CN116039205A - 一种改性硅橡胶轻型输送带及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及传送材料技术领域，尤其涉及一种改性硅橡胶轻型输送带及其制备方法和应用。改性硅橡胶轻型输送带包括从上至下依次粘合的上织物强力层、上缓冲层、中间织物骨架层、下缓冲层和下织物强力层，各层之间通过改性硅橡胶粘合在一起，所述上织物强力层的外表面涂覆有一层改性硅橡胶。本发明制得的改性耐热剂大大增强改性硅橡胶的耐热性。本发明通过使用改性硅橡胶作为输送带的覆盖层和粘合胶，使得制得的输送带具有更高的耐热性，提升了输送带的使用寿命和安全性能。

Description

一种改性硅橡胶轻型输送带及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于传送材料技术领域，具体涉及一种改性硅胶轻型输送带及其制备方法和应用。
背景技术
输送带是胶带运输机的主要部件，超承载物料的作用，使用输送带作为运输载体和其他运输方式相比具有操作安全，使用方便，维修容易，运费低廉且可实现连续化，缩短运输距离等优点。轻型输送带是输送带中的精细产品，具有带体轻薄，尺寸稳定性好，张力高，色彩明快。安全无毒等特点。广泛应用于食品，药品，电子，烟草，印刷，包装，木材，纺织，建材，交通，邮政，物流等行业。
因为输送带会经常输送一些高温物料，如烧结矿、热焦炭、水泥熟料、热铸件等，所以耐热耐高温是输送带必备的属性，如果输送带的耐热性能较差，就会减少输送带的使用寿命，除了增加公司的生产成本，还会对生产安全造成一定的危害。
随着科技的进步和现代化建设的发展，普通胶料制成的输送带已经无法满足一些特殊作业环境下的使用，在高温作业环境中，普通胶料制成的输送带使用强度和寿命均受到较大影响，输送带的耐高温性无法满足生产需求，直接导致了工业生产效率和经济效益低下的问题。
高分子材料改性技术的发展对输送带用新材料的发展起到了极大的推动作用，通过对高分子材料的改性，可获得具有阻燃、耐热性强的新型输送带材料，是现在耐热性输送带的一个主要研究方向。
发明内容
为了解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种改性硅胶轻型输送带及其制备方法，本发明制得的改性耐热剂大大增强改性硅橡胶的耐热性。本发明通过使用改性硅橡胶作为输送带的覆盖层和粘合胶，使得制得的输送带具有更高的耐热性，提升了输送带的使用寿命和安全性能。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种改性硅橡胶轻型输送带，包括从上至下依次粘合的上织物强力层、上缓冲层、中间织物骨架层、下缓冲层和下织物强力层，各层之间通过改性硅橡胶粘合在一起，所述上织物强力层的外表面涂覆有一层改性硅橡胶；
以重量份数计，所述改性硅橡胶由以下组分组成：
Figure BDA0004070068580000021
优选的，所述改性耐热剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将氧化铁加入聚环氧氯丙烷二甲胺水溶液中混合均匀，然后进行水浴反应，反应完成后经水洗、抽滤制得滤饼，将滤饼烘干后研磨，制得改性氧化铁粉末；
(2)将步骤(1)所得改性氧化铁粉末、甲苯和聚乙二醇混合，然后进行超声震荡，接着进行搅拌反应，反应完成后进行洗涤、真空干燥，得到所述改性耐热剂。
更优选的，步骤(1)中所述氧化铁和聚环氧氯丙烷二甲胺的摩尔质量比为1：(4-6)；所述水浴温度为80～90℃，水浴时间为1～2h；所述研磨粒径控制为60-90μm。
更优选的，步骤(2)中所述聚乙二醇的牌号为PEG400，所述改性氧化铁粉末、甲苯和聚乙二醇的加入质量体积比为5：(80-100)：(10-20)；所述超声振荡时间为20-40min，所述搅拌反应温度为100-120℃，搅拌时间为1-3h。
优选的，所述过氧化物选自于过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷中的一种或多种。
优选的，所述改性硅橡胶的制备方法包括如下步骤：将100份甲基乙烯基硅橡胶密炼30S，加入20～30份白炭黑密炼1min，加入20～30份增粘树脂密炼2min，再加入20～30份白炭黑密炼1min，再加入4～6份的二苯基硅二醇密炼2min，最后加入6～10份羟基氟硅油、3～5份改性耐热剂和0.5～1份有机过氧化物，在温度达到60℃时排出，制得所述改性硅橡胶。
更优选的，所述密炼在密炼机中进行，密炼温度为100～200℃，密炼转速为60-80r/min。
优选的，所述上织物强力层和下织物强力层的材质为锦纶织物，所述中间织物骨架层材质为聚酯织物，所述上缓冲层和下缓冲层的材质为聚氨酯片材。
本发明还要求保护一种根据上述改性硅橡胶轻型输送带的制备方法，包括如下步骤：经过三辊压延机将所述改性硅橡胶压延至上织物强力层，然后将压延好的上织物强力层、上缓冲层、中间织物骨架层、下缓冲层和下织物强力层之间通过涂覆机刮涂一层改性硅橡胶粘合，最后放入平板硫化机中硫化2h，制得所述改性硅橡胶轻型输送带。
本发明还要求保护一种根据上述改性硅橡胶轻型输送带在传送材料领域中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明所用氧化铁具有耐热性，用聚环氧氯丙烷二甲胺将氧化铁层间的水合阳离子交换出来，扩大氧化铁层间距，并引入了有机官能团，使改性后的氧化铁由亲水疏油转变为亲油疏水性，从而增强了其在硅橡胶材料中的相容性，提升硅橡胶的耐热性能；然后对改性氧化铁经聚乙二醇进行表面修饰，氧化铁表面的羟基和聚乙二醇的羟基发生反应进行接枝，最后制得的改性耐热剂降低了表面张力，减弱了团聚，进一步提高了在硅橡胶材料中的分散性，进而大大增强了改性硅橡胶的耐热性能。
(2)本发明通过使用改性硅橡胶作为输送带的覆盖层和粘合胶，使得制得的输送带具有更高的耐热性能，提升了输送带的使用寿命和安全性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合实施例，对本发明作进一步的详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中的步骤虽然用标号进行了排列，但并不用于限定步骤的先后次序，除非明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础，否则步骤的相对次序是可以调整的。可以理解，本文中所使用的术语“和/或”涉及且涵盖相关联的所列项目中的一者或一者以上的任何和所有可能的组合。
如无特殊说明外，本发明中的化学试剂和材料均通过市场途径购买或通过市场途径购买的原料合成。
所述甲基乙烯基硅橡胶从东莞市双岙塑胶有限公司采购，乙烯基含量为0.19～0.24％；
所述增粘树脂从上海君浦化工有限公司采购，密度为1.02g/cm3；
所述羟基氟硅油从常熟市鸿嘉氟科技有限公司采购，有效物质含量为60％；
所述聚环氧氯丙烷二甲胺从湖北云镁科技有限公司采购。
实施例1
一种改性硅橡胶的制备方法包括如下步骤：将100份甲基乙烯基硅橡胶在温度为150℃，转速为70r/min的密炼机中密炼30S，加入25份白炭黑密炼1min，加入25份增粘树脂密炼2min，再加入25份白炭黑密炼1min，再加入5份的二苯基硅二醇密炼2min，最后加入8份羟基氟硅油、4份改性耐热剂、0.8份过氧化苯甲酰，在温度达到60℃时排出密炼机，制得所述改性硅橡胶。
其中，所述改性耐热剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将16g氧化铁加入100ml浓度为5mol/L的聚环氧氯丙烷二甲胺水溶液中混合均匀，然后在85℃进行水浴反应2h，反应完成后经水洗、抽滤制得滤饼，将滤饼烘干后研磨，制得粒径为75μm的改性氧化铁粉末；
(2)将步骤(1)所得5g改性氧化铁粉末、90mL甲苯和15g聚乙二醇混合，然后进行超声震荡30min，接着在110℃下进行搅拌反应2h，反应完成后进行洗涤、真空干燥，得到所述改性耐热剂。
实施例2
一种改性硅橡胶的制备方法包括如下步骤：将100份甲基乙烯基硅橡胶在温度为150℃，转速为80r/min的密炼机密炼30S，加入30份白炭黑密炼1min，加入30份增粘树脂密炼2min，再加入30份白炭黑密炼1min，再加入6份的二苯基硅二醇密炼2min，最后加入10份羟基氟硅油、5份改性耐热剂、1份过氧化苯甲酰，在温度达到60℃时排出密炼机，制得所述改性硅橡胶。
其中，所述改性耐热剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将16g氧化铁加入100mL浓度为6mol/L的聚环氧氯丙烷二甲胺水溶液中混合均匀，然后在90℃进行水浴反应2h，反应完成后经水洗、抽滤制得滤饼，将滤饼烘干后研磨，制得粒径为90μm的改性氧化铁粉末；
(2)将步骤(1)所得5g改性氧化铁粉末、10mL甲苯和20g聚乙二醇混合，然后进行超声震荡40min，接着在120℃下进行搅拌反应1h，反应完成后进行洗涤、真空干燥，得到所述改性耐热剂。
实施例3
一种改性硅橡胶的制备方法包括如下步骤：将100份甲基乙烯基硅橡胶在温度为170℃，转速为60r/min的密炼机密炼30S，加入20份白炭黑密炼1min，加入20份增粘树脂密炼2min，再加入20份白炭黑密炼1min，再加入4份的二苯基硅二醇密炼2min，最后加入6份羟基氟硅油、3份改性耐热剂、0.5份过氧化苯甲酰，在温度达到60℃时排出密炼机，制得所述改性硅橡胶。
其中，所述改性耐热剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将16g氧化铁加入100ml浓度为4mol/L的聚环氧氯丙烷二甲胺水溶液中混合均匀，然后在80℃进行水浴反应2h，反应完成后经水洗、抽滤制得滤饼，将滤饼烘干后研磨，制得粒径为60μm的改性氧化铁粉末；
(2)将步骤(1)所得5g改性氧化铁粉末、80mL甲苯和10g聚乙二醇混合，然后进行超声震荡20min，接着在100℃下进行搅拌反应3h，反应完成后进行洗涤、真空干燥，得到所述改性耐热剂。
对比例1
一种硅橡胶的制备方法包括如下步骤：将100份甲基乙烯基硅橡胶在温度为150℃，转速为70r/min的密炼机中密炼30S，加入25份白炭黑密炼1min，加入25份增粘树脂密炼2min，再加入25份白炭黑密炼1min，再加入5份的二苯基硅二醇密炼2min，最后加入8份羟基氟硅油、0.8份过氧化苯甲酰，在温度达到60℃时排出密炼机，制得所述硅橡胶。
本对比例和实施例1的区别在于本对比例没有使用改性耐热剂。
对比例2
一种改性硅橡胶的制备方法包括如下步骤：将100份甲基乙烯基硅橡胶在温度为150℃，转速为70r/min的密炼机中密炼30S，加入25份白炭黑密炼1min，加入25份增粘树脂密炼2min，再加入25份白炭黑密炼1min，再加入5份的二苯基硅二醇密炼2min，最后加入8份羟基氟硅油、4份改性耐热剂、0.8份过氧化苯甲酰，在温度达到60℃时排出密炼机，制得所述改性硅橡胶。
其中，所述改性耐热剂的制备方法包括如下步骤：
将16g氧化铁加入100ml浓度为5mol/L的聚环氧氯丙烷二甲胺水溶液中混合均匀，然后在85℃进行水浴反应2h，反应完成后经水洗、抽滤制得滤饼，将滤饼烘干后研磨，制得粒径为75μm的改性耐热剂。
本对比例和实施例1的区别在于本对比例改性耐热剂没有使用聚乙二醇进行改性。
对比例3
一种改性硅橡胶的制备方法包括如下步骤：将100份甲基乙烯基硅橡胶在温度为150℃，转速为70r/min的密炼机中密炼30S，加入25份白炭黑密炼1min，加入25份增粘树脂密炼2min，再加入25份白炭黑密炼1min，再加入5份的二苯基硅二醇密炼2min，最后加入8份羟基氟硅油、4份改性耐热剂、0.8份过氧化苯甲酰，在温度达到60℃时排出密炼机，制得所述改性硅橡胶。
其中，所述改性耐热剂的制备方法包括如下步骤：
将5g氧化铁粉末、90mL甲苯和15g聚乙二醇混合，然后进行超声震荡30min，接着在110℃下进行搅拌反应2h，反应完成后进行洗涤、真空干燥，得到所述改性耐热剂。
本对比和实施例1的区别在于本对比例改性耐热剂没有使用聚环氧氯丙烷二甲胺进行改性。
将实施例1-3和对比例1-3所制备得到的硅橡胶分别制备边长为400mm、厚度为4mm的正方形试样，置于热空气老化箱中150℃老化168h，然后进行测试和计算老化前和老化后的各个实施例和对比例所制造样品的物理性能：a、老化前后邵尔硬度的测定值和变化量；b、老化前后拉伸强度的测定值(MPa)和变化率(％)；c、老化前后扯断伸长率的测定值(％)和变化率(％)，结果如表1所示：
表1老化前后各处理硅橡胶物理性能变化
Figure BDA0004070068580000091
根据实验数据可以知道，实施例1-3所制备的硅橡胶硬度变化值比对比例1-3低，拉伸强度变化率和扯断伸长率变化率比对比例1-3低，本发明实施例1-3所制备的改性硅橡胶具有更好的耐热性能，运用本发明改性硅橡胶所制备得到的改性硅橡胶轻型输送带具有更好的耐热性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和变换，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种改性硅橡胶轻型输送带，包括从上至下依次粘合的上织物强力层、上缓冲层、中间织物骨架层、下缓冲层和下织物强力层，其特征在于，各层之间通过改性硅橡胶粘合在一起，所述上织物强力层的外表面涂覆有一层改性硅橡胶；
以重量份数计，所述改性硅橡胶由以下组分组成：
Figure FDA0004070068570000011
2.根据权利要求1所述一种改性硅橡胶轻型输送带，其特征在于，所述改性耐热剂的制备方法包括如下步骤：
(1)将氧化铁加入聚环氧氯丙烷二甲胺水溶液中混合均匀，然后进行水浴反应，反应完成后经水洗、抽滤制得滤饼，将滤饼烘干后研磨，制得改性氧化铁粉末；
(2)将步骤(1)所得改性氧化铁粉末、甲苯和聚乙二醇混合，然后进行超声震荡，接着进行搅拌反应，反应完成后进行洗涤、真空干燥，得到所述改性耐热剂。
3.根据权利要求2所述一种改性硅橡胶轻型输送带，其特征在于，步骤(1)中所述氧化铁和聚环氧氯丙烷二甲胺的摩尔质量比为1：(4-6)；所述水浴温度为80～90℃，水浴时间为1～2h；所述研磨粒径控制为60-90μm。
4.根据权利要求2所述一种改性硅橡胶轻型输送带，其特征在于，步骤(2)中所述聚乙二醇的牌号为PEG400，所述改性氧化铁粉末、甲苯和聚乙二醇的加入质量体积比为5：(80-100)：(10-20)；所述超声振荡时间为20-40min，所述搅拌反应温度为100-120℃，搅拌时间为1-3h。
5.根据权利要求1所述一种改性硅橡胶轻型输送带，其特征在于，所述过氧化物选自于过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述一种改性硅橡胶轻型输送带，其特征在于，所述改性硅橡胶的制备方法包括如下步骤：将100份甲基乙烯基硅橡胶密炼30S，加入20～30份白炭黑密炼1min，加入20～30份增粘树脂密炼2min，再加入20～30份白炭黑密炼1min，再加入4～6份的二苯基硅二醇密炼2min，最后加入6～10份羟基氟硅油、3～5份改性耐热剂和0.5～1份有机过氧化物，在温度达到60℃时排出，制得所述改性硅橡胶。
7.根据权利要求6所述一种改性硅橡胶轻型输送带，其特征在于，所述密炼在密炼机中进行，密炼温度为100～200℃，密炼转速为60-80r/min。
8.根据权利要求1所述一种改性硅橡胶轻型输送带，其特征在于，所述上织物强力层和下织物强力层的材质为锦纶织物，所述中间织物骨架层材质为聚酯织物，所述上缓冲层和下缓冲层的材质为聚氨酯片材。
9.一种根据权利要求1～8任一项所述改性硅橡胶轻型输送带的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：经过三辊压延机将所述改性硅橡胶压延至上织物强力层，然后将压延好的上织物强力层、上缓冲层、中间织物骨架层、下缓冲层和下织物强力层之间通过涂覆机刮涂一层改性硅橡胶粘合，最后放入平板硫化机中硫化2h，制得所述改性硅橡胶轻型输送带。
10.一种利用权利要求1～8任一项所述改性硅橡胶轻型输送带在传送材料领域中的应用。
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