CN113290950A - 一种耐温变型输送带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及输送带领域，具体公开了一种耐温变型输送带及其制备方法。一种耐温变型输送带包括如下重量份数的原料：丙烯酸酯橡胶60‑100份、硅橡胶120‑200份、炭黑30‑50份、骨架织布20‑40份、环氧树脂5‑15份、过氧化二异苯丙15‑20份、碳纤维10‑15份、碳酸钙5‑20份、钛白粉5‑10份、间苯二胺5‑16份、硫化铁5‑10份、硬脂酸5‑10份、防老剂5‑8份、陶土6‑15份；其制备方法为：骨架织布烘干备用、制备粘合剂层、制备橡胶层、将粘合剂层和橡胶层热压贴合。本申请制备得到的输送带具有耐温性强以及耐磨损的性能。

Description

一种耐温变型输送带及其制备方法
技术领域
本申请涉及输送带领域，更具体地说，它涉及一种耐温变型输送带及其制备方法。
背景技术
输送带，在农业、工矿企业和交通运输业中广泛用于输送各种固体块状和粉料状物料或成件物品，能够应用于水泥、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。输送带能连续化、高效率、大倾角运输，输送带操作安全，输送带使用简便，维修容易，运费低廉，并能缩短运输距离，降低工程造价，节省人力物力。
2005年国家制定了帆布芯耐热输送带的推荐性标准GB/T20021-2005，规定了四个耐热等级(T1/100℃、T2/125℃、T3/150℃和T4/175℃)，并且在标准中新增了热老化试验后耐热带的纵向全厚度拉伸强度、热老化试验后耐热带的纵向参考力伸长率及耐热试验温度下的层间粘合强度等性能指标。
现有技术中的耐热输送带是由不同种类的强力帆布和橡塑弹性体材料构成，虽然能够达到较好的耐热性能，但是当输送的物质温度较高时，容易降低输送带结构的稳定性，从而影响输送带的耐磨损性能，缩短使用寿命，因此，急需研制一种耐温变型输送带，不仅使输送带能够耐高温而且能够耐磨损。
发明内容
为了使输送带能够耐温变、耐磨损，增加使用寿命，本申请提供一种耐温变型输送带及其制备方法。
一方面，本申请提供的一种耐温变型输送带，采用如下的技术方案：
一种耐温变型输送带，包括如下重量份数的组分：丙烯酸酯橡胶60-100份、硅橡胶120-200份、炭黑30-50份、骨架织布20-40份、环氧树脂5-15份、过氧化二异苯丙15-20份、碳纤维10-15份、碳酸钙5-20份、钛白粉5-10份、间苯二胺5-16份、硫化铁5-10份、硬脂酸5-10份、防老剂5-8份、陶土6-15份。
通过采用上述技术方案，丙烯酸橡胶耐热、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外线等，力学性能和加工性能等优点，硅橡胶在高温环境下仍能够保持一定的柔韧性、回弹性和表面硬度，且低温性能优异、具有良好的耐候性；丙烯酸橡胶和硅橡胶，两者在过氧化二异苯丙的作用下能够发生硫化反应，从而提升橡胶的耐热性和强度，使制备得到的输送带更耐温、耐温变以及耐磨损。
碳纤维具有耐超高温、耐腐蚀性等性能，硫化铁、硬脂酸和陶土均能提升输送带的耐磨性能，因此碳纤维、碳酸钙、钛白粉、硫化铁、硬脂酸和陶土的加入不仅能够对橡胶层起到填充作用，而且各个组分之间相互作用以及与丙烯酸橡胶和硅橡胶硫化生成的橡胶之间相互作用，从而能够进一步提升制备得到的输送带的耐温、耐温变以及耐磨损的性能。
可选的，所述骨架织布包括聚酯帆布和芳纶帆布中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，由于采用聚酯帆布和芳纶帆布中的一种或多种作为骨架织布，耐温强度更高，从而进一步提升制备得到的输送带的耐温性能。
可选的，所述防老剂包括石蜡和3-羟基丁醛-α-萘胺。
通过采用上述技术方案，选择石蜡和3-羟基丁醛-α-萘胺作为防老剂，两种防老剂协同作用，从而能够很好的达到对橡胶的防老化的效果，使制备得到的输送带更耐用。
可选的，所述石蜡和3-羟基丁醛-α-萘胺的重量比为(1-3):1。
通过采用上述技术方案，石蜡和3-羟基丁醛-α-萘胺采用合适的配比，对橡胶层有更好的防氧化效果，更抗紫外线，从而延长输送带的使用寿命。
第二方面，本申请提供一种耐温变型输送带的制备方法，采用如下的技术方案：一种耐温变型输送带的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份数称取耐温变型输送带的原料；
(2)将骨架织布进行高温烘干、备用；
(3)将环氧树脂、间苯二胺在200-250℃下搅拌均匀后，均匀涂抹于骨架织布两侧，形成粘合剂层；
(4)将丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、过氧化二异苯丙、碳纤维、碳酸钙、钛白粉硫化铁、硬脂酸、防老剂和陶土搅拌混合均匀后，熔融挤出，得到橡胶层；
(5)将步骤(4)得到的橡胶层贴合在步骤(3)所述的粘合剂层两侧，进行热压贴合后，冷却后得到输送带。
通过采用上述技术方案，环氧树脂在间苯二胺的作用下，能够发生固化反应，从而提升环氧树脂的强度和耐热性；硬脂酸不仅可以起到软化增塑以及润滑的效果，而且还能够使炭黑等充分扩散，丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、过氧化二异苯丙、炭黑、碳纤维、碳酸钙、钛白粉、硫化铁、硬脂酸、防老剂和陶土之间相互作用，各原料之间可以复配增效，从而使制备得到的输送带耐温、耐变型，且更耐磨损，使用寿命更长。
可选的，所述步骤(2)的烘干温度为150-200℃，烘干时间为1-2h。
通过采用上述技术方案，骨架织布在150-200℃的温度下烘干1-2h，能够更好的烘干且还能够很好的与粘结层粘结在一起。
可选的，所述步骤(3)的涂抹温度为180-250℃。
通过采用上述技术方案，经固化反应后的环氧树脂在180-250℃的温度下涂抹于骨架织布上，能够提升粘结层的粘结力度。
可选的，所述步骤(4)中的熔融挤出温度为150-300℃，熔融时间为50-80min。
通过采用上述技术方案，在150-300℃熔融挤出，不仅能够使丙烯酸酯橡胶和硅橡胶在过氧化二异苯丙的作用下发生硫化反应，增强耐热性和强度，而且还能够很好的与其他成分相融合，相互作用，从而进一步提升橡胶层的耐热性以及耐磨损性能，使制备得到的输送带更耐温变型。
可选的，步骤(5)中所述热压贴合的温度为80-110℃，热压2-7min，压力大小为25-50MPa。
通过采用上述技术方案，可以更好的将橡胶层与粘结层相贴合，使输送带更耐用，寿命更长。
可选的，步骤(5)中所述的冷却为以10-20℃/min的速度冷却至22-26℃，冷却后静置10-20h得到输送带。
通过采用上述技术方案，10-20℃/min的速度缓慢降温，能够使输送带内部受热均匀，从而使输送带内部成份更稳定，更不易变型，提升输送带的性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用丙烯酸酯橡胶、硅橡胶和过氧化二异苯丙进行硫化反应，并且加入碳酸钙不仅起到填充作用，而且还能够达到共硫化的效果，且与炭黑、碳纤维、钛白粉硫化铁、硬脂酸、防老剂和陶土相互作用，协同增效，从而获得了耐热性好、耐磨损的性能，从而使制备得到的输送带更耐高温、耐磨损、使用寿命更长。
2、本申请中选择石蜡：3-羟基丁醛-α-萘胺为(1-3):1作为防老剂，石蜡可以提高橡胶的抗氧化降解性能、其低挥发性有助于防止老化收缩，其与3-羟基丁醛-α-萘胺相互作用，相互配合能够达到很好的对橡胶层的抗氧化、抗紫外线效果。
3、本申请的方法，环氧树脂通过固化反应得到固化环氧树脂，并与PU胶熔融从而增加粘结层的粘度，使制备得到的输送带更耐用；选择合适的熔融温度、贴合温度、贴合压力以及冷却速度和时间能够进一步提升制备输送带的性能，提升输送带的耐温和耐磨损性从而提升使用寿命。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
丙烯酸酯橡胶：生产厂家：余姚市富鑫橡胶有限公司，生产型号：NOK丙烯酸酯橡胶；
硅橡胶：生产厂家：东莞市兴宇高分子材料有限公司，生产型号：Q7-7840；
环氧树脂：生产厂家：廊坊诺锦防腐材料有限公司，生产型号：191#；
PU胶：生产厂家：东莞市巨乐电子材料有限公司，生产型号：J-2105；
过氧化二异苯丙：生产厂家：上海阿拉丁生化科技股份有限公司，生产型号：D100480；
碳纤维：生产厂家：天斧工业产品设计(上海)有限公司，生产型号：
Figure BDA0002987886720000041
T8230CF；
碳酸钙：生产厂家：江苏奥福生物科技有限公司，生产型号：3-10；
钛白粉：生产厂家：济南宝利金化工有限公司，生产型号：01；
间苯二胺：生产厂家：武汉卡诺斯科技有限公司，生产型号：卡诺斯；
硫化铁：生产厂家：安阳华拓冶金有限责任公司，生产型号：硫化铁；
硬脂酸：生产厂家：济南双盈化工有限公司，生产型号：1801；
石蜡：生产厂家：济南沃能化工有限公司，生产型号：60号；
实施例
实施例1
一种耐温变型输送带，包括如下原料：丙烯酸酯橡胶60kg、硅橡胶200kg、炭黑50kg、骨架织布20kg、环氧树脂15kg、过氧化二异苯丙20kg、碳纤维10kg、碳酸钙20kg、钛白粉5kg、间苯二胺16kg、硫化铁5kg、硬脂酸10kg、防老剂5kg、陶土15kg。
其中，骨架织布为聚酯帆布，防老剂为石蜡。
一种耐温变型输送带的制备方法，包括如下步骤：将环氧树脂、间苯二胺在250℃下搅拌均匀后，在180℃温度下均匀涂抹于在150℃的温度下，烘干2h的骨架织布聚酯帆布两侧，形成粘结层；将丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、过氧化二异苯丙、碳纤维、碳酸钙、钛白粉硫化铁、硬脂酸、防老剂和陶土搅拌混合均匀后，在150℃温度下熔融80min后挤出，得到橡胶层，将橡胶层以110℃的温度、25MPa的压力热压7min贴合于粘合剂层两侧，然后以20℃/min的速度冷却至22℃，静置10h得到输送带。
实施例2
与实施例1的区别：丙烯酸酯橡胶80kg、硅橡胶180kg、炭黑40kg、骨架织布30kg、环氧树脂10kg、过氧化二异苯丙18kg、碳纤维12kg、碳酸钙15kg、钛白粉8kg、间苯二胺10kg、硫化铁8kg、硬脂酸12kg、防老剂6kg、陶土12kg。
实施例3
与实施例1的区别：丙烯酸酯橡胶100kg、硅橡胶120kg、炭黑50kg、骨架织布20kg、环氧树脂15kg、过氧化二异苯丙15kg、碳纤维15kg、碳酸钙5kg、钛白粉10kg、间苯二胺5kg、硫化铁10kg、硬脂酸5kg、防老剂8kg、陶土6kg。
实施例4
与实施例2的区别：丙烯酸酯橡胶100kg。
实施例5
与实施例2的区别：丙烯酸酯橡胶60kg。
实施例6
与实施例2的区别：硅橡胶120kg。
实施例7
与实施例2的区别：硅橡胶200kg。
实施例8
与实施例2的区别：过氧化二异苯丙15kg。
实施例9
与实施例2的区别：过氧化二异苯丙20kg。
实施例10
与实施例2的区别：防老剂为石蜡和3-羟基丁醛-α-萘胺的重量比为1:1。
实施例11
与实施例2的区别：防老剂为石蜡和3-羟基丁醛-α-萘胺的重量比为2:1。
实施例12
与实施例2的区别：防老剂为石蜡和3-羟基丁醛-α-萘胺的重量比为3:1。
实施例13
与实施例11的区别：防老剂添加量为5kg。
实施例14
与实施例11的区别：防老剂添加量为8kg。
实施例15
与实施例11的区别：陶土添加量6kg。
实施例16
与实施例11的区别：陶土添加量为15kg。
实施例17
与实施例11的区别：骨架织布为芳纶帆布。
实施例18
与实施例11的区别：骨架织布为聚酯帆布20kg、芳纶帆布10kg。
实施例19
与实施例18的区别：环氧树脂、间苯二胺在220℃下搅拌50min后加入PU胶在220℃温度下熔融并搅拌均匀。
实施例20
与实施例18的区别：环氧树脂、间苯二胺在200℃下搅拌30min后加入PU胶在250℃温度下熔融并搅拌均匀。
实施例21
与实施例19的区别：骨架织布聚酯帆布在180℃的温度下，烘干1.5h。
实施例22
与实施例19的区别：骨架织布聚酯帆布在200℃的温度下，烘干1h。
实施例23
与实施例21的区别：将丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、过氧化二异苯丙、碳纤维、碳酸钙、钛白粉硫化铁、硬脂酸、防老剂和陶土搅拌混合均匀后，在200℃温度下熔融70min后挤出，得到橡胶层，将橡胶层以100℃的温度、40MPa的压力热压5min贴合于粘合剂层两侧，然后以15℃/min的速度冷却至24℃，静置15h得到输送带。
实施例24
与实施例21的区别：将丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、过氧化二异苯丙、碳纤维、碳酸钙、钛白粉硫化铁、硬脂酸、防老剂和陶土搅拌混合均匀后，在300℃温度下熔融50min后挤出，得到橡胶层，将橡胶层以80℃的温度、50MPa的压力热压2min贴合于粘合剂层两侧，然后以10℃/min的速度冷却至26℃，静置20h得到输送带。
对比例
对比例1
与实施例23的区别：丙烯酸酯橡胶30kg、硅橡胶250kg。
对比例2
与实施例23的区别：丙烯酸酯橡胶200kg、硅橡胶100kg。
对比例3
与实施例23的区别：不添加过氧化二异苯丙。
对比例4
与实施例23的区别：不添加间苯二胺。
对比例5
与实施例23的区别：陶土添加量为2kg。
对比例6
与实施例23的区别：陶土添加量为15kg。
对比例7
与实施例23的区别：环氧树脂、间苯二胺在100℃下搅拌50min。
对比例8
与实施例23的区别：环氧树脂、间苯二胺在500℃下搅拌20min。
对比例9
与实施例23的区别：将丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、过氧化二异苯丙、碳纤维、碳酸钙、钛白粉硫化铁、硬脂酸、防老剂和陶土搅拌混合均匀后，在500℃温度下熔融30min后挤出，得到橡胶层，将橡胶层以50℃的温度、100MPa的压力热压5min贴合于粘合剂层两侧，然后以50℃/min的速度冷却至24℃。
对比例10
与实施例23的区别：将丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、过氧化二异苯丙、碳纤维、碳酸钙、钛白粉硫化铁、硬脂酸、防老剂和陶土搅拌混合均匀后，在100℃温度下熔融100min后挤出，得到橡胶层，将橡胶层以200℃的温度、10MPa的压力热压5min贴合于粘合剂层两侧，然后以5℃/min的速度冷却至24℃。
性能检测试验
检测实施例1-21和对比例1-10的输送带的耐热性、和耐磨性。
检测方法/试验方法
输送带的耐热性根据《GB/T33510-2017耐热橡胶覆盖层输送带覆盖层的耐热性要求和试验方法》中的方法测定未受热的拉断伸长率以及拉伸强度和以240℃加热24h后的拉断伸长率和拉伸强度；耐磨性根据《GB9867-2008-硫化橡胶或热塑性橡胶耐磨性能的测定(旋转辊筒式磨耗机法)》中的方法进行检测，检测结果见表1。
表1输送带性能测试结果
Figure BDA0002987886720000081
结合实施例1-3并结合表1可以看出，改变各原料的用量以及配比均会对最终得到的输送带的性能会产生影响，而再本申请实施例中，选择添加丙烯酸酯橡胶80kg、硅橡胶180kg、炭黑40kg、骨架织布30kg、环氧树脂10kg、过氧化二异苯丙18kg、碳纤维12kg、碳酸钙15kg、钛白粉8kg、间苯二胺10kg、硫化铁8kg、硬脂酸12kg、防老剂6kg、陶土12kg制备得到的输送带其耐热性以及耐磨性能最好。
结合实施例2和实施例4-9并结合表1可以看出，在其他成份不变的情况下，改变丙烯酸酯橡胶、硅橡胶和过氧化二异苯丙的用量均会对最终得到的输送带的性能产生影响，而在本申请实施例中可以看出采用实施例2的丙烯酸橡胶添加80kg以及硅橡胶添加180kg和过氧化二异苯丙18kg其制备得到的输送带的性能最好，未受热的拉断伸长度为546.2％、拉伸强度为98.7MPa，受热后的拉断伸长率为545.6％、拉伸强度为98.2MPa，磨耗量仅为11.7mg。
结合实施例11和实施例10-16并结合表1可以看出，改变防老剂的配比以及防老剂添加量和陶土的添加量均会对最终得到的输送带的性能产生影响，在本申请实施例中，选择添加防老剂6kg并选择防老剂为石蜡和3-羟基丁醛-α-萘胺的重量比为2:1以及陶土添加12kg的技术方案其制备得到的输送带的拉断伸长度、拉伸强度以及耐磨耗量最好。
结合实施例11以及实施例17-18并结合表1可以看出，改变骨架织布的成份均会对最终制备得到的输送带的性能产生影响，而在本申请实施例中选择聚酯帆布和芳纶帆布作为骨架织布其最终制备得到的输送带的性能最好。
结合实施例23以及对比例1-6并结合表1可以看出，改变丙烯酸酯橡胶和硅橡胶的配比以及舍弃过氧化二异苯丙、间苯二胺和陶土均会影响输送带的性能，且大大降低输送带的各个性能。
结合实施例18以及实施例19-24以及对比例7-10并结合表1可以看出，选择本申请的制备方法制备得到的输送带其各项性能较好，而改变输送带的制备方法的参数，例如改变制备过程中的熔融温度、熔融时间、贴合温度、贴合压力等都会影响制备得到的输送带的拉断伸长率、拉伸强度以及磨耗量。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，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，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种耐温变型输送带，其特征在于，包括如下重量份数的组分：丙烯酸酯橡胶60-100份、硅橡胶120-200份、炭黑30-50份、骨架织布20-40份、环氧树脂5-15份、过氧化二异苯丙15-20份、碳纤维10-15份、碳酸钙5-20份、钛白粉5-10份、间苯二胺5-16份、硫化铁5-10份、硬脂酸5-10份、防老剂5-8份、陶土6-15份。
2.根据权利要求1所述的一种耐温变型输送带，其特征在于：所述骨架织布包括聚酯帆布和芳纶帆布中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种耐温变型输送带，其特征在于：所述防老剂包括石蜡和3-羟基丁醛-α-萘胺。
4.根据权利要求3所述的一种耐温变型输送带，其特征在于，所述石蜡和3-羟基丁醛-α-萘胺的重量比为（1-3）:1。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种耐温变型输送带的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按重量份数称取耐温变型输送带的原料；
将骨架织布进行高温烘干、备用；
将环氧树脂、间苯二胺在200-250℃下搅拌均匀后，均匀涂抹于骨架织布两侧，形成粘合剂层；
将丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、过氧化二异苯丙、炭黑、碳纤维、碳酸钙、钛白粉硫化铁、硬脂酸、防老剂和陶土搅拌混合均匀后，熔融挤出，得到橡胶层；
将步骤（4）得到的橡胶层贴合在步骤（3）所述的粘合剂层两侧，进行热压贴合后，冷却后得到输送带。
6.根据权利要求5所述的一种耐温变型输送带的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）的烘干温度为150-200℃，烘干时间为1-2h。
7.根据权利要求5所述的一种耐温变型输送带的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）的涂抹温度为180-250℃。
8.根据权利要求5所述的一种耐温变型输送带的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中的熔融挤出温度为150-300℃，熔融时间为50-80min。
9.根据权利要求5所述的一种耐温变型输送带的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述热压贴合的温度为80-110℃，热压2-7min，压力大小为25-50MPa。
10.根据权利要求5所述的一种耐温变型输送带的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述的冷却为以10-20℃/min的速度冷却至22-26℃，冷却后静置10-20h得到输送带。
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