CN1491978A - 一种橡胶汽车同步带及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种橡胶汽车同步带及其制造方法，应用于凸轮轴汽油发动机的正时点火、配气，是汽车发动机的关键配件，属于橡胶产品技术领域。本发明选用高弹力弹性尼龙布作为同步带齿面包布，橡胶采用氢化丁腈橡胶，并配以配合剂(氧化锌、硬脂酸、防老化剂、软化剂、硫磺及促进剂)，经分批量逐渐加入的分二段混炼，从而形成带胶体，再压延出片，经成型、硫化、脱模、研磨、切割加工，检验，然后包装入库。本发明的产品强度高、耐磨、耐臭氧、回弹性好，变形小；使用成本低，制造工艺简单；产品不易老化，其使用寿命至少为氯丁橡胶同步带的2－3倍；能使汽车同步带的免维护行驶里程达到10万公里以上；性能稳定，不易出现裂纹，能在130℃环境温度下长期运行。

Description

一种橡胶汽车同步带及其制造方法

技术领域：

本发明涉及一种橡胶汽车同步带及其制造方法，应用于凸轮轴汽油发动机的正时点火、配气，是汽车发动机的关键配件，属于橡胶产品技术领域。

背景技术：

本发明作出以前，用于汽车发动机上的汽车同步带其主要原料是由尼龙布、玻璃纤维绳、氯丁橡胶及配合剂(氧化美、硬脂酸、防老化剂、聚乙烯、半补强炭黑、芳烃油、氧化锌等)所组成。其生产工艺如下：1.首先对高弹性尼龙布进行处理。先对尼龙布采用稀胶浆浸渍处理，并在处理液中加入异氰酸酯类化合物，以提高尼龙布的耐油性、耐磨性及与胶体的粘合力。然后在尼龙布与基体胶的粘合面上进行单面浓胶浆的涂布处理，以提高尼龙布与橡胶的粘合力；2.选用主原料氯丁橡胶与配合剂进行混炼，在混炼过程中采用两段混炼法形成带体胶；3.混炼法结束后进行压延工艺，在胶料压延出片前进行热炼。热炼机、压延机辊温度需控制在40-50℃；4.在成型过程中，采用在模具上套布套，绕线绳，绕上胶片，并放在预热箱中预热待硫化；5.硫化结束后，其硫化胶筒经过冷却后需对同步带的表面进行研磨加工；6.研磨后的同步带再进行切割加工、检验包装为正品。采用上述配方及其工艺制造的同步带性能差，不够稳定，强度低，易老化，使用寿命短，而且使用成本高，制造工艺复杂。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种强度高、耐磨、耐臭氧，整体质量性能均匀稳定、回弹性好、不宜老化，使用寿命长的汽车同步带。

本发明的另一个目的在于提供一种使用成本低，制造工艺简单，能在高温下长期运行，并免维护的汽车同步带及其制造方法。

本发明主要解决方法是这样实现的：

本发明的橡胶汽车同步带其组成配比(按重量百分数)为：

A：氢化丁腈橡胶              53.01-57.01

B：氧化锌                   2.65-2.85

C：硬脂酸                   0.53-0.57

D：防老化剂                 2.10-2.30

E：半补强炭黑               29.80-31.80

F：软化剂                   5.40-5.60

G：硫磺                     0.43-0.45

H：促进剂                   2.65-2.80

本发明首先对弹性尼龙布进行胶浆表面处理，并裁缝布套待用，然后进行橡胶混炼工艺，先对氢化丁腈橡胶进行素炼，选择配合剂分批量逐渐加入，进行二段混炼形成带胶体，再压延出片，经成型、硫化、脱模、研磨、切割、检验为成品。

本发明的制造方法如下：

1.对弹性尼龙布进行表面处理，将弹性尼龙布浸渍在氢化丁腈橡胶稀胶浆中进行处理，胶浆浓度为：15-17％，使浸渍胶渗透进织物纤维中，并在稀胶中加入M300异氰酸酯增粘剂；其次再进行浓胶浆涂布处理，胶浆浓度为24-26％，使织物表面附一定量的胶层，然后进行加温干燥，温度控制在85-95度，胶布厚度控制在0.7-0.8mm。

2.橡胶混炼工艺：

(a)一段混炼：采用密炼机进行混炼，先对氢化丁腈橡胶进行素炼55-65秒，然后按比例加入硫磺、氧化锌、硬脂酸、防老化剂后混炼85-95秒，加入1/3炭黑进行混炼85-95秒，加入1/3炭黑及1/2软化剂混炼110-130秒，再加入1/3炭黑及1/2软化剂混炼110-130秒进行扫粉，再混炼90-180秒或温度达到100-110℃时进行排料，冷却4-6小时，进入二段混炼。

(b)二段混炼：取上述2/3混炼胶加入促进剂后再加入上述1/3混炼胶混炼115-125秒后扫粉，再混炼55-65秒或当温度达到88-92℃时排料，形成带胶体，再压延出片，胶片厚度在0.60-0.70mm。

3.成型工艺：

在模具上套布套，布套上绕玻璃纤维绳，其排线张力为：0.2-0.7Mpa，密度为50-100根/mm，再在纤维绳上绕压延好的胶片2-7层，最后覆盖隔离纸，成型结束后，进入下道硫化。

4.硫化工艺：

将上述成型胶坯放在硫化罐内进行硫化，首先在胶套外部施加蒸汽压力，时间为6-8.5分钟，胶套外压为0.7-1.05Mpa，然后再对胶套内施加蒸汽，内压时间为，30-50分钟，压力为：0.45-0.50Mpa，硫化结束后，排汽，并进行冷却。

5.脱模、研磨工艺：

硫化结束后进行脱模，脱模后上研磨机进行研磨加工，同步带厚度制成为2-11mm。

6.切割等工艺：研磨后进行切割加工、检验、打印、包装入库。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明强度高、耐磨、耐臭氧，回弹性好，变形小；使用成本低，制造工艺简单；产品不易老化，其使用寿命为氯丁橡胶同步带的2-3倍，能使汽车同步带的免维护行驶里程达到10万公里以上；性能稳定，不易出现裂纹，能在130℃环境温度下长期运行。

附图说明：

图1为本发明工艺流程图；

图2为本发明的橡胶体性能试验结果；

图3为本发明达到的技术质量性能指标；

在本方发明中所采用的设备均为常规设备：其选择的橡胶及配合剂原料均为市场购得。

在本发明中防老化剂为：ODPA，一级

           软化剂为：TP-95

           促进剂为：促CZ

具体实施方式：

下面本发明将结合附图中的工艺流程作进一步描述：

本发明其组成和配比(按重量百分数)带胶体配方。

实施例一：

本发明采用高强力弹性尼龙布作为同步带齿面包布。由于作为同步齿带包布，除有较高的强度外还要有良好的耐磨性及纬向伸长充齿能力好外，还要求有良好的与带体胶结合力强，因此必须对弹性尼龙布进行表面处理。

1.高弹性尼龙布的处理：

首先对尼龙布进行氢化丁腈橡胶稀胶浆浸渍处理(胶浆浓度为15-17％)，使浸渍胶充分渗透进织物纤维中，并在上述处理液(稀胶浆)中适量加入M300异氰酸酯增粘剂。其次再进行浓胶浆涂布处理(浓度为24-26％)，使织物表面附一定量的胶层，然后对带胶层的尼龙布进行加温干燥处理，其温度控制在85-95℃，胶布厚度控制在0.7-0.8mm。接下来对干燥的胶布进行裁缝布套待用，布套周长则按照带长进行计算，最后参与成型制作。

2.橡胶混炼工艺：

本发明主要是利用丁腈橡胶氢化加工而生成的具有优异的耐热性、耐老化性、耐低温屈挠性、伸长弹性的新型橡胶弹性材料替代目前使用的氯丁橡胶来研制汽车同步带。根据工厂技术工艺设备条件及加工低能耗，有利于硫磺硫化和硫化充齿定型时胶料流动性要求，选用了氢化程度中等，门尼粘度较低，强度高，耐磨、耐臭氧的日本瑞翁公司氢化丁腈橡胶Zetpol-2020L。

橡胶配方选用耐高热的低硫-高促硫化体系：采用补强好、回弹性好、永久变形较小，加工性较好的半补强炭黑的补强软化体系。

橡胶、配合剂混炼时，根据配合剂在氢化丁腈橡胶中难分散特点，设计了配合剂分批量逐渐加入的分段混炼法；高温定型硫化时采用橡胶套硫化法，解决并保证了同步带整体质量性能均匀统一性。具体的操作设备选用密炼机混炼，其具体操作方法如下：

一段混炼：首先取主原料氢化丁腈橡胶：57，进行素炼55-65秒，然后加入一等品硫磺0.4，氧化锌：2.6，二级硬脂酸：0.5，抗高温，耐臭氧ODPA一级防老化剂：2.1，将上述原料混炼85-95秒时加入总量为29.40的1/3半补强炭黑，再进行混炼85-95秒时，再加入总量为29.40的1/3半补强炭黑及总量为5.4的1/2TP-95软化剂混炼110-130秒时，再加入总量为29.4的1/3半补强炭黑及总量为5.4的1/2的TP-95软化剂继续混炼110-130秒时进行扫粉，然后再混炼110-130秒，当温度达到105-115℃时进行排料，冷却4-6小时进行二段混炼。

二段混炼：依次取上述总混炼胶2/3，同时加入促进剂(促CZ)：2.6，再加入上述总混炼胶1/3混炼115-125秒时进行扫粉，再混炼55-65秒，当温度达到88-92℃时进行排料。排料后形成带体胶，再经压延机压延出片，其胶片厚度控制在0.60-0.70mm。

3.成型工艺：

选用成型模具，在模具上套上上述裁缝布套，在布套上绕玻璃纤维绳，其排线张力为：0.2-0.7Mpa，密度为：50-100根/mm，在玻璃纤维绳上绕上压延好的胶片2-7层，然后覆盖隔离纸，进行成型，成型结束，准备进入下道硫化。

4.硫化工艺：

硫化工艺主要是硫化三要素(即时间、温度、压力)的控制。由于我们采用了胶套硫化法，其压力与温度都靠蒸汽来保证，主要是利用胶套内外蒸汽压力差来充带齿，由胶套内蒸汽提供的温度来硫化带体橡胶，硫化时间取胶料正硫化时间，硫化工艺如下：将上述成型后的胶体放在硫化罐内硫化，首先在胶套外部施加蒸汽压力，时间为6-8.5分钟，胶套外压为：0.7-1.05Mpa，然后再开始胶套内施压30-50分钟，胶套内压为：0.45-0.50Mpa，最后排汽结束冷却。

5.脱模、研磨工艺：

硫化结束后进行脱模，脱模后上研磨机进行研磨加工，研磨后要求表面光滑，根据尺寸要求制成同步带厚度在2-11mm。

6.切割工艺：

对上述坯件利用圆盘刀具进行切割，宽度根据用户需求而定，要求切割面光滑平整。

7.其它：

按产品技术要求检验合格后，印上商标，型号、批号等，然后包装入库。

实施例2：主原料橡胶及配合剂，其组成配比(按重量百分数计算)。

在本实施例中，首先对高弹力尼龙布进行表面处理，采用实施例1中的处理方法进行。在橡胶混炼工艺中选择的主原料、配合剂及其配方比例如下：主原料橡胶选用氢化丁腈橡胶：55、氧化锌：2.7、硬脂酸0.55、防老化剂：2.2、半补强炭黑：30.2、软化剂：5.5、硫磺：0.42、促进剂：2.7。上述橡胶及配合剂在橡胶混炼工艺中同样采用实施例1中的工艺步骤。其工艺条件根据氢化丁腈橡胶及配合剂在混炼时难分散特点，设计了配合剂分批量逐渐加入的分段混炼法，从而形成了带胶体再压延出片，并进行成型工艺。在高温定型硫化时采用橡胶套硫化法，解决并保证了同步带整体质量性能均匀统一性。硫化结束后进脱模、研磨、切割，检验等包装入库。采用上述配方及其制造方法同样能制成符合质量指标、性能稳定的汽车同步带。

实施例3：

在本发明实施例中对高弹力弹性尼龙布处理同样采用实施例1、2中的处理方法进行。

主原料橡胶及配合剂，其组成配比(按重量百分数)。

取氢化丁腈橡胶：53、氧化锌：2.18、硬脂酸：0.57、抗高温、耐臭氧防老化剂：2.3、半补强炭黑：31.8、软化剂：5.6、硫磺：0.45、促进剂：2.8。按照实施例1.2中采用的橡胶混炼(二段混炼)、带胶体压延出片、成型、硫化、脱模、研磨、切割、检验(抽样物性检验)等工艺步骤及其工艺条件，同样能制成符合成品性能达到的质量性能指标。

Claims (2)

1.一种汽车同步带，其特征是其组成和配比(按重量百分数)为：

A：氢化丁腈橡胶              53.01-57.01

B：氧化锌                    2.65-2.85

C：硬脂酸                    0.53-0.57

D：防老华剂                  2.10-2.30

E：半补强炭黑                29.80-31.80

F：软化剂                    5.40-5.60

G：硫磺                      0.43-0.45

H：促进剂                    2.65-2.80

首先对弹性尼龙布进行胶浆表面处理，并裁缝布套待用，然后进行橡胶混炼工艺，对氢化丁腈橡胶进行素炼，选择配合剂分批量逐渐加入，进行二段混炼形成带胶体压延出片，经成型、硫化、脱模、研磨、切割、检验为成品。

2、一种生产权利要求1所述的汽车同步带的制造方法，其特征是采用以下工艺条件：

(1)对弹性尼龙布进行表面处理，将弹性尼龙布浸渍在氢化丁腈橡胶稀胶浆中进行处理，胶浆浓度为：15-17％，使浸渍胶渗透进织物纤维中，并在稀胶中加入异氰酸酯增粘剂；再进行浓胶浆涂布处理，胶浆浓度为：24-26％，使织物表面附有胶层，然后进行加温干燥，温度为：85-95℃，胶布厚度为：0.7-0.8mm；

(2).橡胶混炼工艺：

(a)一段混炼：采用密炼机进行混炼，先对氢化丁腈橡胶进行素炼55-65秒，然后按比例加入硫磺、氧化锌、硬脂酸、防老化剂后混炼85-95秒，加入1/3炭黑进行混炼85-95秒，加入1/3炭黑及1/2软化剂混炼110-130秒，再加入1/3炭黑及1/2软化剂混炼110-130秒进行扫粉，再混炼90-180秒时，温度为：100-110℃时进行排料，冷却4-6小时，进入二段混炼；

(b)二段混炼：取上述2/3混炼胶加入促进剂后再加入上述1/3混炼胶混炼115-125秒扫粉，再混炼55-65秒，当温度达到88-92℃时排料，形成带胶体，再压延出片，胶片厚度在0.60-0.70mm；

(3).成型工艺：

在模具上套布套，布套上绕玻璃纤维绳，其排线张力为：0.2-0.7Mpa，密度为：50-100根/100mm，再在纤维绳上绕压延好的胶片2-7层，最后覆盖隔离纸，成型结束后，进入下道硫化；

(4).硫化工艺：

将上述成型胶坯放在硫化罐内进行硫化，首先在胶套外部施加蒸汽压力，外压时间为：6-8.5分钟，胶套外压为：0.7-1.05Mpa，然后再对胶套内施加蒸汽，内压时间为：30-50分钟，压力为：0.45-0.50Mpa，硫化结束后，排汽，并进行冷却；

(5).脱模、研磨工艺：

硫化结束后进行脱模，脱模后上研磨机进行研磨加工，其厚度为2-11mm；

(6).切割工艺：研磨后进行切割加工、检验、打印、包装入库。

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