CN114920998A - 抗静电防粘附输送带覆盖胶及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗静电防粘附输送带覆盖胶，配方比例按重量份计如下：60～70份天然橡胶、10‑20份丁苯橡胶、5～30份芥酸酰胺、2～7份硫化剂硫磺、1～5份助交联剂TAIC、2～30份氧化锌、1～5份硬脂酸、30～60份补强剂、5～20份软化剂、1～5份防老剂、1～5份纳米抗静电剂；4～7份改性木质素。本发明所选定的抗静电和防粘附输送带覆盖胶的配方体系能达到极佳的效果，其实际使用寿命较原来有很大的提升。对应的，本发明还提供了抗静电防粘附橡胶输送带。
Description
技术领域
本发明属于橡胶材料领域，具体涉及一种抗静电防粘附输送带覆盖胶。
背景技术
随着现代化科技的迅速发展，机械化、自动化生产水平不断提高，钢铁、水泥等工业产品的需求持续增大。目前，在冶金、钢铁、水泥、焦化等行业，高铁矿粉、水泥粉、粉煤灰、陶土等的作业输送需要通过抗静电、防粘附输送带来完成。
钢铁、水泥等行业各工厂的原材料运输都是露天，雨天很容易受到雨水的侵袭，形成含水分的物料，对于普通工作面的覆盖胶，物料很容易吸附在输送带表面，出现粘料现象；此外，物料和输送带表面的摩擦容易使覆盖层橡胶产生静电，同样会导致使用过程中出现粘料现象。清理粘结在输送带表面的物料，不仅容易引起扬尘，极大的影响作业现场的空气环境，而且会对输送带造成损伤，严重影响输送带的使用寿命。
发明内容
为了克服现有技术中存在的上述问题，本申请提供了一种抗静电防粘附输送带覆盖胶。同时，本申请还提供了以其为上覆盖层橡胶的抗静电防粘附橡胶输送带。
对于覆盖胶，本申请提供如下技术方案：
一种抗静电防粘附输送带覆盖胶，配方比例按重量份计如下：包括60～70份天然橡胶、10-20份丁苯橡胶、5～30份芥酸酰胺、2～7份硫化剂硫磺、1～5份助交联剂TAIC、2～30份氧化锌、1～5份硬脂酸、30～60份补强剂、5～20份软化剂、1～5份防老剂、1～5份纳米抗静电剂；4～7份改性木质素。
进一步，所述的纳米抗静电剂为纳米抗静电剂SN、抗静电剂B-1、抗静电剂B-2或抗静电剂MOA-3PK。
进一步，所述补强剂为炭黑N220、炭黑N234、炭黑N115、炭黑N550、炭黑N330、白炭黑中的一种或多种。
进一步，所述软化剂为石油系增塑剂、松油系增塑剂、煤焦油系增塑剂中的一种或多种。
进一步，所述防老剂为微晶蜡、防老剂RD、防老剂4020、防老剂BLE、防老剂MB中的一种或多种。
进一步，所述改性木质素是由下述重量份的原料组成的：2-溴-2-甲基丙酰溴6～8、4-二甲氨基吡啶4～5、木质素40～50、丙烯酰胺90～100、2,2'-联吡啶3～4。
进一步，所述改性木质素的制备方法，包括以下步骤：
(1)取木质素，加入到其重量50-80倍的N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌条件下加入4-二甲氨基吡啶，搅拌均匀，送入到冰水浴中，加入2-溴-2-甲基丙酰溴，静止1-2小时，出料，常温搅拌18-20小时，真空抽滤，将滤饼水洗，55℃下真空干燥，得引发剂；
(2)取丙烯酰胺，加入到其重量7-10倍的去离子水中，搅拌均匀，得丙烯酰胺水溶液；
(3)取上述引发剂，加入到其重量30-40倍的N,N-二甲基甲酰胺中，加入2,2'-联吡啶，搅拌均匀，加入丙烯酰胺水溶液，加入到聚合槽中，采用卤光灯照射，照射温度为55-60℃，照射时间为2-3小时，出料，抽滤，加入滤饼重量10-20倍的N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，在70-80℃下反应2-3小时，出料，抽滤，真空干燥。
进一步，步骤(3)中所述的真空干燥温度为70-75℃，干燥时间为2-3小时。
进一步，前述的抗静电防粘附输送带覆盖胶按照以下方法步骤制得：
(1)塑炼：取天然橡胶、丁苯橡胶于开炼机上塑炼，其辊距2～4mm，辊温控制在40～50℃，塑炼10～15min得到塑炼胶；
(2)混炼：混炼分两段进行，一段混炼先将步骤(1)制得的塑炼胶与改性木质素混合，投入密炼机中，密炼1～2min；然后开上顶栓，加入补强剂、氧化锌、芥酸酰胺、软化剂、防老剂和硬脂酸，密炼3～5min，排胶温度控制在130～150℃，经翻炼、按厚度8～12mm出片、常温风机冷却制得一段混炼胶，停放6～10h；随后进行二段混炼，取制得的一段混炼胶、硫化剂硫磺、助交联剂TAIC、纳米抗静电剂投入密炼机中，混炼3～4min，排胶温度控制在120～130℃，经翻炼、按厚度8～12mm出片、常温风机冷却制得二段混炼胶；
(3)硫化：将步骤(2)得到的二段混炼胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140～160℃，硫化压力为10～15MPa，硫化时间为20～40min，得到所述抗静电防粘附输送带覆盖胶。
对于输送带，本申请提供如下技术方案：
抗静电防粘附橡胶输送带，包括上覆盖胶层；所述上覆盖胶层采用前述本发明的抗静电防粘附输送带覆盖胶。
本发明的上述技术方案取得了如下显著的进步：
(1)采用芥酸酰胺加入胶料中，芥酸酰胺能够在潮湿的条件下，与水分子疏水良好，不容易吸附别的物料，同时使得橡胶在运行过程中，耐磨性相对常规的输送带好；
(2)采用纳米抗静电剂加入胶料中，纳米抗静电剂能够在输送干粉物料的工作条件下，消除静电现象，使得橡胶在运行过程中，无静电产生，物料不容易吸附在输送带表面；
(3)采用改性木质素，实现了木质素与橡胶基体材料的有效相容，木质素的加入可以有效的提高成品橡胶材料的韧性和强度，木质素还有很好的耐热稳定性，对于提高成品的耐热性也有一定的促进效果，而聚丙烯酰胺则具有很好的润滑效果，可以提高成品的抗磨损性能，与芥酸酰胺有一定的协同效果；且木质素的成本很低，有利于控制制造成本；
(4)所采用的抗静电防粘附输送带覆盖胶的配方体系能达到极佳的效果，其使用寿命较原来有很大的提升；
(5)改变了传统只将橡胶组份进行预先混合密炼的方式，在密炼前期加入聚丙烯酰胺改性的木质素，聚丙烯酰胺可以有效的提高流体的润滑性能，起到降低粘度，降低黏连，促进各原料的混合均匀，提高密炼效果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式(实施例)对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。以下实施例中没有详细说明的内容均为本领域技术常识。
实施例1
抗静电防粘附输送带覆盖胶的配方比例按重量份计：70份天然橡胶、20份丁苯橡胶、2.0份硫磺、2份助交联剂TAIC、15份氧化锌、1.5份硬脂酸、5份芥酸酰胺、2份纳米抗静电剂SN、20份炭黑N220、20份炭黑N234、12份石蜡油、1.5份防老剂RD、2份防老剂4020和4份改性木质素。
所述抗静电防粘附输送带覆盖胶的制备方法，具体步骤如下：
(1)塑炼：将70份天然橡胶、20份丁苯橡胶橡胶在开炼机上塑炼，辊距3mm，辊温控制在40～50℃，塑炼15mi制成塑炼胶；(2)混炼：混炼分两段进行，一段混炼是先将塑炼胶与4份改性木质素投入密炼机中，密炼1min；然后开上顶栓加入15份氧化锌、1.5份硬脂酸、5份芥酸酰胺、20份炭黑N220、20份炭黑N234、12份石蜡油、1.5份防老剂RD和2份防老剂4020，密炼3min，排胶温度控制在130-150℃，经翻炼、按厚度8～12mm出片、常温风机冷却制成一段混炼胶，停放6h；二段混炼是将一段混炼胶、2.0份硫磺、2份助交联剂TAIC、2份纳米抗静电剂SN，投入密炼机中，混炼3min，排胶温度控制在120～130℃，经翻炼、按厚度8～12mm出片、常温风机冷却即得二段混炼胶；(3)将步骤(2)得到的二段混炼胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为160℃，硫化压力为10MPa，硫化时间为30min，得到所述的抗静电防粘附输送带覆盖胶；该覆盖胶的物理机械性能如表1所示。
实施例2
抗静电防粘附输送带覆盖胶的配方比例按重量份计：60份天然橡胶、10份丁苯橡胶、2.0份硫磺、2份助交联剂TAIC、20份氧化锌、2份硬脂酸、25份芥酸酰胺、5份纳米抗静电剂SN、20份炭黑N330、35份炭黑N234、10份石蜡油、4份芳烃油、2份防老剂RD、2份防老剂MB和7份改性木质素。
所述抗静电防粘附输送带覆盖胶的制备方法，具体步骤如下：
(1)塑炼：将60份天然橡胶、10份丁苯橡胶在开炼机上塑炼，辊距3mm，辊温控制在40～50℃，塑炼12min制成塑炼胶；(2)混炼：混炼分两段进行，一段混炼是先将塑炼胶与7份改性木质素混合，投入密炼机中，密炼1min；然后开上顶栓加入20份氧化锌、2份硬脂酸、25份芥酸酰胺、35份炭黑N234、20份炭黑N330、10份石蜡油、4份芳烃油、2份防老剂RD和2份防老剂MB，密炼3min，排胶温度控制在130-150℃，经翻炼、按厚度8～12mm出片、常温风机冷却制成一段混炼胶，停放7h；二段混炼是将一段混炼胶、2.0份硫磺、2份助交联剂TAIC、5份纳米抗静电剂SN，投入密炼机中，混炼3min，排胶温度控制在120～130℃，经翻炼、按厚度8～12mm出片、常温风机冷却即得二段混炼胶；(3)将步骤(2)得到的二段混炼胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为155℃，硫化压力为10MPa，硫化时间为35min，得到所述的抗静电防粘附输送带覆盖胶；该覆盖胶的物理机械性能如表1所示。
实施例3
抗静电防粘附输送带覆盖胶的配方比例按重量份计：65份天然橡胶、15份丁苯橡胶、2.0份硫磺、2份助交联剂TAIC、23份氧化锌、1份硬脂酸、30份芥酸酰胺、5份纳米抗静电剂SN、45份炭黑N115、8份石蜡油、7份煤焦油、2份防老剂4020、1份防老剂BLE和6份改性木质素。
所述抗静电防粘附输送带覆盖胶的制备方法，具体步骤如下：
(1)塑炼：将65份天然橡胶、15份丁苯橡胶在开炼机上塑炼，辊距3mm，辊温控制在40～50℃，塑炼14min制成塑炼胶；(2)混炼：混炼分两段进行，一段混炼是先将塑炼胶与7份改性木质素投入密炼机中，密炼1min；然后开上顶栓加入23份氧化锌、1份硬脂酸、30份芥酸酰胺、45份炭黑N115、8份石蜡油、7份煤焦油、2份防老剂4020和1份防老剂BLE，密炼3min，排胶温度控制在130-150℃，经翻炼、按厚度8～12mm出片、常温风机冷却制成一段混炼胶，停放7h；二段混炼是将一段混炼胶、2份硫磺、2份助交联剂TAIC、5份纳米抗静电剂SN，投入密炼机中，混炼4min，排胶温度控制在120～130℃，经翻炼、按厚度8～12mm出片、常温风机冷却即得二段混炼胶；(3)将步骤(2)得到的二段混炼胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为157℃，硫化压力为12MPa，硫化时间为40min，得到所述的抗静电防粘附输送带覆盖胶；该覆盖胶的物理机械性能如表1所示。
对比例1
对比例1中，覆盖胶配方比例按重量份计：70份天然橡胶、20份丁苯橡胶、2.0份硫磺、2份助交联剂TAIC、18份氧化锌、3份硬脂酸、30份炭黑N330、25份炭黑N220、13份煤焦油、3份防老剂RD和1份防老剂BLE。
对比例覆盖胶的制备方法，具体步骤如下：
(1)塑炼：将70份天然橡胶、20份丁苯橡胶在开炼机上塑炼，辊距3mm，辊温控制在40～50℃，塑炼12min制成塑炼胶；(2)混炼：混炼分两段进行，一段混炼是先将塑炼胶投入密炼机中，密炼1min；然后开上顶栓加入18份氧化锌、3份硬脂酸、30份炭黑N330、25份炭黑N220、13份煤焦油、3份防老剂RD和1份防老剂BLE，密炼3min，排胶温度控制在130-150℃，经翻炼、按厚度8～12mm出片、常温风机冷却制成一段混炼胶，停放8h；二段混炼是将一段混炼胶、2.0份硫磺、2份助交联剂TAIC，投入密炼机中，混炼3min，排胶温度控制在120～130℃，经翻炼、按厚度8～12mm出片、常温风机冷却即得二段混炼胶；(3)将步骤(2)得到的二段混炼胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为150℃，硫化压力为10MPa，硫化时间为40min，得到所述的抗静电防粘附输送带覆盖胶；该覆盖胶的物理机械性能如表1所示。
对比例2
对比例2中，覆盖胶配方比例按重量份计：70份天然橡胶、20份丁苯橡胶、2.0份硫磺、2份助交联剂TAIC、18份氧化锌、3份硬脂酸、30份炭黑N330、25份炭黑N220、13份煤焦油、3份防老剂RD和1份防老剂BLE、30份芥酸酰胺、5份纳米抗静电剂SN。
对比例2覆盖胶的制备方法，具体步骤如下：
(1)塑炼：将70份天然橡胶、20份丁苯橡胶在开炼机上塑炼，辊距3mm，辊温控制在40～50℃，塑炼12min制成塑炼胶；(2)混炼：混炼分两段进行，一段混炼是先将塑炼胶投入密炼机中，密炼1min；然后开上顶栓加入18份氧化锌、3份硬脂酸、30份炭黑N330、25份炭黑N220、13份煤焦油、30份芥酸酰胺、5份纳米抗静电剂SN、3份防老剂RD和1份防老剂BLE，密炼3min，排胶温度控制在130-150℃，经翻炼、按厚度8～12mm出片、常温风机冷却制成一段混炼胶，停放8h；二段混炼是将一段混炼胶、2.0份硫磺、2份助交联剂TAIC，投入密炼机中，混炼3min，排胶温度控制在120～130℃，经翻炼、按厚度8～12mm出片、常温风机冷却即得二段混炼胶；(3)将步骤(2)得到的二段混炼胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为150℃，硫化压力为10MPa，硫化时间为40min，得到所述的抗静电防粘附输送带覆盖胶；该覆盖胶的物理机械性能如表1所示。
覆盖胶性能测定方法按照如下标准：
输送带覆盖胶的物理机械性能测试方法复合材料的力学性能；拉伸实验一律采用6.00mm宽裁刀制哑铃片，覆盖胶的物理机械性能拉伸速度为500mm/min，测试温度为25℃。
表1：本发明实施例1～3、对比例1、2的性能比较
如表1所示，通过实施例1～3、对比实施例1、2的性能对比，可以看出，加入芥酸酰胺和纳米抗静电剂覆盖胶耐磨性能均为明显的提高，且吸附物料能力下降，起到抗静电防粘附效果；而再加入改性木质素，则进一步提高了抗磨损和力学强度。
实施本申请的抗静电防粘附橡胶输送带时，下覆盖层橡胶也可以采用本申请的抗静电防粘附输送带覆盖胶，芯层可以根据工况需要选择钢丝绳芯、整体织物芯等。硫化前，先将上、下覆盖层橡胶的混炼胶与芯层材料在预成型生产线上复合成带胚，然后在平面硫化机上硫化成型，获得输送带产品。
上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施例的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和实施例中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。
Claims (10)
1.一种抗静电防粘附输送带覆盖胶，其特征在于，配方比例按重量份计如下：60～70份天然橡胶、10-20份丁苯橡胶、5～30份芥酸酰胺、2～7份硫化剂硫磺、1～5份助交联剂TAIC、2～30份氧化锌、1～5份硬脂酸、30～60份补强剂、5～20软化剂、1～5份防老剂、1～5份纳米抗静电剂；4～7份改性木质素。
2.根据权利要求1所述的抗静电防粘附输送带覆盖胶，其特征在于：所述的纳米抗静电剂为纳米抗静电剂SN、抗静电剂B-1、抗静电剂B-2或抗静电剂MOA-3PK。
3.根据权利要求1所述的抗静电防粘附输送带覆盖胶，其特征在于：所述补强剂为炭黑N220、炭黑N234、炭黑N115、炭黑N550、炭黑N330、白炭黑中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的抗静电防粘附输送带覆盖胶，其特征在于：所述软化剂为石油系增塑剂、松油系增塑剂、煤焦油系增塑剂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的抗静电防粘附输送带覆盖胶，其特征在于：所述防老剂为微晶蜡、防老剂RD、防老剂4020、防老剂BLE、防老剂MB中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的抗静电防粘附输送带覆盖胶，其特征在于，所述改性木质素是由下述重量份的原料组成的：2-溴-2-甲基丙酰溴6～8份、4-二甲氨基吡啶4～5份、木质素40～50份、丙烯酰胺90～100份、2,2'-联吡啶3～4份。
7.根据权利要求6所述的抗静电防粘附输送带覆盖胶，其特征在于，所述改性木质素的制备方法，包括以下步骤：
(1)取木质素，加入到其重量50-80倍的N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌条件下加入4-二甲氨基吡啶，搅拌均匀，送入到冰水浴中，加入2-溴-2-甲基丙酰溴，静止1-2小时，出料，常温搅拌18-20小时，真空抽滤，将滤饼水洗，55℃下真空干燥，得引发剂；
(2)取丙烯酰胺，加入到其重量7-10倍的去离子水中，搅拌均匀，得丙烯酰胺水溶液；
(3)取上述引发剂，加入到其重量30-40倍的N,N-二甲基甲酰胺中，加入2,2'-联吡啶，搅拌均匀，加入丙烯酰胺水溶液，加入到聚合槽中，采用卤光灯照射，照射温度为55-60℃，照射时间为2-3小时，出料，抽滤，加入滤饼重量10-20倍的N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，在70-80℃下反应2-3小时，出料，抽滤，真空干燥。
8.根据权利要求7所述的抗静电防粘附输送带覆盖胶，其特征在于：步骤(3)中，所述的真空干燥温度为70-75℃，干燥时间为2-3小时。
9.根据权利要求1-8任一权利要求所述的抗静电防粘附输送带覆盖胶，其特征在于，按照以下方法步骤制得：
(1)塑炼：取天然橡胶、丁苯橡胶于开炼机上塑炼，其辊距2～4mm，辊温控制在40～50℃，塑炼10～15min得到塑炼胶；
(2)混炼：混炼分两段进行，一段混炼先将步骤(1)制得的塑炼胶与改性木质素混合，投入密炼机中，密炼1～2min；然后开上顶栓，加入补强剂、氧化锌、芥酸酰胺、软化剂、防老剂和硬脂酸，密炼3～5min，排胶温度控制在130～150℃，经翻炼、按厚度8～12mm出片、常温风机冷却制得一段混炼胶，停放6～10h；随后进行二段混炼，取制得的一段混炼胶、硫化剂硫磺、助交联剂TAIC、纳米抗静电剂投入密炼机中，混炼3～4min，排胶温度控制在120～130℃，经翻炼、按厚度8～12mm出片、常温风机冷却制得二段混炼胶；
(3)硫化：将步骤(2)得到的二段混炼胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140～160℃，硫化压力为10～15MPa，硫化时间为20～40min，得到所述抗静电防粘附输送带覆盖胶。
10.抗静电防粘附橡胶输送带，包括上覆盖胶层，其特征在于：所述上覆盖胶层采用权利要求9的抗静电防粘附输送带覆盖胶。
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