一种纯丁苯橡胶钢丝绳芯输送带芯胶及制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种纯丁苯橡胶钢丝绳输送带芯胶及其制备方法，其主要采用在双辊开炼机内加入丁苯橡胶，依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、粘合促进剂、粘合剂、软化增塑剂、补强剂，混炼后停放得到一段混炼胶；向一段混炼胶中加入硫磺、促进剂、粘合剂进行混炼；芯胶与钢丝绳粘合，在平板硫化仪上进行硫化，得到所述的纯丁苯橡胶钢丝绳输送带芯胶。本发明采用纯丁苯橡胶作为生胶体系制备钢丝绳输送带芯胶，有效地降低成本；采用合理有效的粘合体系，使得该芯胶具备优良的静态、动态粘合性能。
【专利说明】一种纯丁苯橡胶钢丝绳芯输送带芯胶及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及纯丁苯橡胶钢丝绳芯输送带芯胶及制备方法，可广泛应用于长距离、高强度的钢丝绳芯输送带中。
【背景技术】
[0002]输送带是带式输送机的主要部件，因具有操作安全、使用方便、易于维护等优点，广泛应用于煤炭、矿山、冶金、化工、建筑和交通等行业的大规模、连续化运输，是继轮胎后第二大橡胶工业产品。
[0003]以钢丝绳作为骨架材料的输送带，是最具代表性的高强力输送带。由于钢丝绳强度范围广、强力高、伸长小，其胶带的承载能力大、成槽性好、接头强度高、使用寿命长，满足长距离、大运量、高速度的现代化输送的需要。
[0004]目前世界经济呈复苏趋势，尤其美国等发达国家经济复苏超过了预期。专家们预测世界经济将保持复苏的态势，这将对我国经济和国外市场产生较大的正面影响。尤其是澳大利亚、巴西、智利等地区加大对矿产资源的开发，其中，南美某矿石公司在未来几年内将投资850亿美元开发矿石资源，需要大量高强度、高性能的钢丝绳芯输送带。预计这些国家和地区对于高强力、高性能的钢丝绳芯输送带的需求将新增7亿美元左右。就钢丝绳输送带这一单一产品而言，这将是十分可观的外贸市场。
[0005]为了提升市场竞争力，钢丝绳输送带的性能、结构等还有待进一步的研发、提高。
[0006]钢丝绳芯输送带一般由芯胶、钢丝绳、上下覆盖层和边胶构成。钢丝绳是用一种优质的特质高碳钢(含碳量0.7%左右)拉制而成的。输送带所使用的钢丝表面需要镀锌或者镀铜，以增加钢丝与橡胶之间的粘`合力，同时防止钢丝锈蚀，起到一定的防护作用。目前工业上生产的输送带所用的钢丝绳基本上采用镀锌处理。
[0007]橡胶和钢丝绳之间的粘合是钢丝绳芯输送带生产使用中的关键。换言之，芯胶的性能很大程度上决定了钢丝绳输送带的使用寿命。现生产的众多的芯胶中，大多采用粘合性能优良的天然胶。众所周知，天然胶的成本较之通用的合成橡胶比较贵。而欲保证芯胶和钢丝绳的粘合性能，往往会添加粘合效果优良的钴盐，这是十分昂贵的添加剂。因而，芯胶的成本普遍偏高。
[0008]阜新橡胶有限责任公司的李平等采用全丁苯的生胶体系，制备了静态粘合性能优良的芯胶。随着这些年检测设备不断完善，同时国外客户也有关于动态抽出测试的要求，因而，除了考核静态粘合外，还应该综合考虑芯胶与钢丝绳粘合的动态性能。该性能更能直观地反映输送带使用寿命的长短。
[0009]发明目的
本发明的目的是提供一种纯丁苯橡胶钢丝绳芯输送带芯胶，采用合理有效的粘合体系，使得该芯胶具备优良的静态、动态粘合性能。
[0010]本发明的另一目的是提供一种丁苯橡胶钢丝绳芯输送带芯胶的制备方法，该方法采用纯丁苯橡胶作为生胶体系制备钢丝绳输送带芯胶，可有效地降低生产成本。[0011]按照本发明提供的技术方案，一种纯丁苯橡胶钢丝绳芯输送带芯胶，包括以下组份，组份比例按重量份数计:100份丁苯橡胶、I?8份粘合促进剂、I?12份粘合剂、I?3份硫磺、I?5份氧化锌、I?3份硬脂酸、I?2.5份促进剂、30?60份补强剂、10?40份软化增塑剂、I?5份防老剂；
所述丁苯橡胶加入双辊开炼机内，依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、粘合促进剂、粘合齐IJ、软化增塑剂、补强剂，混炼后停放得到一段混炼胶；向一段混炼胶中加入硫磺、促进剂、粘合剂进行混炼；芯胶与钢丝绳粘合，在平板硫化仪上进行硫化，得到所述的纯丁苯橡胶钢丝绳输送带芯胶。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述丁苯橡胶为合成橡胶。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述粘合促进剂为环烷酸钴、硼酰化钴、葵酸钴中的一种或多种。选择并采用适量的钴盐，可以确保橡胶和钢丝绳之间的粘合，是决定芯胶粘合性能的主要因素。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(促进剂NS)、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(促进剂CZ)、烷基二硫代磷酸锌(促进剂AC-P84)、4，4’ - 二硫化二吗啉(促进剂DTDM)、二硫化四甲基秋兰姆(促进剂TMTD)中的一种或多种。
[0015]作为本发明的进一步改进，所述补强剂为白炭黑、炭黑N330、炭黑N234、炭黑N220、炭黑N115中的一种或多种。
[0016]作为本发明的进一步改进，所述防老剂为2，2，4_三甲基-1、2-二氢化喹啉聚合体(防老剂RD)、N- (1，3- 二甲基丁基)-N’ -苯基对苯二胺(防老剂4020)、丙酮与二苯胺高温缩合物(防老剂BLE)中的一种或多种，可以为橡胶制品提供良好的抗热氧老化。
[0017]作为本发明的进一步改进，所述粘合剂为间苯二酚给予体粘合剂RS、间苯二酚给予体粘合剂RE、密胺型亚 甲基给予体粘合剂RA、粘合剂XS-132中的一种或多种。
[0018]作为本发明的进一步改进，所述软化增塑剂为芳烃油、古马隆、氯化石蜡中的一种或多种。
[0019]本发明所述纯丁苯橡胶钢丝绳输送带芯胶的制备方法，特征是，包括以下步骤，组份比例按重量份数计:
Cl) 一段混炼:在双辊开炼机内加入100份丁苯橡胶，塑炼20?40s，塑炼温度20?300C，依次加入I?5份氧化锌、I?3份硬脂酸、I?5份防老剂、I?8份粘合促进剂、I?10份粘合剂、10?40份软化增塑剂、30?60份补强剂，混炼15?20min，混炼温度为40?60°C，停放12?16h后即得到一段混炼胶；
(2)二段混炼:向步骤(I)得到的一段混炼胶中加入I?3份硫磺、I?2.5份促进剂、O?2份粘合剂，混炼3?6min，混炼温度为40?60°C ;
(3)将步骤(2)得到的芯胶与钢丝绳粘合，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140?160°C，硫化压力为10?15MPa，硫化时间为20?40min，得到所述的纯丁苯钢丝绳输送带芯胶。所述钢丝绳直径为4.5mm。
[0020]本发明的有益效果是:
(1)采用纯丁苯橡胶作为生胶体系制备钢丝绳输送带芯胶，有效地降低成本；
(2)采用合理有效的粘合体系，使得该芯胶具备优良的静态、动态粘合性能。【具体实施方式】
[0021]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0022]本发明所述的橡胶基体丁苯橡胶，具有良好的耐热性、耐老化性、耐磨性，属于通用的合成橡胶，其价格较之其他橡胶偏低。
[0023]本发明所述的粘合促进剂为环烷酸钴、硼酰化钴、葵酸钴中的一种或多种，选择并采用适量的钴盐，可以确保橡胶和钢丝绳之间的粘合，是决定芯胶粘合性能的主要因素。
[0024]本发明所述的促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(促进剂NS)、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(促进剂CZ)、烷基二硫代磷酸锌(促进剂AC-P84)、4，4’ -二硫化二吗啉(促进剂DTDM)、二硫化四甲基秋兰姆(促进剂TMTD)中的一种或多种，选择并采用合适的交联体系，确保混炼胶具有良好的焦烧性能，利于后期进行复合加工，同时，获得良好的交联结构，使得硫化胶具有优异的物理机械性能。
[0025]本发明所述的补强剂为中白炭黑、超耐磨炭黑N220、炭黑N234、超高耐磨炭黑N115或者高耐磨炭黑N330。
[0026]本发明所述的防老剂为2，2，4_三甲基-1、2-二氢化喹啉聚合体(防老剂RD)、N- (1,3- 二甲基丁基)-N’ -苯基对苯二胺(防老剂4020)、丙酮与二苯胺高温缩合物(防老剂BLE)中的一种或多种，可以为橡胶制品提供良好的抗热氧老化。
[0027]本发明所述的粘合剂为间苯二酚给.予体粘合剂RS、间苯二酚给予体粘合剂RE、密胺型亚甲基给予体粘合剂RA、粘合剂XS-132中的一种或多种。
[0028]本发明所述的软化增塑剂为芳烃油、古马隆、氯化石蜡中的一种或多种。
[0029]本发明所述的硬脂酸没有具体限制，只要不对本发明的发明目的产生限制即可；本发明实施例中所采用的硬脂酸来源于丹阳市胜达化工有限公司。
[0030]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
[0031]实施例1:一种纯丁苯橡胶钢丝绳输送带芯胶的制备方法，包括以下步骤:
(O 一段混炼:在双辊开炼机内加入600g 丁苯橡胶，塑炼40s，塑炼温度为25V ;然后依次加入6g氧化锌、12g硬脂酸、IOg防老剂RD、IOg防老剂BLE、IOg防老剂4020、6g环烷酸钴、6g粘合剂XS-132、60g白炭黑、12g芳烃油、48g氯化石蜡、120g炭黑N220，混炼18min，混炼温度为40°C，停放12h后即得到一段混炼胶；
(2)二段混炼:向步骤(I)得到的一段混炼胶中加入18g硫磺、2g促进剂CZ、3g促进剂AC-P84、Ig促进剂TT，混炼4min，混炼温度为50°C，得到芯胶；
(3)将步骤(2)得到的芯胶与钢丝绳粘合，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140°C，硫化压力为lOMPa，硫化时间为30min，得到所述的纯丁苯钢丝绳输送带芯胶；所述钢丝绳直径为4.5mm。该芯胶的物理机械性能以及静态、动态粘合性能如表I所示。
[0032]实施例2: —种纯丁苯橡胶钢丝绳输送带芯胶的制备方法，包括以下步骤:
(1)一段混炼:在双辊开炼机内加入600g 丁苯橡胶，塑炼20s，塑炼温度为20°C ;然后依次加入15g氧化锌、12g硬脂酸、5g防老剂RD、IOg防老剂BLE、6g粘合剂RS、18g环烷酸钴、6g葵酸钴、24g粘合剂XS-132、90g白炭黑、60g古马隆、180g氯化石蜡、180g炭黑N330，混炼15min，混炼温度为45°C，停放14h后即得到一段混炼胶；
(2)二段混炼:向步骤(I)得到的一段混炼胶中加入18g硫磺、3g促进剂DTDM、3g促进剂AC-P84、3g促进剂CZ、6g粘合剂RA，混炼5min，混炼温度为40°C，得到芯胶；(3)将步骤(2)得到的芯胶与钢丝绳粘合，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为145°C，硫化压力为13MPa，硫化时间为20min，得到所述的纯丁苯钢丝绳输送带芯胶；所述钢丝绳直径为4.5mm。该芯胶的物理机械性能以及静态、动态粘合性能如表I所示。
[0033]实施例3:—种纯丁苯橡胶钢丝绳输送带芯胶的制备方法，包括以下步骤:
(1)一段混炼:在双辊开炼机内加入600g 丁苯橡胶，塑炼30s，塑炼温度为30°C ;然后依次加入30g氧化锌、6g硬脂酸、6g防老剂4020、48g葵酸钴、12g粘合剂RE、48g粘合剂XS-132、180g白炭黑、45g芳烃油、105g氯化石蜡、180g炭黑N234，混炼20min，混炼温度为55°C，停放13h后即得到一段混炼胶；
(2)二段混炼:向步骤(I)得到的一段混炼胶中加入6g硫磺、6g促进剂CZ、9g促进剂NS、12g粘合剂RA，混炼6min，混炼温度为60°C，得到芯胶；
(3)将步骤(2)得到的芯胶与钢丝绳粘合，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为160°C，硫化压力为15MPa，硫化时间为25min，得到所述的纯丁苯钢丝绳输送带芯胶；该芯胶的物理机械性能以及静态、动态粘合性能如表I所示。
[0034]实施例4:一种纯丁苯橡胶钢丝绳输送带芯胶的制备方法，包括以下步骤:
(O 一段混炼:在双辊开炼机内加入600g 丁苯橡胶，塑炼35s，塑炼温度为27°C ;然后依次加入24g氧化锌、9g硬脂酸、12g防老剂RD、12g防老剂4020、24g环烷酸钴、6g硼酰化钴、12g粘合剂RE、12g粘合剂RS、60g白炭黑、60g芳烃油、60g古马隆、120g炭黑N220、120g炭黑N330，混炼17min，混炼温度为45°C，停放16h后即得到一段混炼胶；
(2)二段混炼:向步骤(I)得到的一段混炼胶中加入9g硫磺、6g促进剂DTDM、6g促进剂NS、24粘合剂RA，混炼5min，混炼温度为45°C，得到芯胶；
(3)将步骤(2)得到的芯胶与钢丝绳`粘合，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为155°C，硫化压力为14MPa，硫化时间为35min，得到所述的纯丁苯钢丝绳输送带芯胶；所述钢丝绳直径为4.5mm。该芯胶的物理机械性能以及静态、动态粘合性能如表I所示。
[0035]实施例5: —种纯丁苯橡胶钢丝绳输送带芯胶的制备方法，包括以下步骤:
(O 一段混炼:在双辊开炼机内加入600g 丁苯橡胶，塑炼30s，塑炼温度为22°C ;然后依次加入30g氧化锌、6g硬脂酸、9g防老剂RD、6g防老剂BLE、15g硼酰化钴、45g粘合剂XS-132、90g白炭黑、180g氯化石蜡、270g炭黑N220，混炼19min，混炼温度为57°C，停放16h后即得到一段混炼胶；
(2)二段混炼:向步骤(I)得到的一段混炼胶中加入15g硫磺、6g促进剂AC-P84、6g促进剂NS，混炼5min，混炼温度为60°C，得到芯胶；
(3)将步骤(2)得到的芯胶与钢丝绳粘合，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为150°C，硫化压力为llMPa，硫化时间为40min，得到所述的纯丁苯钢丝绳输送带芯胶；所述钢丝绳直径为4.5mm。该芯胶的物理机械性能以及静态、动态粘合性能如表I所示。
[0036]本发明的测定方法按照如下标准:
纯丁苯橡胶钢丝绳芯输送带芯胶的物理机械性能测试方法按ASTM D412标准来测试复合材料的力学性能；拉伸实验一律采用6.0Omm宽裁刀制哑铃片；拉伸速度为500mm/min,测试温度为25°C ;该芯胶老化前后静态粘合力测试按GB/T 5755标准进行，拉伸速度为100mm/min，测试温度为25°C ;动态粘合力测试按照MT 668提及的测试方法进行。
[0037]表1:本发明实施例1?5拉伸及粘合性能钢丝绳直径4.5mm
【权利要求】
1.一种纯丁苯橡胶钢丝绳芯输送带芯胶，其特征是，包括以下组份，组份比例按重量份数计:100份丁苯橡胶、I?8份粘合促进剂、I?12份粘合剂、I?3份硫磺、I?5份氧化锌、I?3份硬脂酸、I?2.5份促进剂、30?60份补强剂、10?40份软化增塑剂、I?5份防老剂； 所述丁苯橡胶加入双辊开炼机内，依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、粘合促进剂、粘合齐IJ、软化增塑剂、补强剂，混炼后停放得到一段混炼胶；向一段混炼胶中加入硫磺、促进剂、粘合剂进行混炼；芯胶与钢丝绳粘合，在平板硫化仪上进行硫化，得到所述的纯丁苯橡胶钢丝绳输送带芯胶。
2.根据权利要求1所述的纯丁苯橡胶钢丝绳芯输送带芯胶，其特征是，所述丁苯橡胶为合成橡胶。
3.根据权利要求1所述的纯丁苯橡胶钢丝绳芯输送带芯胶，其特征是，所述粘合促进剂为环烷酸钴、硼酰化钴、葵酸钴中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的纯丁苯橡胶钢丝绳芯输送带芯胶，其特征是，所述促进剂为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、烷基二硫代磷酸锌、4，4’ - 二硫化二吗啉、二·硫化四甲基秋兰姆中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的纯丁苯橡胶钢丝绳芯输送带芯胶，其特征是，所述补强剂为白炭黑、炭黑N330、炭黑N234、炭黑N220、炭黑N115中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的纯丁苯橡胶钢丝绳芯输送带芯胶，其特征是，所述防老剂为2，2，4-三甲基-1、2- 二氢化喹啉聚合体、N- (1，3- 二甲基丁基)-N’ -苯基对苯二胺、丙酮与二苯胺高温缩合物中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的纯丁苯橡胶钢丝绳芯输送带芯胶，其特征是，所述粘合剂为间苯二酚给予体粘合剂RS、间苯二酚给予体粘合剂RE、密胺型亚甲基给予体粘合剂RA、粘合剂XS-132中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的纯丁苯橡胶钢丝绳芯输送带芯胶，其特征是，所述软化增塑剂为芳烃油、古马隆、氯化石蜡中的一种或多种。
9.一种纯丁苯橡胶钢丝绳输送带芯胶的制备方法，其特征是，包括以下步骤，组份比例按重量份数计: (Cl) 一段混炼:在双辊开炼机内加入100份丁苯橡胶，塑炼20?40s，塑炼温度20?300C，依次加入I?5份氧化锌、I?3份硬脂酸、I?5份防老剂、I?8份粘合促进剂、I?10份粘合剂、10?40份软化增塑剂、30?60份补强剂，混炼15?20min，混炼温度为40?60°C，停放12?16h后即得到一段混炼胶； (2)二段混炼:向步骤(I)得到的一段混炼胶中加入I?3份硫磺、I?2.5份促进剂、O?2份粘合剂，混炼3?6min，混炼温度为40?60°C ; (3)将步骤(2)得到的芯胶与钢丝绳粘合，在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140?160°C，硫化压力为10?15MPa，硫化时间为20?40min，得到所述的纯丁苯钢丝绳输送带芯胶。
10.根据权利要求9所述的纯丁苯橡胶钢丝绳输送带芯胶的制备方法，其特征是，所述钢丝绳直径为4.5mm。
【文档编号】C08K5/09GK103435874SQ201310394846
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】张立群, 萨日娜, 范旭梦, 田明, 王文才, 吴建国, 袁佳春 申请人:无锡宝通带业股份有限公司, 北京化工大学