CN110643085A - 一种金刚石绳锯用橡胶材料 - Google Patents

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陶刚
李德霖
王亚萍
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Abstract

本发明公开了一种金刚石绳锯用橡胶材料，由以下重量份组分制成：天然橡胶/丁苯橡胶100份、塑解剂0.1～0.5份、补强填充剂50～75份、活性剂5~10份、防老剂3~6份、软化剂3~5份、硫化剂5~7份、硫化促进剂1.5~2.5份、防焦剂0.1~0.5份，黏合促进剂6‑8份。本发明绳锯用橡胶材料，通过材料品种选择和合理的配方配比，可以得到硬度高，定伸应力、拉伸强度、固定强度高，屈挠性能好，耐介质、臭氧和热老化性能好的绳锯橡胶材料，应用于绳锯上可固定好金刚石串珠，防止其前后移动或自转，同时保护钢丝绳，绳锯能实现有效切割，使绳锯达到最大使用寿命。

Description

一种金刚石绳锯用橡胶材料
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体是一种金刚石绳锯用橡胶材料。
背景技术
金刚石绳锯一般由金刚石串珠、橡胶或塑料、钢丝绳复合组成，其在矿山开采、板材切割、大型建筑构件拆迁、水下切割、管道切割等领域得到广泛的应用。绳锯具有全形貌切割、低能高效、低声低尘等跨越式先进性，但金刚石绳锯的发展仍存在着自己的瓶颈。随着金刚石串珠技术的进步以及绳锯机的功率不断提高，金刚石串珠绳锯常出现如橡胶磨损、串珠后端橡胶开裂、串珠前端橡胶开裂以及前后两端均开裂的情况，甚至发生窜珠和断绳，给生产人员带来致命的安全隐患以及企业的损失。
绳锯橡胶在绳锯工作时主要起到两个作用：
1. 实现金刚石串珠与钢丝绳之间的粘间，固定金刚石串珠在绳上的相对位置，防止其前后移动或自转，从而实现有效切割；
2. 保护钢丝绳切割过程中不会暴露在恶劣的工作环境中，钢丝绳的暴露会导致其迅速被腐蚀而断绳，从而产生安全隐患。
目前，橡胶绳锯多采用镀铜、镀锌钢丝帘线，绳锯的工作特性决定了它对橡胶性能的要求高于汽车轮胎带束层、钢圈胶以及钢帘线骨架材料输送带橡胶，有其自身独特的要求：
1.与钢丝帘线粘结力要强，绳锯橡胶最大的目的就是把橡胶与钢丝帘线牢固的结合在一起；
2.有较高的扯断强度，经得起冲击碰撞；
3.有优良的耐曲折性能，绳锯工作时要承受频繁的弯曲应力，绳锯不仅有周向运动，为防止偏磨还要有自转运动；
4.较好的耐热性能，绳锯工作时锯切速度较快，摩擦剧烈，升温较快；
5.较强的耐介质、臭氧、日光紫外线、热氧老化性能，防止橡胶中水溶性物质抽出。
显然，橡胶的稳定性决定了金刚石串珠绳锯的工作寿命，也决定了它在体系中的重要性。
CN106478999A一种金刚石绳锯用橡胶，其制备方法及使用其的金刚石绳锯，其绳锯橡胶具有粘接强度大、效果稳定、使用寿命长等优点，但只单用一种防老剂，其耐热性能、耐天候性能差，无法适应矿山缺水条件和长时间弱酸或弱碱、雨水浸泡、臭氧、日光紫外线、热氧老化等天候条件下使用。
发明内容
本发明的目的是公开了一种应用于金刚石绳锯的橡胶材料，通过材料品种选择和合理的配方配比，提供一种硬度高，定伸应力、拉伸强度、固定强度高，屈挠性能好，耐介质、臭氧和热老化性能好的绳锯用橡胶材料，应用于绳锯上可匹配串珠使用，使其实现有效切割，使绳锯达到最大使用寿命。
实现本发明目的的技术方案是：
一种金刚石绳锯用橡胶材料，由以下重量份组分制成：
天然橡胶/丁苯橡胶100份、塑解剂0.1～0.5份、补强填充剂50～75份、活性剂6~11份、防老剂3~6份、软化剂3~5份、硫化剂5~7份、硫化促进剂1.5~2.5份、防焦剂0.1~0.5份、黏合促进剂6-8份。
所述天然橡胶是1~3#烟片胶，标准胶中的一种。天然橡胶拉伸强度高，耐疲劳，滞后损失小，生热低，弹性好，很适合做绳锯橡胶材料。
所述丁苯橡胶是溶聚丁苯橡胶、乳聚丁苯橡胶橡胶中的一种。丁苯橡胶可提高绳锯抗湿滑能力，减缓绳锯在高转速工况下的抖动。
所述塑解剂是硫酚类的塑解剂，如五氯硫酚。它们的作用是通过化学作用来增强生胶的塑练效果，缩短塑练时间，达到降低能源的目的。
所述补强填充剂是N200-N500系列炭黑、白炭黑中的一种，或多种并用，用量在规定的重量份内即可。这些炭黑在加工时易于混炼，其硫化胶的弹性好，生热低，动态性能良好。
所述活性剂由氧化锌和硬酯酸构成，可以活化整个硫化体系，提高硫化胶的交联密度，其中氧化锌5～9份，硬酯酸0～1份。
所述防老剂是N-(1,3-二甲基丁基)N/-苯基对苯二胺（防老剂6PPD）、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体（防老剂TMQ）和防护蜡，用量在规定的重量份内即可。
所述防护蜡是石蜡和微晶石蜡，可以单用或并用。防护体系采用防老剂TMQ+防护蜡+防老剂6PPD，有着优良的抗氧、抗臭氧、抗曲挠作用，对天候老化也有较好的防护作用，且对变价金属有钝化作用，对于须长时间使用的橡胶绳锯可长时间进行保护。
所述软化剂是沥青、古马隆树脂、芳烃油、松焦油和环烷油等其中一种，或二种并用，用量在规定的重量份内即可。
所述硫化剂是硫磺和不溶性硫磺中的一种，或二种并用，用量在规定的重量份内即可。
所述硫化促进剂是N-叔丁基-苯并噻唑次磺酰胺(促进剂NS)、2-N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(促进剂CZ)、N,N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(促进剂DZ)、和二苯胍（促进剂DPG）中的一种，或多种并用，用量在规定的重量份内即可。
所述防焦剂是N-环己基硫代酞酰亚胺（CTP），CTP是公认的最优秀防焦剂，可提高胶料的加工安全性。
所述黏合促进剂是黏合剂RS/黏合剂RE/黏合剂RF、六亚甲基四胺（黏合剂HMT）/六甲氧基甲基蜜胺（黏合剂A）、环烷酸钴/硬脂酸钴/新癸酸钴/硼酰化钴中的一种，或多种并用，用量在规定的重量份内即可。
间甲白钴黏合体系，间甲成份在硫化过程中产生树脂化反应，与硫化胶网络构成互穿结构，增强硫化胶的与金属的粘合力，白炭黑对树脂化起催化作用，并由于其具有酸性，延迟了硫磺的硫化，使硫化温度下进行的硫化反应与黏合反应同步，加入钴盐可显著增加粘合界面的耐湿热、耐酸碱、耐盐水等老化性能。
本发明所述硫化体系中氧化锌和硬脂酸在硫磺硫化体系中组成了活化体系，活化了整个硫化体系，提高硫化胶的交联密度，高配比的硫磺-促进剂用量提高了硫化胶的耐热老化性能，使用次磺酰胺促进剂和胍类促进剂DPG并用，可使胶料具有较长的焦烧时间，较快的硫化速度，可提高硫化胶的耐老化性能。
本发明绳锯用橡胶材料成分简单，便于炼胶工艺操作和原材料库存管理。
绳锯橡胶在使用时经受强烈的冲击碰撞，但又必须固定好金刚石串珠，防止其前后移动或自转，还有必须保护钢丝绳切割过程中不会暴露在恶劣的工作环境中，防止其断绳，所以对其性能的要求就非常高。
本发明绳锯用橡胶材料采用常规炼胶方法制备，制得的绳锯橡胶的性能经测试如表1所示：
表1：胶料性能
Figure 543896DEST_PATH_IMAGE001
注：固定强度按GB/T-30470《超硬磨料制品 金刚石绳锯》测试。
从表1可以看出，本发明绳锯橡胶各项性能良好，耐老化性能优良，可高负荷长时间使用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明内容作进一步的说明，但不是对本发明的限定。
实施例
按表2中指定的各组分进行炼胶，胶料的混炼分两段进行。一段混炼在XM-140(20)型密炼机中进行，二段混炼在XM-140(20)型密炼机中进行，加料顺序为常规加料顺序。然后对所得的胶料进行性能测试，在表2中列出了测试结果。
表2：实施例1-4绳锯橡胶材料各组分配比和性能测试
Figure 27748DEST_PATH_IMAGE003
实施列1-4的绳锯橡胶通过材料品种选择和合理的配方配比，可以得到硬度高，定伸应力、拉伸强度、固定强度高，屈挠性能好，耐介质、臭氧和热老化性能好的绳锯橡胶材料，应用于绳锯上可固定好金刚石串珠，防止其前后移动或自转，同时保护钢丝绳，绳锯能实现有效切割，使绳锯达到最大使用寿命。

Claims (10)

1.一种金刚石绳锯用橡胶材料，其特征在于，由以下重量份组分制成：
天然橡胶/丁苯橡胶100份、塑解剂0.1～0.5份、补强填充剂50～75份、活性剂5~10份、防老剂3~6份、软化剂3~5份、硫化剂5~7份、硫化促进剂1.5~2.5份、防焦剂0.1~0.5份，黏合促进剂6-8份。
2.根据权利要求1所述的一种金刚石绳锯用橡胶材料，其特征在于：所述天然橡胶是1~3#烟片胶、标准胶中的一种，丁苯橡胶是溶聚丁苯橡胶、乳聚丁苯橡胶橡胶中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种金刚石绳锯用橡胶材料，其特征在于：所述补强填充剂是N200-N500系列炭黑、白炭黑中的一种，或多种并用，用量在规定的重量份内即可。
4.根据权利要求1所述的一种金刚石绳锯用橡胶材料，其特征在于：所述活性剂由氧化锌和硬酯酸构成，其中氧化锌5～9份，硬酯酸0～1份。
5.根据权利要求1所述的一种金刚石绳锯用橡胶材料，其特征在于：所述防老剂是N-(1,3-二甲基丁基)N/-苯基对苯二胺、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和防护蜡，用量在规定的重量份内即可。
6.根据权利要求1所述的一种金刚石绳锯用橡胶材料，其特征在于：所述软化剂是沥青、古马隆树脂、芳烃油、松焦油和环烷油中的一种，或二种并用，用量在规定的重量份内即可。
7.根据权利要求1所述的一种金刚石绳锯用橡胶材料，其特征在于：所述硫化剂是硫磺和不溶性硫磺中的一种，或二种并用，用量在规定的重量份内即可。
8.根据权利要求1所述的一种金刚石绳锯用橡胶材料，其特征在于：所述硫化促进剂是N-叔丁基-苯并噻唑次磺酰胺、2-N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N,N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、和二苯胍中的一种，或多种并用，用量在规定的重量份内即可。
9.根据权利要求1所述的一种金刚石绳锯用橡胶材料，其特征在于：所述防焦剂是N-环己基硫代酞酰亚胺。
10.根据权利要求1所述的一种金刚石绳锯用橡胶材料，其特征在于：所述黏合促进剂是黏合剂RS/黏合剂RE/黏合剂RF、六亚甲基四胺/六甲氧基甲基蜜胺、环烷酸钴/硬脂酸钴/新癸酸钴/硼酰化钴中的一种，或多种并用，用量在规定的重量份内即可。
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