专利名称：动力传输带的制作方法
技术领域：
本发明涉及动力传输带，更具体地说，涉及其上至少有a)载荷承载件和b)驱动齿之一的动力传输带。
背景技术：
在动力传输带领域中，橡胶在臭氧环境中的损坏已经成为一个问题。由天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶等制造的传统输送带由于这些输送带中的橡胶损坏而倾向于过早的破裂。此外，包含卤素例如氯丁二烯的橡胶组成导致二氧(杂)芑(dioxin)的产生，从环境的观点来看这是不希望的。因此，工业上已经期待着用不含卤素的橡胶制造动力传输带。
响应该要求，近来已经考虑用乙烯α烯烃橡胶，例如乙丙橡胶(EPR)和乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶(EPDM)，替代含卤素橡胶的可行性。这些组成从其具有好的耐臭氧性和耐冷热性的观点来看是所希望的。此外，这些聚合物是比较便宜的。这些组成的使用公开在例如JP-A-06/345,948中(日本的政府公报)。
然而，乙烯α烯烃橡胶，例如乙丙橡胶的粘结性不好。因此，在粘附该合成物到例如在载荷承载件内的纤维材料方面存在问题。
除了较差的粘结性以外，这些橡胶组成倾向于表现出低的撕裂力，当使用过氧化物交联剂时该撕裂力进一步降低。它们本身明显的问题是在传输带运行中传输带外部的载荷承载件爆裂，和齿形传输带结构的齿破坏。使用硫交联剂可以使上述问题在一定程度上减轻。然而，使用硫交联剂则使橡胶的硫化度难以提升到期望的程度。这导致使用中增加带的磨损。使用分子中有许多双键的乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶(EPDM)，虽然在一定程度上增加了硫化度和对粘结磨损的抵抗力，但却使橡胶的耐热性趋于降低。
发明内容
在某种形式上，本发明涉及一种动力传输带，其有一个一定长度，具有一个内侧、一个外侧和侧向间隔侧表面的主体。该主体有一个第一橡胶组成，包括作为交联剂使用的有机过氧化物和按橡胶成份的重量计每100份重量含0.5-13份的N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺和/或醌二肟，该橡胶组成包括按重量计比率为5∶95至100∶0的(a)乙烯-乙烯基酯共聚物和/或乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物和(b)乙烯α烯烃橡胶。
在一种形式中，主体至少有一个至少部分嵌入第一橡胶组成的载荷承载件。
在一种形式中，沿着主体的长度有多个间隔的齿。齿可以以规则的距离间隔。
在一种形式中，该组齿至少部分地被第一橡胶组成限定。
在一种形式中，在第一橡胶组成中，(a)乙烯-乙烯基酯共聚物和/或乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物和(b)乙烯α烯烃橡胶按重量计以10∶90至60∶40的量存在。
在一种形式中，乙烯-乙烯基酯共聚物是乙烯乙酸乙烯酯共聚物。
在一种形式中，乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物是乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。
在一种形式中，按重量计在乙烯-乙烯基酯共聚物中乙烯基酯的量为30-70％。
在一种形式中，醌二肟是苯醌二肟。
图1是根据本发明制造的齿形带的断面透视图；图2是根据本发明制造的V形肋带的断面透视图；图3示意性表示了根据本发明其中引入有橡胶组成的动力传输带；和图4示意性地表示了用于动力学试验的本发明动力传输带性能的系统。
附图的详细描述如图3所示，本发明设想在动力传输带的主体12中使用橡胶组合物10，图3中传输带以14表示。上位图示范围用来包含被本发明包含的实际上无限数量的不同带型和结构。
所示的橡胶组合物10表明引入到图1和图2所示的两个示例性动力传输带中。更具体地说，图1显示了一个齿形动力传输带20，图2显示了一个V形肋带22。图1和图2表示的特殊结构实质上仅仅是示例。
先参考图1，动力传输带20包括以双箭头“L”指示长度的具有内侧26、外侧28和侧向相隔侧表面30、32的主体24。主体24的内侧26有多个横向延伸的齿34沿着主体24的长度以规则的距离相隔。至少一个载荷承载件36在本实施方案中以绳索的形式嵌入内侧26和外侧28之间的主体24内。一个织物层38粘附到包含齿34的主体24的内表面40。
载荷承载绳索36通常由聚苯并噁唑、聚萘酸亚苯酯(poly-p-phenylene naphthalate)、聚酯、丙烯酸酯、碳钢、玻璃纤维、芳族聚酰胺等制造。玻璃纤维可以是E玻璃纤维或S玻璃纤维，后者有高强度。对长丝的直径、组成长丝的绳股的直径或数目、结合在一起形成绳索的长丝的数量没有限制。
优选地，载荷承载绳索36被粘结处理。在这样的一种处理中，一个未处理的绳索36被浸入包含一种处理液体的罐中，该处理液体是环氧化合物和异氰酸酯化合物之一。然后浸入的绳索通过一个干燥炉在160℃-200℃下保持30-600秒。绳索36被浸入包含一种RFL粘结剂流体的罐中。然后绳索36直接通过一个延长/热固定装置，用30-600秒通过温度保持在210-260℃范围内的该装置，从而延长-1％到3％。
在预处理液体中使用的异氰酸酯化合物的例子是4，4’-二苯基甲烷二异氰酸、甲苯2，4二异氰酸酯、聚亚甲基聚苯二异氰酸酯、己二异氰酸酯和聚烯丙基聚异氰酸酯(可以是商标为PAPI的商品)。该异氰酸酯化合物可以和有机溶剂混合，例如甲苯和甲基乙基酮。
可以使用封端聚异氰酸酯，其中上述异氰酸酯化合物和封端剂，例如苯酚化合物、叔醇或仲醇等反应以至聚异氰酸酯的异氰酸酯基被封端。
环氧化合物的例子是多元醇或聚亚烷基二醇与含卤素的环氧化合物及多元酚与含卤素的环氧化合物的反应产品，多元醇例如是乙二醇、丙三醇和季戊四醇，聚亚烷基二醇例如是聚乙二醇，含卤素的环氧化合物例如是表氯醇，多元酚例如是间苯二酚、双(4-羟基苯基)二甲基甲烷、酚醛树脂和间苯二酚-甲醛树脂。环氧化合物与有机溶剂混合，例如甲苯和甲基乙基酮。
RFL处理液可以是间苯二酚与甲醛的初级缩合物和橡胶胶乳的混合物。当间苯二酚与甲醛的摩尔比是1∶2-2∶1时，该组合物确保了有效的粘结力。当摩尔比小于1∶2时，使制造甲醛-间苯二酚树脂成为三维状态的反应可能过度发展到形成凝胶体的程度。大于2∶1时，甲醛和间苯二酚的反应不能达到同样的程度并且粘结力可能是不期望的低。
橡胶胶乳的例子有苯乙烯-丁二烯-乙烯基吡啶的三组分共聚物、加氢的腈橡胶、氯丁二烯橡胶和腈橡胶。
甲醛-间苯二酚的初级缩合物与上述橡胶胶乳的固体质量比优选为1∶2-1∶8，以实现粘结力期望的增加。如果比率少于1∶2，甲醛-间苯二酚的树脂含量可能是太多了以至RFL涂层变硬，并且动态粘结被恶化。当超过1∶8时甲醛-间苯二酚的树脂含量可能是太少了以至RFL涂层变软，并且粘结力是不期望的低。
可以使用硫化促进剂或硫化剂。硫化促进剂可以是含硫的硫化促进剂，包括噻唑、次磺酰胺、秋兰姆、二硫代氨基甲酸盐，噻唑例如是2-巯基苯并噻唑(M)及其盐(例如锌盐、钠盐和环己胺盐)和二硫化二苯并噻唑基(dibenzothiazyl disulfide)(DM)，次磺酰胺例如是N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide)(CS)，秋兰姆例如是硫化四甲基秋兰姆(TS)、二硫化四甲基秋兰姆(TT)和dipentamethylenethiuram tetrasulfide(TRA)，和二硫代氨基甲酸盐例如是二正丁基二硫代氨基甲酸钠(TP)、二甲基二硫代氨基甲酸锌(PZ)、二乙基二甲基二硫代氨基甲酸锌(EZ)。
合适的硫化剂的例子是硫、金属氧化物(例如氧化锌、氧化镁和氧化铅)和过氧化物。硫化剂可以和上述硫化促进剂一起使用。
如下所述，至少每一个齿34的一部分由橡胶组合物10制成。橡胶组合物具有的橡胶成分包括a)乙烯乙烯基酯共聚物和/或乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物，和b)乙烯α-烯烃橡胶，按橡胶组合物的重量计比率为5∶95-100∶0。更优选的范围是，10∶90到60∶40以使其耐齿的破坏的性能最大化。
本说明书所预期的a)乙烯乙烯基酯共聚物和/或乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物，和b)乙烯α-烯烃橡胶包含100∶0的数量意味着使用乙烯乙烯基酯共聚物和/或乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物，但没有乙烯α-烯烃橡胶。已经发现，在皮带的齿34中使用橡胶组合物10，例如图1中20所表示的，可得到良好的耐齿破坏的性能和足够长的皮带寿命。
乙烯α-烯烃橡胶是一种乙烯与α-烯烃的共聚物或乙烯与上述α-烯烃和一种非共轭二烯的共聚物，α-烯烃如丙烯、丁烯、己烯，或辛烯。具体例子是一种乙烯-丙烯橡胶(EPM)和乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)。上述二烯成分的例子是有5-15个碳原子的非共轭二烯，例如亚乙基降冰片烯、二环戊二烯、1，4己二烯、环辛二烯、和亚甲基降冰片烯。
当在乙烯-乙烯基酯共聚物和乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物中酯的烃是长链的时，酯键的相对量减少且极性变低。因此优选烃链尽可能的短。乙烯-乙烯基酯共聚物的乙烯基酯的例子是丙酸乙烯酯、醋酸乙烯酯、己酸乙烯酯、辛酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯。这些中优选乙酸乙烯酯或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)。如果选择乙烯-乙烯基酯共聚物并且按重量计乙烯基酯的量是30-70％，已经发现耐撕裂性良好，与粘合性一样。结果，引入这种组合物的齿形皮带对于齿破损有好的抵抗力和足够的运转寿命。
当按重量计乙烯基酯的量少于30％时，对于齿破损的抵抗力低到不可接受，进而皮带的运转寿命是不可接受的短。
如果按重量计乙烯基酯的量大于70％，橡胶的弹性可能会显著地减小。皮带可能倾向于变形和尺寸不可接受的改变。结果，皮带的寿命反而降低，超出可接受的范围。
在乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物中，α，β-不饱和羧酸酯的例子是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯。在这些中，优选丙烯酸乙酯或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)。
关于共聚物，它们不限于仅仅一种，可预期两种或多种混合。如果目标是使粘合性最大，可选择乙烯-乙烯基酯共聚物。
在橡胶组合物10中，用有机过氧化物作为交联剂，有机过氧化物的例子是过氧化二枯基、过氧化二叔丁基、过氧化叔丁基枯基、过氧化苯甲酰基、1，3-二(叔丁基过氧异丙基)苯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)己炔-3、2，5-二甲基-2，5-(苯甲酰基过氧)己烷和2，5-二甲基-2，5-单(叔丁基过氧)己烷。有机过氧化物优选使用的用量是在每100份重量的橡胶中有0.5-8份重量范围，其可由一种成分或多种成分混合制成。
在该橡胶组合物中，优选每100份重量的橡胶组分混合0.5-13份重量的N，N’-间亚苯基马来酰亚胺和/或醌二肟。N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺和醌二肟作为交联助剂。当少于0.5份重量时，使用效果不明显。当超过13份重量时，发现对于撕裂的抵抗力下降。进而发现粘合性显著性降低。
当N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺作为交联助剂使用时，交联密度是高的。当使用醌二肟时，可注意到具有好的耐撕裂性。
醌二肟的例子是对苯醌二肟、对，对’-二苯醌二肟和四氯苯醌聚(对-二硝基苯醌)。在这些中，当考虑粘合性和交联密度时优选苯醌二肟，例如对苯醌二肟和对，对’-二苯醌二肟。
除了上述成分外，可以在橡胶组合物中使用增强剂，例如炭黑和硅石；填充剂，例如碳酸钙和滑石；增塑剂；稳定剂；加工助剂和/或着色剂。
优选在侧表面30、32的齿34的整个暴露区域由上述橡胶组合物10制造。优选地，整个皮带主体12的橡胶组合物使用上述橡胶组合物10制造。当皮带20由压缩模塑工艺加工时，齿34和嵌入载荷承载绳索36内的皮带后侧可以由具有同样组合物的相同材料片制造。然而，也可以这样考虑，例如在侧表面30、32的齿34可由橡胶组合物10制造，而在皮带24上的齿34外面的部分由其它组合物制造。作为一个例子，其中嵌入载荷承载绳索36的橡胶组合物可以是由与橡胶组合物10不同的橡胶组合物制成。
当粘结到纤维材料上时，例如关注到载荷承载绳索36和织物层38，期望在这些成分中的接触纤维材料的橡胶层由这些橡胶组合物制造，其中a)乙烯-乙烯基酯共聚物和/或乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物，和b)乙烯α-烯烃橡胶在橡胶组合物10中橡胶成分的量是5∶95至100∶0。
进一步优选，存在作为交联剂的有机过氧化物，以及按重量计在100份重量的橡胶中有0.5-13份重量的N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺和/或醌二肟。已经发现，具有这种橡胶组合物时，橡胶组合物10必定粘结到纤维材料上。例如，已经发现，由于具有此橡胶组合物，齿34必定粘到织物层38上。类似地，当载荷承载绳索36嵌入橡胶组合物10时，已经发现橡胶组合物和载荷承载绳索36之间的粘结良好。
可以使用其它橡胶组合物限定主体24的部分或全部。作为例子，可以独自使用乙烯α-烯烃橡胶作为橡胶成分。可以选择地使用与乙烯α-烯烃橡胶结合的附加橡胶。这些附加橡胶可以是丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)，腈橡胶(NBR)、氢化腈橡胶(H-NBR)、氯丁二烯橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)和天然橡胶(NR)之一或组合。
织物层38可以是选自平纹织物、斜纹织物、缎面织物等的帆布。关于安排在皮带体24的纵向长度方向织物的纬线，优选包含20-80％重量(相对于皮带纵向方向纬线的总量)的结合了0.3-1.2旦尼尔的对位型(para-type)芳族聚酰胺纤维的复丝纱线。
这样，纬线是一种包含对位型芳族聚酰胺纤维的复丝纱线的纱线，对位型芳族聚酰胺纤维的复丝也能够包含间位型(meta-type)芳族聚酰胺纤维制成的纱线。一种特殊的纬线构造由三种类型的纱线混合在一起组成，它们是对位型芳族聚酰胺纤维的复丝纱线、间位型芳族聚酰胺纤维制成的纺丝纱、和聚氨酯胶芯纱线。
另一种纬线结构可以是三种纱线结合在一起的结构，它们是对位型(para-type)芳族聚酰胺纤维的复丝纱线、脂肪族纤维(尼龙6、尼龙66、聚酯、聚乙烯醇等)、和聚氨酯胶芯纱线。
织物层38的经线可以由芳族聚酰胺纤维的长丝纱线制造，芳族聚酰胺纤维长丝纱线由对位型芳族聚酰胺纤维和间位型芳族聚酰胺纤维或聚酰胺长丝纱线制造，例如尼龙6、尼龙66或尼龙12、聚乙烯醇和聚酯等的长丝纱线制造。当使用带有复丝的芳族聚酰胺纤维的复丝纱线时，一般有好的刚性平衡和均衡厚度的齿形织物层38，复丝中的长丝由对位型芳族聚酰胺纤维的纱线制造。
织物层38中的经线和纬线材料不限于上述那些。关于这些纱线实际上没有限定。可以使用绳索、无纺布、针织物等。优选通过浸透、扩散、涂敷等将橡胶粘接到织物层38。
如下，在图2中，橡胶组合物10并入V形肋皮带22。皮带22有一个沿双箭头“L”指示方向延伸的一定长度的主体54、其有一个内侧56、一个外侧58和侧向相隔的侧表面60、62。主体54的外侧58被织物层64覆盖。
主体54由多层限定，在此情况下至少一个载荷承载件、至少一个承载绳索68被嵌入弹性缓冲橡胶层66中。一个压缩橡胶层70粘附在缓冲橡胶层66的内侧72。压缩橡胶层70形成对侧向间隔肋74的限制。本发明对肋74的数量和构造没有严格要求。在这种情形下，肋74有梯形横截面形状。每一个肋74延伸到主体54的全长的程度。
在所示的实施方案中，缓冲橡胶层66由橡胶组合物10限定。然而，可考虑不同的形状和成分组合。作为一个可选择的结构，如所示的，皮带可以制造成没有单独的缓冲橡胶层66，在其内，载荷承载绳索68嵌入在内层和外层之间的中间位置。织物层64也可以略掉。
作为这种改变类型结构的一个例子，载荷承载绳索68可以嵌入在压缩橡胶层70和在载荷承载绳索68外的张紧层76之间。也就是，由于这个选择的结构，载荷承载绳索68被嵌入在由朝外延伸的压缩橡胶层70或分离层，以及在皮带中轴线外侧的张紧层76限定的区域，如点划线78标示的。
由于该结构，当焦点是载荷承载绳索68和主体54内的橡胶组合物之间的粘结性时，优选延伸的压缩橡胶层70，或压缩橡胶层70和中轴线78之间的分离层由没有任何短增强纤维的橡胶组合物10制造。类似地，希望任选的张紧层76由没有任何短增强纤维的橡胶组合物10制造。
载荷承载绳索68可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚萘酸亚乙酯(polyethylene napthalate)纤维、聚对苯二甲酸亚丙酯(polytrimethylene terephthalate)纤维、聚对苯二甲酸亚丁酯(polybutyleneterephthalate)纤维、玻璃纤维或芳族聚酰胺纤维制造。玻璃纤维可以是E玻璃纤维或S玻璃纤维，后者有高强度。对制成绳索的长丝的直径、每个长丝中丝束的数量或直径、或者结合的长丝数量没有限制。优选载荷承载绳索68以上述关于载荷承载绳索36的方式处理。
优选地，至少其中嵌入载荷承载绳索68的橡胶组合物如上面详述的由橡胶组合物10制造。如果橡胶组合物10包括a)乙烯-乙烯基酯共聚物和/或乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物，和b)乙烯α-烯烃橡胶作为橡胶组分按重量计比率是5∶95至100∶0，更优选的是10∶90至60∶40，发现产生了良好的平衡模数，以及良好的耐撕裂性和良好的粘接性。也就是，在橡胶组合物10和载荷承载绳索68之间有良好的粘接，以及良好的耐撕裂性。
当选择乙烯-乙烯基酯共聚物时，按重量计乙烯基酯是30-70％，已经发现，橡胶组合物10和载荷承载绳索68和织物层64之间具有良好的耐撕裂性以及良好的粘结性。当按重量计用量少于30％时，耐撕裂性和粘结性会有减小。当按重量计用量大于70％时，橡胶的弹性减小，影响了所描述的动力传送皮带14的效果。
优选橡胶组合物10限定至少一种橡胶，该橡胶中至少嵌入一种载荷承载绳索68。然而本发明考虑皮带主体54内的所有橡胶组合物可以由上述橡胶组合物10限定。在另一方面，也考虑皮带内的其它橡胶可由不同于橡胶组合物10的组合物制造。作为一个例子，压缩橡胶层70可由不同于橡胶组合物10的橡胶组合物制造。压缩橡胶层70可以由橡胶组合物10或不同的组合物制造。
因为橡胶组合物10对于纤维材料有好的粘接性，可期望使用橡胶组合物10将织物层64粘接到主体54的其余部分。
同样，对于动力传送带14橡胶组合物10以外的橡胶组合物可以用作主体54。可以使用单一的橡胶组分，例如乙烯α-烯烃橡胶，和/或和其它类型的橡胶混合，例如至少是丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、腈橡胶(NBR)、氢化腈橡胶(H-NBR)、氯丁二烯橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)和天然橡胶(NR)之一。
制造织物层64可以与前述制造织物层38相同或不同。
织物层64可以是选自纺织品、针织品、无纺织物等的纤维基体。使用的纤维可以是棉布、亚麻布、无机纤维和有机纤维中的任一种，无机纤维例如是金属纤维和玻璃纤维，有机纤维例如是聚酰胺、聚酯、聚乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚氟乙烯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、所有的芳族聚酯和芳族聚酰胺。在纺织品的情况，纱线优选平纹、斜纹、着色等加工工艺生产机织织物。
上述织物层64优选浸在本领域公知的间苯二酚-甲醛乳液(RFL液)中。在浸入RFL液之后，通过摩擦一种非硫化橡胶到织物层64中而实现摩擦涂敷。选择地，织物层64可以在一种液体中浸泡处理，该液体中，橡胶溶解在一种溶剂中。RFL液可以和碳黑溶液混合，以便得到的层被染成黑色。选择地，RFL液可以按质量计混合0.1-5.0％的公知的表面活性剂。
如前面注意到的，皮带14不限于描述的齿形皮带20或V形肋皮带22。其它利用上述本发明概念的皮带，例如普通皮带等适于并入本发明。皮带14、20、22实际可使用在任何环境，例如使用在汽车、工业应用等的驱动装置上。
已经发现，使用橡胶组合物10形成齿而制造的齿形皮带，显示了耐齿破坏性好和倾向于具有足够的寿命等性能。此外，没有一种橡胶成分——乙烯-乙烯基酯共聚物、乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物，和乙烯α-烯烃橡胶含有卤素，从而不存在环境问题。
已经发现，使用上述皮带结构可获得耐齿破损性好和足够的皮带寿命等性能。已经发现，选择苯醌二肟作为醌二肟来改善耐齿破损性。
已经显示，使用相同橡胶组合物去咬合载荷承载件/绳索和覆盖层的皮带具有良好的整体性和耐撕裂性。也就是，当橡胶组合物与覆盖层粘接时，耐载荷承载件/绳索爆裂性是良好的。
已经发现，使用上述范围的橡胶组分获得了模数、耐撕裂性和粘接性之间的良好的平衡。
使用苯醌二肟作为醌二肟获得了对于载荷承载件/绳索和覆盖层的良好的皮带硬度和粘接性。
现在将用特定的实施例描述在带有齿结构的皮带中使用本发明的效力。
尼龙齿形织物缠绕到带有齿形模表面的金属模具上。受到粘接处理的玻璃纤维、载荷承载绳索以螺旋方式带有预定节距和预定张力地缠绕到织物上。由具有下面表1所示合组成的橡胶层施加到载荷承载绳索上。
表1(重量份)
▲＝载荷承载绳索分离 ◆＝齿破裂 ■＝无故障1“EPT”由三井化学制造；*2“Levapren600HV”由拜尔制造，包含60wt％的醋酸乙烯酯；*3“Ultrasene7A55A”由Tosoh制造，包含17wt％的醋酸乙烯酯；*4“Levapren450”由拜尔制造，包含45wt％的醋酸乙烯酯；*5“NUC”由Nippon Unica制造，包含20wt％的丙烯酸乙酯；*6GPF碳黑；*740wt％的1，3-二(叔丁基过氧异丙基)苯和60wt％的碳酸钙；*8N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺；*9TAIC(异氰脲酸三烯丙基酯)；*10对，对’-二苯醌二肟；*11对苯醌二肟；*12聚对二硝基苯。
然后将预组件放在一个硫化釜中，并且通过传统的压配合系统在165℃时进行30分钟的压力硫化。然后皮带的外部被磨到预定的厚度。再将该预组件切成预定的宽度制备试验皮带。每一个最后的皮带是3M齿形皮带，有5mm的齿节距，60个齿和60mm的皮带宽度。
在23℃环境温度下进行的静态物理性质试验和运转试验的结果表示在表1中。用于对皮带进行动力学试验的系统在图4中以90表示。皮带B分别围绕着主动轮和从动轮92、94运转，该主动轮和从动轮围绕着平行轴96、98旋转。主动轮92有22个齿，从动轮94有40个齿。一个2.4kgf的力沿箭头100的方向施加到从动轮94上，伴随有施加的390W的负荷。主动轮92以3600rpm运转。
通过一个自动绘图试验仪，在每分钟50mm的张紧速率下测量抗张强度。通过一个使用齿形夹具的自动绘图试验仪，在每分钟50mm的剪切速率下测量齿的剪切强度。
如表1中比较例1所见，其中TAIC用作交联助剂，探测到齿的剪切强度是低的，和在早期阶段探测到载荷承载绳索发生分离。
在比较例2中，使用不少于所需量的马来酰亚胺，齿的剪切强度显著地减小到没有实际用途的程度。
在比较例3和4中，使用的EPDM是乙烯α-烯烃共聚物，其作为单独的橡胶组分，剪切强度差。由于载荷承载绳索分离的原因，其不可能运转到500小时后的完成阶段。
本发明实施例中，齿的剪切强度是高的，证明其具有好的静态物理性质。
在运转试验中，与比较例相比在耐久力方面本发明实施例也表现出了明显的改善。已经发现，EVA配混体系对齿的剪切强度和寿命表现出了特别明显的改善效果。此外，以特殊比例混合的EVA和EPDM混合物呈现出了良好的齿剪切强度。
同样也发现，由于EVA以及控制在特定范围的乙烯，齿的剪切强度被进一步改善并且运转寿命是足够的长。
另外，在本发明实施例中使用苯醌二肟发现，醌二肟配混体系表现了较好的齿剪切强度。
现在根据粘附力，特别是对于载荷承载绳索的粘附力，以具体实例描述本发明橡胶组合物10的效果。
测量下面含有如表2所示的橡胶组合物的非硫化橡胶的物理性质，并且测量在165℃下受到30分钟压力加工时硫化橡胶的物理性质。
表2(重量份)
1“EPT”由三井化学制造；*2“Levapren600HV”由拜尔制造，包含60wt％的醋酸乙烯酯；*3“Ultrasene7A55A”由Tosoh制造，包含17wt％的醋酸乙烯酯；*4“Lavapren450”由拜尔制造，包含45wt％的醋酸乙烯酯；*5“NUC”由Nippon Unica制造，包含20wt％的丙烯酸乙酯；*6GPF碳黑；*740wt％的1，3-二(叔丁基过氧异丙基)苯和60wt％的碳酸钙；*8N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺；*9TAIC(异氰脲酸三烯丙酯)；*10对，对’-二苯醌二肟；*11对苯醌二肟；*12聚对二硝基苯。
分别根据JIS K6300，JIS K6253，JIS K6251和JIS K6252评估粘性、硬度、100％模数/断裂强度/断裂伸长和撕裂。根据JIS K6250制备试验件。
受到粘附处理加工的玻璃纤维绳股以25mm宽度置于具有表2所示组成的橡胶板上，厚度4mm，并且使用一个压力板以2.0Mpa的压力加压在165℃下硫化30分钟以制备一个用于粘附试验的样品。根据JIS K6256测量每一个样品的粘合力。结果表示在下面的表3中。
表3
在比较例1中，使用TAIC作为交联助剂，硫化橡胶的伸长和撕裂强度是低的，且对于载荷承载绳索的粘合力是差的。
在比较例2中，混合不少于合适量的N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺作为交联助剂，撕裂强度和粘合性非常低，使得组合物不实用。
在比较例3和4中，仅仅使用EPDM，EPDM是乙烯α-烯烃，对于载荷承载绳索的粘合力特别低。
本发明实施例，与比较例相比改善了耐撕裂性。类似地，粘合力好于比较例。
尤其是，在使用EVA的系统中，粘结性被显著地改善。只要EVA和EPDM以特殊比率混合，模数、粘合性和耐撕裂性可获得良好的平衡。
而且还发现，当使用EVA时以及有特定量范围的乙烯时，粘合性和耐撕裂性被进一步改善。
而且还发现，本发明实施例中使用从醌二肟配混体系中选择的苯醌二肟，橡胶硬度高且粘合性好。
虽然，已经参考附图描述了本发明，应理解，不脱离本发明的精神和范围可取得各种改变。
权利要求
1.一种动力传送皮带，包括一定长度的具有内侧、外侧和侧向间隔侧表面的一个主体，该主体包括一种第一橡胶组合物，该第一橡胶组合物包括一种作为交联剂使用的有机过氧化物和按重量计占100份橡胶组分重量的0.5-13份的N，N’-间亚苯基二马来酰亚胺和/或醌二肟，该橡胶组分包括按重量计比率为5∶95至100∶0的(a)乙烯-乙烯基酯共聚物和/或乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物和(b)乙烯α烯烃橡胶。
2.根据权利要求1的动力传送皮带，其中该主体包括至少一种载荷承载件，其至少部分嵌入第一橡胶组合物中。
3.根据权利要求2的动力传送皮带，其中乙烯-乙烯基酯共聚物和/或乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物和乙烯α-烯烃橡胶，在第一橡胶组合物中的用量按重量计为10∶90到60∶40。
4.根据权利要求2的动力传送皮带，其中乙烯-乙烯基酯共聚物包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
5.根据权利要求3的动力传送皮带，其中乙烯-乙烯基酯共聚物包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
6.根据权利要求2的动力传送皮带，其中乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物包括乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。
7.根据权利要求3的动力传送皮带，其中乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物包括乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。
8.根据权利要求4的动力传送皮带，其中乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物包括乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。
9.根据权利要求5的动力传送皮带，其中乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物包括乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。
10.根据权利要求2的动力传送皮带，其中在乙烯-乙烯基酯共聚物中乙烯基酯的量按重量计为30-70％。
11.根据权利要求3的动力传送皮带，其中在乙烯-乙烯基酯共聚物中乙烯基酯的量按重量计为30-70％。
12.根据权利要求4的动力传送皮带，其中在乙烯-乙烯基酯共聚物中乙烯基酯的量按重量计为30-70％。
13.根据权利要求5的动力传送皮带，其中在乙烯-乙烯基酯共聚物中乙烯基酯的量按重量计为30-70％。
14.根据权利要求6的动力传送皮带，其中在乙烯-乙烯基酯共聚物中乙烯基酯的量按重量计为30-70％。
15.根据权利要求7的动力传送皮带，其中在乙烯-乙烯基酯共聚物中乙烯基酯的量按重量计为30-70％。
16.根据权利要求8的动力传送皮带，其中在乙烯-乙烯基酯共聚物中乙烯基酯的量按重量计为30-70％。
17.根据权利要求9的动力传送皮带，其中在乙烯-乙烯基酯共聚物中乙烯基酯的量按重量计为30-70％。
18.根据权利要求2的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
19.根据权利要求3的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
20.根据权利要求4的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
21.根据权利要求5的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
22.根据权利要求6的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
23.根据权利要求7的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
24.根据权利要求8的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
25.根据权利要求9的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
26.根据权利要求10的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
27.根据权利要求11的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
28.根据权利要求12的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
29.根据权利要求13的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
30.根据权利要求14的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
31.根据权利要求15的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
32.根据权利要求16的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
33.根据权利要求17的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
34.根据权利要求1的动力传送皮带，其中主体包括多个沿着主体的长度间隔的齿。
35.根据权利要求34的动力传送皮带，其中第一橡胶组合物限定了至少多个齿的一部分。
36.根据权利要求35的动力传送皮带，其中齿沿着主体的长度以规则的间隔相隔。
37.根据权利要求35的动力传送皮带，其中乙烯-乙烯基酯共聚物和/或乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物，和乙烯-α-烯烃橡胶，在第一橡胶组合物中的用量按重量计为10∶90到60∶40。
38.根据权利要求35的动力传送皮带，其中乙烯-乙烯基酯共聚物包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
39.根据权利要求37的动力传送皮带，其中乙烯-乙烯基酯共聚物包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
40.根据权利要求35的动力传送皮带，其中乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物包括乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。
41.根据权利要求37的动力传送皮带，其中乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物包括乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。
42.根据权利要求38的动力传送皮带，其中乙烯-α，β-不饱和羧酸酯共聚物包括乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。
43.根据权利要求35的动力传送皮带，其中在乙烯-乙烯基酯共聚物中乙烯基酯的量按重量计为30-70％。
44.根据权利要求37的动力传送皮带，其中在乙烯-乙烯基酯共聚物中乙烯基酯的量按重量计为30-70％。
45.根据权利要求38的动力传送皮带，其中在乙烯-乙烯基酯共聚物中乙烯基酯的量按重量计为30-70％。
46.根据权利要求40的动力传送皮带，其中在乙烯-乙烯基酯共聚物中乙烯基酯的量按重量计为30-70％。
47.根据权利要求35的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
48.根据权利要求37的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
49.根据权利要求40的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
50.根据权利要求43的动力传送皮带，其中醌二肟包括苯醌二肟。
全文摘要
一种动力传送皮带包括一个一定长度的主体，其具有一内侧、一外侧和侧向间隔的侧表面。该主体有一种第一橡胶组合物，该第一橡胶组合物包括一种作为交联剂使用的有机过氧化物和按重量计占100份橡胶重量的0.5－13份的N，N’－间亚苯基二马来酰亚胺和/或醌二肟。该橡胶组合物包括按重量计比率为5∶95至100∶0的(a)乙烯－乙烯基酯共聚物和/或乙烯－α，β－不饱和羧酸酯共聚物和(b)乙烯α烯烃橡胶。
文档编号C08L45/00GK1641245SQ200410103378
公开日2005年7月20日 申请日期2004年10月29日 优先权日2003年10月31日
发明者竹原刚, 重光望, 高场晋, 高田俊通 申请人:三之星机带株式会社