CN115612191A - 一种耐高温耐老化阻燃橡胶材料、贴胶、耐高温高粘结阻燃橡胶输送带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种耐高温耐老化阻燃橡胶材料、贴胶、耐高温高粘结阻燃橡胶输送带及其制备方法，涉及橡胶技术领域。采用本发明的耐高温耐老化阻燃橡胶材料作为覆盖胶，配合本发明贴胶制备的输送带，具有良好的耐高温、耐老化和高粘结性能。实施例的结果表明，本发明得到的耐高温输送带最高短时耐受温度可达250℃，可以解决很多工业应用中橡胶在高温环境下因为热氧老化而失效的问题。

Description

一种耐高温耐老化阻燃橡胶材料、贴胶、耐高温高粘结阻燃橡 胶输送带及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种耐高温耐老化阻燃橡胶材料、贴胶、耐高温高粘结阻燃橡胶输送带及其制备方法。
背景技术
耐高温输送带是一种特种重型输送带，主要用于输送钢铁、水泥、焦炭等行业的高温物料，使用耐受温度普遍在125℃及以上。目前，耐高温输送带覆盖胶基体材料主要以三元乙丙橡胶为主，但三元乙丙橡胶也只能在150℃下长期使用，而钢铁、水泥等行业需要耐高温输送带长时间在高温恶劣环境下作业，环境温度经常大幅超出三元乙丙橡胶所能承受的范围，长时间在高温下使用易发生碳化、龟裂等问题，大大降低了输送带的使用寿命。
硅橡胶、氟橡胶、乙华平橡胶的耐高温性能优于三元乙丙橡胶，特别是硅橡胶和氟橡胶，在所有橡胶材料中耐高温性能最好，可以在200～350℃的高温下使用。中国专利CN104495215A提供了一种由硅橡胶、氟橡胶或乙华平橡胶作为基体的输送带覆盖胶，虽然在添加马来酸酐型粘合剂的情况下提高了其与聚酯帆布间的粘合性，但整体力学性能不高，拉伸强度最高仅为13.6MPa，这大大限制了其应用范围。HNBR(氢化丁腈橡胶)的分子结构含有较少或不含碳-碳双键，HNBR不仅具有NBR(丁腈橡胶)的耐油和耐磨等性能，更具有优异的耐热氧、耐臭氧和耐化学介质性能，是目前具有发展潜力的橡胶品种之一，在许多方面已经取代了氟橡胶等其他特种橡胶。申请号为CN202110226239.0的发明专利公开了一种耐温的氢化丁腈橡胶，将氢化丁腈橡胶和丁腈橡胶相混合，降低了生产成本，通过两种橡胶的混合使用，补强了产品的性能，提高产品的物性性能，但因为其加入了丁腈橡胶，其总体各项性能参数仍然偏低，老化后断裂伸长率下降明显。
耐高温输送带的骨架层一般由耐热材料，如多层耐热帆布或钢丝绳芯、金属螺旋网、钢帘网等材料构成，以多层耐热帆布为骨架层的耐高温输送带的耐受温度为200℃以下，当温度高于200℃时，多层耐热帆布构成的骨架层极易被烧穿，而且很难再修复，导致耐高温输送带使用寿命较短。而以金属材料为骨架层的耐高温输送带的耐灼烧性能较好，适于在温度较高，如300℃的条件下使用，但以金属材料为骨架层的耐高温输送带重量重，能耗高，且金属与橡胶间粘合性能难以保障。如申请号为200510125299.4的中国专利公开了一种钢丝绳芯耐高温输送带，通过在钢丝绳芯构成的骨架中铺设横向增强纤维帆布，使得钢丝绳芯不会出现纵向裂口等失效现象。但是，该耐高温输送带中，覆盖胶的耐灼烧性能较差，输送高温红火的过程中，覆盖胶的物理机械性能迅速下降，出现老化、脆化甚至脱落等现象，与骨架层的耐高温寿命不匹配。公开号为CN102275712A的中国专利公开了一种耐高温输送带，采用钢帘网做骨架层，并采用硼酰化钴作为活性粘结剂增加粘合性，但制备的输送带在灼烧后的粘合强度依然不是很高。不仅存在整体重量重、能耗高的问题，还存在长时间使用导致覆盖胶起泡或剥离、脱落等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温耐老化阻燃橡胶材料、贴胶、耐高温高粘结阻燃橡胶输送带及其制备方法，采用本发明的耐高温耐老化阻燃橡胶材料作为覆盖胶，配合本发明贴胶制备的输送带，具有良好的耐高温、耐老化和高粘结性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种耐高温耐老化阻燃橡胶材料，以质量份数计，包括以下组分：100份第一橡胶基体；4～16份第一界面增容剂；9～16份阻燃剂；6～15份硫化体系；5～20份塑化剂；3～6份加工助剂；20～40份复合防老剂；15～45份补强剂；
所述第一橡胶基体包括三元乙丙橡胶和氢化丁腈橡胶；所述三元乙丙橡胶和氢化丁腈橡胶的质量比为1:9～6:4；
所述第一界面增容剂包括三元乙丙橡胶和接枝于所述三元乙丙橡胶侧链上的低分子量丁腈橡胶；
所述复合防老剂包括二氧化硅气凝胶、负载于所述二氧化硅气凝胶孔隙中的防老剂和包覆在所述二氧化硅气凝胶表面的硅烷偶联剂；
所述阻燃剂为聚磷酸铵和三聚氰胺，所述聚磷酸铵和三聚氰胺的质量比为(1～3)：1。
优选的，所述界面增容剂的制备方法包括以下步骤：
将三元乙丙橡胶和塑解剂进行塑炼，得到塑炼胶；所述塑解剂的质量为三元乙丙橡胶质量的0.3～1％；
将所述塑炼胶以及液体低分子量丁腈橡胶和引发剂进行密炼，发生接枝反应，得到所述界面增容剂；所述引发剂的质量为塑炼胶质量的0.05～5％；所述塑炼胶和液体低分子量丁腈橡胶的质量比为100：(5～25)；所述密炼的温度为160～175℃，时间为10～30min。
优选的，所述复合防老剂中防老剂的质量为二氧化硅气凝胶质量的6～16％；所述硅烷偶联剂的质量为二氧化硅气凝胶质量的5％以下。
优选的，所述加工助剂为氧化锌、氧化镁、硬脂酸和硼酸锌的一种或多种。
优选的，所述硫化体系由硫化交联剂和硫化促进剂组成；所述硫化交联剂为硫磺、过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、2-过氧化丁酮、偶氮二异丁腈和过氧化-2-乙基己酸叔丁酯中的一种或多种；所述的硫化促进剂为促进剂CZ、促进剂DM、促进剂TMTD和促进剂CBS的一种或多种。
本发明提供了一种贴胶，以质量份数计，包括以下组分：100份第二橡胶基体；4～16份第二界面增容剂；2～5份粘合剂；6～15份硫化体系；5～20份塑化剂；3～6份加工助剂；20～40份复合防老剂；20～45份补强剂；
所述第二橡胶基体包括天然橡胶和丁腈橡胶；所述天然橡胶和丁腈橡胶的质量比为9:1～6:4；
所述第二界面增容剂包括天然橡胶和接枝于所述天然橡胶侧链上的低分子量丁腈橡胶；
所述复合防老剂包括二氧化硅气凝胶、负载于所述二氧化硅气凝胶孔隙中的防老剂和包覆在所述二氧化硅气凝胶表面的硅烷偶联剂。
本发明提供了一种耐高温高粘结阻燃橡胶输送带，包括骨架层和覆盖在所述骨架层表面的覆盖胶，所述骨架层包括浸胶非金属纤维帘布和贴胶；所述贴胶位于浸胶非金属纤维帘布和覆盖胶之间；
所述覆盖胶为上述方案所述的耐高温耐老化阻燃橡胶材料；
所述贴胶为上述方案所述的贴胶；
所述浸胶非金属纤维帘布的制备方法包括：将非金属纤维帘布置于浸胶液中进行浸胶，然后取出依次进行干燥和固化，得到浸胶非金属纤维帘布；
所述浸胶液包括以下重量份的制备原料：水溶性环氧树脂3～10份，多元胺1～5份，SiO2气凝胶1～8份，胶乳80～240份，水100份；所述胶乳的固含量为30～50％。
优选的，所述非金属纤维帘布为碳纤维帘布、聚酰亚胺帘布、聚苯硫醚纤维帘布、玻璃纤维帘布、芳纶纤维帘布、碳化硅纤维帘布和玄武岩纤维帘布中的一种或混编帘布。
优选的，所述浸胶液的制备方法包括以下步骤：
将水溶性环氧树脂、水和多元胺混合，进行开环反应，得到开环产物；
将所述开环产物和胶乳混合，得到浸胶液前驱体；
将SiO2气凝胶分散到乙醇中，将所得分散液加入到浸胶液前驱体中，得到所述浸胶液。
本发明提供了上述方案所述耐高温高粘结阻燃橡胶输送带的制备方法，包括以下步骤：
将贴胶与浸胶非金属纤维帘布在压延机中进行压合，使浸胶非金属纤维帘布的上、下两个表面与贴胶紧密贴合；
将双面压合有贴胶的多层浸胶非金属纤维帘布在成型机上成型，使浸胶非金属纤维帘布与贴胶成为一体，得到骨架层；
将工作面覆盖胶、骨架层和非工作面覆盖胶从上到下依次贴合后进行硫化，得到耐高温阻燃橡胶输送带。
本发明采用界面增容剂(EPDM-g-LNBR)，以改善氢化丁腈橡胶与三元乙丙橡胶之间的相容性，从而改善氢化丁腈橡胶和三元乙丙橡胶基体的力学性能；采用物理负载防老剂的SiO2气凝胶作为防热氧老化体系，可以最大限度地增大防老剂在橡胶中的用量，而不降低力学性能，同时提高了二氧化硅气凝胶在橡胶中的分散性，由其所制备橡胶覆盖胶兼具良好的力学性能和耐高温老化性能；采用三聚氰胺、聚磷酸铵作为阻燃剂，与本发明的补强体系相互配合，避免因温度过高而导致的橡胶材料快速龟裂、燃烧等现象。因此，本发明提供的耐高温耐老化阻燃橡胶材料兼具良好的力学强度、断裂伸长率和耐热氧老化性能；将其用于输送带的覆盖胶，使覆盖胶兼具良好的力学性能、阻燃性能和耐高温老化性能。
本发明耐高温高粘结阻燃橡胶输送带用骨架层的纤维结构采用了新型环保浸胶体系对纤维进行了表面处理，使其与贴胶之间的粘合性显著提高，并且在长时间高温下仍具有很强的粘合性。
本发明耐高温高粘结阻燃橡胶输送带用骨架层的贴胶采用天然橡胶与丁腈橡胶在增容剂NR-g-LNBR条件下增容性共混料作为基体，采用物理负载防老剂的SiO2气凝胶作为防热氧老化体系，由此制备的贴胶与浸胶纤维间高粘合性可抵抗高温长时间的热氧老化，从而保障了输送带在高温条件下使用而不发生胶与胶之间、以及胶与纤维之间的剥离、脱落等问题，延长了输送带使用寿命。
实施例的结果表明，本发明得到的耐高温输送带最高短时(高温物料接触时间10～30min)耐受温度可达250℃，可以解决很多工业应用中橡胶在高温环境下因为热氧老化而失效的问题。
具体实施方式
本发明提供了一种耐高温耐老化阻燃橡胶材料，以质量份数计，包括以下组分：100份第一橡胶基体；4～16份第一界面增容剂；9～16份阻燃剂；6～15份硫化体系；5～20份塑化剂；3～6份加工助剂；20～40份复合防老剂；15～45份补强剂；
所述第一橡胶基体包括三元乙丙橡胶和氢化丁腈橡胶；所述三元乙丙橡胶和氢化丁腈橡胶的质量比为1:9～6:4；
所述第一界面增容剂包括三元乙丙橡胶和接枝于所述三元乙丙橡胶侧链上的低分子量丁腈橡胶；
所述复合防老剂包括二氧化硅气凝胶、负载于所述二氧化硅气凝胶孔隙中的防老剂和包覆在所述二氧化硅气凝胶表面的硅烷偶联剂；
所述阻燃剂为聚磷酸铵和三聚氰胺，所述聚磷酸铵和三聚氰胺的质量比为(1～3)：1。
在本发明中，未经特殊说明，所用原料均为本领域熟知的市售商品。
以质量份数计，本发明提供的耐高温耐老化阻燃橡胶材料包括100份第一橡胶基体。在本发明中，所述第一橡胶基体包括三元乙丙橡胶和氢化丁腈橡胶；所述三元乙丙橡胶和氢化丁腈橡胶的质量比为1:9～6:4，优选为2:8～4:6。本发明采用三元乙丙橡胶和氢化丁腈橡胶为基体，具有良好的耐热氧老化性能。
以所述第一橡胶基体的质量份数为基准，本发明提供的耐高温耐老化阻燃橡胶材料包括4～16份第一界面增容剂，优选为6～14份，更优选为8～12份。在本发明中，所述第一界面增容剂包括三元乙丙橡胶和接枝于所述三元乙丙橡胶侧链上的低分子量丁腈橡胶。
在本发明中，所述第一界面增容剂的制备方法优选包括以下步骤：
将三元乙丙橡胶和塑解剂进行塑炼，得到塑炼胶；所述塑解剂的质量为三元乙丙橡胶质量的0.3～1％；
将所述塑炼胶以及液体低分子量丁腈橡胶和引发剂进行密炼，发生接枝反应，得到所述第一界面增容剂；所述引发剂的质量为塑炼胶质量0.05～5％；所述塑炼胶和液体氢化丁腈橡胶的质量比为100：(2～25)；所述密炼的温度为160～175℃，时间为10～30min。
本发明将三元乙丙橡胶和塑解剂进行塑炼，得到塑炼胶。在本发明中，所述塑解剂优选为塑解剂SJ-103、塑解剂DBD、塑解剂HTA、塑解剂PCTP、塑解剂SS和塑解剂A86中的一种或多种。在本发明中，所述塑解剂能够对三元乙丙橡胶进行塑解，降低分子量，从而保证后续接枝反应顺利进行。在本发明中，所述塑解剂的质量优选为三元乙丙橡胶质量的0.3～0.8％。
在本发明中，所述塑炼的温度优选为60～70℃，更优选为65～68℃；时间优选为8～15min，更优选为9～13min；所述塑炼优选在开炼机上进行；所述开炼机的辊距优选为0.8～1.5mm，更优选为1.0～1.2mm；所述开炼机的转速优选为15～20r/min，更优选为16～18r/min。
得到塑炼胶后，本发明将所述塑炼胶以及液体低分子量丁腈橡胶和引发剂进行密炼，发生接枝反应，得到所述第一界面增容剂。
在本发明中，所述液体低分子量丁腈橡胶的数均分子量优选为2000～10000。在本发明中，所述引发剂的质量优选为塑炼胶质量0.2～4.5％，更优选为0.5～4％，进一步优选为2～3％；所述塑炼胶和液体低分子量丁腈橡胶的质量比优选为100：(2～20)；所述密炼的温度优选为165～170℃，时间优选为15～25min。在本发明中，液体低分子量丁腈橡胶的分子量较低，其能够与三元乙丙橡胶发生接枝反应，从而接枝到三元乙丙橡胶上，形成主链为三元乙丙橡胶，侧链为低分子量丁腈橡胶的支化聚合物，可以显著增容不相容的三元乙丙橡胶和氢化丁腈橡胶，进而提高耐高温耐老化阻燃橡胶材料的力学性能。
以所述第一橡胶基体的质量份数为基准，本发明提供的耐高温耐老化阻燃橡胶材料包括9～16份阻燃剂，优选为10～15份，更优选为12～13份。在本发明中，所述阻燃剂为聚磷酸铵和三聚氰胺，所述聚磷酸铵和三聚氰胺的质量比优选为(1～3)：1，更优选为(1.5～2.5)：1。本发明采用三聚氰胺、聚磷酸铵作为阻燃剂，与本发明的补强体系相互配合，避免因温度过高而导致的橡胶材料快速龟裂、燃烧等现象。
以所述第一橡胶基体的质量份数为基准，本发明提供的耐高温耐老化阻燃橡胶材料包括6～15份硫化体系，优选为10～13份。在本发明中，所述硫化体系优选由硫化交联剂和硫化促进剂组成；所述硫化交联剂和硫化促进剂的质量比优选为(2～5)：1。在本发明中，所述硫化交联剂优选为硫磺、过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、2-过氧化丁酮、偶氮二异丁腈和过氧化-2-乙基己酸叔丁酯中的一种或多种，更优选为硫磺、过氧化二异丙苯和TAIC的组合，所述硫磺、过氧化二异丙苯(DCP)和三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)的质量比优选为2:(2～4):1；所述的硫化促进剂优选为促进剂CZ、促进剂DM、促进剂TMTD和促进剂CBS的一种或多种，更优选为促进剂CZ和促进剂DM的组合，所述促进剂CZ和促进剂DM的质量比优选为1：(1～2)。在本发明中，所述硫化体系的作用是使橡胶基体发生交联。
以所述第一橡胶基体的质量份数为基准，本发明提供的耐高温耐老化阻燃橡胶材料包括5～20份塑化剂，优选为8～16份，更优选为10～14份。在本发明中，所述塑化剂优选为烃油、环烷油、环氧大豆油、液体聚硫橡胶、2280石蜡油的一种或多种，更优选为液体聚硫橡胶。在本发明中，所述塑化剂的作用是软化橡胶基体。
以所述第一橡胶基体的质量份数为基准，本发明提供的耐高温耐老化阻燃橡胶材料包括3～6份加工助剂，优选为4～5份。在本发明中，所述加工助剂优选为氧化锌、氧化镁、硬脂酸和硼酸锌中的一种或多种，更优选为氧化锌和硬脂酸，所述氧化锌和硬脂酸的质量比为(2～4)：1。在本发明中，所述加工助剂的作用是使橡胶基体活化，便于加工和增加后期交联反应程度。
以所述第一橡胶基体的质量份数为基准，本发明提供的耐高温耐老化阻燃橡胶材料包括20～40份复合防老剂，优选为25～35份，更优选为28～32份。在本发明中，所述复合防老剂包括二氧化硅气凝胶、负载于所述二氧化硅气凝胶孔隙中的防老剂和包覆在所述二氧化硅气凝胶表面的硅烷偶联剂。所述防老剂优选为防老剂4010NA、防老剂RD和防老剂MB中的一种或多种，更优选为防老剂4010NA；所述硅烷偶联剂优选为3-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(3,4环氧环己烷基)三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷和双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物中的一种或多种，更优选为双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物。
在本发明中，所述复合防老剂中防老剂的质量优选为二氧化硅气凝胶质量的6～16％，更优选为6～10％；所述硅烷偶联剂的质量优选为二氧化硅气凝胶质量的5％以下，更优选为1～4％。本发明利用二氧化硅气凝胶孔隙率高、吸附能力强的特点，将防老剂负载于二氧化硅气凝胶孔隙中，防老剂在与橡胶复合后能够从二氧化硅气凝胶孔隙处缓慢释放，不发生迁出喷霜的现象，进而可以提高橡胶中防老剂的用量，提高橡胶的防老化能力。此外，本发明将防老剂负载到二氧化硅气凝胶孔隙中，得到的复合防老剂兼具防老和补强功能。本发明将硅烷偶联剂包覆在二氧化硅气凝胶表面可以提高二氧化硅气凝胶在橡胶中的分散性，利用本发明复合防老剂制备的橡胶材料兼具良好的力学性能和耐老化性能。
在本发明中，所述复合防老剂的制备优选包括以下步骤：将二氧化硅气凝胶与防老剂溶液混合后依次在负压和常压条件下进行循环负载，得到负载物；在搅拌条件下向所述负载物中滴加硅烷偶联剂，得到所述复合防老剂。
在本发明中，所述防老剂溶液优选由防老剂与有机溶剂混合得到。在本发明中，所述有机溶剂优选为二氯甲烷、丙酮和乙醇中的至少一种，更优选为乙醇。在本发明中，所述防老剂溶液的质量浓度优选为0.5～5％，进一步优选为0.5～3％。在本发明中，所述二氧化硅气凝胶的质量以100份计，所述防老剂溶液中防老剂的质量优选为6～20份，更优选为6～16份。在本发明中，所述二氧化硅气凝胶与防老剂溶液的混合优选在超声条件下混合；所述超声的时间优选为25～35min，更优选为28～30min；所述超声的频率优选为40～100kHz，更优选为40～50kHz。在本发明中，所述负压优选为-0.05～-0.08MPa，更优选为-0.06～-0.07MPa；所述负压的保持时间优选为20～30min，更优选为20～25min；所述常压的保持时间优选为10～20min，更优选为10～15min；所述循环的次数优选为3～5次，更优选为3～4次。本发明反复在负压和常压条件下进行负载，负压能够排除二氧化硅气凝胶内部的空气，恢复到常压能够在大气压作用下将防老剂溶液压入气凝胶的微小孔洞中，实现防老剂的负载。
负载完成后，本发明优选将所述负载得到的产物依次进行分离和干燥，得到负载物。在本发明中，所述分离优选为过滤或离心。本发明对所述干燥的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的干燥操作即可。
得到负载物后，本发明在搅拌条件下向所述负载物中滴加硅烷偶联剂，得到所述复合防老剂。在本发明中，所述硅烷偶联剂的添加量优选根据复合防老剂中硅烷偶联剂的含量确定。在本发明中，所述搅拌优选为：以50～100r/min的转速搅拌15～30min后再以1000～2000r/min的转速搅拌15～30min。本发明对所述硅烷偶联剂的滴加速率没有特殊要求，逐滴滴加即可。
以所述第一橡胶基体的质量份数为基准，本发明提供的耐高温耐老化阻燃橡胶材料包括15～45份补强剂，优选为20～40份，更优选为25～35份。在本发明中，所述补强剂优选为炭黑、白炭黑、甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸镁的一种或几种组成，优选为甲基丙烯酸锌/炭黑的组合，所述甲基丙烯酸锌/炭黑的组合中，炭黑与甲基丙烯酸锌的质量比为(2～8)：1。
本发明对所述耐高温耐老化阻燃橡胶材料的制备方法没有特殊要求，根据其用途采用本领域熟知的制备方法即可。
当所述耐高温耐老化阻燃橡胶材料用作输送带的覆盖胶时，本发明优选采用三段增容性混炼法制备耐高温耐老化阻燃橡胶材料，所述耐高温耐老化阻燃橡胶材料的制备方法优选包括以下步骤：
密炼机温度设为80～140℃，转速20～60r/min，将第一界面增容剂、HNBR(氢化丁腈橡胶)、EPDM(三元乙丙橡胶)密炼180～300s，制备得到母炼胶；再加入加工助剂、复合防老剂、补强剂、塑化剂、阻燃剂密炼180～300s；将密炼机温度控制在50～100℃，加入硫化体系密炼200～400s，冷却出料，得到混炼胶；
将所述混炼胶在压延机中压延成片，得到耐高温耐老化阻燃橡胶材料。经上述方案制备得到的耐高温耐老化阻燃橡胶材料可直接用作覆盖胶片。在本发明中，压延机上辊、中辊和下辊温度分别优选为80～90℃、70～80℃和50～60℃。
上述制备过程中，耐高温耐老化阻燃橡胶材料并未进行硫化。本领域技术人员也可以根据需求进行硫化。
本发明提供了一种贴胶，以质量份数计，包括以下组分：100份第二橡胶基体；4～16份第二界面增容剂；2～5份粘合剂；6～15份硫化体系；5～20份塑化剂；3～6份加工助剂；20～40份复合防老剂；20～45份补强剂；
所述第二橡胶基体包括天然橡胶和丁腈橡胶；所述天然橡胶和丁腈橡胶的质量比为9:1～6:4；
所述第二界面增容剂包括天然橡胶和接枝于所述天然橡胶侧链上的低分子量丁腈橡胶；
所述复合防老剂包括二氧化硅气凝胶、负载于所述二氧化硅气凝胶孔隙中的防老剂和包覆在所述二氧化硅气凝胶表面的硅烷偶联剂。
以质量份数计，本发明提供的贴胶包括100份第二橡胶基体；所述第二橡胶基体包括天然橡胶和丁腈橡胶；所述天然橡胶和丁腈橡胶的质量比为9:1～6:4，优选为8:2～7:3。
以所述第二橡胶基体的质量份数为基准，本发明提供的贴胶包括4～16份第二界面增容剂，优选为6～14份，更优选为8～12份。在本发明中，所述第二界面增容剂包括天然橡胶和接枝于所述天然橡胶侧链上的低分子量丁腈橡胶。在本发明中，所述第二界面增溶剂的制备方法优选包括以下步骤：
将天然橡胶和塑解剂进行塑炼，得到塑炼胶；所述塑解剂的质量为天然橡胶质量的0.3～1％；
将所述塑炼胶以及液体低分子量丁腈橡胶和引发剂进行密炼，发生接枝反应，得到所述第二界面增容剂；所述引发剂的质量为塑炼胶质量0.05～5％；所述塑炼胶和液体氢化丁腈橡胶的质量比为100：(2～25)；所述密炼的温度为160～175℃，时间为10～30min。
在本发明中，所述塑炼的温度优选为60～80℃，时间优选为8～15min；所述塑炼优选在开炼机上进行；所述开炼机的辊距优选为0.8～1.5mm，更优选为1.0～1.2mm；所述开炼机的转速优选为15～20r/min，更优选为16～18r/min。
在本发明中，所述液体低分子量丁腈橡胶的数均分子量优选为2000～10000。在本发明中，所述引发剂的质量优选为塑炼胶质量0.2～4.5％，更优选为0.5～4％，进一步优选为2～3％；所述塑炼胶和液体低分子量丁腈橡胶的质量比优选为100：(2～20)；所述密炼的温度优选为160～175℃，时间优选为10～30min。
在本发明中，制备所述第二界面增容剂所用塑解剂和引发剂的种类同制备第一界面增容剂时所用塑解剂和引发剂的种类，这里不再赘述。在本发明中，液体低分子量丁腈橡胶的分子量较低，其能够与天然橡胶发生接枝反应，从而接枝到天然橡胶上，可以显著增容天然橡胶和丁腈橡胶，进而提高贴胶的力学性能。
以所述第二橡胶基体的质量份数为基准，本发明提供的贴胶包括2～5份粘合剂，优选为3～4份。在本发明中，所述粘合剂优选为古马隆树脂、粘合剂RS、粘合剂RA和改性甲苯二酚甲醛树脂(SL-3062)中的至少一种或多种组合。
以所述第二橡胶基体的质量份数为基准，本发明提供的贴胶包括6～15份硫化体系，优选为7～10份。在本发明中，所述硫化体系优选由硫化交联剂和硫化促进剂组成；所述硫化交联剂和硫化促进剂的质量比优选为(2～5)：1。在本发明中，所述硫化交联剂优选为硫磺、过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、2-过氧化丁酮、偶氮二异丁腈和过氧化-2-乙基己酸叔丁酯中的一种或多种，更优选为硫磺、过氧化二异丙苯和TAIC的组合，所述硫磺和三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)的质量比优选为2:3；所述的硫化促进剂优选为促进剂CZ、促进剂DM、促进剂TMTD和促进剂CBS的一种或多种，更优选为促进剂CZ和促进剂DM的组合，所述促进剂CZ和促进剂DM的质量比优选为1：(1～2)。
以所述第二橡胶基体的质量份数为基准，本发明提供的贴胶包括5～20份塑化剂，优选为8～18份，更优选为10～14份。在本发明中，所述塑化剂优选为芳烃油、环烷油、液体聚硫橡胶中的一种或几种组成。
以所述第二橡胶基体的质量份数为基准，本发明提供的贴胶包括3～6份加工助剂，优选为4～5份。在本发明中，所述加工助剂同制备所述耐高温耐老化阻燃橡胶材料中所用加工助剂，这里不再赘述。
以所述第二橡胶基体的质量份数为基准，本发明提供的贴胶包括20～40份复合防老剂，优选为25～35份，更优选为30～32份。在本发明中，所述复合防老剂同制备所述耐高温耐老化阻燃橡胶材料中所用复合防老剂，这里不再赘述。
以所述第二橡胶基体的质量份数为基准，本发明提供的贴胶包括20～45份补强剂，优选为25～40份，更优选为28～35份。在本发明中，所述补强剂同制备所述耐高温耐老化阻燃橡胶材料中所用补强剂，这里不再赘述。
本发明优选采用三段增容性混炼法制备贴胶。在本发明中，所述贴胶的制备方法优选包括以下步骤:
密炼机温度设为80～135℃，转速20～60r/min，将第二界面增容剂、NR(天然橡胶)、NBR(丁腈橡胶)密炼180～300s，制备得到母炼胶；再加入加工助剂、复合防老剂、补强剂、粘合剂、塑化剂密炼180～300s；将密炼机温度控制在50～100℃，加入硫化体系密炼200～400s，冷却出料，得到混炼胶。
将所述混炼胶在压延机中压延成片，制备得到贴胶。
所述压延机上辊、中辊和下辊温度分别优选为80～90℃、70～80℃和50～60℃。
本发明提供了一种耐高温高粘结阻燃橡胶输送带，包括骨架层和覆盖在所述骨架层表面的覆盖胶，所述骨架层包括浸胶非金属纤维帘布和贴胶；所述贴胶位于浸胶非金属纤维帘布和覆盖胶之间；
所述覆盖胶为上述方案所述的耐高温耐老化阻燃橡胶材料；
所述贴胶为上述方案所述的贴胶；
所述浸胶非金属纤维帘布的制备方法包括：将非金属纤维帘布置于浸胶液中进行浸胶，然后取出依次进行干燥和固化，得到浸胶非金属纤维帘布；
所述浸胶液包括以下重量份的制备原料：水溶性环氧树脂3～10份，多元胺1～5份，SiO2气凝胶1～8份，胶乳80～240份，水100份；所述胶乳的固含量为30～50％。
本发明对所述耐高温高粘结阻燃橡胶输送带的覆盖胶和贴胶不再赘述。
下面对本发明的浸胶液进行说明。
本发明提供的浸胶液，包括以下重量份的制备原料：水溶性环氧树脂3～10份，多元胺1～5份，SiO2气凝胶1～8份，胶乳80～240份，水100份；所述胶乳的固含量为30～50％。
在本发明中，所述水优选为去离子水；所述水溶性环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂、乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、1,2-丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、二缩水甘油醚和三羟甲基丙烷缩水甘油醚中的一种或多种；所述多元胺优选为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、4-二甲氨基吡啶和二甲氨基二甲烷中的一种或多种；所述胶乳为丁吡胶乳、丁苯胶乳、丁苯吡胶乳、乙烯吡啶胶乳、氯磺聚乙烯胶乳、丁腈胶乳或羟基丁苯吡胶乳。
在本发明中，所述水优选为4～9份，更优选为5～8份；所述多元胺优选为1～5份，更优选为2～4份；所述SiO2气凝胶优选为2～7份，更优选为3～6份。在本发明中，所述SiO2气凝胶的平均粒径优选小于15μm。在本发明中，所述胶乳优选为100～220份，更优选为140～200份。
在本发明中，环氧树脂和多元胺反应可以生成类似RF树脂的结构，这种结构可以与帘布表面和橡胶都有较强的粘结，从而大大提高帘布与橡胶间的粘合力。本发明利用SiO2气凝胶具有大比表面积，在浸渍中实现密集型网状体型分布，环氧树脂则起到填充封闭网络空隙的作用，避免橡胶中胺类和醇类物质直接去攻击纤维帘布，增强效果显著。
在本发明中，所述浸胶液的制备方法优选包括以下步骤：
将水溶性环氧树脂、水和多元胺混合，进行开环反应，得到开环产物；
将所述开环产物和胶乳混合，得到浸胶液前驱体；
将SiO2气凝胶分散到乙醇中，将所得分散液加入到浸胶液前驱体中，得到所述浸胶液。
本发明将水溶性环氧树脂、水和多元胺混合，进行开环反应，得到开环产物。在本发明中，所述混合优选包括：将水溶性环氧树脂加入到水中，然后加入多元胺。在本发明中，所述开环反应的温度优选为30～70℃，更优选为40～60℃，时间优选为0.5～1h。在本发明中，所述开环反应优选在搅拌条件下进行。本发明在所述开环反应过程中，环氧基和多元胺的氨基发生了开环反应，从而形成一种网状结构。
得到开环产物后，本发明将所述开环产物和胶乳混合，得到浸胶液前驱体。本发明优选将胶乳加入到所述开环产物中。在本发明中，所述混合优选在室温搅拌条件下进行，所述搅拌的转速优选为200～500转/分；所述搅拌的时间优选为2～3h。
得到浸胶液前驱体后，本发明将SiO2气凝胶分散到乙醇中，将所得分散液加入到浸胶液前驱体中，得到所述浸胶液。
在本发明中，所述乙醇的质量优选为SiO2气凝胶质量的5～15倍，更优选为8～12倍。本发明使用乙醇是为了将SiO2气凝胶更好的溶解在浸胶液中，乙醇会在制备过程中挥发，最终在浸胶液中无残留或少部分残留。
将所述分散液加入到浸胶液前驱体中后，本发明优选机械搅拌0.5～1h，然后超声处理10min。
下面对浸胶非金属纤维帘布的制备方法进行说明。
在本发明中，所述浸胶非金属纤维帘布的制备方法优选包括：将非金属纤维帘布置于浸胶液中进行浸胶，然后取出依次进行干燥和固化，得到浸胶非金属纤维帘布。
在本发明中，所述非金属纤维帘布优选为碳纤维帘布、聚酰亚胺帘布、聚苯硫醚纤维帘布、玻璃纤维帘布、芳纶纤维帘布、碳化硅纤维帘布玄武岩纤维帘布中的一种或混编帘布。在本发明中，所述浸胶优选在室温条件下进行，所述浸胶的时间优选为1～8min。在本发明中，所述干燥的温度优选为100～150℃，更优选为120～130℃；时间优选为1～15min，更优选为5～10min；所述固化的温度优选为180～230℃，更优选为200～210℃；时间优选为1～10min，更优选为4～7min。
本发明提供了上述方案所述耐高温高粘结阻燃橡胶输送带的制备方法，包括以下步骤：
将贴胶与浸胶非金属纤维帘布在压延机中进行压合，使浸胶非金属纤维帘布的上、下两个表面与贴胶紧密贴合；
将双面压合有贴胶的多层浸胶非金属纤维帘布在成型机上成型，使浸胶非金属纤维帘布与贴胶成为一体，得到骨架层；
将工作面覆盖胶、骨架层和非工作面覆盖胶从上到下依次贴合后进行硫化，得到耐高温阻燃橡胶输送带。
在本发明中，将贴胶与浸胶非金属纤维帘布在压延机中进行压合时，上辊、中辊和下辊温度分别为80～90℃、70～80℃和50～60℃。
在本发明中，工作面覆盖胶的厚度不低于6mm，非工作面覆盖胶片的厚度根据使用场合进行调整。在本发明中，所述硫化的温度优选为170～190℃，更优选为180℃，硫化时间优选为10～30min，更优选为20min，硫化压力优选为10～15Mpa，更优选为12～14Mpa。
下面结合实施例对本发明提供的耐高温耐老化阻燃橡胶材料、贴胶、耐高温高粘结阻燃橡胶输送带及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
以下对比例和实施例中采用的三元乙丙橡胶(4045)购于中石化三井石化有限责任公司；氢化丁腈橡胶(DN3405)购于山东道恩高分子材料股份有限公司，天然橡胶购于海南天然橡胶公司；ZDMA(甲基丙烯酸锌)购于东莞天越国际有限公司；低分子量液体丁腈橡胶(LNBR-40)购于兰州石化，分子量2000；炭黑购于江西黑猫炭黑股份有限公司；气相白炭黑购于株洲兴隆新材料股份有限公司；二氧化硅气凝胶购于华阳新材料集团有限公司；促进剂DM购于山东尚舜化工有限公司；氧化锌购于山东兴亚新材料有限公司；氧化镁购于邢台镁神化工有限公司；硬脂酸购于无锡市胜利门化工有限公司；偶联剂Si-69外购于南京能德新材料技术有限公司；聚磷酸铵、三聚氰胺外购于北京优胜力合化工有限公司；防老剂MB、防老剂4010NA均外购于上海瑞昆化工有限公司；防老剂RD外购于山东斯递尔化工科技有限公司。
对比例3以及实施例1～2中所用的界面增容剂EPDM-g-LNBR均采用如下方法制备得到：
(1)三元乙丙橡胶的塑解：将开炼机辊距设为1.2mm，转速设为20r/min，辊温控制在60℃；取1000g三元乙丙橡胶、3g塑解剂SJ-103在开炼机上塑炼，塑炼15min得到三元乙丙塑炼胶；
(2)混炼接枝：将1000g步骤(1)制得的塑炼胶与20g液体低分子量丁腈橡胶(LNBR-40)混匀加入到密炼机中，然后加入5g引发剂BPO关上压砣和外罩，控制密炼机温度175℃、转速60r/min下密炼30min；反应结束后冷却至室温，出料，即得到界面增容剂EPDM-g-LNBR。
对比例2～3以及实施例1～2中所用的复合防老剂均采用如下方法制备得到：
1)将80g防老剂455溶于5000g乙醇中制得到1.6％wt防老剂溶液；
2)将500g二氧化硅气凝胶置于步骤1)制备的防老剂溶液中，40kHz下超声分散30min，而后置于负压-0.06Mpa下20min，再在常压下保持20min，反复循环5次，而后将二氧化硅气凝胶分离出来。将分离出的固体物质充分干燥，得到负载物；
3)将上述步骤中得到的负载物置于高速搅拌机中，转速100r/min条件下，逐滴滴加气凝胶质量5％的偶联剂Si-69，搅拌15min；然后在1500r/min转速下搅拌20min，得到复合防老剂。
实施例3～5中采用的界面增容剂NR-g-LNBR采用如下方法制备得到：
双辊开炼机辊距设为1.2mm，转速20r/min，辊温控制在70℃；将1000g天然橡胶、5g塑解剂DBD在开炼机上塑炼15min得到天然橡胶塑炼胶；将制得的1000g塑炼胶与20g的液体低分子量丁腈橡胶(LNBR-40)混匀加入到密炼机中，然后加入3g的BPO关上压砣和外罩，密炼机温度控制为175℃、转速60r/min下密炼30min；反应结束后冷却至室温，出料，即得到界面增容剂NR-g-LNBR。
对比例5和实施例3～5中采用的复合防老剂的制备方法：
与实施例1的区别仅在于将防老剂445替换为防老剂4010NA。
实施例1～2
采用如下方法按照表1中各组分用量制备了本发明所述的覆盖胶：
采用三段增容性混炼法制备覆盖胶：密炼机温度设为110℃，转速60r/min，将EPDM-g-LNBR、HNBR、EPDM密炼300s，制备得到母炼胶；再加入硬脂酸、氧化锌、复合防老剂、炭黑、液体聚硫橡胶密炼300s；将密炼机温度控制在80℃，加入DCP，硫磺、TAIC、促进剂DM、促进剂CZ密炼200s，冷却出料。
将经过三段混炼的橡胶混炼胶在压延机中压延成片，得到覆盖胶片。压延机上辊、中辊和下辊温度分别为80℃、70℃和60℃。工作面覆盖胶片的厚度为6mm，非工作面覆盖胶片的厚度为4mm。
对比例1～3
与实施例1～2的区别仅在于组分种类和用量，具体见表1。
表1对比例1～3和实施例1～2覆盖胶中各组分用量(kg)
Figure BDA0003892262520000171
Figure BDA0003892262520000181
实施例4～5
采用如下方法按照表2中各组分用量制备了本发明所述的贴胶：
采用三段增容性混炼法制备贴胶：密炼机温度设为110℃，转速60r/min。将界面增容剂、NR(天然橡胶)、NBR(丁腈橡胶)密炼300s，制备得到NR/NBR母炼胶；再加入硬脂酸、氧化锌、复合防老剂、炭黑、白炭黑、古马隆树脂、粘合剂RA、芳烃油密炼300s；将密炼机温度控制在80℃，加入硫磺、TAIC、促进剂DM、促进剂CZ、ZDMA密炼200s，冷却出料，将经过三段混炼的橡胶混炼胶在压延机中压延成片，制备得到贴胶，压延机上辊、中辊和下辊温度分别为80℃、70℃和60℃。
对比例4～5和实施例3
与实施例4的区别仅在于组分种类和用量，具体见表2。
表2对比例4～6和实施例4～4贴胶配方(Kg)
Figure BDA0003892262520000182
Figure BDA0003892262520000191
实施例6～7
实施例6～7采用如下方法制备浸胶玄武岩纤维帘布：
将玄武岩纤维帘布在去离子水中超声处理30min清除表面油污，烘干；然后在60℃下浓度为8wt％的NaOH水溶液中浸渍30min，在压力0.1MPa下轧匀。然后在100℃烘干至含水量降低至5wt％以下。将烘干后的玄武岩纤维帘布在80℃质量分数为5wt％(指KH560和KH570的总质量分数)的KH560和KH570质量比为1/1的混合水溶液中浸泡30min，然后在压力0.1MPa下轧匀，再在100℃烘干20min制得改性玄武岩纤维帘布。将改性玄武岩纤维帘布置于浸胶液中进行浸渍处理，在室温下浸胶8min，然后于110℃下干燥15min，最后180℃固化5min，使浸胶液附着在纤维帘布表面，即得到浸胶玄武岩纤维帘布。
按表3中的组分配比采用如下方法制备了浸胶液：
将水性环氧树脂加入去离子水中，充分搅拌混合配成水分散液；然后加入多元胺，混合物在50℃条件下均匀搅拌0.5h。然后加入丁吡胶乳(固含量为43％)，常温下200转/分搅拌2h，得到均匀的浸胶液前驱体。然后将SiO2气凝胶加入到10倍质量的无水乙醇中搅拌，得到均匀的分散液。最后将分散液添加到浸渍液中，机械搅拌0.5h，即得到浸胶液。
表3浸胶液组分用量
Figure BDA0003892262520000192
Figure BDA0003892262520000201
实施例8
采用实施例2制备的覆盖胶、实施例7制备的浸胶玄武岩纤维帘布、实施例5制备的贴胶和采用如下方法制备了耐热高粘合阻燃橡胶输送带：
将得到的贴胶片与浸胶处理玄武岩纤维帘布在压延机中进行压合，使玄武岩纤维帘布上、下两个表面与贴胶紧密贴合，得到骨架层，进行压合时，上辊、中辊和下辊温度分别为80℃、70℃和60℃；将工作面覆盖胶、骨架层和非工作面覆盖胶在压延机上进行压延贴合，然后放到平板硫化机中进行硫化，硫化温度180℃，硫化时间20min，硫化压力14Mpa，得到耐高温阻燃橡胶输送带。
性能测试：
1、对上述对比例1～3和实施例1～2制备的覆盖胶进行了力学性能、耐热氧老化性能和耐灼烧性能的测试，测试结果见表4。拉伸和撕裂强度分别按GB/T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应应变性能的测定》和GB/T529-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定(裤形、直角形和新月形试样)》进行测试，拉伸速率为500mm/min，撕裂强度测试采用直角形试样。耐热氧老化性能测试方法按照GB3512-2001执行，老化温度200℃，老化时间96h。耐灼烧性能测试方法为直径30mm钢球加热到600℃，放在试样表面5min，取走钢球，冷却1h，毛刷将灼烧处清扫后，测量剩余厚度，然后在灼烧处20～30mm的范围内，选择3个点，测量原厚度，灼烧深度＝原厚度-剩余厚度；
表4对比例1～3和实施例1～2覆盖胶性能比较
Figure BDA0003892262520000202
Figure BDA0003892262520000211
由表4可以看出，相较于对比例1，对比例2多用了复合防老剂，耐热氧老化性能和力学性能增大，断裂伸长率变大；对比例3相比较于对比例2多用了界面增容剂，界面增容剂的加入使力学强度进一步增大，断裂伸长率增大；实施例1相比对比例3多用了阻燃剂，阻燃耐灼烧性能进一步提高，耐灼烧实验深度降低；实施例2相比实施例1，阻燃剂用量进一步增加，耐灼烧实验深度相比于实施例1进一步降低。
2、对对比例4～5和实施例3～5得到的贴胶进行了力学性能测试，测试结果见表5。
对由对比例4～5和实施例3～5得到的贴胶以及由实施例7制备得到的浸胶纤维帘布制备得到的骨架层进行了粘合性能测试，测试结果见表5。覆盖胶和骨架材料间的粘合强度按国家标准GB/T20021-2005执行。
表5对比例4～5和实施例3～5贴胶性能比较
Figure BDA0003892262520000212
Figure BDA0003892262520000221
由表5可知，复合防老剂的加入可以有效的改善橡胶的耐老化性以及与骨架材料间的粘合强度。
表4和表5的数据表明本发明的复合防老剂、界面增容剂可以较好改善橡胶的各项性能(拉伸强度、断裂伸长率、耐高温、耐热氧老化性能以及粘合强度)。
3、对实施例8制备的耐高温阻燃橡胶输送带进行了耐灼烧性能和耐热氧老化后的粘合强度进行了测试，测试方法同上，结果显示，灼烧深度为0.16±0.3mm；老化前后的粘合强度分别为15±0.5N/mm和9±0.5N/mm。说明采用本发明提供的覆盖胶、浸胶非金属纤维帘布和贴胶制备的耐高温阻燃橡胶输送带具有良好的耐热氧老化性能，且长时间耐受200℃热氧老化后，覆盖胶层与骨架层以及骨架层贴胶与纤维帘布间仍具有良好的粘合强度，使用寿命较长。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐高温耐老化阻燃橡胶材料，其特征在于，以质量份数计，包括以下组分：100份第一橡胶基体；4～16份第一界面增容剂；9～16份阻燃剂；6～15份硫化体系；5～20份塑化剂；3～6份加工助剂；20～40份复合防老剂；15～45份补强剂；
所述第一橡胶基体包括三元乙丙橡胶和氢化丁腈橡胶；所述三元乙丙橡胶和氢化丁腈橡胶的质量比为1:9～6:4；
所述第一界面增容剂包括三元乙丙橡胶和接枝于所述三元乙丙橡胶侧链上的低分子量丁腈橡胶；
所述复合防老剂包括二氧化硅气凝胶、负载于所述二氧化硅气凝胶孔隙中的防老剂和包覆在所述二氧化硅气凝胶表面的硅烷偶联剂；
所述阻燃剂为聚磷酸铵和三聚氰胺，所述聚磷酸铵和三聚氰胺的质量比为(1～3)：1。
2.根据权利要求1所述的耐高温耐老化阻燃橡胶材料，其特征在于，所述界面增容剂的制备方法包括以下步骤：
将三元乙丙橡胶和塑解剂进行塑炼，得到塑炼胶；所述塑解剂的质量为三元乙丙橡胶质量的0.3～1％；
将所述塑炼胶以及液体低分子量丁腈橡胶和引发剂进行密炼，发生接枝反应，得到所述界面增容剂；所述引发剂的质量为塑炼胶质量的0.05～5％；所述塑炼胶和液体低分子量丁腈橡胶的质量比为100：(5～25)；所述密炼的温度为160～175℃，时间为10～30min。
3.根据权利要求1所述的耐高温耐老化阻燃橡胶材料，其特征在于，所述复合防老剂中防老剂的质量为二氧化硅气凝胶质量的6～16％；所述硅烷偶联剂的质量为二氧化硅气凝胶质量的5％以下。
4.根据权利要求1所述的耐高温耐老化阻燃橡胶材料，其特征在于，所述加工助剂为氧化锌、氧化镁、硬脂酸和硼酸锌的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的耐高温耐老化阻燃橡胶材料，其特征在于，所述硫化体系由硫化交联剂和硫化促进剂组成；所述硫化交联剂为硫磺、过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰脲酸酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、2-过氧化丁酮、偶氮二异丁腈和过氧化-2-乙基己酸叔丁酯中的一种或多种；所述的硫化促进剂为促进剂CZ、促进剂DM、促进剂TMTD和促进剂CBS的一种或多种。
6.一种贴胶，其特征在于，以质量份数计，包括以下组分：100份第二橡胶基体；4～16份第二界面增容剂；2～5份粘合剂；6～15份硫化体系；5～20份塑化剂；3～6份加工助剂；20～40份复合防老剂；20～45份补强剂；
所述第二橡胶基体包括天然橡胶和丁腈橡胶；所述天然橡胶和丁腈橡胶的质量比为9:1～6:4；
所述第二界面增容剂包括天然橡胶和接枝于所述天然橡胶侧链上的低分子量丁腈橡胶；
所述复合防老剂包括二氧化硅气凝胶、负载于所述二氧化硅气凝胶孔隙中的防老剂和包覆在所述二氧化硅气凝胶表面的硅烷偶联剂。
7.一种耐高温高粘结阻燃橡胶输送带，其特征在于，包括骨架层和覆盖在所述骨架层表面的覆盖胶，所述骨架层包括浸胶非金属纤维帘布和贴胶；所述贴胶位于浸胶非金属纤维帘布和覆盖胶之间；
所述覆盖胶为权利要求1～5任一项所述的耐高温耐老化阻燃橡胶材料；
所述贴胶为权利要求6所述的贴胶；
所述浸胶非金属纤维帘布的制备方法包括：将非金属纤维帘布置于浸胶液中进行浸胶，然后取出依次进行干燥和固化，得到浸胶非金属纤维帘布；
所述浸胶液包括以下重量份的制备原料：水溶性环氧树脂3～10份，多元胺1～5份，SiO2气凝胶1～8份，胶乳80～240份，水100份；所述胶乳的固含量为30～50％。
8.根据权利要求7所述的耐高温高粘结阻燃橡胶输送带，其特征在于，所述非金属纤维帘布为碳纤维帘布、聚酰亚胺帘布、聚苯硫醚纤维帘布、玻璃纤维帘布、芳纶纤维帘布、碳化硅纤维帘布和玄武岩纤维帘布中的一种或混编帘布。
9.根据权利要求7所述的耐高温高粘结阻燃橡胶输送带，其特征在于，所述浸胶液的制备方法包括以下步骤：
将水溶性环氧树脂、水和多元胺混合，进行开环反应，得到开环产物；
将所述开环产物和胶乳混合，得到浸胶液前驱体；
将SiO2气凝胶分散到乙醇中，将所得分散液加入到浸胶液前驱体中，得到所述浸胶液。
10.权利要求7～9任一项所述耐高温高粘结阻燃橡胶输送带的制备方法，包括以下步骤：
将贴胶与浸胶非金属纤维帘布在压延机中进行压合，使浸胶非金属纤维帘布的上、下两个表面与贴胶紧密贴合；
将双面压合有贴胶的多层浸胶非金属纤维帘布在成型机上成型，使浸胶非金属纤维帘布与贴胶成为一体，得到骨架层；
将工作面覆盖胶、骨架层和非工作面覆盖胶从上到下依次贴合后进行硫化，得到耐高温阻燃橡胶输送带。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140206487A1 (en) * 2013-01-22 2014-07-24 Tsubakimoto Chain Co. Toothed belt
CN104692027A (zh) * 2015-03-04 2015-06-10 无锡宝通带业股份有限公司 玄武岩纤维输送带的制备方法
CN105542266A (zh) * 2015-12-16 2016-05-04 宁国市开源橡塑汽车零部件有限公司 一种高弹性环保阻燃橡胶材料
CN106084501A (zh) * 2016-08-01 2016-11-09 江苏士林电气设备有限公司 一种三元乙丙橡胶绝缘材料及其制备方法
CN106336581A (zh) * 2016-08-27 2017-01-18 无锡宝通科技股份有限公司 一种耐烧蚀耐老化输送带覆盖胶及其制备方法
CN107189102A (zh) * 2017-06-27 2017-09-22 华南理工大学 一种杂化填料负载型防老剂及其制备方法与应用
CN112175239A (zh) * 2019-07-03 2021-01-05 北京化工大学 一种具有长效性和可控性的复合防老剂及其制备方法与应用
CN113185779A (zh) * 2021-04-18 2021-07-30 安徽中意胶带有限责任公司 一种epdm/cm/hnbr耐高温的耐磨橡胶复合材料及其制备方法
JP2022132013A (ja) * 2021-02-26 2022-09-07 イーグル工業株式会社 リップシール

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140206487A1 (en) * 2013-01-22 2014-07-24 Tsubakimoto Chain Co. Toothed belt
CN104692027A (zh) * 2015-03-04 2015-06-10 无锡宝通带业股份有限公司 玄武岩纤维输送带的制备方法
CN105542266A (zh) * 2015-12-16 2016-05-04 宁国市开源橡塑汽车零部件有限公司 一种高弹性环保阻燃橡胶材料
CN106084501A (zh) * 2016-08-01 2016-11-09 江苏士林电气设备有限公司 一种三元乙丙橡胶绝缘材料及其制备方法
CN106336581A (zh) * 2016-08-27 2017-01-18 无锡宝通科技股份有限公司 一种耐烧蚀耐老化输送带覆盖胶及其制备方法
CN107189102A (zh) * 2017-06-27 2017-09-22 华南理工大学 一种杂化填料负载型防老剂及其制备方法与应用
CN112175239A (zh) * 2019-07-03 2021-01-05 北京化工大学 一种具有长效性和可控性的复合防老剂及其制备方法与应用
JP2022132013A (ja) * 2021-02-26 2022-09-07 イーグル工業株式会社 リップシール
CN113185779A (zh) * 2021-04-18 2021-07-30 安徽中意胶带有限责任公司 一种epdm/cm/hnbr耐高温的耐磨橡胶复合材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
谢艳霞;司元岭;宗志敏;孙桂美;汪光亮;魏贤勇;: "国内外耐高温输送带的研究与开发", 世界橡胶工业, no. 11, pages 18 - 25 *
雷昌纯,张立群,李洪福,吴友平,冯予星: "HNBR/EPDM共混物结构与性能研究", 橡胶工业, no. 05, pages 259 - 262 *

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