠进行活化改性处理。
所述促进剂由质量比为1：12的氧化锌和2-硫醇基苯骈噻唑组成。
所述添加剂为摩尔比为4：1：8的丁二烯、八乙烯基笼型倍半硅氧烷和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的共聚物。
实施例2
一种聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，包括同步带骨架及包覆在同步带骨架外面的胶料，所述胶料由以下重量份数的原料组成：
聚苯乙烯 50重量份；
丙烯酸甲酯 0.3重量份；
引发剂 0.1重量份；
去离子水 8重量份；
废旧硅橡胶粉 10重量份；
硅橡胶生胶 60重量份；
N，N'-间苯撑双马来酰亚胺 2重量份；
过氧化双月桂酰 2重量份；
促进剂 0.1重量份；
(三丁基锡烷基)乙酸甲酯 0.6重量份；
纳米活性碳酸钙 2重量份；
二氧化硅气凝胶 1.5重量份；
苯基硅油 0.4重量份；
甲基氯苯基硅油 0.4重量份；
添加剂 1重量份；
所述同步带骨架包括布套及以三维结构缠绕在该布套上的骨架纱线，该骨架纱线由丁苯橡胶胶浆处理过的芳纶纤维线编织而成。
所述聚苯乙烯的聚合度为600。
所述废旧硅橡胶的粒度为50目，所述废旧硅橡胶采用质量比为5：3：8的锆类偶联剂、丁二腈和柠檬酸钠进行活化改性处理。
所述促进剂由质量比为1：10的氧化锌和2-硫醇基苯骈噻唑组成。
所述添加剂为摩尔比为4：1：5的丁二烯、八乙烯基笼型倍半硅氧烷和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的共聚物。
实施例3
一种聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，包括同步带骨架及包覆在同步带骨架外面的胶料，所述胶料由以下重量份数的原料组成：
聚苯乙烯 80重量份；
丙烯酸甲酯 0.8重量份；
引发剂 0.5重量份；
去离子水 12重量份；
废旧硅橡胶粉 30重量份；
硅橡胶生胶 120重量份；
N，N'-间苯撑双马来酰亚胺 4重量份；
过氧化双月桂酰 4重量份；
促进剂 0.5重量份；
三丁基锡烷基甲基丙烯酸酯 1.8重量份；
纳米活性碳酸钙 3.5重量份；
二氧化硅气凝胶 2重量份；
甲基三氟丙基硅油 0.6重量份；
甲基乙烯基硅油 0.6重量份；
添加剂 3重量份；
所述同步带骨架包括布套及以三维结构缠绕在该布套上的骨架纱线，该骨架纱线由丁苯橡胶胶浆处理过的芳纶纤维线编织而成。
所述聚苯乙烯的聚合度为1800。
所述废旧硅橡胶的粒度为100目，所述废旧硅橡胶采用质量比为15：8：20的锆类偶联剂、丁二腈和柠檬酸钠进行活化改性处理。
所述促进剂由质量比为1：15的氧化锌和2-硫醇基苯骈噻唑组成。
所述添加剂为摩尔比为4：1：10的丁二烯、八乙烯基笼型倍半硅氧烷和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的共聚物。
实施例4
本实施例的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带胶料配方和制备方法与实施例1基本相同，其主要不同之处在于，所述胶料中部分组分的重量份数不同，其中聚苯乙烯50重量份；废旧硅橡胶粉30重量份；硅橡胶生胶60重量份；软化剂由乙基含氢硅油0.4重量份和羟基含氢硅油0.8重量份组成；添加剂为摩尔比为4：1：10的丁二烯、八乙烯基笼型倍半硅氧烷和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的共聚物。
所述聚苯乙烯的聚合度为1800。
实施例5
本实施例的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带胶料配方和制备方法与实施例1基本相同，其主要不同之处在于，所述胶料中部分组分的重量份数不同，其中聚苯乙烯80重量份；废旧硅橡胶粉10重量份；硅橡胶生胶120重量份；软化剂由乙基含氢硅油0.5重量份和羟基含氢硅油0.3重量份组成；添加剂为摩尔比为4：1：5的丁二烯、八乙烯基笼型倍半硅氧烷和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的共聚物。
所述聚苯乙烯的聚合度为1600。
对比例1
本对比例的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带胶料配方和制备方法与实施例1基本相同，其主要不同之处在于，所述胶料中不含聚苯乙烯。
对比例2
本对比例的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带胶料配方和制备方法与实施例1基本相同，其主要不同之处在于，所述胶料中废旧硅橡胶粉的含量为60重量份。
对比例3
本对比例的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带胶料配方和制备方法与实施例1基本相同，其主要不同之处在于，所述胶料中废旧硅橡胶粉未经锆类偶联剂、丁二腈和柠檬酸钠的活化改性处理。
对比例4
本对比例的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带胶料配方和制备方法与实施例1基本相同，其主要不同之处在于，所述胶料中无机填料为炭黑。
对比例5
本对比例的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带胶料配方和制备方法与实施例1基本相同，其主要不同之处在于，所述胶料中未包含由丁二烯、八乙烯基笼型倍半硅氧烷和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯组成的共聚物作为添加剂。
实施例1～5和对比例1～5所制备得到的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，其性能测试结果如表1所示，其中，邵尔A硬度按GB/T531-92测定；拉伸强度和断裂伸长率按GB/T528-1998测定，拉伸速率100mm/min；耐高低温性能的测试方法，在设定温度下连续暴露168h，通过观察同步带表面出现缺陷的不同温度条件，以判断其耐高低温性能。
表1
拉伸强度，MPa 断裂伸长率，％ 邵A硬度，度 耐高温，℃ 耐低温，℃
实施例1 14.8 327 85 ≥300 ≤-10
实施例2 13.4 351 82 ≥300 ≤-10
实施例3 15.6 359 81 ≥300 ≤-10
实施例4 13.7 334 83 ≥300 ≤-10
实施例5 15.9 352 84 ≥300 ≤-10
对比例1 6.7 227 86 ≥300 ≤-10
对比例2 8.4 281 76 262 0
对比例3 7.2 253 75 270 -5
对比例4 8.8 236 78 278 -5
对比例5 7.6 251 79 265 -5
将实施例1～5和对比例1～5所制备得到的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，在相对湿度为100％的5％盐溶液雾中暴露68h；再在pH为3.1～3.3的醋酸溶液中进行连续68h盐雾试验，取出后进行烘干，外观无瑕疵，再重复上述性能测试实验，得到如表2所示的实验结果：
表2
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，包括同步带骨架及包覆在同步带骨架外面的胶料，其特征在于：所述胶料由以下重量份数的原料组成：
所述同步带骨架包括布套及以三维结构缠绕在该布套上的骨架纱线，该骨架纱线由丁苯橡胶胶浆处理过的芳纶纤维线编织而成。
2.如权利要求1所述的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，其特征在于，所述废旧硅橡胶的粒度为50～100目，所述废旧硅橡胶采用锆类偶联剂、丁二腈和柠檬酸钠进行活化改性处理。
3.如权利要求1所述的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，其特征在于，所述硫化剂为二硫化四苄基秋兰姆、N，N'-间苯撑双马来酰亚胺、过氧化双月桂酰中的至少一种。
4.如权利要求1所述的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，其特征在于，所述促进剂由质量比为1：10～15的氧化锌和2-硫醇基苯骈噻唑组成。
5.如权利要求1所述的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，其特征在于，所述稳定剂为3-(三丁基锡)丙酸甲酯、(三丁基锡烷基)乙酸甲酯、三丁基锡烷基甲基丙烯酸酯、三丁基锡烷基环己甲酸酯中的至少一种。
6.如权利要求1所述的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，其特征在于，所述无机填料由纳米活性碳酸钙和二氧化硅气凝胶组成。
7.如权利要求1所述的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，其特征在于，所述软化剂为乙基硅油、苯基硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油中的至少一种。
8.如权利要求1所述的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，其特征在于，所述添加剂为丁二烯、八乙烯基笼型倍半硅氧烷和1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯的共聚物。
9.如权利要求1所述的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带，其特征在于，所述丁苯橡胶胶浆处理过的芳纶纤维线，其处理方法包括以下步骤：
S1丁苯橡胶胶浆的制备：称取重量份数为100份所述丁苯橡胶胶料加到辊距为0.3～0.5mm的开炼机中薄通8～10次进行塑炼；将塑炼好的丁苯橡胶胶料加入到开炼机中在40～60℃进行混炼，混炼过程中加入5～8份甲基丙烯酸甲酯和10～20份丙烯腈，混炼15～30min；混炼后的丁苯橡胶胶料和5～8份甲苯加入到胶浆机中，采用超声辅助搅拌的方式进行均匀分散，得到丁苯橡胶胶浆；
S2芳纶纤维线表面改性：将芳纶纤维线浸渍在氧化石墨烯为溶质的水杨酸溶液中，所述氧化石墨烯的质量百分数为0.5～1％，浸渍时间为20～30min，同时采用照射能量为2～4J/cm2的紫外线进行照射，照射时间为5～15min，得到表面改性的芳纶纤维线；
S3丁苯橡胶胶浆处理：将S2得到的表面改性的芳纶纤维线浸渍在S1得到的丁苯橡胶胶浆中，浸渍10～30min，得到丁苯橡胶胶浆处理过的芳纶纤维线。
10.一种如权利要求1中所述聚苯乙烯改性硅橡胶同步带的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
S1、将丁苯橡胶胶浆处理过的芳纶纤维线，经过清花、梳棉、预并、条卷、精梳、头并、二并及三并工序纺制得到所述的骨架纱线；在模具上均匀地涂一层脱模剂，然后在该模具上套上相应的布套，吊装于成型主机上；分别将2根S捻和2根Z捻的骨架纱线从张力器上引出，在40N的缠绕应力下缠绕在布套上，即得到所述的同步带骨架；
S2、按重量份数称取原料，将单体聚苯乙烯、丙烯酸甲酯和去离子水搅拌混合均匀，加入1/2引发剂，升温至70～90℃，恒温30min后，使单体充分溶胀，然后通入惰性气体，在恒温和搅拌条件下，继续加入剩余的1/2引发剂，反应后，形成聚苯乙烯聚合物；
S3、在同步带模具上均匀地涂一层脱模剂，将同步带骨架缠绕在模具上，再将步骤S2制备得到的聚苯乙烯聚合物和废旧硅橡胶粉、硅橡胶生胶、硫化剂、促进剂、稳定剂、软化剂、无机填料、添加剂搅拌混合均匀后形成的胶料注入上述模具中，在165～170℃下加压8～12MPa进行10～30min硫化，得到所述的聚苯乙烯改性硅橡胶同步带。
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