一种短纤维增强耐高温橡胶辊、橡胶辊胶料及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于橡胶辊技术领域，涉及一种短纤维增强耐高温橡胶辊、橡胶辊胶料及 其制造方法，更具体地说，涉及一种用于冶金、有色金属加工、化纤印染、造纸等要求在高温 或高温高腐蚀环境下使用的耐高温橡胶辊。
【背景技术】
[0002] 橡胶辊是一种以金属或其他材料为芯，外覆橡胶经硫化而制成的辊状制品。随着 冶金、有色金属加工、化纤、造纸等行业的快速发展，其产线提速、高温工位温度的提高，对 在高温、高湿及强腐蚀性介质工位使用的耐高温橡胶辊也提出了越来越高的要求。耐高温 橡胶辊工作时温度的升高来源于两个方面:一方面是工作环境温度高；另一方面，胶辊高速 运转时辊面摩擦生热及胶层周期性变形的内生热。对于耐高温橡胶辊，往往采用氢化丁腈 橡胶、氟橡胶，甚至娃橡胶等耐高温性好的橡胶材料，但这些橡胶材料由于价格高、或加工 性能差，或材料物理机械性能差等因素限制了这些材料的推广使用。
[0003] 目前，耐高温橡胶辊在使用过程中常常发生热氧老化破坏现象。橡胶热氧老化是 指橡胶在高温环境下，与空气中的氧接触，发生交联反应，橡胶硬度逐步升高，表面出现无 规则裂纹，随时间延长，裂纹逐渐扩大，进而失去使用价值。如图1所示，即为现有橡胶辊胶 料表面发生热氧老化破坏现象的放大示意图。因此开发价格合理、工艺性能好、物理机械性 能好的耐高温橡胶辊材料是目前亟待解决的问题。
[0004] 经检索，专利申请号为：200710114412.8,申请日为：2007年11月9日的专利文献， 公开了一种钢铁薄板乳制板型辊加工工艺，该加工工艺如下:A.通过将氢化丁腈橡胶、酚醛 树脂、高苯乙烯树脂、白炭黑、纳米氧化锌及纳米碳酸钙、硫化剂、防老剂、硬脂酸、软化剂 MESAM0LL、有机着色剂加工成覆面材料以备用；B.对钢铁薄板乳制板型辊辊芯表面进行处 理;C.将覆面材料压延成片状，并将其裁成胶条，采用缠绕成型将胶条覆面材料包覆在处理 后的钢铁薄板乳制板型辊辊芯上;D.将钢铁薄板乳制板型辊用聚酯布缠绕后放置在硫化罐 内，通入压缩空气对其进行加压、硫化;E.钢铁薄板乳制板型辊覆面材料硫化后经过冷却， 车磨加工后即为成品。该专利采用氢化丁腈橡胶生产用于冶金行业的板型辊，一方面价格 高，氢化丁腈橡胶材料价格是一般橡胶材料的10倍左右;另一方面，氢化丁腈橡胶材料在高 温条件下使用时硬度升高较快，进而辊面出现常见的热老化现象，导致辊面出现无规则裂 纹，随时间推移，裂纹逐渐扩大，继而失去使用功能。因而氢化丁腈橡胶辊也难以推广到其 他耐高温的场所使用，尤其是无法在含有强腐蚀性酸碱介质的高温场所使用。
【发明内容】
[0005] 1、要解决的问题
[0006] 针对现有耐高温橡胶辊在使用中会发生橡胶热氧老化破坏现象的问题，本发明提 供一种短纤维增强耐高温橡胶辊、橡胶辊胶料及其制造方法，在胶料中添加呈无规则分布 的短纤维，当橡胶由于发生热氧老化，表面出现无规则裂纹过程中，短纤维能阻止裂纹的产 生和逐渐扩大，增强了胶料耐高温性能，大大延长了橡胶辊的使用寿命。
[0007] 2、技术方案
[0008] 为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
[0009] -种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，其各组成成分及重量份数为： 乙丙橡胶 100份; 快压出炭黑 50 -80份； 增塑剂 10 - 20份; 纳米活性氧化锌 3-5份； 防老剂 2-6份；
[0010] 交联剂 6-10:份; 助交联剂 2 -10份； 分散流动剂 2 - 5份； 短纤维 2-10份； 增粘树脂 3-8份。
[0011] 进一步地，所述的乙丙橡胶为第三单体含量为1.2%的三元乙丙橡胶。
[0012] 进一步地，所述的增塑剂为PW-380石蜡油，交联剂为过氧化二异丙苯，助交联剂为 三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸甲酯。
[0013] 进一步地，所述的防老剂由重量份数为1-3份的防老剂445和1-3份的防老剂ZMB2/ C-5组成。
[0014] 进一步地，所述的短纤维由40%的芳纶短纤维和60%的乙丙橡胶组成。
[0015] -种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料的制造方法，其步骤为：
[0016] 首先，将乙丙橡胶和短纤维置于密炼机中混炼120-140S，使乙丙橡胶进行初步塑 炼并使短纤维充分分散到乙丙橡胶中；然后，加入防老剂、分散流动剂、增粘剂、纳米氧化锌 混炼70-90s;最后，加入快压出炭黑、增塑剂混炼100-120S后提栓90-lOOs，混炼温度达到 130-140°C排胶，得到混炼母胶;混炼母胶室温停放不小于24h后，置于开炼机辊筒上，待母 胶包辊表面光滑后加入交联剂、助交联剂，待上述配合剂全部混入母胶后开刀翻炼，将胶料 薄通打2-3个卷和3个三角包后出片，胶片室温停放12h后切条后得到胶料;其中，上述各组 份的重量份数为：乙丙橡胶100份，快压出炭黑50-80份，增塑剂10-20份，纳米活性氧化锌3-5份，防老剂2-6份，交联剂6-10份，助交联剂2-10份，分散流动剂2-5份，短纤维2-10份，增粘 树脂3_8份。
[0017] 一种短纤维增强耐高温橡胶辊，包括胶料;所述的胶料采用上述的一种短纤维增 强耐高温橡胶辊胶料的制造方法制成。
[0018] -种短纤维增强耐高温橡胶辊的制造方法，其步骤为：
[0019] A)缠绕包胶:将采用一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料的制造方法制得的胶料喂 入螺杆挤出机，挤出厚度为2.0-4.0mm、宽度为60-70mm的胶片，待胶片均匀一致后启动旋转 包胶机，将胶片缠绕在准备好的金属辊芯上，逐层缠绕包胶，直到包胶单边厚度达到规定厚 度，然后在胶面上缠绕尼龙水布2-3层，得到包胶完毕的胶辊；
[0020] B)硫化罐硫化:将步骤A)中包胶完毕的胶辊送入硫化罐，关闭罐门后，往硫化罐中 通入蒸汽进行硫化，通入蒸汽的同时打开压缩空气阀门，通入压缩空气使硫化罐内压力在 0.5h内达到4.5-5大气压;硫化结束，开排气阀，压力下降，等压力表指针指到零时，打开保 险销，等销孔内排出蒸汽飘动，半开硫化罐，让温度下降，待罐内温度低于60°C或与室温相 当时，将胶辊拉出；
[0021] C)车磨加工:将步骤B)中得到的胶辊在车床上进行粗加工，再在磨床上进行精加 工。
[0022] 进一步地，所述的步骤A)中胶料喂入螺杆挤出机前，需将螺杆挤出机料筒、螺杆和 机头温度分别预热到50-60 °C、60-70 °C和50-60 °C ;在包胶过程中通过控制挤出机螺杆转速 来控制挤出胶片温度< l〇〇°C。
[0023] 进一步地，所述的步骤B)中的硫化程序为:首先升温到70_80°C，保温2h;再升温到 100-110°(：，保温0.511;再升温到120-130°(：，保温0.511;再升温到135-140°(：，保温8-1011。 [0024] 3、有益效果
[0025] 相比于现有技术，本发明的有益效果为：
[0026] (1)本发明的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料中添加了短纤维，短纤维在胶料 中呈无规则分布，当橡胶由于发生热氧老化，表面出现无规则裂纹过程中，短纤维能阻止裂 纹的产生和逐渐扩大，该胶料强度高、回弹性高、耐高温性好、压缩永久变形小，采用该胶料 的胶辊耐高温、耐酸碱腐蚀性好，胶辊内外硬度、材料分布一致性高，辊面加工精度高，经过 长时间的耐高温工位试用，使用寿命是现有耐高温橡胶辊的1倍以上，大大延长了橡胶辊的 使用寿命；
[0027] (2)本发明的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，采用价格相对低廉且耐高温性 好、使用普遍的乙丙橡胶作为生胶，提高了胶辊胶料耐高温性、耐酸碱介质腐蚀，延长胶辊 的使用寿命，具有优越的价格竞争力，可推广到多工位的耐高温场所使用；