輸送帶用橡膠組合物、輸送帶和帶式運輸的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種可同時發揮節能性和耐久性的輸送帶用橡膠組合物。更具體而言，提供了一種輸送帶用橡膠組合物，其包含(A)100質量份二烯類聚合物；和(B)25至55質量份炭黑，所述炭黑包括具有60-100m2/g的氮吸附比表面積和小于110ml/100g的鄰苯二甲酸二丁酯吸油量的炭黑(b-1)，和具有小于60m2/g的氮吸附比表面積和110ml/100g以上的鄰苯二甲酸二丁酯吸油量的炭黑(b-2)。此外，提供了一種利用所述輸送帶用橡膠組合物獲得的輸送帶，和一種其上安裝所述輸送帶的帶式運輸機。
【專利說明】輸送帶用橡膠組合物、輸送帶和帶式運輸機
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種輸送帶用橡膠組合物，一種利用所述輸送帶用橡膠組合物獲得的 輸送帶，和一種其上安裝有所述輸送帶的帶式運輸機。
【背景技術】
[0002] 使用帶式運輸機作為輸送各種包裝物如材料、食物等的手段。近期，隨著輸送量的 增長和輸送效率的提高，已開始使用大型帶式運輸機，并且其中總長度達到數km的大型帶 式運輸機已在使用中。因此，需要更高的耐久性并且也需要降低電力消耗。
[0003] 要安裝至帶式運輸機的皮帶（輸送帶）通常內部具有作為增強件的芯體，并且將 所述芯體夾在所述芯體上側（當用于輸送帶時，將為外周）的覆蓋膠[下文中稱為外部覆 蓋膠（external cover rubber)]和內周（當用于輸送帶時，將為背面或下側）上的覆蓋 膠[下文中稱為內部覆蓋膠（internal cover rubber)]之間。所述外部覆蓋膠和位于其 背面的所述內部覆蓋膠在必要的物理性能方面不同，并且所述內部覆蓋膠必須具有耐撕裂 性，此外，由于輸送帶與大量輥之間的接觸，必須減少能量損耗，或者就是說，必須通過能量 損耗的減少來減少電力消耗量。
[0004] 迄今為止，作為耐撕裂性優良的輸送帶用橡膠組合物，已知有橡膠組合物，所述橡 膠組合物包含不同組合的天然橡膠（NR)和，同時引入其中的，丁二烯橡膠（BR)和丁苯橡膠 (SBR)等。（參見專利文獻1和2)。
[0005] 引用列表
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻 1:JP-A 11-139523
[0008] 專利文獻 2: JP-A 2004-346220
【發明內容】
[0009] 發明要解決的問是頁
[0010] 專利文獻1和2中記載的橡膠組合物含有丁苯橡膠（SBR)因此具有良好的耐撕裂 性，但由于其中內部損耗高，節能性差。
[0011] 因此，本發明的目的是提供同時滿足節能性和耐久性的輸送帶用橡膠組合物，提 供同時具有節能性和耐久性的輸送帶，并提供其上安裝有所述輸送帶的帶式運輸機。
[0012] 用于解決問題的方案
[0013] 為了達到以上提及的目的，本發明人進行了勤奮的研究，并且，結果，發現含有二 烯類聚合物、具有特定比例的兩種特定種類的炭黑的橡膠組合物可以達到以上提及的目 的。基于這些發現完成了本發明。
[0014] 特別地，本發明涉及以下[1]至[8]。
[0015] [1] 一種輸送帶用橡膠組合物，其包含：
[0016] (A) 100質量份二烯類聚合物，和
[0017] (B) 25至55質量份炭黑，所述炭黑包括具有60至100m2/g的氮吸附比表面積和小 于110ml/100g的鄰苯二甲酸二丁酯吸油量的炭黑（b-Ι)，和具有小于60m 2/g的氮吸附比表 面積和110ml/100g以上的鄰苯二甲酸二丁酯吸油量的炭黑（b-2)。
[0018] [2]根據以上[1]所述的輸送帶用橡膠組合物，其中所述炭黑（b-ι)與所述炭黑 (b-2)的含量比[(b-lV(b-2)]以質量比計為20/80至80/20。
[0019] [3]根據以上[1]或[2]所述的輸送帶用橡膠組合物，其進一步包含：
[0020] (C) 1至15質量份二氧化硅，和
[0021] (D)0. 1至1. 5質量份硅烷偶聯劑。
[0022] [4]根據以上[1]至[3]任一項所述的輸送帶用橡膠組合物，其中所述組分㈧包 含15至65質量％的選自天然橡膠和異戊二烯橡膠中的至少一種，和85至35質量％的丁 二烯橡膠。
[0023] [5]根據以上[4]所述的輸送帶用橡膠組合物，其中，所述丁二烯橡膠中的順 式-1,4-鍵含量是90%以上。
[0024] [6]根據以上[1]至[5]任一項所述的輸送帶用橡膠組合物，其進一步包含0. 1至 10質量份防老劑。
[0025] [7] -種輸送帶，其利用根據以上[1]至[6]任一項所述的橡膠組合物獲得。
[0026] [8] -種帶式運輸機，其上安裝有根據以上[7]所述的輸送帶。
[0027] 發明的效果
[0028] 根據本發明，提供同時滿足節能性和耐久性的輸送帶用橡膠組合物，同時具有節 能性和耐久性的輸送帶，和其上安裝有所述輸送帶的帶式運輸機。
[0029] 另外，不管任何微妙的生產條件和混煉條件的差別，進一步含有特定量的二氧化 硅和特定量的硅烷偶聯劑的輸送帶用橡膠組合物都穩定地具有非常高的耐久性。因此，本 發明可以提供同時滿足節能性和非常高的耐久性的輸送帶用橡膠組合物。
【具體實施方式】
[0030] [輸送帶用橡膠組合物]
[0031] 本發明的輸送帶用橡膠組合物含有：
[0032] (A) 100質量份二烯類聚合物，和
[0033] (B) 25至55質量份炭黑，所述炭黑包括具有60至100m2/g的氮吸附比表面積和小 于110ml/100g的鄰苯二甲酸二丁酯（DBP)吸油量的炭黑（b-Ι)，和具有小于60m 2/g的氮吸 附比表面積和110ml/100g以上的DBP吸油量的炭黑（b-2)。使用所述橡膠組合物獲得的輸 送帶同時具有節能性和耐久性。
[0034] 以下描述本發明的輸送帶用橡膠組合物的各組分。在本說明書中，可任意采用并 且可任意組合優選的記載。可將優選的記載的組合稱為更優選的。（(A)二烯類聚合物）
[0035] 組分（A)的二烯類聚合物包括，例如，天然橡膠（NR)、異戊二烯橡膠（IR)、丁二烯 橡膠（BR)、丁苯橡膠（SBR)、乙丙橡膠（EPR)、三元乙丙橡膠（EPDM)、丁基橡膠（IIR)、鹵代 丁基橡膠、氯丁橡膠等。此處可單一地使用它們的單獨一種或組合地使用它們的兩種以上。 在本發明中，優選地，從同時滿足節能性和耐久性的觀點組合兩種以上；并且更優選地，組 合選自天然橡膠、異戊二烯橡膠和丁二烯橡膠中的至少兩種；甚至更優選將選自天然橡膠 和異戊二烯橡膠中的至少一種與丁二烯橡膠組合，并且特別優選將天然橡膠或異戊二烯橡 膠與丁二烯橡膠組合。
[0036] 優選地，從同時滿足節能性和耐久性的觀點，所述組分（A)包含15至65質量％的 選自天然橡膠和異戊二烯橡膠中的至少一種和85至35質量％的丁二烯橡膠，更優選包含 20至60質量％的選自天然橡膠和異戊二烯橡膠中的至少一種和80至40質量％的丁二烯 橡膠。
[0037] 優選地，從同時滿足節能性和耐久性的觀點，丁二烯橡膠是高順式丁二烯橡膠。根 據FT-IR測試，高順式丁二烯橡膠是其中1，3- 丁二烯單元中的順式-1，4鍵的含量為90% 至小于98%的一種。優選地，在高順式丁二烯橡膠中1，3- 丁二烯單元中的順式-1，4鍵的 含量為95%至小于98%。不特別定義高順式丁二烯橡膠的制造方法，并可根據已知的方法 制造所述橡膠。例如，可通過利用釹系催化劑的丁二烯的聚合制造所述橡膠。高順式丁二 烯橡膠是商購可得的，并且例如，此處可用JSR的"BR01"和" T700 "等。
[0038] (⑶炭黑）
[0039] 從同時滿足節能性和耐久性的觀點，作為組分（B)的炭黑，此處組合的是具有60 至100m 2/g的氮吸附比表面積和小于110ml/100g的DBP吸油量的炭黑（b-Ι)，和具有小于 60m2/g的氮吸附比表面積和110ml/100g以上的DBP吸油量的炭黑（b-2)。
[0040] 從耐久性的觀點，組分（b-ι)的炭黑優選地具有70至90m2/g的氮吸附比表面積和 60至108ml/100g的DBP吸油量，更優選70至90m 2/g的氮吸附比表面積和65至108ml/100g 的DBP吸油量。單獨組分（b-1)對增強耐久性可以是有效的，但趨向于對確保節能性是無 效的。此處可單一地使用單獨一種或組合地使用兩種以上用于組分（b-1)。
[0041] 從節能性的觀點，組分（b-2)的炭黑優選地具有30至55m2/g的氮吸附比表面 積和110至140ml/100g的DBP吸油量，更優選35至50m 2/g的氮吸附比表面積和115至 130ml/100g的DBP吸油量。單獨組分（b-2)對增強節能性可以是有效的，但趨向于對確保 耐久性是無效的。此處可單一地使用單獨一種或組合使用兩種以上用于組分（b-2)。
[0042] 本說明書中，根據JIS K 6217(1997)測量炭黑的氮吸附比表面積和DBP吸油量。
[0043] 優選地，組分（b-Ι)與組分（b-2)的含量比[(b-1)Ab-2)]以質量比計為10/90 至90/10,更優選15/85至90/10,甚至更優選20/80至80/20,仍更優選40/60至80/20,特 別地優選50/50至70/30。落在所述范圍的含量比同時增強節能性和耐久性。
[0044] 炭黑可以是根據爐法、槽法、乙炔法或熱法等任何方法制造的任何一種，并特別地 優選為根據爐法制造的那種。具體地，所述炭黑包括SAF、ISAF、HAF、FEF、GPE、SRF(全部是 橡膠用爐法炭黑）、MT炭黑（熱解碳）等的標準品種。從上述中，此處可適當地選擇和使用 滿足上述要求的炭黑。那些之中，優選是以上提及的橡膠用爐法炭黑的那些，并且更優選是 HAF 和 FEF。
[0045] 本發明的輸送帶用橡膠組合物中，相對于100質量份組分（A)，組分（B)[包括任何 除了組分（b-ι)和組分（b-2)以外的其它炭黑（下文稱為炭黑（b-3))]的含量是25至55 質量份。當含量為少于25質量份時，則耐久性差。另一方面，當大于55質量份時，則節能 性是不足的。從同樣的觀點，相對于100質量份組分（A)，組分（B)的含量優選是25至50 質量份，更優選30至50質量份，甚至更優選35至50質量份。
[0046] 組分⑶中組分（b-Ι)與組分（b-2)的總含量比優選是85質量％以上，更優選90 質量％以上，甚至更優選95質量％以上，并且特別地優選實質上100質量％。
[0047] 本發明的輸送帶用橡膠組合物可以在不明顯減損本發明有益效果的范圍內含有 不對應于以上提及的組分（b-Ι)和組分（b-2)的炭黑（b-3)。在組合物含有炭黑（b-3)的 情況下，其含量優選是以致組分（B)中組分（b-Ι)與組分（b-2)的總含量比可落在以上提 及的范圍內。
[0048] ((C)二氧化硅）
[0049] 含有二氧化硅作為組分（C)，本發明的橡膠組合物可更有效地用于進一步改善其 耐久性，同時維持含有特定共混比的組分（A)和組分（B)的橡膠組合物具有的節能性。引 入組分（C)提供能夠穩定地發揮非常高的耐久性的橡膠組合物，而不管配混順序、配混方 法和混煉條件。雖然不清楚表現該效果的正確原因，但可推測為如下。特別地，二氧化硅不 具有將由輸送帶必要的小形變的應變產生的能量轉換成熱的能力，因此可以這樣維持或不 降低過大的節能性，然而，因為具有將由大形變的應變產生的能量轉換成熱并將它分散的 能力，結果，可因此顯著地提高耐久性。
[0050] 作為二氧化硅，此處可用任何和每一種市售的二氧化硅。尤其是，優選使用濕法二 氧化硅、干法二氧化硅或膠體二氧化硅，并更優選使用濕法二氧化硅。
[0051] 優選地，此處所用二氧化硅的BET比表面積（根據ISO 5794/1測量）是40至 350m2/g。BET比表面積落在所述范圍的二氧化硅是有益的，因為它在橡膠組分中的分散性 好，并同時維持良好的節能性，可以發揮改善橡膠組合物耐久性的優良效果。從這樣的觀 點，此處所用的二氧化硅的BET比表面積更優選是80至350m 2/g，甚至更優選120至350m2/ g，仍更優選150至300m2/g。
[0052] 作為這樣的二氧化娃，可用市售產品如Tosoh Silica Corporation制造的商品 名 "Nipsil AQ"（BET 比表面積= 220m2/g)和商品名 "Nipsil KQ"，和 Degussa AG 制造的 "Ultrasil VN3"（BET 比表面積=175m2/g)，等。
[0053] 此處可單一地使用單獨一種或組合使用兩種以上這樣的二氧化硅。
[0054] 本發明的輸送帶用橡膠組合物中，相對于100質量份組分（A)，作為組分（C)的二 氧化硅的含量優選是1至15質量份。1質量份以上的含量對改善所述組合物的耐久性是有 效的并且15質量份以下的含量將不存在所述組合物粗糙化并可能難以成形為片的狀況， 或也就是，可良好地保持橡膠組合物的成形性。從這樣的觀點，相對于100質量份組分（A)， 所述含量更優選是1至10質量份，甚至更優選2至8質量份，特別地優選2至6質量份。
[0055] 從同時滿足節能性和非常高的耐久性的觀點，相對于100質量份組分（A)，組分 (B)和組分（C)的總含量優選是26至70質量份，更優選30至60質量份，甚至更優選35至 55質量份，特別地優選40至50質量份。
[0056] ((D)硅烷偶聯劑）
[0057] 在本發明的橡膠組合物含有組分（C)的情況下，期望添加硅烷偶聯劑至其中作為 組分（D)以便可將可能由組分（C)降低的節能性保持在高水平。
[0058] 硅烷偶聯劑優選是選自由以下通式（I)至（IV)的化合物組成的組中的至少一種。 利用所述種類的硅烷偶聯劑確保在橡膠加工時更優異的加工性并提供進一步改善耐久性 的效果。
[0059] 以下依序描述通式（I)至（IV)。
[0060] (R10)3-p(R2) pSi-R3-Sa-R3-Si(0R1) 3-r(R2)r * * * (D
[0061] 式中，多個R1可以是相同或不同的，各自表示具有1至8個碳原子的直鏈、環狀或 支鏈的烷基，或具有2至8個碳原子的直鏈或支鏈的烷氧基烷基。多個R 2可以是相同或不 同的，各自表示具有1至8個碳原子的直鏈、環狀或支鏈的烷基。多個R3可以是相同或不 同的，各自表示具有1至8個碳原子的直鏈或支鏈的亞烷基。a表示平均值并且為2至6 ; P和r可以是相同或不同的，各自表示平均值并且為0至3。然而p和r二者不同時是3。
[0062] 由以上提及的通式（I)表示的硅烷偶聯劑的特定實例包括雙（3-三乙氧基甲硅烷 基丙基）四硫化物、雙（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）四硫化物、雙（3-甲基二甲氧基甲硅烷 基丙基）四硫化物、雙（3-二乙氧基甲娃燒基乙基）四硫化物、雙（3 -二乙氧基甲娃燒基丙 基）二硫化物、雙（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）二硫化物、雙（3-甲基二甲氧基甲硅烷基丙 基）-硫化物、雙（2 -二乙氧基甲娃燒基乙基）_硫化物、雙（3-二乙氧基甲娃燒基丙基） 三硫化物、雙（3-三甲氧基甲硅烷基丙基）三硫化物、雙（3-甲基二甲氧基甲硅烷基丙基） 三硫化物、雙（2-三乙氧基甲硅烷基乙基）三硫化物、雙（3-單乙氧基二甲基甲硅烷基丙 基）四硫化物、雙（3-單乙氧基二甲基甲硅烷基丙基）三硫化物、雙（3-單乙氧基二甲基甲 硅烷基丙基）二硫化物、雙（3-單甲氧基二甲基甲硅烷基丙基）四硫化物、雙（3-單甲氧 基-甲基甲娃燒基丙基）二硫化物、雙（3 -單甲氧基_甲基甲娃燒基丙基）_硫化物、雙 (2-單乙氧基_甲基甲娃燒基乙基）四硫化物、雙（2 -單乙氧基_甲基甲娃燒基乙基）二硫 化物、雙（2-單乙氧基_甲基甲娃燒基乙基）_硫化物。
[0063]
【權利要求】
1. 一種輸送帶用橡膠組合物，其包含： (A) 100質量份二烯類聚合物，和 (B) 25至55質量份炭黑，所述炭黑包括具有60至100m2/g的氮吸附比表面積和小于 110ml/100g的鄰苯二甲酸二丁酯吸油量的炭黑（b-Ι)，和具有小于60m 2/g的氮吸附比表面 積和110ml/100g以上的鄰苯二甲酸二丁酯吸油量的炭黑（b-2)。
2. 根據權利要求1所述的輸送帶用橡膠組合物，其中所述炭黑（b-1)與所述炭黑 (b-2)的含量比[(b-lV(b-2)]以質量比計為20/80至80/20。
3. 根據權利要求1或2所述的輸送帶用橡膠組合物，其進一步包含： (C) 1至15質量份二氧化硅，和 (D) 0.1至1.5質量份硅烷偶聯劑。
4. 根據權利要求1至3任一項所述的輸送帶用橡膠組合物，其中所述組分（A)包含15 至65質量％的選自天然橡膠和異戊二烯橡膠中的至少一種，和85至35質量％的丁二烯橡 膠。
5. 根據權利要求4所述的輸送帶用橡膠組合物，其中，所述丁二烯橡膠中的順 式-1,4-鍵含量是90%以上。
6. 根據權利要求1至5任一項所述的輸送帶用橡膠組合物，其進一步包含0. 1至10質 量份防老劑。
7. -種輸送帶，其利用根據權利要求1至6任一項所述的橡膠組合物而獲得。
8. -種帶式運輸機，其上安裝有根據權利要求7所述的輸送帶。
【文檔編號】C08K5/00GK104114631SQ201280069424
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2012年12月10日 優先權日:2011年12月12日
【發明者】中野宏規 申請人:株式會社普利司通