一种同步带表面材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种同步带表面材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着国内经济的发展，城市高层建筑成倍的增长，建筑窗户面积较大，尘 土沾染到窗户上会影响美观和采光，干净的窗户不仅对健康有益，也会使人的心情愉悦。所 以，保持窗户的干净对人的身心健康非常重要。而对高楼外壁的清洁是一个难题，目前大部 分的高楼外壁玻璃采用人工来清洗，这种方式不仅投入大、效率低，还极其危险。为此，现有 技术中以擦玻璃机器人为代表的各种自动或半自动的清洁装置应运而生。
[0003] 现有的擦玻璃机器人大部分是通过同步带实现在玻璃上的移动。但是当玻璃湿 润以后，同步带与湿玻璃之间的摩擦系数大大降低，导致机器在玻璃上打滑，而不能正常运 行。
[0004] 目前常见的同步带表面材料有聚氨酯橡胶、丁腈橡胶、硅胶等。聚氨酯橡胶是早 期的同步带主体经常采用的材料，聚氨酯橡胶的耐磨性好、工艺简单、成型方便，但是，聚氨 酯橡胶的耐热和耐水性较差，在80°c左右就容易发粘，在潮湿的环境下容易水解，导致同 步带的强度明显下降，聚氨酯材料与干玻璃的摩擦系数为3. 7左右、与湿玻璃摩擦系数0. 4 左右。丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，丁腈橡胶主要采用低温乳液聚 合法生产，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强，但是丁腈橡胶耐低温性差、耐 臭氧性差，绝缘性能低劣，弹性稍低，丁腈胶材料与干玻璃的摩擦系数为1. 8左右、与湿玻 璃的摩擦系数为0. 4左右；透明硅胶是无色或皮肤色油状液体，硫化后成为柔软的弹性材 料.温度范围在-65Γ至200Γ下可长期使用并保持其柔软弹性性能，有电性能和化学稳定 性，耐水、耐臭氧、耐气候老化，无腐蚀性，有生理惰性，无毒无味，线收缩率低，透明硅胶材 料与干玻璃的摩擦系数为1. 7左右、与湿玻璃的摩擦系数为湿摩擦系数0. 4左右。可见传 统的同步带表面材料的湿玻璃摩擦系数很小，擦玻璃机器人在湿玻璃上易打滑而不能正常 运行。
【发明内容】
[0005] 本发明的主要目的在于提供一种同步带表面材料及其制备方法，该表面材料与湿 玻璃的摩擦系数大，将使用该表面材料制备的同步带用在擦玻璃机器人上，可以避免擦工 作时的玻璃机器人在湿玻璃表面打滑。
[0006] 为达到以上目的，本发明提供一种同步带表面材料，由以下成分构成，各成分的含 量用重量份表示： 氯磺化聚乙烯 100份 硅胶 15-50份 相容剂 0-5份 增塑剂 5-15份 防老剂 2-5份 硫化剂 0.5-2份 促进剂 2-3份
[0007] 硅胶是一种高活性吸附材料，其化学分子式为mSi02 ·ηΗ20,经硅酸凝胶干燥脱水 制得。硅胶有较大比表面积和较强的机械强度，是极性吸附剂，可以用作橡胶的填充料。在 氯磺化聚乙稀胶料中加入硅胶可大大提高胶料的抗撕裂性能、抗臭氧老化性能以及橡胶中 最重要的冰面抓着性能。
[0008] 本发明中的硅胶为粉状，其细度为400目~2000目。
[0009] 由于硅胶表面存在大量的羟基，所述硅胶表面的极性较大，且为亲水性，因此当硅 胶加入氯磺化聚乙烯胶料后，存在相容性较差的问题。本发明中利用相容剂对硅胶表面进 行改性来改善硅胶与氯磺化聚乙烯胶料之间的界面结合力。优选地，所述相容剂选自偶联 剂KH570、偶联剂KH550、低分子量氯磺化聚乙烯中的一种或几种。有机硅烷类偶联剂可以 与硅胶表面的羟基反应，从而消耗硅胶表面大量自由的活性羟基，改变其表面性能。
[0010] 优选地，所述增塑剂选自增塑剂Τ0ΤΜ、增塑剂D0P、增塑剂TP-95、增塑剂TP90B中 的一种或几种。
[0011] 优选地，所述防老剂为防老剂NBC或防老剂BLE。
[0012] 优选地，所述硫化剂选自硫磺、硫化剂DTDM、硫化剂DCP、硫化剂双25、硫化剂 HVA-2中的一种或几种。
[0013] 优选地，所述促进剂选自促进剂DM、促进剂TRA、促进剂TMTD中的一种或几种。
[0014] 优选地，所述同步带表面材料的干玻璃摩擦系数为2. 5~3. 0,湿玻璃摩擦系数为 1. 0 ~1. 6〇
[0015] 值得一提的是，以上添加剂的名称均为化工领域经常使用的产品代号，本领域的 技术人员根据产品代号即可知道使用的添加剂的化学组成。
[0016] 本发明还提供一种用于擦玻璃机器人的同步带表面材料的制备方法，包括以下步 骤： (1) 使用相容剂对硅胶粉体进行表面改性； (2) 使用开炼机对氯磺化聚乙烯生胶进行塑炼； (3) 将塑炼好的氯磺化聚乙烯胶料放入开炼机进行混炼，交替加入增塑剂以及改性 后的所述硅胶，带包辊后，再加入防老剂、促进剂和硫化剂，混炼后得到氯磺化聚乙烯混合 料； (4) 在平板硫化机上硫化所述氯磺化聚乙稀混合料得到所述同步带表面材料，硫化条 件为160°C_180°C，正硫化时间为6-10分钟，压力为10-15MPa。
[0017] 优选地，在步骤（1)中，将硅胶粉体、相容剂在甲苯中进行表面改性反应，反应温 度为80°C-120°C，反应时间为6-12小时，然后过滤、洗涤、干燥得到改性硅胶。
[0018] 在步骤（2)中，对氯磺化聚乙烯进行塑炼时，开炼机的辊距调至l-2mm，薄通5-6 次。
[0019] 在步骤（3)中，进行混炼时，将开炼机的辊距调至L5mm，交替加入增塑剂以及改 性后的所述硅胶，5-10次加完，带包辊后，再加入防老剂、促进剂和硫化剂，分别打三角包和 打卷各5-10次，出片停放待用。
[0020] 本发明制备的同步带表面材料具有以下有益效果：与湿玻璃的摩擦系数高，将该 同步带表面材料用在擦玻璃机器人上，不易出现打滑的现象。
【具体实施方式】
[0021] 以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优 选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
[0022] 实施例1
[0023] 通过以下步骤制备同步带表面材料： (1) 将30份细度为400目的硅胶粉体、3份偶联剂KH570加入甲苯中进行表面改性反 应，反应温度为120°C，反应时间12小时，然后过滤、洗涤、干燥得到改性硅胶； (2) 将开炼机的辊距调至1mm，对100份氯磺化聚乙烯生胶进行塑炼，薄通5次； (3) 将开炼机的辊距调至1. 5mm，将步骤（2)中的氯磺化聚乙烯胶料放入开炼机进行混 炼，交替加入步骤（1)得到的改性硅胶和10份增塑剂Τ0ΤΜ，分别5次加完，待包辊后，再加 入3份防老剂NBC、1份硫磺和3份促进剂TMTD，分别打三角包和打卷各5次，出片停放待 用； (4) 在电热平板硫化机上硫化步骤（3)得到的氯磺化聚乙烯混合料，硫化条件为 180°C，正硫化时间6分钟，压力为12MPa，硫化后的试样在室温下停放8h后即得到同步带表 面材料。
[0024] 经测试，实施例1得到的同步带表面材料的干玻璃摩擦系数为2. 2,湿玻璃摩擦系 数为1. 4,抗拉强度为16MPa。值得一提的是，这里的干玻璃摩擦系数和湿玻璃摩擦系数是 指同步带表面材料与表面无润滑的和表面湿润的玻璃之间的摩擦系数。摩擦系数测试方法 为：按照中华人民共和国化工行业标准HG/T2729-1995,采用济南兰光机电技术有限公司 MXD-01A摩擦系数仪测试橡胶片在玻璃片干、湿状态下的动摩擦系数，样品长X宽X高尺 寸为63mmX63mmX2mm，拉伸速度为150mm/min，测试滑动距离为140mm，测试5次求平均值。
[0025] 实施例2 (1) 将40份细度为400目的硅胶粉体、4份偶联剂KH550加入在甲苯中进行表面改性 反应，反应温度为120°C，反应时间为12小时，然后过滤、洗涤、干燥得到改性硅胶； (2) 将开炼机的辊距调至1mm，对100份氯磺化聚乙烯生胶进行塑炼，薄通5次； (3) 将开炼机的辊距调至1. 5mm，将步骤（2)中的氯磺化聚乙烯胶料放入开炼机进行混 炼，交替加入步骤（1)得到的改性硅胶和12份增塑剂D0P，分别5次加完，待包辊后，再加入 3份防老剂BLE、2份硫化剂DTDM和2份促进剂DM，分别打三角包和打卷各5次，出片停放 待用； (4) 在电热平板硫化机上硫化步骤（3)得到的氯磺化聚乙烯混合料，硫化条件为 180°C，正硫化时间6分钟，压力为12MPa，硫化后的试样在室温下停放8h后即得到同步带表 面材料。
[0026] 经测试，实施例2得到的同步带表面材料的干玻璃摩擦系数为2. 5,湿玻璃摩擦系 数为1. 5,抗拉强度为15. 4MPa。
[0027] 实施例3 (1) 将40份细度为400目的硅胶粉体、4份偶联剂KH570加入在甲苯中进行表面改性 反应，反应温度为120°C，反应时间为12小时，然后过滤、洗涤、干燥得到改性硅胶； (2) 将开炼机的辊距调至1mm，对100份氯磺化聚乙烯生胶进行塑炼，薄通5次； (3) 将开炼机的辊距调至1. 5mm，将步骤（2)中的氯磺化聚乙烯胶料放入开炼