一種帆布芯耐熱輸送帶粘合層橡膠材料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種帆布芯耐熱輸送帶粘合層橡膠材料及其制備方法，橡膠材料的各組分按重量分數計為：三元乙丙橡膠70?90份、天然橡膠10?30份、補強填料40?70份、硫化劑3.5?5份、硫化促進劑0.5?1.5份、硫化活性劑8?12份、增塑劑15?25份、防老劑2?4份、粘合劑4?5份、模量改性助劑短纖維3?5份。制備時首先在開煉機上進行塑煉膠的制備，然后在密煉機中經過一段混煉和二段混煉后得到帆布芯耐熱輸送帶粘合層橡膠材料。本發明制備方法簡單，制備得到的帆布芯耐熱輸送帶粘合層橡膠材料在使用后，提高了輸送帶在高溫環境下的粘合強度，很大程度上防止了脫層現象，延長了輸送帶的使用壽命，有很好的經濟效益。
【專利說明】
-種帆布巧耐熱輸送帶粘合層橡膠材料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明設及一種帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料及其制備方法，屬于橡膠材料 制備技術領域。
【背景技術】
[0002] 近些年來，我國鋼鐵、冶金、水泥、焦炭等行業蓬勃發展，耐熱耐高溫輸送帶市場需 求大大提升，同時運對耐熱耐高溫輸送帶也提出了更為嚴格的要求。纖維骨架材料輸送帶 包括帆布忍輸送帶、整體帶忍輸送帶等，其中W帆布忍輸送帶應用最為廣泛。帆布忍耐熱輸 送帶主要用于l〇(TC及W上高溫物料的輸送，在實際使用過程中經常出現帆布骨架材料與 覆蓋膠之間發生脫層的現象，嚴重影響了輸送帶的使用壽命。
[0003] 從保證企業連續生產、節約其使用成本的的角度出發，開發一種常溫、老化和高溫 條件下粘合性能均優異的帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料顯得尤為重要。
[0004] 帆布忍輸送帶一般由帆布骨架材料、粘合層橡膠、覆蓋膠Ξ部分組成。傳統配合設 計中粘合層橡膠的模量會低于覆蓋膠的模量，模量梯度變化呈現"很硬~很軟~軟"的形 式，不符合復合材料結構設計的"模量匹配性"原理，理想的"模量匹配性"應該是"硬~軟硬 適中~軟"的結構形式。本發明基于復合材料結構"模量匹配性"原理，通過在粘合層材料中 加入模量改性助劑短纖維來改善粘合層模量進而提高整條輸送帶的"模量匹配性"，使"骨 架材料-粘合層-覆蓋膠"的模量梯度平緩變化，從而提高帆布忍耐熱輸送帶在高溫環境下 的的粘合強度，防止脫層現象，延長其使用壽命。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是為了解決現有的帆布忍耐熱輸送帶在高溫物料的傳送使用過程 中容易出現帆布骨架材料與覆蓋膠之間發生脫層的現象影響輸送帶壽命的問題，提供了一 種制備方法簡單，步驟易于操作的帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料及其制備方法。
[0006]
[0007]
[000引本發明采用如下技術方案：一種帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料，各組分按重 量分數計為:Ξ元乙丙橡膠70-90份、天然橡膠10-30份、補強填料40-70份、硫化劑3.5-5份、 硫化促進劑0.5-1.5份、硫化活性劑8-12份、增塑劑15-25份、防老劑2-4份、粘合劑4-5份、模 量改性助劑短纖維3-5份。
[0009] 進一步的，所述的Ξ元乙丙橡膠為ENB型Ξ元乙丙橡膠，第Ξ單體乙叉降冰片締含 量為6~10%。
[0010] 進一步的，所述補強填料為沉淀法白炭黑、炭黑N220、炭黑N330中的一種或幾種。
[0011] 進一步的，所述硫化劑為過氧化二異丙苯與硫橫的混合物;所述硫化促進劑為次 橫酷胺類促進劑CZ、嚷挫類促進劑DM、秋蘭姆類促進劑TMTD中的一種或幾種。
[0012] 進一步的，所述硫化活性劑為納米氧化鋒、納米氧化儀、硬脂酸的一種或幾種。
[0013] 進一步的，所述增塑劑為古馬隆樹脂、芳控油、碳5石油樹脂、辛基酪醒BN-1、辛基 酪醒BN-2中的一種或幾種。
[0014] 進一步的，所述防老劑為防老劑MB、防老劑RD、防老劑MC的一種或幾種。
[0015] 進一步的，所述粘合劑為粘合劑RA、粘合劑RS和馬來酸酢接枝的聚下二締的混合 物。
[0016] 進一步的，所述模量改性助劑短纖維為WL浸膠預處理芳絕短切纖維、母膠粒預分 散的芳絕漿巧、母膠粒預分散的纖維素纖維中的一種或幾種。
[0017] 帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料的制備方法，包括如下步驟：
[0018] (1)塑煉:取天然橡膠10-30份在開煉機上塑煉，開煉機漉距為2-4mm，漉溫控制在 40-50°C，塑煉8-lOmin得到塑煉膠；
[0019] (2)-段混煉:將步驟（1)制得的塑煉膠和Ξ元乙丙橡膠70-90份投入密煉機中，密 煉l-2min;然后開上頂栓，加入補強填料40-70份、硫化活性劑8-12份、增塑劑15-25份、防老 劑2-4份、粘合劑4-5份、模量改性助劑短纖維3-5份，關上頂栓，繼續密煉5-6min，排膠溫度 控制在110-120°C，經翻煉、按厚度7-8mm出片后冷卻至室溫；
[0020] (3)二段混煉:將冷卻至室溫的一段混煉膠投入密煉機中，再往密煉機中加入硫化 劑3.5-5份、硫化促進劑0.5-1.5份，混煉2-3min，排膠溫度控制在100-110°C，經翻煉、按厚 度7-8mm出片后冷卻至室溫，即得到帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料。
[0021] 制備得到的帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料在使用時，將粘合層混煉膠和帆布 在常溫下經過雙漉或四漉壓延機完成粘合層膠與帆布層的貼合，再與覆蓋膠經成型壓延， 在平板硫化機上150~160°C硫化得到帆布忍耐熱輸送帶。
[0022] 本發明的有益效果:通過在輸送帶粘合層橡膠中添加模量改性助劑短纖維來提高 粘合層的模量，使"骨架材料-忍層膠-覆蓋膠"的模量梯度變化平緩；另外馬來酸酢接枝的 聚下二締，一方面與Ξ元乙丙橡膠具有相似的主鏈結構，極性相近，具有較大親和力，另一 方面馬來酸酢基團可W與尼龍帆布的胺基、聚醋帆布的徑基發生化學反應，形成牢固的共 價鍵，能在很大程度上提高了橡膠材料與帆布骨架材料的界面粘合強度。采用本發明的制 備方法制備的橡膠材料制成的輸送帶在高溫環境下的粘合強度得到提高，很大程度上解決 了脫層問題，輸送帶的使用壽命大大延長。
【附圖說明】 圖1為本發明的【背景技術】中的復合材料模量匹配性原理圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面將結合具體實施例對本發明作進一步的說明。
[0024] 本發明對比例和實施例中采用的Ξ元乙丙橡膠(4045)外購于中國石油吉林石化 公司；天然橡膠外購于KONG THAI(HK)抓BB邸INDUSTRY C0.，LIMITED;沉淀法白炭黑外購 于株洲興隆新材料股份有限公司；炭黑N330外購于江西黑貓炭黑股份有限公司；過氧化二 異丙苯(DCP)外購于上海沁威化工有限公司；硫橫外購于江陰奔月化工有限公司；次橫酷胺 類促進劑CZ外購于濃陽蔚林化工股份有限公司；嚷挫類促進劑DM和秋蘭姆類促進劑TMTD均 外購于山東尚舜化工有限公司；納米氧化鋒外購于山東興亞新材料有限公司；硬脂酸外購 于無錫市勝利口化工有限公司；古馬隆樹脂外購于北京優勝力合化工有限公司；芳控油外 購于安徽瑞邦橡塑助劑集團有限公司；防老劑MB外購于上海成錦化工有限公司；防老劑RD 外購于山東斯遞爾化工科技有限公司；防老劑MC外購于無錫市賓王化工廠;粘合劑RA和RS 均外購于江蘇國立化工科技有限公司；馬來酸酢接枝的聚下二締外購于余姚市亞創新材料 有限公司;WL浸膠預處理芳絕短切纖維、母膠粒預分散的芳絕漿巧和母膠粒預分散的纖維 素纖維均外購于黑龍江弘宇短纖維新材料股份有限公司。
[00巧]對比例：
[00%]普通帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料，配方比例按重量份計：
[0027] Ξ元乙丙橡膠(4045)70份，天然橡膠30份，沉淀法白炭黑10份，炭黑N330 30份，過 氧化二異丙苯(DCP)3份，硫橫0.5份，次橫酷胺類促進劑CZ 0.5份、嚷挫類促進劑DM 0.5份， 秋蘭姆類促進劑TMTD 0.5份，納米氧化鋒10份，硬脂酸2份，古馬隆樹脂10份，芳控油10份， 防老劑MB 2份、防老劑MC 1份，粘合劑RA 2份，粘合劑RS 2份。
[00%]普通帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料的制備方法，步驟如下：
[0029] (1)塑煉:取天然橡膠在開煉機上塑煉或并用塑練，其漉距2-4mm，漉溫控制在40- 50°C，塑煉8-lOmin得到塑煉膠；
[0030] (2)-段混煉:將步驟（1)制得的塑煉膠和Ξ元乙丙橡膠(4045)投入密煉機中，密 煉l-2min;然后開上頂栓，加入白炭黑、炭黑、納米氧化鋒、硬脂酸、古馬隆樹脂、芳控油、防 老劑MB、防老劑MC、粘合劑RA、粘合劑RS，關上頂栓，繼續密煉5-6min，排膠溫度控制在1 ιο? ? 20°C ， 經翻煉 、按厚度 7-8mm 出片后冷卻至室溫；
[0031 ] (3)二段混煉:將冷卻至室溫的一段混煉膠投入密煉機中，再往密煉機中加入過氧 化二異丙苯(DCP)、硫橫、次橫酷胺類促進劑CZ、嚷挫類促進劑DM、秋蘭姆類促進劑TMTD，混 煉2-3min，排膠溫度控制在100-110°C，經翻煉、按厚度7-8mm出片后冷卻至室溫，即得產品 普通帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料。
[003^ 實施例一：
[0033] -種帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料，各組分按重量分數計為：
[0034] Ξ元乙丙橡膠(4045)70份，天然橡膠30份，沉淀法白炭黑10份，炭黑N330 30份，過 氧化二異丙苯(DCP)3份，硫橫0.5份，次橫酷胺類促進劑CZ 0.5份，嚷挫類促進劑DM 0.5份， 秋蘭姆類促進劑TMTD 0.5份，納米氧化鋒5份，硬脂酸3份，古馬隆樹脂5份，芳控油10份，防 老劑MB 2份，防老劑RD 2份，粘合劑RA 2份，粘合劑RS 2份，馬來酸酢接枝的聚下二締1份， WL浸膠預處理芳絕短切纖維3份。
[0035] 帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料的制備方法，包括如下步驟：
[0036] (1)塑煉：取30份天然橡膠在開煉機上塑煉，其漉距2mm，漉溫控制在40°C，塑煉 lOmin得到塑煉膠；
[0037] (2)-段混煉:將步驟（1)制得的塑煉膠和70份Ξ元乙丙橡膠(4045)投入密煉機 中，密煉Imin;然后開上頂栓，加入10份沉淀法白炭黑、30份炭黑、5份納米氧化鋒、3份硬脂 酸、5份古馬隆樹脂、10份芳控油、2份防老劑MB、2份防老劑畑、2份粘合劑RA、2份粘合劑RS、1 份馬來酸酢接枝的聚下二締、3份R化浸膠預處理芳絕短切纖維，關上頂栓，繼續密煉6min， 排膠溫度控制在ll〇°C，經翻煉、按厚度7mm出片后冷卻至室溫；
[0038] (3)二段混煉:將冷卻至室溫的一段混煉膠投入密煉機中，再往密煉機中加入3份 過氧化二異丙苯(DCP)、硫橫、0.5份次橫酷胺類促進劑CZ、0.5份嚷挫類促進劑DM、0.5份秋 蘭姆類促進劑TMTD，混煉2min，排膠溫度控制在100°C，經翻煉、按厚度7mm出片后冷卻至室 溫，即得產品帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料。
[0039] 實施例二：
[0040] -種帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料，各組分按重量分數計為：
[0041] Ξ元乙丙橡膠(4045)80份，天然橡膠20份，沉淀法白炭黑15份，炭黑N330 35份，過 氧化二異丙苯(DCP)3份，硫橫0.5份，次橫酷胺類促進劑CZ 0.5份，嚷挫類促進劑DM 0.5份， 秋蘭姆類促進劑TMTD 0.5份，納米氧化鋒5份，硬脂酸3份，古馬隆樹脂5份，芳控油15份，防 老劑MB 1.5份，防老劑RD 1.5份，粘合劑RA 1份，粘合劑RS 1份，馬來酸酢接枝的聚下二締2 份，母膠粒預分散的芳絕漿巧3份。
[0042] 帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料的制備方法，包括如下步驟：
[0043] (1)塑煉:取20份天然橡膠在開煉機上塑煉或并用塑練，其漉距3mm，漉溫控制在45 °C，塑煉9min得到塑煉膠；
[0044] (2)-段混煉:將步驟（1)制得的塑煉膠和80份Ξ元乙丙橡膠(4045)投入密煉機 中，密煉1.5min;然后開上頂栓，加入15份沉淀法白炭黑、35份炭黑、5份納米氧化鋒、3份硬 脂酸、5份古馬隆樹脂、15份芳控油、1.5份防老劑MB、1.5份防老劑畑、1份粘合劑RA、1份粘合 劑RS、2份馬來酸酢接枝的聚下二締、3份母膠粒預分散的芳絕漿巧，關上頂栓，繼續密煉 5.5min，排膠溫度控制在115°C，經翻煉、按厚度8mm出片后冷卻至室溫；
[0045] (3)二段混煉:將冷卻至室溫的一段混煉膠投入密煉機中，再往密煉機中加入3份 過氧化二異丙苯(DCP)、0.5份硫橫、0.5份次橫酷胺類促進劑CZ、0.5份嚷挫類促進劑DM、0.5 份秋蘭姆類促進劑TMTD，混煉3min，排膠溫度控制在105°C，經翻煉、按厚度8mm出片后冷卻 至室溫，即得產品帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料。
[0046] 實施例S:
[0047] -種帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料，各組分按重量分數計為：
[004引 Ξ元乙丙橡膠(4045)90份，天然橡膠10份，沉淀法白炭黑20份，炭黑N330 50份，過 氧化二異丙苯(DCPM份，硫橫1份，嚷挫類促進劑DM 0.5份，納米氧化鋒10份，硬脂酸2份，古 馬隆樹脂10份，芳控油15份，防老劑MB 1份，防老劑RD 1份，粘合劑RA 0.5份，粘合劑RS 0.5 份，馬來酸酢接枝的聚下二締3份，母膠粒預分散的纖維素纖維5份。
[0049] -種帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料，各組分按重量分數計為：
[0050] (1)塑煉:取10份天然橡膠在開煉機上塑煉或并用塑練，其漉距4mm，漉溫控制在50 °C，塑煉8min得到塑煉膠；
[0051] (2)-段混煉:將步驟（1)制得的塑煉膠和90份Ξ元乙丙橡膠(4045)投入密煉機 中，密煉2min;然后開上頂栓，加入20份沉淀法白炭黑、50份炭黑、10份納米氧化鋒、2份硬脂 酸、10份古馬隆樹脂、15份芳控油、1份防老劑MB、1份防老劑畑、0.5份粘合劑RA、0.5份粘合 劑RS、3份馬來酸酢接枝的聚下二締、5份母膠粒預分散的纖維素纖維，關上頂栓，繼續密煉 5min，排膠溫度控制在120°C，經翻煉、按厚度7mm出片后冷卻至室溫；
[0052] (3)二段混煉:將冷卻至室溫的一段混煉膠投入密煉機中，再往密煉機中加入4份 過氧化二異丙苯(DCP)、1份硫橫、0.5份嚷挫類促進劑DM，混煉3min，排膠溫度控制在110°C， 經翻煉、按厚度7mm出片后冷卻至室溫，即得產品帆布忍耐熱輸送帶粘合層橡膠材料。
[0053]取上述的實施例1、實施例2、實施例3和對比例得到的粘合層橡膠，將粘合層混煉 膠和帆布在常溫下經過雙漉或四漉壓延機完成粘合層膠與帆布層的貼合，再與覆蓋膠經成 型壓延，在平板硫化機上150°C~160°C硫化后得到帆布忍耐熱輸送帶，參照GBT 6759-2013 和GBT20021-2005進行常溫、150°C*16她老化后、150°C高溫粘合強度的測試，結果如表1所 /J、- 〇
[0化4] 表1 [0化5]
[0056] 注：W10%應變下的應力來表征模量，記為M10。
[0057] 由表1可知，實施例一、實施例二和實施例Ξ采用本發明中的帆布忍耐熱輸送帶粘 合層橡膠材料的各組分配方及制備方法，制備得到的粘合層橡膠材料模量M10分別為 2.4MPa、2.9MPa、1.9MPa，遠高于對比例的0.8M化，也高于覆蓋膠的1.2MPa;相對應的，其常 溫、150°C*168h老化后和150°C高溫下的粘合強度也高于對比例;且實施例二制備得到的帆 布忍耐熱輸送帶的各項粘合性能均為最佳，如常溫粘合強度為11.5N/mm，15(TC*16她老化 后粘合強度為6.3N/mm，150°C高溫粘合強度為4.9N/mm。結果證明，采用本發明的帆布忍耐 熱輸送帶粘合層橡膠材料的組分配方及制備方法制備得到的帆布忍耐熱輸送帶，各項粘合 性能均好于傳統方法制備的帆布忍耐熱輸送帶。
【主權項】
1. 一種帆布芯耐熱輸送帶粘合層橡膠材料，其特征在于:各組分按重量分數計為:三元 乙丙橡膠70-90份、天然橡膠10-30份、補強填料40-70份、硫化劑3.5-5份、硫化促進劑0.5-1.5份、硫化活性劑8-12份、增塑劑15-25份、防老劑2-4份、粘合劑4-5份、模量改性助劑短纖 維3-5份。2. 如權利要求1所述的帆布芯耐熱輸送帶粘合層橡膠材料，其特征在于:所述的三元乙 丙橡膠為ENB型三元乙丙橡膠，第三單體乙叉降冰片烯含量為6~10%。3. 如權利要求1所述的帆布芯耐熱輸送帶粘合層橡膠材料，其特征在于:所述補強填料 為沉淀法白炭黑、炭黑N220、炭黑N330中的一種或幾種。4. 如權利要求1所述的帆布芯耐熱輸送帶粘合層橡膠材料，其特征在于:所述硫化劑為 過氧化二異丙苯與硫磺的混合物;所述硫化促進劑為次磺酰胺類促進劑CZ、噻唑類促進劑 DM、秋蘭姆類促進劑TMTD中的一種或幾種。5. 如權利要求1所述的帆布芯耐熱輸送帶粘合層橡膠材料，其特征在于:所述硫化活性 劑為納米氧化鋅、納米氧化鎂、硬脂酸的一種或幾種。6. 如權利要求1所述的帆布芯耐熱輸送帶粘合層橡膠材料，其特征在于:所述增塑劑為 古馬隆樹脂、芳烴油、碳5石油樹脂、辛基酚醛BN-1、辛基酚醛BN-2中的一種或幾種。7. 如權利要求1所述的帆布芯耐熱輸送帶粘合層橡膠材料，其特征在于:所述防老劑為 防老劑MB、防老劑RD、防老劑MC的一種或幾種。8. 如權利要求1所述的帆布芯耐熱輸送帶粘合層橡膠材料，其特征在于:所述粘合劑為 粘合劑RA、粘合劑RS和馬來酸酐接枝的聚丁二烯的混合物。9. 如權利要求1所述的帆布芯耐熱輸送帶粘合層橡膠材料，其特征在于:所述模量改性 助劑短纖維為RFL浸膠預處理芳綸短切纖維、母膠粒預分散的芳綸漿柏、母膠粒預分散的纖 維素纖維中的一種或幾種。10. 如權利要求1所述的帆布芯耐熱輸送帶粘合層橡膠材料的制備方法，其特征在于： 包括如下步驟： (1) 塑煉:取天然橡膠10-30份在開煉機上塑煉，開煉機輥距為2-4mm，輥溫控制在40-50 °C，塑煉8-10min得到塑煉膠； (2) -段混煉:將步驟（1)制得的塑煉膠和三元乙丙橡膠70-90份投入密煉機中，密煉1 -2min;然后開上頂栓，加入補強填料40-70份、硫化活性劑8-12份、增塑劑15-25份、防老劑2-4份、粘合劑4-5份、模量改性助劑短纖維3-5份，關上頂栓，繼續密煉5-6min，排膠溫度控制 在110-120 °C，經翻煉、按厚度7-8_出片后冷卻至室溫； (3) 二段混煉：將冷卻至室溫的一段混煉膠投入密煉機中，再往密煉機中加入硫化劑 3.5-5份、硫化促進劑0.5-1.5份，混煉2-311^11，排膠溫度控制在100-110°(：，經翻煉、按厚度 7-8_出片后冷卻至室溫，即得到帆布芯耐熱輸送帶粘合層橡膠材料。
【文檔編號】C09J177/10GK106010370SQ201610528836
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月6日
【發明人】吳衛東, 陳帥, 吳建國, 孫業斌, 薩日娜, 楊可, 徐振龍, 戚玉顯
【申請人】無錫寶通科技股份有限公司, 北京化工大學