CN111038037A - 一种耐高温不粘附输送带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温不粘附输送带及其制备方法，涉及输送带加工技术领域。其技术要点是：一种耐高温不粘附输送带，包括织物层，织物层两侧的粘合剂层，固定在粘合剂层上的橡胶层，以及涂覆在橡胶层表面的涂层，所述织物层的材质采用聚酯纤维，所述粘合剂层的材质采用PU剂，所述橡胶层包括如下重量份数的组分：聚酯型TPU：80‑100份；硅油：5‑10份；抗氧剂：0.1‑0.3份；润滑剂：0.1‑1份；相容剂：1‑3份；填料：1‑5份；涂层采用0.5‑1份的聚氨酯丙烯酸酯，通过采用上述配方制备输送带并在输送带表面涂覆一层憎油的涂层，得到的输送带具有耐高温性能好、不粘附物料的优点。

Description

一种耐高温不粘附输送带及其制备方法
技术领域
本发明涉及输送带加工技术领域，更具体地说，它涉及一种耐高温不粘附输送带及其制备方法。
背景技术
输送带是带式输送机中用来承载物料并传递牵引力的部件。其由经特殊处理的聚酯复合织物为承载骨架，涂覆PU/PVC树脂作载物面。PVC输送带作为一种轻型输送带，以其质量轻、寿命长、阻燃性好、不易产生摩擦等优点，在众多行业中得到广泛的应用。
授权公告号为CN101028888B的中国专利公开了一种耐高温输送带，其工作面覆盖胶包括：80-100份二元乙丙橡胶；0-20份三元乙丙橡胶；4-8份过氧化二异丙苯；1-3份三烯丙基异氰脲酸酯；5-30份氧化锌；20-60份炭黑；10-40份石蜡油；5-20份液体乙丙橡胶；2-8份防老化剂和1-15份芳纶短纤维。
上述专利中芳纶短短纤维的加入使得覆盖胶具有较好的耐磨性能，但是，由于芳纶纤维与橡胶在结构上存在较大差异，与橡胶的相容性较差，会严重影响覆盖胶层与骨架层之间的粘合强度。其用于烘焙行业时，需要在200-250℃的高温条件下输送食品，覆盖胶层因表面材质软化或融化会导致对物料产生粘附，覆盖胶层与骨架之间容易发生起泡、剥离或者脱落的现象，不利于物料的运输。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种高温不粘附输送带，其具有耐高温性能好、不粘附物料的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种耐高温不粘附输送带，包括织物层，织物层两侧的粘合剂层，固定在粘合剂层上的橡胶层，以及涂覆在橡胶层表面的涂层，所述织物层的材质采用聚酯纤维，所述粘合剂层的材质采用PU剂，所述橡胶层包括如下重量份数的组分：
聚酯型TPU：80-100份；
硅油：5-10份；
抗氧剂：0.1-0.3份；
润滑剂：0.1-1份；
相容剂：1-3份；
填料：1-5份；
涂层采用0.5-1份的聚氨酯丙烯酸酯。
通过采用上述技术方案，聚酯型TPU即聚酯型的热塑性聚氨酯弹性体橡胶，其具有较好的拉伸性能、挠曲性能、耐磨损性能、耐溶剂性能和耐高温性能。硅油具有卓越的耐热性、电绝缘性、耐候性、疏水性、生理惰性和较小的表面张力，能够提升聚酯型TPU的耐热性能，降低聚酯型TPU的摩擦系数。抗氧剂的加入能够提升聚酯型TPU的抗氧化性能，从而提升聚酯型TPU的耐热性能。润滑剂的加入能够降低聚酯型TPU的摩擦系数，提高聚酯型TPU的加工性能和脱模性能。相容剂的加入能够增强聚酯型TPU与其他组分的相容性，使其他组分充分发挥作用，提升聚酯型TPU的耐热性能，降低聚酯型TPU的摩擦系数。填料的加入能够代替部分聚酯型TPU从而降低生产成本，此外还能改善产品的力学性能，提升产品的耐热性能。聚氨酯丙烯酸酯为一种可紫外固化的聚合物，兼具聚丙烯酸酯和聚氨酯的优点，具有耐高温和高附着力的特点，以其涂覆在聚氨酯TPU制备的橡胶层表面上，可形成一层具有增油性的涂层，实现输送带不粘附的效果。
进一步优选为，所述聚氨酯丙烯酸酯由以下制备步骤获得：
将11重量份的异佛尔酮二异氰酸酯与10重量份的聚四氢呋喃溶解在30重量份的甲乙酮中，加入总重量份3％的二月桂酸二丁基锡，加热到80-85℃，搅拌回流，反应4-5h；
降温至55-60℃，加入8重量份的丙烯酸羟基酯和2％总重量份的4-甲氧基酚，搅拌回流，反应3-4h，即得。
通过采用上述技术方案，以甲乙酮为溶剂，二月桂酸二丁基锡为催化剂，4-甲氧基酚为阻聚剂，先合成聚氨酯，再与丙烯酸羟基酯反应得到聚氨酯丙烯酸酯，其具有良好的憎油性和高附着力。
进一步优选为，所述丙烯酸羟基酯选用丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟丙酯。
通过采用上述技术方案，丙烯酸羟丙酯所带官能团基本一致，而决定涂层在聚氨酯TPU表面附着力大小的主要因素是涂层的柔韧性能，用分子链较长、空间位阻小的丙烯酸羟丙酯合成的聚氨酯丙烯酸酯具有较好柔韧性，脆性更小，即附着力更大。带有甲基的甲基丙烯酸羟丙酯反应时的反应活性要低于丙烯酸羟丙酯反应时的反应活性，即合成聚氨酯丙烯酸酯的时候，有部分甲基丙烯酸羟丙酯未参加反应而迁移到涂层表面，从而使得涂层具有较好的憎油性。
进一步优选为，所述抗氧剂选自抗氧剂1010或抗氧剂GHT。
通过采用上述技术方案，抗氧剂1010和抗氧剂BHT均为受阻酚类抗氧剂，安全无毒。
进一步优选为，所述润滑剂选自硬脂酸钙或硬脂酸锌。
通过采用上述技术方案，硬脂酸钙和硬脂酸锌是一种良好的润滑剂和脱模剂，利于产品制作时脱模。
进一步优选为，所述相容剂选自SEBS-g-MAH或SBS-g-MAH。
通过采用上述技术方案，SEBS-g-MAH和SBS-g-MAH是一种良好的相容剂，其加入到配方中可提高各原料之间的相容性。
进一步优选为，所述填料采用重量比为1:1的纳米二氧化硅和纳米碳酸钙的混合物。
通过采用上述技术方案，纳米级的二氧化硅和碳酸钙，其表面的原子处在高度活化状态，具有较大的比表面积，与聚合物的界面有很强的相互作用，相容性较好，以充分发挥各组分的优良作用。
本发明的目的二在于提供一种耐高温不粘附输送带的制备方法，采用该方法制备的耐高温不粘附输送带具有耐高温性能好、不粘附物料的优点。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种耐高温不粘附输送带的制备方法，包括以下步骤：
S1，将聚酯纤维进行烘干处理，烘干温度为170-190℃，车速为15-20m/min，张力为280-300kg，得到织物层，备用；
S2，将PU胶均匀地涂覆到织物层正反面，涂覆量为200-210g/m2，车速为15-20m/min，温度为150-170℃，张力为290-310kg，从而在织物层的两侧形成粘合剂层；
S3，将聚酯型TPU、硅油、抗氧剂、润滑剂、相容剂和填料混合，搅拌均匀后进行熔融挤出，然后在90-100℃下循环烘干3-4h，得到橡胶层；
S4，按照粘合剂层与橡胶层的重量比为1:20，将橡胶层贴合在织物层两侧，控制辊筒温度为80-85℃，将粘合剂层和橡胶层进行热压贴合，冷却至室温并静置12-24h后得到输送带；
S5，将交联剂加入到聚氨酯丙烯酸酯中制成涂膜液，均匀涂覆于橡胶层表面并在紫外灯下光照固化，干膜厚度为0.02mm，得到耐高温不粘附输送带。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过采用机械性能和耐热性能较好的聚氨酯丙烯酸酯作为输送带橡胶层，并采用聚氨酯丙烯酸酯作为输送带表面涂层，从而赋予输送带表面不粘附的优点，此外，聚氨酯丙烯酸酯为一种可紫外固化的聚合物，兼具聚丙烯酸酯和聚氨酯的优点，还具有耐高温和高附着力的特点；
(2)本发明还提供了一种聚氨酯丙烯酸酯的制备方法，其以甲乙酮为溶剂，二月桂酸二丁基锡为催化剂，4-甲氧基酚为阻聚剂，先合成聚氨酯，再与丙烯酸羟基酯反应得到聚氨酯丙烯酸酯，其具有良好的憎油性和高附着力。
附图说明
图1为本发明中实施例1的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。值得说明的是，其中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件下进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：一种耐高温不粘附输送带，包括织物层，织物层两侧的粘合剂层，固定在粘合剂层上的橡胶层，以及涂覆在橡胶层表面的涂层。其中织物层的材质采用聚酯纤维，粘合剂层的材质采用PU剂，橡胶层中的各组分及其重量份数如表1所示。耐高温不粘附输送带通过如下步骤制备获得：
S1，将聚酯纤维进行烘干处理，烘干温度为170℃，车速为15m/min，张力为280kg，得到织物层，备用；
S2，将PU胶均匀地涂覆到织物层正反面，涂覆量为200g/m2，车速为15m/min，温度为150℃，张力为290kg，从而在织物层的两侧形成粘合剂层；
S3，将聚酯型TPU、硅油、抗氧剂1010、硬脂酸钙、SEBS-g-MAH、纳米二氧化硅和纳米碳酸钙混合，搅拌均匀后进行熔融挤出，然后在90℃下循环烘干4h，得到橡胶层；
S4，按照粘合剂层与橡胶层的重量比为1:20，将橡胶层贴合在织物层两侧，控制辊筒温度为80℃，将粘合剂层和橡胶层进行热压贴合，冷却至室温并静置12h后得到输送带；
S5，将交联剂加入到聚氨酯丙烯酸酯中制成涂膜液，均匀涂覆于橡胶层表面并在紫外灯下光照固化，干膜厚度为0.02mm，得到耐高温不粘附输送带。
其中涂层通过如下步骤制备获得：
将11重量份的异佛尔酮二异氰酸酯与10重量份的聚四氢呋喃溶解在30重量份的甲乙酮中，加入总重量份3％的二月桂酸二丁基锡，加热到80℃，搅拌回流，反应5h；
降温至55℃，加入8重量份的丙烯酸羟丙酯和2％总重量份的4-甲氧基酚，搅拌回流，反应4h，即得。
实施例2-6：一种耐高温不粘附输送带，与实施例1的不同之处在于，橡胶层中各组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-6中橡胶层各组分及其重量份数
Figure BDA0002317875050000051
实施例7：一种耐高温不粘附输送带，与实施例1的不同之处在于，抗氧剂采用0.1份的抗氧剂GHT。
实施例8：一种耐高温不粘附输送带，与实施例1的不同之处在于，润滑剂采用0.1份的硬脂酸锌。
实施例9：一种耐高温不粘附输送带，与实施例1的不同之处在于，相容剂采用SBS-g-MAH。
实施例10：一种耐高温不粘附输送带，与实施例1的不同之处在于，丙烯酸羟基酯选采用甲基丙烯酸羟丙酯。
实施例11：一种耐高温不粘附输送带，与实施例1的不同之处在于，通过如下制备步骤获得：
S1，将聚酯纤维进行烘干处理，烘干温度为190℃，车速为20m/min，张力为300kg，得到织物层，备用；
S2，将PU胶均匀地涂覆到织物层正反面，涂覆量为210g/m2，车速为20m/min，温度为170℃，张力为310kg，从而在织物层的两侧形成粘合剂层；
S3，将聚酯型TPU、硅油、抗氧剂、润滑剂、相容剂和填料混合，搅拌均匀后进行熔融挤出，然后在100℃下循环烘干4h，得到橡胶层；
S4，按照粘合剂层与橡胶层的重量比为1:20，将橡胶层贴合在织物层两侧，控制辊筒温度为85℃，将粘合剂层和橡胶层进行热压贴合，冷却至室温并静置24h后得到输送带；
S5，将交联剂加入到聚氨酯丙烯酸酯中制成涂膜液，均匀涂覆于橡胶层表面并在紫外灯下光照固化，干膜厚度为0.02mm，得到耐高温不粘附输送带。
对比例1：一种输送带，将授权公告号为CN101028888B的中国专利的实施例1作为对比例1。
对比例2：一种输送带，采用普通市售的一款输送带作为对比例2。
对比例3：一种输送带，与实施例1的不同之处在于，橡胶层外不涂覆憎油涂层。
对比例4：一种输送带，与实施例1所不同之处在于，橡胶层中未添加硅油。
试验一：耐热测试
分别对实施例1-11中的耐高温不粘附输送带和对比例4中的输送带进行耐热测试，测试标准依据GB/T33510-2017进行，测试结果见表2。
表2耐热测试结果
Figure BDA0002317875050000061
Figure BDA0002317875050000071
由表2中数据可知，实施例1-11受热前后的拉断伸长率和拉伸强度基本不变，表明本发明因加入硅油、抗氧剂、填料和相容剂后具有良好的耐热性能。而对比例4的拉断伸长率和拉伸强度变化较明显，说明硅油的加入对输送带耐热性能影响较大。
试验二：防粘性测试
分别对实施例1-11中的耐高温不粘附输送带和对比例1-3中的输送带进行防粘性测试。
测试方法：将4.8微升的水滴滴在涂层表面，采用接触角测定仪测定水滴与涂层接触0.1时的接触角，测试结果见表3。
表3接触角测试结果
接触角/°
实施例1 121.1
实施例2 121.3
实施例3 122.3
实施例4 121.6
实施例5 121.8
实施例6 120.6
实施例7 123.2
实施例8 121.6
实施例9 122.9
实施例10 123.2
实施例11 121.9
对比例1 84.9
对比例2 85.6
对比例3 89.9
由表3中测试数据可知，实施例1-11中的接触角明显大于对比例1-3中接触角，且均大于90°，说明本发明中的涂层具有较大的疏水性，不易粘附物料。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种耐高温不粘附输送带，包括织物层，织物层两侧的粘合剂层，固定在粘合剂层上的橡胶层，以及涂覆在橡胶层表面的涂层，其特征在于，所述织物层的材质采用聚酯纤维，所述粘合剂层的材质采用PU剂，所述橡胶层包括如下重量份数的组分：
聚酯型TPU：80-100份；
硅油：5-10份；
抗氧剂：0.1-0.3份；
润滑剂：0.1-1份；
相容剂：1-3份；
填料：1-5份；
涂层采用0.5-1份的聚氨酯丙烯酸酯。
2.根据权利要求1所述的耐高温不粘附输送带，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯由以下制备步骤获得：
将11重量份的异佛尔酮二异氰酸酯与10重量份的聚四氢呋喃溶解在30重量份的甲乙酮中，加入总重量份3%的二月桂酸二丁基锡，加热到80-85℃，搅拌回流，反应4-5h；
降温至55-60℃，加入8重量份的丙烯酸羟基酯和2%总重量份的4-甲氧基酚，搅拌回流，反应3-4h，即得。
3.根据权利要求2所述的耐高温不粘附输送带，其特征在于，所述丙烯酸羟基酯选用丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟丙酯。
4.根据权利要求1所述的耐高温不粘附输送带，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1010或抗氧剂GHT。
5.根据权利要求1所述的耐高温不粘附输送带，其特征在于，所述润滑剂选自硬脂酸钙或硬脂酸锌。
6.根据权利要求1所述的耐高温不粘附输送带，其特征在于，所述相容剂选自SEBS-g-MAH或SBS-g-MAH。
7.根据权利要求1所述的耐高温不粘附输送带，其特征在于，所述填料采用重量比为1:1的纳米二氧化硅和纳米碳酸钙的混合物。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种耐高温不粘附输送带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将聚酯纤维进行烘干处理，烘干温度为170-190℃，车速为15-20m/min，张力为280-300kg，得到织物层，备用；
S2，将PU胶均匀地涂覆到织物层正反面，涂覆量为200-210g/m2，车速为15-20m/min，温度为150-170℃，张力为290-310kg，从而在织物层的两侧形成粘合剂层；
S3，将聚酯型TPU、硅油、抗氧剂、润滑剂、相容剂和填料混合，搅拌均匀后进行熔融挤出，然后在90-100℃下循环烘干3-4h，得到橡胶层；
S4，按照粘合剂层与橡胶层的重量比为1:20，将橡胶层贴合在织物层两侧，控制辊筒温度为80-85℃，将粘合剂层和橡胶层进行热压贴合，冷却至室温并静置12-24h后得到输送带；
S5，将交联剂加入到聚氨酯丙烯酸酯中制成涂膜液，均匀涂覆于橡胶层表面并在紫外灯下光照固化，干膜厚度为0.02mm，得到耐高温不粘附输送带。
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