CN114409981B - 一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶及其制备方法 - Google Patents

一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及输送带技术领域，提出了一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶及其制备方法。本发明的输送带覆盖胶，包括以下重量份的组分：丁苯橡胶60‑80份，三元乙丙橡胶20‑30份，环氧树脂5‑10份，异构十三醇聚氧乙烯醚3‑5份，纳米氮化硅2‑3份，白炭黑30‑50份，软化油15‑20份，氧化锌3‑6份，硬脂酸1‑2份，硫磺3‑6份，促进剂1‑2份，防老剂2‑5份。通过上述技术方案，解决了相关技术中输送带覆盖胶耐酸碱性不好导致输送带表面易腐蚀、磨损而使用寿命缩短的问题。

Description

一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及输送带的制备技术领域，具体的，涉及一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶及其制备方法
背景技术
输送带是用于皮带输送带中起承载和运送物料作用的橡胶与纤维、金属复合制品，或者是塑料和织物复合的制品，广泛用于冶金、建材、化工等行业中输送各种物品。输送带的性能主要取决于其上下表面的覆盖胶。输送带覆盖胶常用的生胶品种有氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶和乙丙橡胶，其中，丁苯橡胶最常用，价格便宜，但高温下表面易迅速硬化失去弹性；丁基橡胶比丁苯橡胶耐高温性好，但是工艺性能差，且价格昂贵，乙丙橡胶价格比丁基橡胶便宜，用乙丙橡胶制成的覆盖胶耐热性良好，但乙丙橡胶分子链中不含有极性基团，使得其自粘性和互粘性较差，长期使用易发生龟裂。
在一些特殊化工领域应用时，需输送含有酸碱性等腐蚀性物料，经常出现由于输送带覆盖胶的耐酸碱性不好而导致输送带表面腐蚀、磨损、使用寿命缩短的现象，因此，有必要开发一种耐酸碱性输送带覆盖胶，以满足输送带在输送酸碱性等腐蚀物料时的应用需求。
发明内容
本发明提出一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶及其制备方法，解决了相关技术中输送带覆盖胶耐酸碱性不好导致输送带表面易腐蚀、磨损而使用寿命缩短的问题。
本发明的技术方案如下：
一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶，包括以下重量份的组分：
丁苯橡胶60-80份，二元乙丙橡胶40-50份，三元乙丙橡胶20-30份，环氧树脂5-10份，异构十三醇聚氧乙烯醚3-5份，纳米氮化硅2-3份，白炭黑30-50份，软化油15-20份，氧化锌3-6份，硬脂酸1-2份，硫磺3-6份，促进剂1-2份，防老剂2-5份。
作为进一步的技术方案，包括以下重量份的组分：
丁苯橡胶70份，二元乙丙橡胶45份，三元乙丙橡胶25份，环氧树脂8份，异构十三醇聚氧乙烯醚4份，纳米氮化硅2.5份，白炭黑40份，软化油16份，氧化锌4份，硬脂酸1份，硫磺5份，促进剂1.5份，防老剂3份。
作为进一步的技术方案，所述纳米氮化硅的粒径为50nm。
作为进一步的技术方案，所述环氧树脂为环氧树脂E20和环氧树脂664UE的混合物。
作为进一步的技术方案，所述环氧树脂为环氧树脂E20和环氧树脂664UE的质量比为2：3。
作为进一步的技术方案，所述软化油为碳五树脂、萜烯树脂、石蜡油中的一种。
作为进一步的技术方案，所述防老剂为防老剂RD、防老剂MB、防老剂BLE中的一种。
作为进一步的技术方案，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂DM、促进剂M中的一种。
本发明还提出了一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照上述的耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶的配方，称取各个组分备用；
S2、将异构十三醇聚氧乙烯醚溶解在水中，加热至80-90℃，加入环氧树脂，混合均匀后加入纳米氮化硅和白炭黑，混合均匀后烘干水分，得到预混料；
S3、将丁苯橡胶、三元乙丙橡胶在75-80℃下预压混炼后，加入预混料、软化油、防老剂，在120-130℃混炼后，得到第一混炼胶；
S4、向第一混炼胶中加入氧化锌、硬脂酸、促进剂、硫磺，在90-100℃下混炼后，得到第二混炼胶；
S5、将第二混炼胶在150-160℃下硫化，得到输送带覆盖胶。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明中，对输送带覆盖胶的配方进行优化设计，显著提高了输送带的耐酸碱性、耐磨性，其中，在输送带覆盖胶的配方中加入环氧树脂、异构十三醇聚氧乙烯醚、纳米氮化硅，环氧树脂与异构十三醇聚氧乙烯醚、纳米氮化硅配伍，不仅提高了输送带覆盖胶的耐酸碱性，还显著提高了输送带覆盖胶的耐磨性，有效解决了相关技术中输送带覆盖胶耐酸碱性不好导致输送带表面易腐蚀、磨损而使用寿命缩短的问题。
2、本发明中，环氧树脂采用环氧树脂E20与环氧树脂664UE混合，二者协同增效，进一步提高了输送带覆盖胶的耐磨性和耐酸碱性，且当环氧树脂E20与环氧树脂664UE质量比为2：3时，对输送带覆盖胶的耐磨性和耐酸碱性的改善效果更好。
3、本发明中，输送带覆盖胶的制备方法中，先将环氧树脂、异构十三醇聚氧乙烯醚溶解在水中，再加入纳米氮化硅、白炭黑，混合后烘干后得到的预混料再与配方中其他组分混炼，一方面，环氧树脂包覆在白炭黑和纳米氮化硅表面，显著提高了纳米氮化硅、白炭黑与三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶、丁苯橡胶等橡胶基体之间的相容性，从而有效促进了纳米氮化硅、白炭黑在橡胶基体中的分散，进而促进了纳米氮化硅、白炭黑对覆盖胶耐磨性的提升；另一方面，环氧树脂与纳米氮化硅协同，进一步提高了输送带覆盖胶的耐酸碱性。
4、本发明中，输送带覆盖胶的配方中，以丁苯橡胶、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶为橡胶基体，三者协同，显著改善了输送带覆盖胶的加工性能，与配方中其他组分配伍，使得制备的输送带覆盖胶经过150℃×168h热老化后的硬度、拉伸强度、拉断伸长率变化均较小，提高了输送带覆盖胶的耐高温性，从而解决了以乙丙橡胶为基体的输送带覆盖胶长期使用易发生龟裂的问题。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶，包括以下重量份的组分：
丁苯橡胶70份，二元乙丙橡胶45份，三元乙丙橡胶25份，环氧树脂E20 8份，异构十三醇聚氧乙烯醚4份，纳米氮化硅2.5份，白炭黑40份，碳五树脂16份，氧化锌4份，硬脂酸1份，硫磺5份，促进剂CZ 1.5份，防老剂RD 3份；纳米氮化硅的粒径为50nm；
其制备方法包括以下步骤：
S1、按照上述的配方，称取各个组分备用；
S2、将异构十三醇聚氧乙烯醚溶解在水中，加热至85℃，加入环氧树脂E20，混合均匀后加入纳米氮化硅和白炭黑，混合均匀后烘干水分，得到预混料；
S3、将丁苯橡胶、三元乙丙橡胶加入密炼机中，在80℃下预压混炼10min后，加入预混料、碳五树脂、防老剂RD，在125℃下混炼30min后，得到第一混炼胶；
S4、向第一混炼胶中加入氧化锌、硬脂酸、促进剂CZ、硫磺，在95℃下混炼20min后，得到第二混炼胶；
S5、将第二混炼胶在15MPa、155℃下硫化25min，得到输送带覆盖胶。
实施例2
本实施例的一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶，包括以下重量份的组分：
丁苯橡胶60份，二元乙丙橡胶40份，三元乙丙橡胶20份，环氧树脂E20 5份，异构十三醇聚氧乙烯醚3份，纳米氮化硅2份，白炭黑30份，萜烯树脂15份，氧化锌3份，硬脂酸1份，硫磺3份，促进剂DM 1份，防老剂MB 2份；纳米氮化硅的粒径为50nm；
其制备方法包括以下步骤：
S1、按照上述的配方，称取各个组分备用；
S2、将异构十三醇聚氧乙烯醚溶解在水中，加热至80℃，加入环氧树脂E20，混合均匀后加入纳米氮化硅和白炭黑，混合均匀后烘干水分，得到预混料；
S3、将丁苯橡胶、三元乙丙橡胶加入密炼机中，在75℃下预压混炼10min后，加入预混料、萜烯树脂、防老剂MB，在120℃下混炼30min后，得到第一混炼胶；
S4、向第一混炼胶中加入氧化锌、硬脂酸、促进剂DM、硫磺，在90℃下混炼20min后，得到第二混炼胶；
S5、将第二混炼胶在10MPa、150℃下硫化30min，得到输送带覆盖胶。
实施例3
本实施例的一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶，包括以下重量份的组分：
丁苯橡胶80份，二元乙丙橡胶50份，三元乙丙橡胶30份，环氧树脂E20 10份，异构十三醇聚氧乙烯醚5份，纳米氮化硅3份，白炭黑50份，石蜡油20份，氧化锌6份，硬脂酸2份，硫磺6份，促进剂M 2份，防老剂BLE 5份；纳米氮化硅的粒径为50nm；
其制备方法包括以下步骤：
S1、按照上述的配方，称取各个组分备用；
S2、将异构十三醇聚氧乙烯醚溶解在水中，加热至90℃，加入环氧树脂E20，混合均匀后加入纳米氮化硅和白炭黑，混合均匀后烘干水分，得到预混料；
S3、将丁苯橡胶、三元乙丙橡胶加入密炼机中，在80℃下预压混炼10min后，加入预混料、石蜡油、防老剂BLE，在130℃下混炼25min后，得到第一混炼胶；
S4、向第一混炼胶中加入氧化锌、硬脂酸、促进剂M、硫磺，在100℃下混炼15min后，得到第二混炼胶；
S5、将第二混炼胶在15MPa、160℃下硫化20min，得到输送带覆盖胶。
实施例4
本实施例的一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶，包括以下重量份的组分：
丁苯橡胶70份，二元乙丙橡胶45份，三元乙丙橡胶25份，环氧树脂664UE 8份，异构十三醇聚氧乙烯醚4份，纳米氮化硅2.5份，白炭黑40份，碳五树脂16份，氧化锌4份，硬脂酸1份，硫磺5份，促进剂CZ 1.5份，防老剂RD 3份；纳米氮化硅的粒径为50nm；
其制备方法同实施例1。
实施例5
本实施例的一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶，包括以下重量份的组分：
丁苯橡胶70份，二元乙丙橡胶45份，三元乙丙橡胶25份，环氧树脂E20 3.2份，环氧树脂664UE 4.8份，异构十三醇聚氧乙烯醚4份，纳米氮化硅2.5份，白炭黑40份，碳五树脂16份，氧化锌4份，硬脂酸1份，硫磺5份，促进剂CZ 1.5份，防老剂RD 3份；纳米氮化硅的粒径为50nm；
其制备方法同实施例1。
实施例6
本实施例的一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶，包括以下重量份的组分：
丁苯橡胶70份，二元乙丙橡胶45份，三元乙丙橡胶25份，环氧树脂E20 4份，环氧树脂664UE 4份，异构十三醇聚氧乙烯醚4份，纳米氮化硅2.5份，白炭黑40份，碳五树脂16份，氧化锌4份，硬脂酸1份，硫磺5份，促进剂CZ 1.5份，防老剂RD 3份；纳米氮化硅的粒径为50nm；
其制备方法同实施例1。
实施例7
本实施例的一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶，包括以下重量份的组分：
丁苯橡胶70份，二元乙丙橡胶45份，三元乙丙橡胶25份，环氧树脂E20 4.8份，环氧树脂664UE 3.2份，异构十三醇聚氧乙烯醚4份，纳米氮化硅2.5份，白炭黑40份，碳五树脂16份，氧化锌4份，硬脂酸1份，硫磺5份，促进剂CZ 1.5份，防老剂RD 3份；
其制备方法同实施例1。
对比例1
与实施例1的区别仅在于输送带覆盖胶的配方中未加入环氧树脂E20、异构十三醇聚氧乙烯醚，制备方法中未进行步骤S2且步骤S3改为S3、将丁苯橡胶、三元乙丙橡胶加入密炼机中，在80℃下预压混炼10min后，加入白炭黑、纳米氮化硅、碳五树脂、防老剂RD，在125℃下混炼30min后，得到第一混炼胶，其余配方及制备方法同实施例1。
对比例2
与实施例1的区别仅在于输送带覆盖胶的配方中未加入纳米氮化硅。
对比例3
与实施例1的区别仅在于输送带覆盖胶的配方中未加入异构十三醇聚氧乙烯醚。
按照HG/T3782-2005《耐酸碱输送带》中规定的测试方法，对实施例1-7及对比例1-3的输送带覆盖胶进行耐酸碱性和耐磨性测试，测试结果见下表：
表1实施例1-7及对比例1-3的输送带覆盖胶的性能检测结果
Figure BDA0003490883720000051
Figure BDA0003490883720000061
从上表中数据可以看出，实施例1-7的输送带覆盖胶的磨耗量低至124-135mm3，在50％硫酸50℃×96h条件下浸泡后的体积膨胀率低至+3.7％-+6.2％，强度变化率低至-3.1--4.5％，符合行业标准HG/T3782-2005《耐酸碱输送带》中耐酸碱输送带磨耗量≤250mm3、在50％硫酸50℃×96h条件下浸泡后的体积膨胀率在+10％以下，强度变化率在-10％以内的标准要求。
与实施例1-4、相比，实施例5-7的输送带覆盖胶的磨耗量以及在50％硫酸50℃×96h条件下浸泡后的体积膨胀率、强度变化率低更低，说明环氧树脂E20与环氧树脂664UE协同增效，显著提高了输送带覆盖胶的耐磨性和耐酸碱性，且当环氧树脂E20与环氧树脂664UE质量比为2：3时，对输送带覆盖胶的耐磨性和耐酸碱性的改善效果更好。
与实施例1相比，对比例1-3的输送带覆盖胶的磨耗量以及在50％硫酸50℃×96h条件下浸泡后的体积膨胀率、强度变化率低增高，对比例1中未加入环氧树脂、异构十三醇聚氧乙烯醚，对比例2中未加入纳米氮化硅，对比例3中未加入异构十三醇聚氧乙烯醚，说明环氧树脂与异构十三醇聚氧乙烯醚、纳米氮化硅的加入，显著提高了输送带覆盖胶的耐磨性和耐酸碱性。氮化硅本身具有良好的耐化学腐蚀性及较小的摩擦系数，但是其加入输送带覆盖胶中，在橡胶基体中的分散性差，导致其对于耐磨性、耐酸碱性的提高功效很难发挥，白炭黑在橡胶基体中分散不均匀、易团聚的问题，而实施例1的制备方法中先将环氧树脂、异构十三醇聚氧乙烯醚溶解在水中，再加入纳米氮化硅、白炭黑，混合后烘干后得到的预混料再与配方中其他组分混炼，使环氧树脂包覆在氮化硅、白炭黑表面，改善了白炭黑、纳米氮化硅与橡胶基体的相容性，从而促进了白炭黑、纳米氮化硅在橡胶基体中的分散的均匀性，进而促进了纳米氮化硅、白炭黑对输送带覆盖胶的耐磨性的提升。环氧树脂还与纳米氮化硅协同作用，进一步提高了输送带覆盖胶的耐酸碱性。
按照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》中规定的测试方法，对实施例1的输送带覆盖胶进行耐热性测试，测试结果见下表：
表2实施例1的输送带覆盖胶进行耐热性测试结果
Figure BDA0003490883720000062
Figure BDA0003490883720000071
从上表中数据可以看出，实施例1的输送带覆盖胶经过150℃×168h热老化后的硬度、拉伸强度、拉断伸长率变化均较小，说明本发明实施例1的输送带覆盖胶具有良好的耐热性。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶，其特征在于，包括以下重量份的组分：
丁苯橡胶60-80份，二元乙丙橡胶40-50份，三元乙丙橡胶20-30份，环氧树脂5-10份，异构十三醇聚氧乙烯醚3-5份，纳米氮化硅2-3份，白炭黑30-50份，软化油15-20份，氧化锌3-6份，硬脂酸1-2份，硫磺3-6份，促进剂1-2份，防老剂2-5份。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶，其特征在于，包括以下重量份的组分：
丁苯橡胶70份，二元乙丙橡胶45份，三元乙丙橡胶25份，环氧树脂8份，异构十三醇聚氧乙烯醚4份，纳米氮化硅2.5份，白炭黑40份，软化油16份，氧化锌4份，硬脂酸1份，硫磺5份，促进剂1.5份，防老剂3份。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶，其特征在于，所述纳米氮化硅的粒径为50nm。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶，其特征在于，所述环氧树脂为环氧树脂E20和环氧树脂664UE的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶，其特征在于，所述环氧树脂为环氧树脂E20和环氧树脂664UE的质量比为2：3。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶，其特征在于，所述软化油为碳五树脂、萜烯树脂、石蜡油中的一种。
7.根据权利要求1-5任一项所述的一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶，其特征在于，所述防老剂为防老剂RD、防老剂MB、防老剂BLE中的一种。
8.根据权利要求1-5任一项所述的一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶，其特征在于，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂DM、促进剂M中的一种。
9.一种耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照权利要求1-8任意一项所述的耐高温耐酸碱用输送带覆盖胶的配方，称取各个组分备用；
S2、将异构十三醇聚氧乙烯醚溶解在水中，加热至80-90℃，加入环氧树脂，混合均匀后加入纳米氮化硅和白炭黑，混合均匀后烘干水分，得到预混料；
S3、将丁苯橡胶、三元乙丙橡胶在75-80℃下预压混炼后，加入预混料、软化油、防老剂，在120-130℃混炼后，得到第一混炼胶；
S4、向第一混炼胶中加入氧化锌、硬脂酸、促进剂、硫磺，在90-100℃下混炼后，得到第二混炼胶；
S5、将第二混炼胶在150-160℃下硫化，得到输送带覆盖胶。
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