氯丁橡膠與丙烯酸鉀鹽離子鍵聚合體彈性體共混物橡膠v帶包布膠膠料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳動帶用橡膠技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氯丁橡膠與丙烯酸鉀鹽離子鍵聚合體彈性體共混物橡膠V帶包布膠膠料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]V帶膠帶簡稱V帶或者三角帶，是一種斷面為梯形的環(huán)形傳動帶。與平型傳動帶一樣，V帶也是將原動機(jī)的電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動力，通過帶輪由膠帶傳遞到機(jī)械設(shè)備上。V帶是傳動帶中產(chǎn)量最大、用途最廣的產(chǎn)品。V帶廣泛的應(yīng)用于船舶，電力，煤炭，辦公等領(lǐng)域。
[0003]V帶包布膠的質(zhì)量是影響產(chǎn)品使用性能的主要因素之一，其主要包括要求包布膠膠料有較好的耐磨性，以保證運(yùn)轉(zhuǎn)時得以保護(hù)骨架；較好的耐熱氧老化性，以保證運(yùn)轉(zhuǎn)時有較小的性能變化率；一定的耐油性，以抗耐運(yùn)轉(zhuǎn)時接觸到的潤滑油等，保證V帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)在一些特殊的工業(yè)領(lǐng)域，例如化工和煤炭等行業(yè)，V帶需要長期在高溫、含有各種添加劑的潤滑油或者含各類灰塵的環(huán)境工作。在這種條件下，常見的以天然橡膠為主體的V帶會因?yàn)樘烊幌鹉z本身的結(jié)構(gòu)特性，而發(fā)生熱氧老化，導(dǎo)致其使用壽命的大幅下降；或者由于油的溶脹作用而誘發(fā)強(qiáng)度的下降，發(fā)生變形甚至斷裂，引發(fā)安全事故和經(jīng)濟(jì)損失。此外，環(huán)境中的灰塵和固體顆粒會附著在傳動帶表面，在使用過程中對傳動帶的帶面造成磨損，并損壞其骨架結(jié)構(gòu)，加速其老化。
[0004]為了提高V帶的性能，現(xiàn)有技術(shù)做了各種改進(jìn)，例如:
[0005]現(xiàn)有技術(shù)公開了一種用于制造傳動帶的橡膠組合物，該組合物成分包括氫化丁腈橡膠、硫化劑、交聯(lián)劑、增塑劑、丙烯酸類樹脂單體、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂，該組合物具有較好的耐熱性、自潤滑性、耐油性和耐久性。
[0006]該體系具有如下缺點(diǎn)和問題:
[0007]1)氫化丁腈橡膠和丙烯酸類樹脂單體并用體的加工性能較差，其煉膠工藝和硫化工藝?yán)щy、復(fù)雜；
[0008]2)耐熱氧老化及耐久性較差；
[0009]3)耐磨性能較差，特別是使用條件的耐磨性能有待提高；
[0010]4)氫化丁腈橡膠與包布骨架的粘著性和結(jié)合能力較差，產(chǎn)品的壽命降低；
[0011]5)硫化膠的伸長率較小，在V帶運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，易與骨架材料脫層，降低產(chǎn)品使用壽命;
[0012]6)原材料成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的存在的問題，本發(fā)明提供了一種氯丁橡膠與丙烯酸鉀鹽離子鍵聚合體彈性體共混物橡膠V帶包布膠膠料及其制備方法，來達(dá)到使所述膠料耐老化、耐油性和耐磨，且成本較低的目的，其技術(shù)方案為:
[0014]—種氯丁橡膠與丙烯酸鉀鹽離子鍵聚合體彈性體共混物橡膠V帶包布膠膠料，所述膠料的各組分和質(zhì)量份數(shù)如下:氯丁橡膠35-60份、丙烯酸鉀鹽離子鍵聚合體彈性體5-30份、氯化聚乙烯橡膠35份、改性聚酯樹脂10份、硫磺0.4-0.7份、氧化鎂5_7份、氧化鋅4-5份、硫化促進(jìn)劑DM 0.7-1份、硫化劑TCY 0.7份、補(bǔ)強(qiáng)劑53份、軟化劑16份、增粘樹脂3份、防老劑2份。
[0015]所述補(bǔ)強(qiáng)劑可以為炭黑N550或炭黑N774。
[0016]所述軟化劑可以為松焦油、妥爾油、芳烴油或者環(huán)烷油。
[0017]所述增粘樹脂可以為酚醛樹脂或古馬隆樹脂。
[0018]所述防老劑為4020。
[0019]本發(fā)明還提供了所述V帶包布膠膠料的制備方法，包括如下步驟:
[0020]按照所述質(zhì)量份數(shù)，將先將氯化聚乙烯橡膠在密煉機(jī)中進(jìn)行塑化，隨后在開煉機(jī)上下片；將氯丁橡膠與塑化下片后的氯化聚乙烯合煉，得到混煉膠；將混煉膠加入密煉機(jī)，加入丙烯酸鉀鹽離子鍵聚合體彈性體和改性聚酯樹脂，共混2-3分鐘，依次加入氧化鎂、氧化鋅、硫化促進(jìn)劑DM、硫化劑TCY、補(bǔ)強(qiáng)劑、軟化劑、增粘樹脂、防老劑，混煉均勻，排膠溫控制在低于110°C ;將上述混煉膠在開煉機(jī)上加入硫黃，加料溫度90°C，開煉3-5分鐘，混煉均勻后下片制得V帶包布膠。
[0021]其中，氯丁橡膠共混膠的混合物，充分利用CR的較為優(yōu)異的耐熱氧老化性能，帯體運(yùn)轉(zhuǎn)過程中生熱高，該膠料的物理機(jī)械性能下降較慢，同時半成品硫化膠的DIN磨耗較小，大大提高包布膠在V帶運(yùn)轉(zhuǎn)過程的耐磨性；另外，其有一定的耐油性和提高與骨架材料的粘合性能。
[0022]共混膠混合物中丙烯酸甲鹽離子鍵聚合彈性體(Surlyn樹脂)的使用，首先改善了共混膠在混煉過程的加工性能，使氯丁膠加工過程中的粘輥性得以改善，同時，Surlyn樹脂又能夠提高V帶包布膠的耐老化性能、耐油性能和耐磨性能，使包布膠有較好的物機(jī)性能保持率。
[0023]共混膠混合物中盤改性聚酯樹脂(改性PET)的使用，在改善包布膠加工過程的工藝性能的同時，由于通過硫化提高硫化膠與滌綸包布骨架的粘合強(qiáng)度，使包布膠的耐熱氧老化后的附著力進(jìn)一步提高，保證V帶在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，包布膠膠料的性能基本不變，進(jìn)而延長V帶的使用壽命。
[0024]共混膠混合物中氯化聚乙烯橡膠的使用，進(jìn)一步提高了共混混煉膠的加工性能，粘輥性大大降低，半成品的操作性得以提高，同時，不會降低耐老化性能。
[0025]同時，本發(fā)明合理的選擇相應(yīng)的硫化體系，使其硫化過程與其他膠料有良好的配合，可進(jìn)一步保證V帶的質(zhì)量。
[0026]本發(fā)明的有益效果為:
[0027]本發(fā)明所述的一種氯丁橡膠與丙烯酸鉀鹽離子鍵聚合體彈性體共混物橡膠V帶包布膠膠料及其制備方法，使所述膠料的使用壽命及性能明顯提高提高，熱氧老化后的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率的變化率較小，進(jìn)一步抗耐V帶使用過程中熱氧老化及沾油環(huán)境的膠料性能保持率和DIN磨耗。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明的范圍不受這些實(shí)施例的限制。
[0029]對比例:
[0030]本對比例中的V帶包布膠膠料為現(xiàn)有技術(shù)中常用配方，其組成按重量計包括如下組分:天然橡膠70份、丁苯橡膠SBR150030份、氧化鋅5份、硬脂酸3份、硫磺5份、硫化促進(jìn)劑DM 0.8份、硫化促進(jìn)劑NOBS 0.5份、補(bǔ)強(qiáng)劑53份、軟化劑16份、增粘樹脂5份、防老劑40202份。
[0031]所述配方使用常規(guī)方法制備膠料，所得膠料的性能指標(biāo)如下:拉伸強(qiáng)度14.2MPa，拉斷伸長率511%，300%定伸強(qiáng)度6.3MPa，永久變形20%，160°C X72h老化前后拉伸強(qiáng)度變化率-22%，160°C X72h老化前后拉伸強(qiáng)度變化率-46%，DIN磨耗137mm3，3#油160°C X72體積變化率40.2%，附著力4N/mm。
[0032]實(shí)施例1:
[0033]—種氯丁橡膠與丙烯酸鉀鹽離子鍵聚合體彈性體共混物橡膠V帶包布膠膠料，所述膠料的各組分和質(zhì)量份數(shù)如下:氯丁橡膠60份、丙烯酸鉀鹽離子鍵聚合體彈性體5份、氯化聚乙烯橡膠35份、改性聚酯樹脂10份、硫磺0.7份、氧化鎂7份、氧化鋅5份、硫化促進(jìn)劑DM 1份、硫化劑TCY 0.7份、炭黑N55053份、松焦油16份、酚醛樹脂3份、防老劑40202份。
[0034]所述V帶包布膠膠料的制備方法，包括如下步驟:
[0035]按照所述質(zhì)量份數(shù)，將先將氯化聚乙烯橡膠在密煉機(jī)中進(jìn)行塑化，隨后在開煉機(jī)上下片；將氯丁橡膠與塑化下片后的氯化聚乙烯合煉，得到混煉膠；將混煉膠加入密煉機(jī)，加入丙烯酸鉀鹽離子鍵聚合體彈性體和改性聚酯樹脂，共混2分鐘，依次加入氧化鎂、氧化鋅、硫化促進(jìn)劑DM、硫化劑TCY、炭黑N550、松焦油、酚醛樹脂、防老劑4020，混煉均勻，排膠溫控制在110°C ;將上述混煉膠在開煉機(jī)上加入硫黃，加料溫度90°C，開煉5分鐘，混煉均勻后下片制得V帶包布膠。
[0036]所得膠料性能指標(biāo)如下:拉伸強(qiáng)度14.6MPa，拉斷伸長率502 %，300 %定伸強(qiáng)度6.8MPa，永久變形22%，160°C X 72h老化前后拉伸強(qiáng)度變化率+4%，160°C X72h老化前后拉伸強(qiáng)度變化率-15%，DIN磨耗129mm3，3#油160°C X 72體積變化率31 %，附著力6N/mm。
[0037]實(shí)施例2:
[0038]—種氯丁橡膠與丙烯酸鉀鹽離子鍵聚合體彈性體共混物橡膠V帶包布膠膠料，所述膠料的各組分和質(zhì)量份數(shù)如下:氯丁橡膠55份、丙烯酸鉀鹽離子鍵聚合體彈性體10份、氯化聚乙烯橡膠35份、改性聚酯樹脂10份、硫磺0.6份、氧化鎂6份、氧化鋅4份、硫化促進(jìn)劑DM 1份、硫化劑TCY 0.7份、炭黑N55053份、松焦油16份、酚醛樹脂3份、防老劑40202份。
[0039]所述V帶包布膠膠料的制備方法，包括如下步驟:
[0040]按照所述質(zhì)量份數(shù)，將先將氯化聚乙烯橡膠在密煉機(jī)中進(jìn)行塑化，隨后在開煉機(jī)上下片；將氯丁橡膠與塑化下片后的氯化聚乙烯合煉，得到混煉膠；將混煉膠加入密煉機(jī)，加入丙烯酸鉀鹽離子鍵聚合體彈性體和改性聚酯樹脂，共混2分鐘，依次加入氧化鎂、氧化鋅、硫化促進(jìn)劑DM、硫化劑TCY、炭黑N550、松焦油、酚醛樹脂、防老劑4020，混煉均勻，排膠溫控制在105°C ;將上述混煉膠在開煉機(jī)上加入硫黃，加料溫度85°C，開煉5分鐘，混煉均勻后下片制得V帶包布膠。
[0041]所得膠料性能指標(biāo)如下:拉伸強(qiáng)度15.1MPa，拉斷伸長率510 %，300 %定伸強(qiáng)度7.1MPa，永久變形26%，160°C X72h老化前后拉伸強(qiáng)度變化率+3.