一種耐磨低滾阻輸送帶底膠及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種耐磨低滾阻輸送帶底膠及其制備方法，屬于輸送帶底膠【技術領域】。其在雙輥開煉機內加入天然橡膠和合成橡膠塑煉后，依次加入氧化鋅、硬脂酸、防老劑、玄武巖纖維、補強劑、軟化劑，混煉后停放得到一段混煉膠；向一段混煉膠中加入硫磺、促進劑進行混煉；再進行硫化，得到所述的耐磨低滾阻輸送帶底膠。本發明采用玄武巖纖維加入膠料中，與白炭黑共同作用，可以有效地減少膠料生熱、降低其滯后損失，獲得具有低摩擦系數的輸送帶底膠；添加玄武巖纖維能夠提高膠料的耐磨性及抗撕裂性。
【專利說明】一種耐磨低滾阻輸送帶底膠及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種耐磨低滾阻輸送帶底膠及其制備方法，該底膠用于大運量、長距 離輸送帶產品中，可廣泛應用于冶金業、煤礦業、港口等行業，屬于輸送帶底膠【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 隨著現代化科技迅速發展，機械化、自動化生產水平不斷提高，長距離、大寬度、大 運載、連續化的輸送帶為廣大行業所需要。然而，隨著輸送帶的加長、加寬，其運行工作中所 消耗的動力能量也在不斷增大。在目前能源消耗不斷增長而能源資源越發緊缺的情況下， 研究發展節能輸送帶成了必然趨勢。
[0003] 國外客戶普遍關注節能型輸送帶，尤其是大型礦廠，如智力銅礦等輸送線路長達 幾公里，輸送系統能源消耗顯著。輸送帶依靠傳動托輥提供動力而運行，輸送帶底膠直接與 傳動托輥相接觸，其滾動阻力越大，輸送系統消耗的能量越大。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種耐磨低滾阻輸送帶底膠， 該底膠具有低摩擦系數、高耐磨性。
[0005] 按照本發明提供的技術方案，一種耐磨低滾阻輸送帶底膠，配方比例按重量份計 如下：包括40?80份天然橡膠、20?60份合成橡膠、1?10份玄武巖纖維、1?3份硫磺、 1?5份氧化鋅、1?3份硬脂酸、1?2. 5份促進劑、30?60份補強劑、1?10份軟化劑、 1?5份防老劑；
[0006] 在雙輥開煉機內加入天然橡膠和合成橡膠塑煉后，依次加入氧化鋅、硬脂酸、防老 齊U、玄武巖纖維、補強劑、軟化劑，混煉后停放得到一段混煉膠；向一段混煉膠中加入硫磺、 促進劑進行二段混煉；再進行硫化，得到所述的耐磨低滾阻輸送帶底膠。
[0007] 所述合成橡膠為丁苯橡膠和/或順丁橡膠。
[0008] 所述促進劑為促進劑NS、促進劑CZ、促進劑DTDM、促進劑TMTD中的一種或多種。
[0009] 所述補強劑為炭黑N220、炭黑N234、炭黑N115、炭黑N330、白炭黑中的一種或多 種。
[0010] 所述防老劑為微晶蠟、防老劑RD、防老劑4020、防老劑BLE中的一種或多種。
[0011] 所述軟化劑為石油系增塑劑、松油系增塑劑、煤焦油系增塑劑中的一種或多種。
[0012] 所述耐磨低滾阻輸送帶底膠的制備方法，按重量份計步驟如下：
[0013] (1) 一段混煉：在雙輥開煉機內加入40?80份天然橡膠和20?60份合成橡膠， 塑煉30?50s，塑煉溫度為25?30°C;然后依次加入1?5份氧化鋅、1?3份硬脂酸、1? 5份防老劑、1?10份玄武巖纖維、30?60份補強劑、1?10份軟化劑，混煉15?20min， 混煉溫度為30?60°C，停放8?16h后即得到一段混煉膠；
[0014] (2)二段混煉：向步驟（1)得到的一段混煉膠中加入1?3份硫磺、1?2. 5份促 進劑，混煉4?8min，混煉溫度為30?60°C，得到底膠；
[0015] (3)硫化：將步驟（2)得到的底膠在平板硫化機上進行硫化，硫化溫度為140? 160°C，硫化壓力為10?15MPa，硫化時間為20?40min，得到所述的耐磨低滾阻輸送帶底 膠。
[0016] 本發明的有益效果：
[0017] (1)采用玄武巖纖維加入膠料中，可以有效地減少膠料生熱、降低其滯后損失，獲 得低滾動阻力的輸送帶底膠；
[0018] (2)采用少量玄武巖纖維與大量炭黑并用作為填充體系，保持膠料各項物理機械 性能的同時，提高了耐磨性；
[0019] (3)加入玄武巖纖維可以吸收裂紋能量，延緩底膠的撕裂擴展，提高其抗撕裂性 能。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
[0021] 本發明所述橡膠基體中的天然橡膠是采用乳液絮凝法制備的，天然橡膠具有自增 強性，擁有較高的力學強度，同時具有良好的耐屈撓性能，滯后損失小，生熱低，綜合性能較 之其他橡膠更為優異。
[0022] 本發明所述的合成橡膠為丁苯橡膠和/或順丁橡膠，丁苯橡膠具有良好的耐熱 性、耐老化性、耐磨性，順丁橡膠具有良好的耐磨性、耐寒性和彈性。
[0023] 本發明所述的促進劑為為N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺（促進劑NS)、N_環己 基-2-苯并噻唑次磺酰胺（促進劑CZ)、4,4' -二硫化二嗎啉（促進劑DTDM)、二硫化四甲 基秋蘭姆（促進劑TMTD)中的一種或多種，選擇并采用合適的交聯體系，確保混煉膠具有良 好的焦燒性能，利于后期進行復合加工，同時，獲得良好的交聯結構，使得硫化膠具有優異 的物理機械性能。
[0024] 本發明所述的補強劑為中超耐磨炭黑N220、炭黑N234、超高耐磨炭黑N115、高耐 磨炭黑N330或者白炭黑。
[0025] 本發明所述的玄武巖纖維是經過化學試劑表面活化的表面改性材料，易與炭黑、 白炭黑等填料發生交互作用，減少了填料之間的作用，從而降低了膠料的內摩擦生熱，可以 有效地降低膠料的滯后損失、減少生熱，減少膠料的滾動阻力。本發明實施例所使用的玄武 巖纖維購自浙江石金玄武巖纖維有限公司。
[0026] 本發明所述的防老劑為微晶蠟、2,2,4_三甲基-1、2-二氫化喹啉聚合體（防老劑 RD)、N-(1，3-二甲基丁基）-Ν' -苯基對苯二胺（防老劑4020)、丙酮與二苯胺高溫縮合物 (防老劑BLE)中的一種或多種，可以為橡膠制品提供良好的抗熱氧老化、抗臭氧老化性能。
[0027] 所述軟化劑為石油系增塑劑、松油系增塑劑、煤焦油系增塑劑中的一種或多種，如 古馬隆樹脂、芳烴油、煤焦油、松香、錠子油、松焦油、變壓器油等，沒有具體限制，只要不對 本發明的發明目的產生限制即可。
[0028] 本發明所述的硬脂酸沒有具體限制，只要不對本發明的發明目的產生限制即可。
[0029] 本發明亦提供了耐磨低滾阻輸送帶底膠的制備方法，按照傳統的橡膠加工方法， 將除硫化體系（硫磺、促進劑）以外的各組分在開煉機或密煉機中混合均勻得到一段混煉 膠，停放8?16小時后，再加入硫化體系進行二段混煉；將獲得的二段混煉膠停放一段時間 后，在擠出機上進行擠出出片得到輸送帶底膠膠片；在常溫下，將底膠、粘合膠和骨架材料 在四輥壓延機上進行復合成型；將成型后的帶胚在平板硫化機上進行硫化，硫化溫度范圍 在140?160°C，硫化壓力在10?15MPa，硫化時間20?40min ;硫化后的帶胚經過冷定型 后，便可得到相應的產品。
[0030] 實施例1 : 一種耐磨低滾阻輸送帶底膠的制備方法，包括以下步驟：
[0031] (1) 一段混煉：在雙輥開煉機內加入400g天然橡膠和IOOg 丁苯橡膠，塑煉40s，塑 煉溫度為25°C ;然后依次加入5g氧化鋅、5g硬脂酸、5g微晶蠟、5g玄武巖纖維、5g松焦油、 50g炭黑N220、IOOg炭黑N330,混煉18min，混煉溫度為40°C，停放12h后即得到一段混煉 膠；
[0032] (2)二段混煉：向步驟（1)得到的一段混煉膠中加入5g硫磺、5g促進劑NS，混煉 4min，混煉溫度為50°C，得到底膠；
[0033] (3)將步驟（2)得到的底膠在平板硫化機上進行硫化，硫化溫度為160°C，硫化壓 力為lOMPa，硫化時間為30min，得到所述的耐磨低滾阻輸送帶底膠；該底膠的物理機械性 能如表1所示，tan δ如表2所示。
[0034] 實施例2 :-種耐磨低滾阻輸送帶底膠的制備方法，包括以下步驟：
[0035] (1) 一段混煉：在雙棍開煉機內加入200g天然橡膠、150g順丁橡膠、150g 丁苯橡 膠，塑煉35s，塑煉溫度為25°C;然后依次加入12. 5g氧化鋅、IOg硬脂酸、2. 5g防老劑4020、 5g防老劑RD、5g防老劑BLE、30g玄武巖纖維、5g古馬隆樹脂、IOg芳烴油、5g煤焦油、225g 炭黑N115,混煉20min，混煉溫度為45°C，停放8h后即得到一段混煉膠；
[0036] (2)二段混煉：向步驟⑴得到的一段混煉膠中加入IOg硫磺、5g促進劑NS、5g促 進劑CZ，混煉5min，混煉溫度為55°C，得到底膠；
[0037] (3)將步驟（2)得到的底膠在平板硫化機上進行硫化，硫化溫度為155°C，硫化壓 力為12MPa，硫化時間為35min，得到所述的耐磨低滾阻輸送帶底膠；該底膠的物理機械性 能如表1所示，tan δ如表2所示。
[0038] 實施例3 :-種耐磨低滾阻輸送帶底膠的制備方法，包括以下步驟：
[0039] (1) -段混煉：在雙輥開煉機內加入300g天然橡膠、200g順丁橡膠，塑煉50s，塑 煉溫度為30°C ;然后依次加入25g氧化鋅、15g硬脂酸、5g微晶蠟、IOg防老劑RD、IOg防老 劑4020、25g玄武巖纖維、25g松香、IOg錠子油、15g松焦油、175g炭黑N234、125g白炭黑， 混煉15min，混煉溫度為50°C，停放16h后即得到一段混煉膠；
[0040] ⑵二段混煉：向步驟⑴得到的一段混煉膠中加入12. 5g硫磺、5g促進劑DTDM、 7. 5g份促進劑NS，混煉3min，混煉溫度為40°C，得到底膠；
[0041] (3)將步驟（2)得到的底膠在平板硫化機上進行硫化，硫化溫度為140°C，硫化壓 力為15MPa，硫化時間為20min，得到所述的耐磨低滾阻輸送帶底膠；該底膠的物理機械性 能如表1所示，tan δ如表2所示。
[0042] 實施例4 :一種耐磨低滾阻輸送帶底膠的制備方法，包括以下步驟：
[0043] (1) 一段混煉：在雙輥開煉機內加入350g天然橡膠、IOOg順丁橡膠、50 丁苯橡膠， 塑煉30s，塑煉溫度為30°C ;然后依次加入5g氧化鋅、5g硬脂酸、5g防老劑BLE、5g玄武巖 纖維、5g松焦油、IOOg炭黑N115、60g炭黑N330,混煉15min，混煉溫度為60°C，停放12h后 即得到一段混煉膠；
[0044] (2)二段混煉：向步驟（1)得到的一段混煉膠中加入5g硫磺、5g促進劑CZ，混煉 3min，混煉溫度為60°C，得到底膠；
[0045] (3)將步驟（2)得到的底膠在平板硫化機上進行硫化，硫化溫度為140°C，硫化壓 力為15MPa，硫化時間為40min，得到所述的耐磨低滾阻輸送帶底膠；該底膠的物理機械性 能如表1所示，tan δ如表2所示。
[0046] 實施例5 :-種耐磨低滾阻輸送帶底膠的制備方法，包括以下步驟：
[0047] (1) 一段混煉：在雙輥開煉機內加入350g天然橡膠和150g 丁苯橡膠，塑煉50s，塑 煉溫度為25°C ;然后依次加入25g氧化鋅、15g硬脂酸、25g防老劑4020、50g玄武巖纖維、 IOg松香、150g炭黑N234、IOOg炭黑N330,混煉20min，混煉溫度為40°C，停放16h后即得到 一段混煉膠；
[0048] (2)二段混煉：向步驟⑴得到的一段混煉膠中加入15g硫磺、5g促進劑DTDM，混 煉6min，混煉溫度為40°C，得到底膠；
[0049] (3)將步驟（2)得到的底膠在平板硫化機上進行硫化，硫化溫度為150°C，硫化壓 力為lOMPa，硫化時間為20min，得到所述的耐磨低滾阻輸送帶底膠；該底膠的物理機械性 能如表1所示，tan δ如表2所示。
[0050] 對比實施例1
[0051] (1) -段混煉：在雙輥開煉機內加入300g天然橡膠、200g順丁橡膠，塑煉50s，塑 煉溫度為30°C ;然后依次加入25g氧化鋅、15g硬脂酸、5g微晶蠟、IOg防老劑RD、IOg防老 劑4020、25g松香、IOg錠子油、15g松焦油、175g炭黑N234、125g白炭黑，混煉15min，混煉 溫度為50°C，停放16h后即得到一段混煉膠；
[0052] (2)二段混煉：向步驟⑴得到的一段混煉膠中加入12. 5g硫磺、5g促進劑DTDM、 7. 5g份促進劑NS，混煉3min，混煉溫度為40°C，得到底膠；
[0053] (3)將步驟（2)得到的底膠在平板硫化機上進行硫化，硫化溫度為140°C，硫化壓 力為15MPa，硫化時間為20min，得到輸送帶底膠；該底膠的物理機械性能如表1所示，tan δ 如表2所示。
[0054] 本發明的測定方法按照如下標準：
[0055] 輸送帶底膠的物理機械性能測試方法按ASTMD412標準來測試復合材料的力學性 能；拉伸實驗一律采用6. OOmm寬裁刀制啞鈴片，撕裂實驗為直角型撕裂樣品；拉伸速度為 500mm/min，測試溫度為25°C ;其他性能測試均按照ASTM標準來完成。
[0056] 表1 :本發明實施例1?3、對比實施例1的性能比較
[0057]
【權利要求】
1. 一種耐磨低滾阻輸送帶底膠，其特征是配方比例按重量份計如下：包括40?80份 天然橡膠、20?60份合成橡膠、1?10份玄武巖纖維、1?3份硫磺、1?5份氧化鋅、1? 3份硬脂酸、1?2. 5份促進劑、30?60份補強劑、1?10份軟化劑、1?5份防老劑； 在雙輥開煉機內加入天然橡膠和合成橡膠塑煉后，依次加入氧化鋅、硬脂酸、防老劑、 玄武巖纖維、補強劑、軟化劑，混煉后停放得到一段混煉膠；向一段混煉膠中加入硫磺、促進 劑進行二段混煉；再進行硫化，得到所述的耐磨低滾阻輸送帶底膠。
2. 如權利要求1所述耐磨低滾阻輸送帶底膠，其特征是：所述合成橡膠為丁苯橡膠和/ 或順丁橡膠。
3. 如權利要求1所述耐磨低滾阻輸送帶底膠，其特征是：所述促進劑為促進劑NS、促進 劑CZ、促進劑DTDM、促進劑TMTD中的一種或多種。
4. 如權利要求1所述耐磨低滾阻輸送帶底膠，其特征是：所述補強劑為炭黑N220、炭黑 N234、炭黑N115、炭黑N330、白炭黑中的一種或多種。
5. 如權利要求1所述耐磨低滾阻輸送帶底膠，其特征是：所述防老劑為微晶蠟、防老劑 RD、防老劑4020、防老劑BLE中的一種或多種。
6. 如權利要求1所述耐磨低滾阻輸送帶底膠，其特征是：所述軟化劑為石油系增塑劑、 松油系增塑劑、煤焦油系增塑劑中的一種或多種。
7. 權利要求1所述耐磨低滾阻輸送帶底膠的制備方法，其特征是按重量份計步驟如 下： (1) 一段混煉：在雙輥開煉機內加入40?80份天然橡膠和20?60份合成橡膠，塑煉 30?50s，塑煉溫度為25?30°C;然后依次加入1?5份氧化鋅、1?3份硬脂酸、1?5份 防老劑、1?10份玄武巖纖維、30?60份補強劑、1?10份軟化劑，混煉15?20min，混煉 溫度為30?60°C，停放8?16h后即得到一段混煉膠； (2) 二段混煉：向步驟（1)得到的一段混煉膠中加入1?3份硫磺、1?2. 5份促進劑， 混煉4?8min，混煉溫度為30?60°C，得到底膠； (3) 硫化：將步驟（2)得到的底膠在平板硫化機上進行硫化，硫化溫度為140?160°C， 硫化壓力為10?15MPa，硫化時間為20?40min，得到所述的耐磨低滾阻輸送帶底膠。
【文檔編號】C08K5/09GK104311905SQ201410626213
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月7日 優先權日:2014年11月7日
【發明者】薩日娜, 范旭夢, 施潔, 吳宇航, 徐春安, 曹暉 申請人:無錫寶通帶業股份有限公司