CN117089128A - 一种耐老化管状输送带覆盖胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料技术领域，提出了一种耐老化管状输送带覆盖胶及其制备方法。所述一种耐老化管状输送带覆盖胶，包括以下质量份的组分：丁苯橡胶90份、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物10份、环氧化合物改性白炭黑70~80份、活化剂3~7份、粘合剂2~7份、防老剂1~3份、阻燃剂10~20份、硫化剂1~3份、促进剂3~5份。通过上述技术方案，解决了现有技术中的白炭黑在混炼时不易分散且与基体材料的相容性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体的，涉及一种耐老化管状输送带覆盖胶及其制备方法。
背景技术
在现代化的煤炭生产中，输送带是必不可少的关键设备之一。输送带按其用途可分为普通输送带、特种性能输送带、阻燃输送带、钢丝绳输送带等。各种输送带大都是由带芯和覆盖胶两部分组成。覆盖胶是输送带的保护层，使带芯不受工作物料的冲击、磨损，延长带芯的使用寿命。在输送带的使用过程中，覆盖胶会受到物料的冲击、磨损以及各种老化作用，因此，要求覆盖胶要具有较好的强度、耐磨性和耐老化性能。
丁苯橡胶具有良好的耐磨性、耐热老化性、耐腐蚀性和强度高，被用于输送带覆盖胶的基体材料，在此基础上为了进一步延长输送带的使用寿命，在生产输送带覆盖胶的过程中会加入补强和耐热老化性极好的白炭黑，但白炭黑在混炼时不易分散且与基体材料的相容性不好，会严重影响输送带覆盖胶的强度。
发明内容
本发明提出一种耐老化管状输送带覆盖胶及其制备方法，解决了相关技术中的白炭黑在混炼时不易分散且与基体材料的相容性差的问题。
本发明的技术方案如下：
一种耐老化管状输送带覆盖胶，包括以下质量份的组分：丁苯橡胶90份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、环氧化合物改性白炭黑70~80份、活化剂3~7份、粘合剂2~7份、防老剂1~3份、阻燃剂10~20份、硫化剂1~3份、促进剂3~5份。
作为进一步的技术方案，所述环氧化合物改性白炭黑包括环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯改性白炭黑、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯改性白炭黑中的一种或几种。
作为进一步的技术方案，所述环氧化合物改性白炭黑的制备方法包括以下步骤：将表面活性剂溶于水中，边搅拌边加入环氧化合物混合均匀，加入白炭黑、催化剂，进行改性，得到环氧化合物改性白炭黑。
作为进一步的技术方案，所述改性的温度为95~105℃、时间3~5h。
作为进一步的技术方案，所述环氧化合物与白炭黑的质量比为0.1~0.5:1。
作为进一步的技术方案，所述催化剂为氢氧化物。
作为进一步的技术方案，所述活化剂包括碳酸锌、碳酸镁、硬脂酸、氧化锌和氧化钙中的一种或几种；
所述粘合剂包括粘合剂RS和/或粘合剂HMMA；
所述防老剂包括防老剂RD、防老剂4010NA和防老剂MB中的一种或几种；
所述阻燃剂包括三氧化二锑、十溴二苯醚和聚磷酸铵中的一种或几种。
作为进一步的技术方案，所述硫化剂包括硫磺和/或过氧化二异丙苯；
所述促进剂包括N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺和/或二硫化四甲基秋兰姆。
本发明还提出了一种耐老化管状输送带覆盖胶的制备方法，包括以下步骤：将丁苯橡胶塑炼后与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、环氧化合物改性白炭黑、活化剂、粘合剂、防老剂、阻燃剂混合，进行一次混炼，加入硫化剂、促进剂混合，进行二次混炼，得到耐老化管状输送带覆盖胶。
作为进一步的技术方案，所述一次混炼的温度为120~140℃，所述二次混炼的温度为85~95℃。
本发明的工作原理及有益效果为：
本发明通过在白炭黑表面接枝环氧化合物，改善了白炭黑的表面结构，降低了白炭黑表面的无机属性，提高了白炭黑在混炼时的分散性和与丁苯橡胶的相容性，解决了现有技术中存在的白炭黑在混炼时不易分散且与基体材料的相容性差的问题，达到了提高输送带覆盖胶强度和耐热老化性能的效果。
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。
以下实施例及对比例中丁苯橡胶为SBR 1502，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为EVA3150。
实施例1
S1、3,4-环氧环己烷羧酸甲酯改性白炭黑：将吐温80 10g溶于1L水中，边搅拌边加入3,4-环氧环己烷羧酸甲酯24g混合均匀，加入白炭黑80g、氢氧化钠1g，升温至100℃改性4h，得到3,4-环氧环己烷羧酸甲酯改性白炭黑；
S2、将丁苯橡胶90份塑炼后，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、3,4-环氧环己烷羧酸甲酯改性白炭黑70份、氧化锌3份、硬脂酸2份、粘合剂RS 4份、防老剂4010NA 2份、十溴二苯醚15份在130℃下混炼5min，降温至90℃加入过氧化二异丙苯2份、N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺4份继续混炼3min后，在70℃开炼机上回炼4min，得到回炼胶，压延，得到输送带覆盖胶。
实施例2
S1、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯改性白炭黑：将吐温80 10g溶于1L水中，边搅拌边加入3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯24g混合均匀，加入白炭黑80g、氢氧化钠1g，升温至100℃改性4h，得到3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯改性白炭黑；
S2、将丁苯橡胶90份塑炼后，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯改性白炭黑70份、氧化锌3份、硬脂酸2份、粘合剂RS 4份、防老剂4010NA 2份、十溴二苯醚15份在130℃下混炼5min，降温至90℃加入过氧化二异丙苯2份、N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺4份继续混炼3min后，在70℃开炼机上回炼4min，得到回炼胶，压延，得到输送带覆盖胶。
实施例3
S1、环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯改性白炭黑：将吐温80 10g溶于1L水中，边搅拌边加入环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯24g混合均匀，加入白炭黑80g、氢氧化钠1g，升温至100℃改性4h，得到环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯改性白炭黑；
S2、将丁苯橡胶90份塑炼后，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯改性白炭黑70份、氧化锌3份、硬脂酸2份、粘合剂RS 4份、防老剂4010NA 2份、十溴二苯醚15份在130℃下混炼5min，降温至90℃加入过氧化二异丙苯2份、N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺4份继续混炼3min后，在70℃开炼机上回炼4min，得到回炼胶，压延，得到输送带覆盖胶。
实施例4
S1、4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯改性白炭黑：将吐温80 10g溶于1L水中，边搅拌边加入4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯24g混合均匀，加入白炭黑80g、氢氧化钠1g，升温至100℃改性4h，得到4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯改性白炭黑；
S2、将丁苯橡胶90份塑炼后，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯改性白炭黑70份、氧化锌3份、硬脂酸2份、粘合剂RS 4份、防老剂4010NA 2份、十溴二苯醚15份在130℃下混炼5min，降温至90℃加入过氧化二异丙苯2份、N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺4份继续混炼3min后，在70℃开炼机上回炼4min，得到回炼胶，压延，得到输送带覆盖胶。
实施例5
S1、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯改性白炭黑：将吐温80 10g溶于1L水中，边搅拌边加入3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯24g混合均匀，加入白炭黑80g、氢氧化钠1g，升温至100℃改性4h，得到3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯改性白炭黑；
S2、将丁苯橡胶90份塑炼后，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯改性白炭黑75份、氧化锌3份、硬脂酸2份、粘合剂RS 4份、防老剂4010NA 2份、十溴二苯醚15份在130℃下混炼5min，降温至90℃加入过氧化二异丙苯2份、N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺4份继续混炼3min后，在70℃开炼机上回炼4min，得到回炼胶，压延，得到输送带覆盖胶。
实施例6
S1、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯改性白炭黑：将吐温80 10g溶于1L水中，边搅拌边加入3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯24g混合均匀，加入白炭黑80g、氢氧化钠1g，升温至100℃改性4h，得到3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯改性白炭黑；
S2、将丁苯橡胶90份塑炼后，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯改性白炭黑80份、氧化锌3份、硬脂酸2份、粘合剂RS 4份、防老剂4010NA 2份、十溴二苯醚15份在130℃下混炼5min，降温至90℃加入过氧化二异丙苯2份、N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺4份继续混炼3min后，在70℃开炼机上回炼4min，得到回炼胶，压延，得到输送带覆盖胶。
实施例7
S1、3,4-环氧环己烷羧酸甲酯改性白炭黑：将吐温80 10g溶于1L水中，边搅拌边加入3,4-环氧环己烷羧酸甲酯8g混合均匀，加入白炭黑80g、氢氧化钠1g，升温至95℃改性5h，得到3,4-环氧环己烷羧酸甲酯改性白炭黑；
S2、将丁苯橡胶90份塑炼后，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、3,4-环氧环己烷羧酸甲酯改性白炭黑70份、碳酸锌3份、粘合剂HMMA 2份、防老剂RD 1份、三氧化二锑10份在120℃下混炼5min，降温至85℃加入硫磺1份、二硫化四甲基秋兰姆5份继续混炼3min后，在70℃开炼机上回炼4min，得到回炼胶，压延，得到输送带覆盖胶。
实施例8
S1、3,4-环氧环己烷羧酸甲酯改性白炭黑：将吐温80 20g溶于1L水中，边搅拌边加入3,4-环氧环己烷羧酸甲酯40g混合均匀，加入白炭黑80g、氢氧化钠1g，升温至105℃改性3h，得到3,4-环氧环己烷羧酸甲酯改性白炭黑；
S2、将丁苯橡胶90份塑炼后，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、3,4-环氧环己烷羧酸甲酯改性白炭黑70份、碳酸镁3份、氧化钙4份、粘合剂HMMA 7份、防老剂RD 1份、防老剂MB 2份、聚磷酸铵15份、三氧化二锑5份在140℃下混炼5min，降温至95℃加入硫磺3份、二硫化四甲基秋兰姆3份继续混炼3min后，在70℃开炼机上回炼4min，得到回炼胶，压延，得到输送带覆盖胶。
对比例1
将丁苯橡胶90份塑炼后，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、白炭黑60份、氧化锌3份、硬脂酸2份、粘合剂RS 4份、防老剂4010NA 2份、十溴二苯醚15份在130℃下混炼5min，降温至90℃加入过氧化二异丙苯2份、N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺4份继续混炼3min后，在70℃开炼机上回炼4min，得到回炼胶，压延，得到输送带覆盖胶。
对比例2
将丁苯橡胶90份塑炼后，加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、白炭黑70份、氧化锌3份、硬脂酸2份、粘合剂RS 4份、防老剂4010NA 2份、十溴二苯醚15份在130℃下混炼5min，降温至90℃加入过氧化二异丙苯2份、N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺4份继续混炼3min后，在70℃开炼机上回炼4min，得到回炼胶，压延，得到输送带覆盖胶。
分别将实施例1~8及对比例1~2得到的输送带覆盖胶于155℃进行平板硫化后，参考GB/T 528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶 拉伸应力应变性能的测定》中的方法，制备哑铃型试样进行拉伸强度的测试；参考GB/T 3512-2014《硫化橡胶或热塑性橡胶 热空气加速老化和耐热试验》中的方法于130℃热老化168h后，再次测试拉伸强度，根据以下公式计算变化率；结果记录在表1。
变化率（％）=（热老化前拉伸强度-热老化后拉伸强度）÷热老化前拉伸强度×100
表1 拉伸强度和耐热老化性能
由表1可以看出，本发明提供的输送带覆盖胶的拉伸强度在25.03MPa以上，于130℃热老化168h后，变化率为1.92％以下，具有高强度和良好的耐热老化性能。
对比例2与对比例1相比，对比例2中白炭黑70份，对比例1中白炭黑60份，虽然对比例2得到的输送带覆盖胶的耐热老化性能好于对比例1，但拉伸强度低于对比例1，说明随着白炭黑的加入量增大，导致白炭黑在混炼时不易分散且与丁苯橡胶的相容性不好，进而降低了输送带覆盖胶的强度。
实施例1~8与对比例2相比，实施例1~8中使用环氧化合物改性白炭黑，对比例2中使用白炭黑，实施例1~8得到的输送带覆盖胶的拉伸强度和耐热老化性能好于对比例2，说明使用环氧化合物改性白炭黑，可以有助于白炭黑在混炼时分散均匀，且提高了白炭黑与丁苯橡胶的相容性，从而提高了输送带覆盖胶的强度和耐热老化性能。
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 (10)
1.一种耐老化管状输送带覆盖胶，其特征在于，包括以下质量份的组分：丁苯橡胶90份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10份、环氧化合物改性白炭黑70~80份、活化剂3~7份、粘合剂2~7份、防老剂1~3份、阻燃剂10~20份、硫化剂1~3份、促进剂3~5份。
2.根据权利要求1所述的一种耐老化管状输送带覆盖胶，其特征在于，所述环氧化合物改性白炭黑包括环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯改性白炭黑、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯改性白炭黑中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种耐老化管状输送带覆盖胶，其特征在于，所述环氧化合物改性白炭黑的制备方法包括以下步骤：将表面活性剂溶于水中，边搅拌边加入环氧化合物混合均匀，加入白炭黑、催化剂，进行改性，得到环氧化合物改性白炭黑。
4.根据权利要求3所述的一种耐老化管状输送带覆盖胶，其特征在于，所述改性的温度为95~105℃、时间3~5h。
5.根据权利要求3所述的一种耐老化管状输送带覆盖胶，其特征在于，所述环氧化合物与白炭黑的质量比为0.1~0.5:1。
6.根据权利要求3所述的一种耐老化管状输送带覆盖胶，其特征在于，所述催化剂为氢氧化物。
7.根据权利要求1所述的一种耐老化管状输送带覆盖胶，其特征在于，所述活化剂包括碳酸锌、碳酸镁、硬脂酸、氧化锌和氧化钙中的一种或几种；
所述粘合剂包括粘合剂RS和/或粘合剂HMMA；
所述防老剂包括防老剂RD、防老剂4010NA和防老剂MB中的一种或几种；
所述阻燃剂包括三氧化二锑、十溴二苯醚和聚磷酸铵中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种耐老化管状输送带覆盖胶，其特征在于，所述硫化剂包括硫磺和/或过氧化二异丙苯；
所述促进剂包括N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺和/或二硫化四甲基秋兰姆。
9.根据权利要求1~8任意一项所述的一种耐老化管状输送带覆盖胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将丁苯橡胶塑炼后与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、环氧化合物改性白炭黑、活化剂、粘合剂、防老剂、阻燃剂混合，进行一次混炼，加入硫化剂、促进剂混合，进行二次混炼，得到耐老化管状输送带覆盖胶。
10.根据权利要求9所述的一种耐老化管状输送带覆盖胶的制备方法，其特征在于，所述一次混炼的温度为120~140℃，所述二次混炼的温度为85~95℃。
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