一种耐磨低滚阻输送带底胶及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种耐磨低滚阻输送带底胶及其制备方法，属于输送带底胶【技术领域】。其在双辊开炼机内加入天然橡胶和合成橡胶塑炼后，依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、玄武岩纤维、补强剂、软化剂，混炼后停放得到一段混炼胶；向一段混炼胶中加入硫磺、促进剂进行混炼；再进行硫化，得到所述的耐磨低滚阻输送带底胶。本发明采用玄武岩纤维加入胶料中，与白炭黑共同作用，可以有效地减少胶料生热、降低其滞后损失，获得具有低摩擦系数的输送带底胶；添加玄武岩纤维能够提高胶料的耐磨性及抗撕裂性。
【专利说明】一种耐磨低滚阻输送带底胶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种耐磨低滚阻输送带底胶及其制备方法，该底胶用于大运量、长距 离输送带产品中，可广泛应用于冶金业、煤矿业、港口等行业，属于输送带底胶【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 随着现代化科技迅速发展，机械化、自动化生产水平不断提高，长距离、大宽度、大 运载、连续化的输送带为广大行业所需要。然而，随着输送带的加长、加宽，其运行工作中所 消耗的动力能量也在不断增大。在目前能源消耗不断增长而能源资源越发紧缺的情况下， 研究发展节能输送带成了必然趋势。
[0003] 国外客户普遍关注节能型输送带，尤其是大型矿厂，如智力铜矿等输送线路长达 几公里，输送系统能源消耗显著。输送带依靠传动托辊提供动力而运行，输送带底胶直接与 传动托辊相接触，其滚动阻力越大，输送系统消耗的能量越大。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种耐磨低滚阻输送带底胶， 该底胶具有低摩擦系数、高耐磨性。
[0005] 按照本发明提供的技术方案，一种耐磨低滚阻输送带底胶，配方比例按重量份计 如下：包括40?80份天然橡胶、20?60份合成橡胶、1?10份玄武岩纤维、1?3份硫磺、 1?5份氧化锌、1?3份硬脂酸、1?2. 5份促进剂、30?60份补强剂、1?10份软化剂、 1?5份防老剂；
[0006] 在双辊开炼机内加入天然橡胶和合成橡胶塑炼后，依次加入氧化锌、硬脂酸、防老 齐U、玄武岩纤维、补强剂、软化剂，混炼后停放得到一段混炼胶；向一段混炼胶中加入硫磺、 促进剂进行二段混炼；再进行硫化，得到所述的耐磨低滚阻输送带底胶。
[0007] 所述合成橡胶为丁苯橡胶和/或顺丁橡胶。
[0008] 所述促进剂为促进剂NS、促进剂CZ、促进剂DTDM、促进剂TMTD中的一种或多种。
[0009] 所述补强剂为炭黑N220、炭黑N234、炭黑N115、炭黑N330、白炭黑中的一种或多 种。
[0010] 所述防老剂为微晶蜡、防老剂RD、防老剂4020、防老剂BLE中的一种或多种。
[0011] 所述软化剂为石油系增塑剂、松油系增塑剂、煤焦油系增塑剂中的一种或多种。
[0012] 所述耐磨低滚阻输送带底胶的制备方法，按重量份计步骤如下：
[0013] (1) 一段混炼：在双辊开炼机内加入40?80份天然橡胶和20?60份合成橡胶， 塑炼30?50s，塑炼温度为25?30°C;然后依次加入1?5份氧化锌、1?3份硬脂酸、1? 5份防老剂、1?10份玄武岩纤维、30?60份补强剂、1?10份软化剂，混炼15?20min， 混炼温度为30?60°C，停放8?16h后即得到一段混炼胶；
[0014] (2)二段混炼：向步骤（1)得到的一段混炼胶中加入1?3份硫磺、1?2. 5份促 进剂，混炼4?8min，混炼温度为30?60°C，得到底胶；
[0015] (3)硫化：将步骤（2)得到的底胶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，得到所述的耐磨低滚阻输送带底 胶。
[0016] 本发明的有益效果：
[0017] (1)采用玄武岩纤维加入胶料中，可以有效地减少胶料生热、降低其滞后损失，获 得低滚动阻力的输送带底胶；
[0018] (2)采用少量玄武岩纤维与大量炭黑并用作为填充体系，保持胶料各项物理机械 性能的同时，提高了耐磨性；
[0019] (3)加入玄武岩纤维可以吸收裂纹能量，延缓底胶的撕裂扩展，提高其抗撕裂性 能。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0021] 本发明所述橡胶基体中的天然橡胶是采用乳液絮凝法制备的，天然橡胶具有自增 强性，拥有较高的力学强度，同时具有良好的耐屈挠性能，滞后损失小，生热低，综合性能较 之其他橡胶更为优异。
[0022] 本发明所述的合成橡胶为丁苯橡胶和/或顺丁橡胶，丁苯橡胶具有良好的耐热 性、耐老化性、耐磨性，顺丁橡胶具有良好的耐磨性、耐寒性和弹性。
[0023] 本发明所述的促进剂为为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)、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。
[0024] 本发明所述的补强剂为中超耐磨炭黑N220、炭黑N234、超高耐磨炭黑N115、高耐 磨炭黑N330或者白炭黑。
[0025] 本发明所述的玄武岩纤维是经过化学试剂表面活化的表面改性材料，易与炭黑、 白炭黑等填料发生交互作用，减少了填料之间的作用，从而降低了胶料的内摩擦生热，可以 有效地降低胶料的滞后损失、减少生热，减少胶料的滚动阻力。本发明实施例所使用的玄武 岩纤维购自浙江石金玄武岩纤维有限公司。
[0026] 本发明所述的防老剂为微晶蜡、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）-Ν' -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、抗臭氧老化性能。
[0027] 所述软化剂为石油系增塑剂、松油系增塑剂、煤焦油系增塑剂中的一种或多种，如 古马隆树脂、芳烃油、煤焦油、松香、锭子油、松焦油、变压器油等，没有具体限制，只要不对 本发明的发明目的产生限制即可。
[0028] 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。
[0029] 本发明亦提供了耐磨低滚阻输送带底胶的制备方法，按照传统的橡胶加工方法， 将除硫化体系（硫磺、促进剂）以外的各组分在开炼机或密炼机中混合均匀得到一段混炼 胶，停放8?16小时后，再加入硫化体系进行二段混炼；将获得的二段混炼胶停放一段时间 后，在挤出机上进行挤出出片得到输送带底胶胶片；在常温下，将底胶、粘合胶和骨架材料 在四辊压延机上进行复合成型；将成型后的带胚在平板硫化机上进行硫化，硫化温度范围 在140?160°C，硫化压力在10?15MPa，硫化时间20?40min ;硫化后的带胚经过冷定型 后，便可得到相应的产品。
[0030] 实施例1 : 一种耐磨低滚阻输送带底胶的制备方法，包括以下步骤：
[0031] (1) 一段混炼：在双辊开炼机内加入400g天然橡胶和IOOg 丁苯橡胶，塑炼40s，塑 炼温度为25°C ;然后依次加入5g氧化锌、5g硬脂酸、5g微晶蜡、5g玄武岩纤维、5g松焦油、 50g炭黑N220、IOOg炭黑N330,混炼18min，混炼温度为40°C，停放12h后即得到一段混炼 胶；
[0032] (2)二段混炼：向步骤（1)得到的一段混炼胶中加入5g硫磺、5g促进剂NS，混炼 4min，混炼温度为50°C，得到底胶；
[0033] (3)将步骤（2)得到的底胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为160°C，硫化压 力为lOMPa，硫化时间为30min，得到所述的耐磨低滚阻输送带底胶；该底胶的物理机械性 能如表1所示，tan δ如表2所示。
[0034] 实施例2 :-种耐磨低滚阻输送带底胶的制备方法，包括以下步骤：
[0035] (1) 一段混炼：在双棍开炼机内加入200g天然橡胶、150g顺丁橡胶、150g 丁苯橡 胶，塑炼35s，塑炼温度为25°C;然后依次加入12. 5g氧化锌、IOg硬脂酸、2. 5g防老剂4020、 5g防老剂RD、5g防老剂BLE、30g玄武岩纤维、5g古马隆树脂、IOg芳烃油、5g煤焦油、225g 炭黑N115,混炼20min，混炼温度为45°C，停放8h后即得到一段混炼胶；
[0036] (2)二段混炼：向步骤⑴得到的一段混炼胶中加入IOg硫磺、5g促进剂NS、5g促 进剂CZ，混炼5min，混炼温度为55°C，得到底胶；
[0037] (3)将步骤（2)得到的底胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为155°C，硫化压 力为12MPa，硫化时间为35min，得到所述的耐磨低滚阻输送带底胶；该底胶的物理机械性 能如表1所示，tan δ如表2所示。
[0038] 实施例3 :-种耐磨低滚阻输送带底胶的制备方法，包括以下步骤：
[0039] (1) -段混炼：在双辊开炼机内加入300g天然橡胶、200g顺丁橡胶，塑炼50s，塑 炼温度为30°C ;然后依次加入25g氧化锌、15g硬脂酸、5g微晶蜡、IOg防老剂RD、IOg防老 剂4020、25g玄武岩纤维、25g松香、IOg锭子油、15g松焦油、175g炭黑N234、125g白炭黑， 混炼15min，混炼温度为50°C，停放16h后即得到一段混炼胶；
[0040] ⑵二段混炼：向步骤⑴得到的一段混炼胶中加入12. 5g硫磺、5g促进剂DTDM、 7. 5g份促进剂NS，混炼3min，混炼温度为40°C，得到底胶；
[0041] (3)将步骤（2)得到的底胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140°C，硫化压 力为15MPa，硫化时间为20min，得到所述的耐磨低滚阻输送带底胶；该底胶的物理机械性 能如表1所示，tan δ如表2所示。
[0042] 实施例4 :一种耐磨低滚阻输送带底胶的制备方法，包括以下步骤：
[0043] (1) 一段混炼：在双辊开炼机内加入350g天然橡胶、IOOg顺丁橡胶、50 丁苯橡胶， 塑炼30s，塑炼温度为30°C ;然后依次加入5g氧化锌、5g硬脂酸、5g防老剂BLE、5g玄武岩 纤维、5g松焦油、IOOg炭黑N115、60g炭黑N330,混炼15min，混炼温度为60°C，停放12h后 即得到一段混炼胶；
[0044] (2)二段混炼：向步骤（1)得到的一段混炼胶中加入5g硫磺、5g促进剂CZ，混炼 3min，混炼温度为60°C，得到底胶；
[0045] (3)将步骤（2)得到的底胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140°C，硫化压 力为15MPa，硫化时间为40min，得到所述的耐磨低滚阻输送带底胶；该底胶的物理机械性 能如表1所示，tan δ如表2所示。
[0046] 实施例5 :-种耐磨低滚阻输送带底胶的制备方法，包括以下步骤：
[0047] (1) 一段混炼：在双辊开炼机内加入350g天然橡胶和150g 丁苯橡胶，塑炼50s，塑 炼温度为25°C ;然后依次加入25g氧化锌、15g硬脂酸、25g防老剂4020、50g玄武岩纤维、 IOg松香、150g炭黑N234、IOOg炭黑N330,混炼20min，混炼温度为40°C，停放16h后即得到 一段混炼胶；
[0048] (2)二段混炼：向步骤⑴得到的一段混炼胶中加入15g硫磺、5g促进剂DTDM，混 炼6min，混炼温度为40°C，得到底胶；
[0049] (3)将步骤（2)得到的底胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为150°C，硫化压 力为lOMPa，硫化时间为20min，得到所述的耐磨低滚阻输送带底胶；该底胶的物理机械性 能如表1所示，tan δ如表2所示。
[0050] 对比实施例1
[0051] (1) -段混炼：在双辊开炼机内加入300g天然橡胶、200g顺丁橡胶，塑炼50s，塑 炼温度为30°C ;然后依次加入25g氧化锌、15g硬脂酸、5g微晶蜡、IOg防老剂RD、IOg防老 剂4020、25g松香、IOg锭子油、15g松焦油、175g炭黑N234、125g白炭黑，混炼15min，混炼 温度为50°C，停放16h后即得到一段混炼胶；
[0052] (2)二段混炼：向步骤⑴得到的一段混炼胶中加入12. 5g硫磺、5g促进剂DTDM、 7. 5g份促进剂NS，混炼3min，混炼温度为40°C，得到底胶；
[0053] (3)将步骤（2)得到的底胶在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为140°C，硫化压 力为15MPa，硫化时间为20min，得到输送带底胶；该底胶的物理机械性能如表1所示，tan δ 如表2所示。
[0054] 本发明的测定方法按照如下标准：
[0055] 输送带底胶的物理机械性能测试方法按ASTMD412标准来测试复合材料的力学性 能；拉伸实验一律采用6. OOmm宽裁刀制哑铃片，撕裂实验为直角型撕裂样品；拉伸速度为 500mm/min，测试温度为25°C ;其他性能测试均按照ASTM标准来完成。
[0056] 表1 :本发明实施例1?3、对比实施例1的性能比较
[0057]
【权利要求】
1. 一种耐磨低滚阻输送带底胶，其特征是配方比例按重量份计如下：包括40?80份 天然橡胶、20?60份合成橡胶、1?10份玄武岩纤维、1?3份硫磺、1?5份氧化锌、1? 3份硬脂酸、1?2. 5份促进剂、30?60份补强剂、1?10份软化剂、1?5份防老剂； 在双辊开炼机内加入天然橡胶和合成橡胶塑炼后，依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、 玄武岩纤维、补强剂、软化剂，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 剂进行二段混炼；再进行硫化，得到所述的耐磨低滚阻输送带底胶。
2. 如权利要求1所述耐磨低滚阻输送带底胶，其特征是：所述合成橡胶为丁苯橡胶和/ 或顺丁橡胶。
3. 如权利要求1所述耐磨低滚阻输送带底胶，其特征是：所述促进剂为促进剂NS、促进 剂CZ、促进剂DTDM、促进剂TMTD中的一种或多种。
4. 如权利要求1所述耐磨低滚阻输送带底胶，其特征是：所述补强剂为炭黑N220、炭黑 N234、炭黑N115、炭黑N330、白炭黑中的一种或多种。
5. 如权利要求1所述耐磨低滚阻输送带底胶，其特征是：所述防老剂为微晶蜡、防老剂 RD、防老剂4020、防老剂BLE中的一种或多种。
6. 如权利要求1所述耐磨低滚阻输送带底胶，其特征是：所述软化剂为石油系增塑剂、 松油系增塑剂、煤焦油系增塑剂中的一种或多种。
7. 权利要求1所述耐磨低滚阻输送带底胶的制备方法，其特征是按重量份计步骤如 下： (1) 一段混炼：在双辊开炼机内加入40?80份天然橡胶和20?60份合成橡胶，塑炼 30?50s，塑炼温度为25?30°C;然后依次加入1?5份氧化锌、1?3份硬脂酸、1?5份 防老剂、1?10份玄武岩纤维、30?60份补强剂、1?10份软化剂，混炼15?20min，混炼 温度为30?60°C，停放8?16h后即得到一段混炼胶； (2) 二段混炼：向步骤（1)得到的一段混炼胶中加入1?3份硫磺、1?2. 5份促进剂， 混炼4?8min，混炼温度为30?60°C，得到底胶； (3) 硫化：将步骤（2)得到的底胶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，得到所述的耐磨低滚阻输送带底胶。
【文档编号】C08K5/09GK104311905SQ201410626213
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】萨日娜, 范旭梦, 施洁, 吴宇航, 徐春安, 曹晖 申请人:无锡宝通带业股份有限公司