本發(fā)明屬于傳動(dòng)膠帶技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種耐熱傳動(dòng)膠帶底膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
農(nóng)業(yè)機(jī)械用傳動(dòng)膠帶大部分是氯丁膠材質(zhì)的，氯丁膠具有較高的拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率，耐老化、耐熱，是中高端傳動(dòng)膠帶的重要原材料。氯丁膠具有耐熱性，但耐熱程度有限，由此制成的傳動(dòng)膠帶在80～100℃可正常使用，短期內(nèi)可耐120～150℃的高溫，但是如果在超過(guò)100℃的環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)一段較長(zhǎng)的時(shí)間，傳動(dòng)膠帶很會(huì)快會(huì)老化、焦燒而不能再繼續(xù)使用。
農(nóng)業(yè)機(jī)械用傳動(dòng)膠帶在使用時(shí)對(duì)溫度有一定的要求，例如，收割機(jī)用的傳動(dòng)膠帶在工作時(shí)，隨著收割機(jī)喂入量的不斷增加，收割機(jī)要求傳輸?shù)鸟R力、功率越來(lái)越大，傳動(dòng)膠帶在動(dòng)力傳輸?shù)倪^(guò)程中帶體溫度基本要持續(xù)在120℃，甚至更高，這就對(duì)傳動(dòng)膠帶在120℃下的耐熱性能提出了較高的要求。
CN 101602867A公開(kāi)了一種改性氯丁橡膠V帶及其制備方法，改性氯丁橡膠V帶的基體橡膠由下列重量份的原料經(jīng)混煉制成：100份氯丁橡膠、20～50份酸改性碳納米管、10～20份炭黑、2～10份磷系氧化物、12～18份硫磺、0.3～5份防老劑、1～5份填料、3～7份軟化劑、2～10份增塑劑和1～6份促進(jìn)劑，復(fù)合硫化的橡膠具有內(nèi)在的“骨架”結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，能夠適用于150～180℃高溫工作環(huán)境，具有很好的耐熱性能，可廣泛用于煤礦、石油、化工及造紙等行業(yè)中特殊環(huán)境下的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，但是該改性氯丁橡膠V帶在120℃溫度下的性能有待提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種耐熱傳動(dòng)膠帶底膠，其在120℃溫度下的耐曲撓性好。
為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種耐熱傳動(dòng)膠帶底膠，按重量份計(jì)，所述耐熱傳動(dòng)膠帶底膠的制備原料包括：
本發(fā)明所述硫化劑為氧化鎂與氧化鋅的混合物；氧化鎂的加入可起到穩(wěn)定的作用，可防止加工中產(chǎn)生焦燒，并且改進(jìn)膠料在儲(chǔ)藏過(guò)程中的焦燒，還具有塑化橡膠的作用。氧化鋅主要做硫化膠，可使硫化平坦。氧化鎂和氧化鋅同時(shí)使用解決了硫化膠的易焦燒、硫化程度高和硫化速度快的問(wèn)題。氧化鎂的用量對(duì)氯丁膠加工和硫化都有較大影響，會(huì)影響氯丁膠的塑性、儲(chǔ)存穩(wěn)定性及硫化速度。優(yōu)選地，所述氧化鎂的重量份為1～5份；當(dāng)氧化鎂用量高于5份時(shí)，會(huì)降低氯丁膠的硫化速度，當(dāng)氧化鎂用量低于1份時(shí)，會(huì)降低氯丁膠的塑性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性。氧化鋅的用量會(huì)影響氯丁膠的耐熱耐老化性能以及塑性穩(wěn)定性。優(yōu)選地，所述氧化鋅的重量份為15～30份，當(dāng)氧化鋅用量大于30份時(shí)，膠料易焦燒、儲(chǔ)存穩(wěn)定性降低，還會(huì)使膠料變硬和失去塑性，當(dāng)氧化鋅用量低于15份時(shí)，氯丁膠的硫化程度和耐高溫性能不佳。
本發(fā)明的所述促進(jìn)劑選自促進(jìn)劑NA-22、促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑TMTD、促進(jìn)劑D、促進(jìn)劑DZ或促進(jìn)劑NOBS中的一種或者至少兩種的混合物。促進(jìn)劑作為硫化延緩劑、抗焦燒劑和增塑劑，且在橡膠中容易分散，不污染。
所述防焦劑為CTP。
改性碳酸鈣，也稱活性碳酸鈣，指將重質(zhì)碳酸鈣或輕質(zhì)碳酸鈣表面進(jìn)行活化處理制得，不但疏水化而且活性化，其主要特點(diǎn)是粒徑小于0.1um，粒子大小較均勻，比表面積大，應(yīng)用性能大大優(yōu)于普通碳酸鈣，改性碳酸鈣做橡膠補(bǔ)充劑，加入到橡膠制品中，其機(jī)械性能明顯提高，抗撕裂強(qiáng)度可提高一倍以上，曲撓次數(shù)可提高5-6倍，本發(fā)明的活性碳酸鈣的加入既是橡膠的填料，又是橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑。改性碳酸鈣的改性方法可由常規(guī)方法制得，在此不再贅述，改性碳酸鈣的用量對(duì)傳動(dòng)膠帶的性能有很大影響，當(dāng)其用量高于40份時(shí)，會(huì)使傳動(dòng)膠帶的抗拉伸性能下降，當(dāng)其用量低于30份時(shí)，耐曲撓性能得不到很好的提高。
補(bǔ)強(qiáng)劑的加入可提高傳動(dòng)膠帶的強(qiáng)度，還可以改善傳動(dòng)膠帶的加工性能，賦予其良好的耐磨性能、抗撕裂性能、耐熱性能和耐寒性能，延長(zhǎng)其使用壽命。本發(fā)明所述補(bǔ)強(qiáng)劑為炭黑N330與白炭黑的混合物，二者共同使用可顯著提高補(bǔ)強(qiáng)效果；優(yōu)選地，所述炭黑N330的重量份為30～40份，例如30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40份；所述白炭黑的重量份為10～30份，例如10、12、15、16、18、20、22、25、26、28、30份。
本發(fā)明中硅烷偶聯(lián)劑的加入，與補(bǔ)強(qiáng)劑協(xié)同作用減少了傳動(dòng)膠帶成品在使用過(guò)程中的生熱，延長(zhǎng)了傳動(dòng)膠帶的使用壽命。
所述加強(qiáng)纖維為尼龍纖維，加強(qiáng)纖維的加入可顯著提高傳動(dòng)膠帶的拉伸強(qiáng)度和拉伸模量，從而大幅度提高傳動(dòng)膠帶的抗拉伸抗撕裂的性能。
本發(fā)明中抗撕裂樹(shù)脂的加入可大幅提高橡膠的硬度、耐老化性、耐磨性、撕裂強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度，并具有易于混煉加工，易于著色及良好的熱塑性、電絕緣性等，補(bǔ)強(qiáng)后的硫化膠具有更高的模量、定伸、硬度和特別明顯的耐撕裂性能、耐候性和彎曲拉伸性能。
所述防老劑為防老劑4010NA與防老劑RD的混合物；優(yōu)選地，所述防老劑4010NA的重量份為2.5～3份，例如2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3份；所述防老劑RD的重量份為0.5～2份，例如0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.2、1.5、1.6、1.7、1.8、2份。
所述油為芳烴油，芳烴油的主要作用是改善橡膠的加工性能，利于膠料中填充劑的混合和分散，降低膠料粘度和混煉能耗，調(diào)整硫化膠的物理機(jī)械性能。
優(yōu)選地，按重量份計(jì)，所述耐熱傳動(dòng)膠帶底膠的制備原料包括：
本發(fā)明的目的之二在于提供一種耐熱傳動(dòng)膠帶底膠的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
1)將配方量的氯丁橡膠CR加入開(kāi)煉機(jī)，待包輥后下卷待用；
2)將配方量的補(bǔ)強(qiáng)劑與油混合得到共混物A，將配方量的硫化劑、促進(jìn)劑、防焦劑、硬脂酸SA、改性碳酸鈣、硅烷偶聯(lián)劑、抗撕裂樹(shù)脂、抗氧劑、防老劑混合得到共混物B；
3)將步驟1)制得的氯丁橡膠CR密煉10～30s，加入配方量的加強(qiáng)纖維，繼續(xù)密煉30～50s，再加入共混物B，密煉40～60s后加入共混物A，繼續(xù)密煉1～3min后排膠到開(kāi)煉機(jī)上，在開(kāi)煉機(jī)上混合制備膠片待用；
4)將步驟3)制得的膠片加入三輥壓延機(jī)中，壓延得到耐熱傳動(dòng)膠帶底膠。
優(yōu)選地，步驟3)的具體過(guò)程為，將步驟1)制得的氯丁橡膠CR密煉20s，加入配方量的抗撕裂樹(shù)脂，繼續(xù)密煉40s，再加入共混物B，密煉50s后加入共混物A，繼續(xù)密煉2min后排膠到開(kāi)煉機(jī)上，在開(kāi)煉機(jī)上混合制備膠片待用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的耐熱傳動(dòng)膠帶底膠，通過(guò)調(diào)節(jié)硫化劑、抗氧劑、防老劑等助劑的配比，提高了傳動(dòng)膠帶的耐熱性；防老劑4010和RD并用，協(xié)同作用更加有效的提高了傳動(dòng)膠帶的耐老化性能；硅烷偶聯(lián)劑和補(bǔ)強(qiáng)劑的引入，減少了傳動(dòng)膠帶在使用過(guò)程中的生熱，提高了傳動(dòng)膠帶的耐熱性，延長(zhǎng)了傳動(dòng)膠帶成品的使用壽命；改性碳酸鈣的加入使傳動(dòng)膠帶的機(jī)械性能明顯提高，抗撕裂強(qiáng)度、曲撓次數(shù)均得到提高；本發(fā)明中硫化劑、促進(jìn)劑、防焦劑、硬脂酸SA、改性碳酸鈣、硅烷偶聯(lián)劑、抗撕裂樹(shù)脂、加強(qiáng)纖維、抗氧劑、防老劑協(xié)同作用，在保持傳動(dòng)膠帶物理性能如拉斷強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、硬度、拉斷伸長(zhǎng)率的前提下，共同提高了傳動(dòng)膠帶在120℃溫度下的耐曲撓性。
本發(fā)明的耐熱傳動(dòng)膠帶底膠的制備方法，工藝簡(jiǎn)單，可適用于耐熱傳動(dòng)膠帶的大幅生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
如無(wú)具體說(shuō)明，本發(fā)明的各種原料均可市售購(gòu)得，或根據(jù)本領(lǐng)域的常規(guī)方法制備得到。
經(jīng)多次試驗(yàn)，本發(fā)明選用的氯丁橡膠為日本電汽生產(chǎn)的型號(hào)為DCR107的進(jìn)口氯丁膠，DCR107是硫磺改性氯丁橡膠，具有良好的物理性能、加工性能、儲(chǔ)存穩(wěn)定性，具有特別優(yōu)越的放熱性能，以及優(yōu)異的粘合性能。經(jīng)多次試驗(yàn)測(cè)得，相對(duì)于型號(hào)為CR322的國(guó)產(chǎn)氯丁橡膠制得的傳動(dòng)膠帶(對(duì)比例1)，采用進(jìn)口氯丁橡膠制得的傳動(dòng)膠帶(實(shí)施例1)的性能耐熱性能更佳，以一組數(shù)據(jù)為例，傳動(dòng)膠帶的制備過(guò)程中原料用量如表1所示，將制備得到的傳動(dòng)膠帶在120℃x72小時(shí)老化處理，老化前后各項(xiàng)物性對(duì)比如表2所示。
本發(fā)明的耐熱傳動(dòng)膠帶底膠的制備方法，包括如下步驟：
1)將配方量的氯丁橡膠CR加入開(kāi)煉機(jī)，待包輥后下卷待用；
2)將配方量的補(bǔ)強(qiáng)劑與油混合得到共混物A，將配方量的硫化劑、促進(jìn)劑、防焦劑、硬脂酸SA、改性碳酸鈣、硅烷偶聯(lián)劑、抗撕裂樹(shù)脂、抗氧劑、防老劑混合得到共混物B；
3)將步驟1)制得的氯丁橡膠CR密煉10～30s，加入配方量的加強(qiáng)纖維，繼續(xù)密煉30～50s，再加入共混物B，密煉40～60s后加入共混物A，繼續(xù)密煉1～3min后排膠到開(kāi)煉機(jī)上，在開(kāi)煉機(jī)上混合制備膠片待用；
4)將步驟3)制得的膠片加入三輥壓延機(jī)中，壓延得到耐熱傳動(dòng)膠帶底膠。
表1
表2
傳動(dòng)膠帶經(jīng)120℃、72小時(shí)老化處理，老化前后的變化率越小，說(shuō)明傳動(dòng)膠帶的性能更好。由表2中數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，相對(duì)于國(guó)產(chǎn)氯丁橡膠，采用進(jìn)口氯丁橡膠制備的傳動(dòng)膠帶老化后各項(xiàng)性能變化率更小，耐熱性更佳。
采用如上所述的進(jìn)口氯丁橡膠作為原料，通過(guò)調(diào)節(jié)各原料的配比制備傳動(dòng)膠帶，作為實(shí)施例2-10，采用常規(guī)配方制備傳動(dòng)膠帶作為對(duì)比例2，傳動(dòng)膠帶的制備過(guò)程中原料用量如表3所示，將制備得到的傳動(dòng)膠帶在120℃x72小時(shí)老化處理，老化前后各項(xiàng)物性對(duì)比如表4、表5所示。
表3
表4
表5
由表4、表5的數(shù)據(jù)可以看出，在經(jīng)過(guò)120°老化試驗(yàn)后，制得的傳動(dòng)膠帶各方面性能保持率較高，尤其曲撓、硬度及伸長(zhǎng)率等性能可以看出，彈性保持率很好，且本發(fā)明中硫化劑、促進(jìn)劑、防焦劑、硬脂酸SA、改性碳酸鈣、硅烷偶聯(lián)劑、抗撕裂樹(shù)脂、加強(qiáng)纖維、抗氧劑、防老劑協(xié)同作用，在保持物理性能如拉斷強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、硬度、拉斷伸長(zhǎng)率的前提下，共同提高了傳動(dòng)膠帶在120℃溫度下的耐曲撓性。
申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。