CN112724479A - 抗切割输送带覆盖胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗切割输送带覆盖胶，其配方比例按重量份计为：丁苯橡胶40‑80份、天然橡胶材料20‑60份、高苯乙烯橡胶10‑20份、改性碳化硅微粉1‑5份、耐切割树脂1‑5份、补强填料50‑80份、纳米氧化锌3‑6份、硬脂酸1‑3份、硅烷偶联剂4‑8份、软化增塑剂5‑25份、防老剂3‑8份、硫磺0.5‑2份和促进剂0.5‑2份，上述组分经过塑炼、一段混炼和二段混炼得到抗切割输送带覆盖胶成品。本发明采用湿法混炼天然橡胶、高苯乙烯橡胶、改性碳化硅微粉、抗切割树脂，结合使用补强剂等配合剂，提升覆盖胶抗切割性能，有效延长了输送带在冲击切割工况下的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于工业输送用橡胶输送带技术领域，尤其涉及一种抗切割输送带覆盖胶及其制备方法。
背景技术
橡胶输送带具备结构简单、单线距离长、运输量大、维护成本低等优点，广泛用于采矿、水泥、冶金、化工等工业输送领域。随着工业技术发展，国内外工业运输市场，对于输送带产品提出了更多要求，如使用寿命长、维护成本低、节能降耗等。部分矿山、冶金等行业，运输大块尖锐矿石的输送带产品，主要损坏模式为冲击、切割损坏，恶劣的工况条件下，使用寿命仅有15-30天。针对类似工况，市场对于抗切割输送带产品的需求，日益增大。目前市场上的输送带产品，以耐磨产品居多，行业内对于抗切割性能暂无对应的测试标准，如何持续提升输送带产品的抗切割特性，是橡胶输送带产品一个技术研究方向。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有优良抗切割性特性的输送带覆盖胶及其制备方法。
按照本发明提供的技术方案，所述抗切割输送带覆盖胶，其特征是配方比例按重量份计为：
丁苯橡胶40-80份、天然橡胶材料20-60份、高苯乙烯橡胶10-20份、改性碳化硅微粉1-5份、耐切割树脂1-5份、补强填料50-80份、纳米氧化锌3-6份、硬脂酸1-3份、硅烷偶联剂4-8份、软化增塑剂5-25份、防老剂3-8份、硫磺0.5-2份和促进剂0.5-2份；
作为优选，所述丁苯橡胶为溶聚丁苯橡胶、乳聚丁苯橡胶、充油丁苯橡胶或者湿法混炼丁苯橡胶。
作为优选，所述天然橡胶材料为天然橡胶或者天然橡胶与白炭黑的湿法混炼胶，其中白炭黑的填充量为10-50份。
作为优选，所述高苯乙烯橡胶为结合苯乙烯含量为55wt％-95wt％的丁苯橡胶中的一种或几种。
作为优选，所述改性碳化硅微粉的粒径1-10微米。
作为优选，所述耐切割树脂为双环戊二烯型酚醛树脂KPE-F6095、双环戊二烯型酚醛树脂KPE-F6115或者双环戊二烯型酚醛树脂KPE-F6135中的一种或几种。
作为优选，所述补强填料为白炭黑、炭黑N330、炭黑N220、炭黑N234或炭黑N115中的一种或几种。
作为优选，所述硅烷偶联剂为双(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物SI69、γ-巯丙基三乙氧基硅烷KH580、N-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷KH792中的一种或几种。
作为优选，所述软化增塑剂为芳烃油、固马隆树脂或C5树脂中的一种或几种。
作为优选，所述防老剂为防老剂RD、防老剂4020或者防老剂微晶蜡中的一种或几种。
作为优选，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂NS或者促进剂DTDM中的一种或几种。
上述抗切割输送带覆盖胶的制备方法，其特征是按重量份计步骤为：
(1)塑炼：丁苯橡胶40-80份、天然橡胶材料20-60份、高苯乙烯橡胶10-20份于密炼机中共混1-3min，得到混炼母胶；
(2)一段混炼：将步骤(1)所得的塑炼胶投入密炼机中，相继按比例投入纳米氧化锌3-6份、硬脂酸1-3份、改性碳化硅微粉1-5份、耐切割树脂1-5份、补强填料50-80份、硅烷偶联剂4-8份、软化增塑剂5-25份、防老剂3-8份，密炼3-5min，排料温度控制在130-150℃，翻炼五次，得到一段混炼胶，下片冷却，停放8h之后待用；
(3)二段混炼：取上步骤(2)制备的一段混炼胶投入密炼机，然后投入促进剂0.5-2份、硫磺0.5-2份密炼1-2min，排料温度控制在80-90℃，排出胶料，经翻炼5-10min、按厚度8-12mm出片、常温风机冷却，即得产品抗切割输送带覆盖胶。
本发明采用湿法混炼天然橡胶、高苯乙烯橡胶、改性碳化硅微粉、抗切割树脂，结合使用补强剂等配合剂，提升覆盖胶抗切割性能，有效延长了输送带在冲击切割工况下的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种抗切割输送带覆盖胶的制备方法，按重量份计步骤为：
(1)塑炼：取丁苯橡胶80份、天然橡胶20份、高苯乙烯橡胶(结合苯乙烯含量95wt％)10份于开炼机上塑炼，设置辊距2mm、辊温45℃，塑炼10min得到塑炼胶；
(2)一段混炼：将步骤(1)制得的塑炼胶投入密炼机中，密炼1min；然后抬上顶栓加入纳米氧化锌3份、硬脂酸1份、10微米改性碳化硅微粉5份、KPE-F6095耐切割树脂1份、双(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物SI69 4份、防老剂RD 1份、防老剂4020 1份、微晶蜡1份、炭黑N330 25份、白炭黑25份、芳烃油5份，密炼5min，排胶温度控制在130℃，经翻炼5min后按厚度8mm出片、常温风机冷却制得一段混炼胶，停放8h；
(3)二段混炼：取步骤(2)制得的一段混炼胶、硫磺0.5份、促进剂NS 1.5份、促进剂DTDM 0.5份投入密炼机中，混炼3min，排胶温度控制在80℃，经翻炼5min按厚度8mm出片、常温风机冷却，即得产品抗切割输送带覆盖胶。
实施例1得到的抗切割输送带覆盖胶于平板硫化机上进行硫化，硫化温度为150℃，硫化单位压力为3MPa。覆盖胶的物理机械性能见表1。
实施例2
一种抗切割输送带覆盖胶的制备方法，按重量份计步骤为：
(1)塑炼：取丁苯橡胶60份、湿法混炼天然橡胶(白炭黑填充量为50phr)40份、高苯乙烯橡胶(结合苯乙烯含量80wt％)15份于开炼机上塑炼，辊距2mm，辊温50℃，塑炼12min得到塑炼胶；
(2)一段混炼：将步骤(1)制得的塑炼胶投入密炼机中，密炼1min；然后抬上顶栓加入纳米氧化锌5份、硬脂酸2份、5微米改性碳化硅微粉3份、KPE-F6115耐切割树脂3份、N-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷KH792 6份、防老剂RD 2份、防老剂4020 2份、微晶蜡2份、炭黑N330 20份、白炭黑20份、炭黑N220 40份、芳烃油15份、古马隆树脂5份、C5树脂5份，密炼3min，排胶温度控制在145℃，经翻炼、按厚度10mm出片、常温风机冷却制得一段混炼胶，停放6h；
(3)二段混炼：取步骤(2)制得的一段混炼胶、硫磺1份、促进剂NS 0.8份、促进剂DTDM 0.6份投入密炼机中，混炼4min，排胶温度控制在90℃，经翻炼6min按厚度10mm出片、常温风机冷却，即得产品抗切割输送带覆盖胶。
实施例2得到的抗切割输送带覆盖胶于平板硫化机上进行硫化，硫化温度为150℃，硫化单位压力为3MPa。覆盖胶的物理机械性能见表1。
实施例3
一种抗切割输送带覆盖胶的制备方法，按重量份计步骤为：
(1)塑炼：取丁苯橡胶40份、湿法混炼天然橡胶(白炭黑填充量为30phr)60份、高苯乙烯橡胶(结合苯乙烯含量55wt％)20份于开炼机上塑炼，辊距2mm，辊温60℃，塑炼10min得到塑炼胶；
(2)一段混炼：将步骤(1)制得的塑炼胶投入密炼机中，密炼1min；然后抬上顶栓加入纳米氧化锌6份、硬脂酸3份、1微米改性碳化硅微粉5份、KPE-F6135耐切割树脂5份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷KH580 8份、防老剂BLE 2份、防老剂4020 3份、微晶蜡3份、炭黑N234 20份、白炭黑40份、古马隆5份、芳烃油10份、古马隆树脂5份、C5树脂5份，密炼4min，排胶温度控制在150℃，经翻炼7min按厚度12mm出片、常温风机冷却制得一段混炼胶，停放10h；
(3)二段混炼：取步骤(2)制得的一段混炼胶、硫磺2份、促进剂NS 0.5份投入密炼机中，混炼4min，排胶温度控制在85℃，经翻炼7min按厚度12mm出片、常温风机冷却，即得产品抗切割输送带覆盖胶。
实施例3得到的抗切割输送带覆盖胶于平板硫化机上进行硫化，硫化温度为150℃，硫化单位压力为3MPa。覆盖胶的物理机械性能见表1。
实施例4
一种抗切割输送带覆盖胶的制备方法，按重量份计步骤为：
(1)塑炼：取丁苯橡胶50份、湿法混炼天然橡胶50份(白炭黑填充量为10phr)、高苯乙烯橡胶10份(结合苯乙烯含量85wt％)于开炼机上塑炼，辊距2mm，辊温40℃，塑炼12min得到塑炼胶；
(2)一段混炼：将步骤(1)制得的塑炼胶投入密炼机中，密炼1min；然后抬上顶栓加入纳米氧化锌4份、硬脂酸2份、4微米改性碳化硅微粉2份、KPE-F6135耐切割树脂1份、KPE-F6095耐切割树脂2份、γ-巯丙基三乙氧基硅烷KH580 2份、SI-69硅烷偶联剂4份、防老剂RD2份、防老剂4020 2份、微晶蜡2份、炭黑N115 20份、白炭黑35份、芳烃油8份、C5树脂8份，密炼5min，排胶温度控制在140℃，经翻炼7min按厚度12mm出片、常温风机冷却制得一段混炼胶，停放10h；
(3)二段混炼：取步骤(2)制得的一段混炼胶、硫磺0.8份、促进剂NS 1份、促进剂DTDM 0.5份投入密炼机中，混炼4min，排胶温度控制在90℃，经翻炼8min按厚度12mm出片、常温风机冷却，即得产品抗切割输送带覆盖胶。
实施例4得到的抗切割输送带覆盖胶于平板硫化机上进行硫化，硫化温度为150℃，硫化单位压力为3MPa。覆盖胶的物理机械性能见表1。
对比例
一种抗切割输送带覆盖胶的制备方法，按重量份计步骤为：
(1)塑炼：取丁苯橡胶30份、天然橡胶70份于开炼机上塑炼或并用塑炼，辊距2mm，辊温45℃，塑炼20min得到塑炼胶；
(2)一段混炼：将步骤(1)制得的塑炼胶投入密炼机中，密炼2min；然后抬上顶栓加入纳米氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂RD 1份、防老剂4020 2份、微晶蜡2份、炭黑N115 35份、炭黑N220 15份、芳烃油5份，密炼5min，排胶温度控制在145℃，经翻炼、按厚度8mm出片、常温风机冷却制得一段混炼胶，停放8h；
(3)二段混炼：取制得的一段混炼胶、硫磺1.5份、促进剂NS 1.2份、促进剂TMTD0.1份投入密炼机中，混炼3min，排胶温度控制在100℃，经翻炼5min，按厚度8mm出片、常温风机冷却，即得输送带覆盖胶。
对比例得到的抗切割输送带覆盖胶于平板硫化机上进行硫化，硫化温度为150℃，硫化压力为10MPa。覆盖胶的物理机械性能见表1。
表1为实施例1-4和对比例的硫化橡胶的物理机械性能。
测试条件：击打频率120次/min旋转频率720r/min时间:20min
测试设备：RCC-I橡胶动态切割试验机(北京万汇一方科技发展有限公司)表1实施例与对比例的硫化橡胶物理机械性能表
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例 |
| 切割/mm<sup>3</sup> | 920 | 954 | 1009 | 1050 | 2530 |
由表1可知，本发明中抗切割输送带覆盖胶实施举例中的体积切割量均比对比例小，说明该输送带覆盖胶的抗切割性能较好。
Claims (12)
1.一种抗切割输送带覆盖胶，其特征是配方比例按重量份计为：
丁苯橡胶40-80份、天然橡胶材料20-60份、高苯乙烯橡胶10-20份、改性碳化硅微粉1-5份、耐切割树脂1-5份、补强填料50-80份、纳米氧化锌3-6份、硬脂酸1-3份、硅烷偶联剂4-8份、软化增塑剂5-25份、防老剂3-8份、硫磺0.5-2份和促进剂0.5-2份，上述组分经过塑炼、一段混炼和二段混炼得到抗切割输送带覆盖胶成品。
2.根据权利要求1所述的抗切割输送带覆盖胶，其特征是：所述丁苯橡胶为溶聚丁苯橡胶、乳聚丁苯橡胶、充油丁苯橡胶或者湿法混炼丁苯橡胶。
3.根据权利要求1所述的抗切割输送带覆盖胶，其特征是：所述天然橡胶材料为天然橡胶或者天然橡胶与白炭黑的湿法混炼胶，其中白炭黑的填充量为10-50份。
4.根据权利要求1所述的抗切割输送带覆盖胶，其特征是：所述高苯乙烯橡胶为结合苯乙烯含量为55wt%-95wt%的丁苯橡胶中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的抗切割输送带覆盖胶，其特征是：所述改性碳化硅微粉的粒径1-10微米。
6.根据权利要求1所述的抗切割输送带覆盖胶，其特征是：所述耐切割树脂为双环戊二烯型酚醛树脂KPE-F6095、双环戊二烯型酚醛树脂KPE-F6115或者双环戊二烯型酚醛树脂KPE-F6135中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的抗切割输送带覆盖胶，其特征是：所述补强填料为白炭黑、炭黑N330、炭黑N220、炭黑N234或炭黑N115中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的抗切割输送带覆盖胶，其特征是：所述硅烷偶联剂为双(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物SI69、γ-巯丙基三乙氧基硅烷KH580、N-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷KH792中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的抗切割输送带覆盖胶，其特征是：所述软化增塑剂为芳烃油、固马隆树脂或C5树脂中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的抗切割输送带覆盖胶，其特征是：所述防老剂为防老剂RD、防老剂4020或者防老剂微晶蜡中的一种或几种。
11.根据权利要求1所述的抗切割输送带覆盖胶，其特征是：所述促进剂为促进剂CZ、促进剂NS或者促进剂DTDM中的一种或几种。
12.权利要求1所述抗切割输送带覆盖胶的制备方法，其特征是按重量份计步骤为：
（1）塑炼：丁苯橡胶40-80份、天然橡胶材料20-60份、高苯乙烯橡胶10-20份于密炼机中共混1-3min，得到混炼母胶；
（2）一段混炼：将步骤（1）所得的塑炼胶投入密炼机中，相继按比例投入纳米氧化锌3-6份、硬脂酸1-3份、改性碳化硅微粉1-5份、耐切割树脂1-5份、补强填料50-80份、硅烷偶联剂4-8份、软化增塑剂5-25份、防老剂3-8份，密炼3-5min，排料温度控制在130-150℃，翻炼五次，得到一段混炼胶，下片冷却，停放8h之后待用；
（3）二段混炼：取上步骤（2）制备的一段混炼胶投入密炼机，然后投入促进剂0.5-2份、硫磺0.5-2份密炼1-2min，排料温度控制在80-90℃，排出胶料，经翻炼5-10min、按厚度8-12mm出片、常温风机冷却，即得产品抗切割输送带覆盖胶。
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