專利名稱：V形帶肋傳動(dòng)帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳動(dòng)帶，尤其是在縱向具有許多延伸的橫向間隔肋的傳動(dòng)帶。
眾所周知，在汽車中使用V形皮帶以便從發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸驅(qū)動(dòng)各種輔助部件。通過曲軸可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)幾種皮帶。在一種例舉的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中，一根皮帶驅(qū)動(dòng)一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)和一臺(tái)風(fēng)機(jī)，另一分離的皮帶驅(qū)動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向單元，第三根皮帶驅(qū)動(dòng)冷卻裝置。
已經(jīng)存在減小汽車重量和尺寸以便減小燃料要求的趨勢。在許多這樣的汽車中，使用V形帶肋皮帶，其具有縱向延伸的主體，承載簾線和許多相互橫向間隔且在帶體內(nèi)部和外部縱向延伸的V形肋。在帶體內(nèi)部和外部的其它部分有一或兩層橡膠浸漬的帆布?？蓪⒋似帕谐陕菪螤钜员闩c多個(gè)附屬皮帶輪相配合。此皮帶可被惰輪張緊，該惰輪壓靠無肋表面。此無肋表面也用于驅(qū)動(dòng)一或多個(gè)附件。
一般來說，無肋表面不具有帶肋表面的功率傳動(dòng)能力。無肋或帶肋表面的磨損可導(dǎo)致皮帶張力降低，這將造成打滑。當(dāng)發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí)，此皮帶在重載荷下不能可靠傳動(dòng)能量。
為了克服此問題，已知可以使用雙V形帶肋皮帶，其中在帶體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)有許多橫向間隔且縱向延伸的肋。特別是，在皮帶內(nèi)側(cè)和外側(cè)的肋形部分有相同的肋間距、肋高度和肋形狀。在帶體內(nèi)部和外部肋之間嵌入承載簾線。
雙V形帶肋皮帶一般使用在小型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙室中。這些發(fā)動(dòng)機(jī)可在這些較小的艙室中產(chǎn)生足夠的熱量因此要求皮帶可在高溫環(huán)境中操作。已知在這種環(huán)境下可使用天然橡膠、丁苯橡膠和氯丁橡膠用于皮帶。然而，使用這些橡膠的這些皮帶易于過早龜裂。特別是，在已處于硬化狀態(tài)的皮帶與橡膠的壓塑層出現(xiàn)龜裂。
人們已經(jīng)對(duì)改進(jìn)氯丁橡膠的耐熱性進(jìn)行了研究。通過努力已經(jīng)取得了一些進(jìn)步。然而，這種改進(jìn)已經(jīng)受到限制，在許多環(huán)境中改進(jìn)的氯丁橡膠的性能仍然是不適應(yīng)的。
人們還對(duì)使用作為替換物的橡膠例如氯磺化聚乙烯橡膠、氫化腈橡膠、或氟橡膠進(jìn)行了研究。對(duì)于橡膠中的主骨架是高飽和或完全飽和的，這些橡膠就具有極好的耐熱性。在這些橡膠中，已知氯磺化聚乙烯在動(dòng)態(tài)疲勞性、耐磨損性和耐油性方面可與氯丁橡膠相匹敵。然而氯磺化聚乙烯由于硫化工藝，尤其是酸性接受劑的影響而減小耐水性。尤其是氧化劑例如MgO和PbO已被用作氯磺化聚乙烯的酸性接受劑。
然而，當(dāng)使用具有鉛組分的酸性接受劑，例如PbO和Pb3O4時(shí)，在改進(jìn)耐水性的同時(shí)，又出現(xiàn)歸因于鉛的污染和衛(wèi)生問題。
當(dāng)MgO用作酸性接受劑時(shí)，在交聯(lián)反應(yīng)過程中耐水性被MgCl2明顯變壞。所得的橡膠不適于用在傳動(dòng)帶中。
另一方面，當(dāng)使用金屬氧化物以外的環(huán)氧型酸性接受劑時(shí)可以得到具有良好耐水性的組合物，但所得的產(chǎn)品氣味惡劣，因此加工該組合物不受歡迎。
按上述制備的傳動(dòng)帶與使用氯丁橡膠的皮帶相比可獲得明顯改進(jìn)的皮帶運(yùn)行壽命和在高溫條件下極好的耐熱性，這些皮帶在低溫環(huán)境下，例如-30℃或更低，其可能具有不能接受的低壽命。這可能基于這樣的事實(shí)，即氯磺化聚乙烯橡膠由氯磺化聚乙烯形成并含有氯。氯的內(nèi)聚能在低溫升高造成橡膠硬化。在低溫橡膠缺乏彈性并易于龜裂。
乙烯-α-烯烴彈性體，例如乙丙橡膠(EPR)和乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)是具有良好耐熱性和耐寒性的聚合物。這些彈性體也相當(dāng)便宜。然而這些彈性體耐油性低因此通常不用于與油相遇的場合。由于干燥摩擦的V形帶肋皮帶暴露于顯著量的油時(shí)易于打滑，因此其傳動(dòng)能力降低，因而使得它們應(yīng)用于這種環(huán)境一般是不現(xiàn)實(shí)的。然而，已經(jīng)研究了在傳動(dòng)帶中使用這些彈性體，如在日本專利未審公開345948/1994中所揭示。
乙丙橡膠具有相當(dāng)?shù)偷乃浩茝?qiáng)度，通過使用過氧化物交聯(lián)劑可使其進(jìn)一步降低。結(jié)果，承載簾線在運(yùn)行過程中趨于爆出。在該橡膠中使用硫黃交聯(lián)系統(tǒng)也很難有效提高硫化度，致使在操作過程中磨損顯著。磨損粉塵趨于積聚在肋的基部，并可造成粘接磨損。這還可能導(dǎo)致產(chǎn)生有影響的噪音問題。而使用分子中具有大量雙鍵的EPDM可提高硫化度和粘接磨損性能，從而趨于降低耐熱性。
一方面，本發(fā)明涉及一種具有一定長度帶體，內(nèi)側(cè)、外側(cè)和橫向間隔側(cè)面的傳動(dòng)帶。該帶體具有粘合橡膠層，其中嵌入延伸的承載簾線以便延伸帶體的縱向。帶體具有在粘合橡膠層內(nèi)側(cè)上第一層(其中沿著帶體縱向形成許多橫向間隔的肋)，和在粘合橡膠層外側(cè)上的第二層(其中沿著帶體縱向形成許多橫向間隔的肋)。粘合橡膠層具有包括乙烯-α-烯烴彈性體的硫黃交聯(lián)橡膠組合物。至少第一層和第二層之一具有交聯(lián)產(chǎn)物，它是一種包括乙烯-α-烯烴彈性體的有機(jī)過氧化物交聯(lián)的橡膠組合物。
另一方面，第一和第二層都具有包括乙烯-α-烯烴彈性體的有機(jī)過氧化物交聯(lián)的橡膠組合物的交聯(lián)產(chǎn)物。
另一方面，在內(nèi)側(cè)、外側(cè)，或帶體的橫向間隔側(cè)面都沒有增強(qiáng)布。
在第一和第二層中的乙烯-α-烯烴彈性體可至少是乙烯-丙烯-二烯單體(EPDM)和乙丙橡膠(EPR)之一。
該二烯單體可至少是雙環(huán)戊二烯、亞甲基降冰片烯、亞乙基降冰片烯、1，4-己二烯，和環(huán)辛二烯之一。
該有機(jī)過氧化物可至少是過氧化二枯基、過氧化二叔丁基、過氧化叔-丁基枯基、過氧化苯甲酰、1，3-雙(叔丁基-過氧化異丙基)苯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過氧化)己炔-3、2，5-二甲基-2，5(苯甲酰過氧化)己烷，和2，5-二甲基-2，5-單(叔丁基過氧化)己烷。
該有機(jī)過氧化物可單獨(dú)使用或作為混合物以每100克乙烯-α-烯烴彈性體0.005-0.02摩爾克的范圍使用。
該皮帶可以進(jìn)一步包括共交聯(lián)劑，其至少是一種TIAC、TAC、1，2-聚丁二烯、不飽和羧酸的金屬鹽、肟、胍、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、N，N′-間-亞苯基雙馬來酰亞胺和硫黃。
該皮帶可進(jìn)一步包括a)增強(qiáng)劑，其至少是一種炭黑和硅石，b)填料其至少是一種碳酸鈣和滑石，c)增塑劑，d)穩(wěn)定劑，e)加工助劑，和f)著色劑。
該皮帶可至少在第一層和第二層包括短增強(qiáng)纖維。
許多短增強(qiáng)纖維可從橫向間隔的帶體側(cè)面伸出。
該短增強(qiáng)纖維可至少是尼龍6、尼龍66、聚酯、棉花、芳族聚酰胺纖維和在分子結(jié)構(gòu)中具有芳族核的芳族聚酰胺纖維以及以商標(biāo)CONEXTM，NOMEXTM，KEVLARTM，TECHNORATM和TWARONTM銷售的那些芳族聚酰胺纖維之一。
在一種形式中，該短增強(qiáng)纖維具有1-20mm的長度。
該短增強(qiáng)纖維存在的量為每100重量份乙烯-α-烯烴彈性體1-30重量份。
在一種形式中，至少第一層和第二層之一是纖維增強(qiáng)的橡膠，其中乙烯-α-烯烴彈性體與短纖維接枝鍵合，該短纖維的直徑不高于1.0μm，其存在量為每100重量份乙烯-α-烯烴彈性體1-50重量份。
在一種形式中，短纖維的直徑為0.05-0.08μm，其存在量為每100重量份乙烯-α-烯烴彈性體5-25重量份。
在一種形式中，短纖維和乙烯-α-烯烴彈性體之間的鍵合用粘合劑接枝，該粘合劑至少是一種a)硅烷偶聯(lián)劑(其至少是一種乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，和γ-甲基丙烯酸基氧基丙基三甲氧硅烷)，b)鈦酸酯偶聯(lián)劑(其至少是一種異丙基三異硬脂酰鈦酸酯)和不飽和羧酸(其至少是一種丙烯酸、甲基丙烯酸和馬來酸)，和c)酚醛清漆型酚樹脂。
鍵合層中的乙烯-α-烯烴彈性體可以是EPDM，其碘值為4-40。
該鍵合橡膠層可進(jìn)一步包括至少一種a)增強(qiáng)劑，其至少是一種炭黑和硅石，b)填料，其至少是一種碳酸鈣和滑石，c)增塑劑，d)穩(wěn)定劑，e)加工助劑，和f)著色劑。
該鍵合橡膠層可進(jìn)一步包括許多嵌入其中的短纖維。
鍵合橡膠層中的硫黃存在量為每100重量份乙烯-α-烯烴彈性體0.5-3.0重量份。
該承載簾線可具有經(jīng)間苯二酚-甲醛膠乳(RFL)溶液處理的纖維。
該承載簾線的纖維可在用RFL處理之前用至少一種環(huán)氧和異氰酸酯化合物預(yù)處理。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在高溫和低溫環(huán)境具有充分運(yùn)轉(zhuǎn)壽命的傳動(dòng)帶，各個(gè)橡膠層在皮帶反復(fù)變形中受到相同的壓力和張力。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種具有良好耐水和其它環(huán)境雜質(zhì)的皮帶。


圖1是根據(jù)本發(fā)明制造的雙V形帶肋皮帶的透視截面圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的，環(huán)繞間隔的皮帶輪排列的V形帶肋皮帶的前視圖，還帶有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪，該砂輪壓靠在皮帶上，當(dāng)其走刀時(shí)就在傳動(dòng)帶的一側(cè)形成肋，圖3是顯示如圖2中傳動(dòng)帶一側(cè)形成肋之后在傳動(dòng)帶另一側(cè)形成肋的砂輪的放大截面圖。
在圖1中，根據(jù)本發(fā)明的雙V形帶肋皮帶，顯示為10。皮帶10具有帶體12，其帶有內(nèi)側(cè)14，外側(cè)16和橫向間隔的側(cè)面18，20。
帶體12包括粘合橡膠層22，在其之內(nèi)嵌入承載簾線24。該承載簾線24在帶體12之內(nèi)橫向間隔并在雙頭箭頭26的方向縱向延伸。承載簾線24確定皮帶10的中間軸線。
在粘合橡膠層22的內(nèi)側(cè)形成內(nèi)橡膠層28，同時(shí)在粘合橡膠層22的外側(cè)形成外橡膠層30。內(nèi)橡膠層28具有在其間形成的，并在皮帶帶體12縱向延伸的V形，橫向間隔肋32。外橡膠層30具有在其間形成的，并在皮帶帶體12縱向延伸的V形，肋34。
所示的肋32，34具有相同的形狀和間距。然而，對(duì)于肋32，34的間距不需要相同。此外，肋32，34的相對(duì)橫向位置可從所示位置改變。
根據(jù)彎曲方向，肋32，34或總是處于壓縮或拉伸狀態(tài)，或當(dāng)它們反向彎曲時(shí)，在壓縮和拉伸負(fù)載之間可以交替。
承載簾線24具有高強(qiáng)度，低伸長率。該承載簾線24可由各種不同的纖維，例如聚酯、芳族聚酰胺，和/或玻璃制備。承載簾線24被完全嵌入粘合橡膠層22中。
內(nèi)層和外層橡膠層28、30是彈性體層。在優(yōu)選形式中，內(nèi)層和外層28、30中的彈性體是乙烯-α-烯烴彈性體，它們可以是乙烯-丙烯-二烯單體橡膠(EPDM)。該二烯單體可以是至少一種雙環(huán)戊二烯、亞甲基降冰片烯、亞乙基降冰片烯、1，4-己二烯和環(huán)辛二烯。該彈性體也可以是乙丙橡膠(EPR)。
為了交聯(lián)上述橡膠，使用有機(jī)過氧化物，它們優(yōu)選是至少一種過氧化二枯基、過氧化二叔丁基、過氧化叔丁基枯基、過氧化苯甲酰基、1，3-雙-(叔丁基-過氧化異丙基)苯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過氧化)己炔-3，2，5-二甲基-2，5-(苯甲酰過氧化)己烷和2，5-二甲基2，5-單(叔丁基過氧化)己烷。該有機(jī)過氧化物可以單獨(dú)使用或作為混合物以每100克乙烯-α-烯烴彈性體0.005-0.02摩爾克的范圍使用。
可以提高交聯(lián)度以避免因混合共交聯(lián)劑而使粘接磨損。該共交聯(lián)劑可從那些一般用于過氧化交聯(lián)的交聯(lián)劑選擇，包括但不限定，至少一種TIAC、TAC、1，2-聚丁二烯、不飽和羧酸的金屬鹽、肟、胍、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、N，N′-間-亞苯基-雙馬來酰亞胺和硫黃。
內(nèi)層和外層28，30中的橡膠混合物還可包括a)增強(qiáng)劑例如炭黑和/或硅石，b)填料例如碳酸鈣和/或滑石，c)增塑劑，d)穩(wěn)定劑，e)加工助劑，和/或f)著色劑。
可將短增強(qiáng)纖維36嵌入內(nèi)層和外層28，30。纖維36橫向延伸以改進(jìn)橫向耐壓性。優(yōu)選的是，纖維36在與相配合的皮帶輪嚙合的側(cè)面18，20突出從而降低了皮帶輪和皮帶10之間的摩擦系數(shù)。這樣在皮帶運(yùn)行過程中就可能降低噪音。
短纖維36可至少是尼龍6、尼龍66、聚酯、棉花和芳族聚酰胺之一?？紤]其強(qiáng)度和良好耐磨性芳族聚酰胺纖維是優(yōu)選的。
芳族聚酰胺纖維優(yōu)選具有1-20mm的長度且其存在的量為每100重量份乙烯-α-烯烴彈性體1-30重量份。該芳族聚酰胺纖維優(yōu)選是在分子結(jié)構(gòu)中具有芳族晶核的聚酰胺。適宜的芳族聚酰胺纖維的例子是商業(yè)上以CONEXMTM，NOMEXTM，KEVLARTM，TECHNORATM和TWARONTM銷售的那些纖維。
如果芳族聚酰胺纖維存在的量少于1重量份，內(nèi)層和外層28，30中的橡膠可能就要趨于發(fā)粘，這就要提高磨損。如果纖維36存在的量高于30重量份，可能就不出現(xiàn)在橡膠層28，30中的均勻分散。然而，短纖維36對(duì)本發(fā)明并不是最重要的。也可以使用由其它材料制取的短纖維。
內(nèi)層和外層橡膠層28，30也可含有少量短纖維增強(qiáng)的橡膠，其中乙烯-α-烯烴彈性體用少量短纖維38(其直徑不高于1.0μm)接枝鍵合。優(yōu)選的是，纖維長度在0.05-0.8μm范圍。纖維38優(yōu)選存在量為(每100重量份乙烯-α-烯烴彈性體)1-50重量份，更優(yōu)選5-25重量份。
如果纖維38存在量低于1重量份，則橡膠的耐磨性可能不足。另一方面，如果纖維38的量超過50重量份，則橡膠組合物的伸長率可能減小從而降低耐熱性和抗撓性。
在少量短纖維增強(qiáng)橡膠中，由于制備橡膠的乙烯-α-烯烴彈性體與內(nèi)層和外層28，30中的基體橡膠中的乙烯-α-烯烴彈性體相同或類似，該橡膠與基體橡膠令人滿意地粘合。因此，因乙烯-α-烯烴彈性體和少量短纖維38化學(xué)鍵合，甚至在少量短纖維增強(qiáng)的橡膠和基體橡膠之間，或在少量短纖維增強(qiáng)橡膠中，在內(nèi)層和外層28，30中不大可能形成龜裂。甚至當(dāng)確實(shí)形成這些龜裂時(shí)，它們不太容易擴(kuò)展。
在少量短纖維增強(qiáng)的橡膠中，少量短纖維和乙烯-α-烯烴彈性體之間的界面通過粘合劑方式接合，其至少是一種a)硅烷偶聯(lián)劑(至少是一種乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，和γ-甲基丙烯酸基氧基丙基三甲氧硅烷)，b)鈦酸酯偶聯(lián)劑(至少是一種異丙基三異硬脂酰鈦酸酯)和不飽和羧酸(至少是一種丙烯酸、甲基丙烯酸和馬來酸)，和c)酚醛清漆型酚樹脂。
該橡膠通過捏合和擠出乙烯-α-烯烴彈性體和少量短纖維38，以及粘合劑，例如偶聯(lián)劑在熔融該纖維38的溫度以上來制備。
該少量短纖維增強(qiáng)橡膠具有連續(xù)相，它包括橡膠組分，其中少量短纖維38被精細(xì)地分散。該少量短纖維38與橡膠化學(xué)鍵合或在其界面上相互作用。此橡膠組合物不易于龜裂。如果出現(xiàn)龜裂，該龜裂也不易于擴(kuò)展。用此組合物制備的皮帶可以具有極好的耐熱性、耐寒性、抗撓性，和耐磨性。
粘合橡膠層22由上述乙烯-α-烯烴彈性體的橡膠組合物制備，該組合物可被硫黃交聯(lián)。這可導(dǎo)致良好的耐熱性和與承載簾線24中的聚酯纖維、芳族聚酰胺纖維和/或玻璃纖維良好粘合。另外，該橡膠組合物可與a)增強(qiáng)劑，例如炭黑和/或硅石，b)填料，例如碳酸鈣和/或滑石c)增塑劑，d)穩(wěn)定劑，e)加工助劑，和/或f)著色劑混合。
如果在粘合橡膠層22中對(duì)于乙烯-α-烯烴彈性體使用EPDM，其優(yōu)選具有4-40的碘值。如果此值小于4，橡膠組合物通過硫黃的交聯(lián)可能不足以防止承載簾線24爆出。另一方面，如果碘值超過40，則該橡膠組合物的早期硫化被縮短，很難掌握。還有，耐熱性可被減小。
少量短纖維增強(qiáng)的橡膠可加入到鍵合橡膠層22中。
鍵合橡膠層22中的硫黃存在量優(yōu)選為每100重量份乙烯-α-烯烴彈性體0.5-3.0重量份。
可將該承載簾線24進(jìn)行處理以增強(qiáng)與鍵合橡膠層22的橡膠的鍵合?？蓪⒃摮休d簾線24浸入間苯二酚-甲醛膠乳溶液(RFL)中隨后加熱以便在其表面均勻地形成鍵合層。該承載簾線24可在用RFL溶液處理之前用一種環(huán)氧和異氰酸酯化合物預(yù)處理。
本發(fā)明并不限于用專門的方法混合上述每一組分，因?yàn)樗鼈兛梢杂帽绢I(lǐng)域熟練人員公知的其它裝置和方法進(jìn)行混合。例如該混合可使用班伯里混合機(jī)或捏合機(jī)進(jìn)行。
優(yōu)選的是暴露于共運(yùn)行皮帶輪的皮帶10的內(nèi)層和外層28，30部分沒有增強(qiáng)布或網(wǎng)，因?yàn)檫@可能改變皮帶10的能量傳動(dòng)特性。然而，在優(yōu)選沒有布或網(wǎng)的同時(shí)，本發(fā)明確實(shí)預(yù)期可在內(nèi)層和外層28，30之一或二者暴露于皮帶輪嚙合部分使用布或網(wǎng)以減小形成龜裂和擴(kuò)展的可能性并防止在肋32，34上的附著磨損。
雖然沒有顯示，然而可以以本領(lǐng)域熟練人員公知的方式沿著皮帶寬度提供可選擇的槽以改進(jìn)皮帶的撓曲性。
該雙V形帶肋皮帶10可根據(jù)日本專利2762238中所述的以下工藝制備。使用乙烯-α-烯烴彈性體的橡膠層28具有能被有機(jī)過氧化物交聯(lián)的組合物，將其纏繞在圓柱形成型鼓的外表面上。然后施加鍵合橡膠層22，其橡膠組合物使用乙烯-α-烯烴彈性體并可用硫黃交聯(lián)。然后將承載簾線24螺旋纏繞在鍵合橡膠層22上。橡膠層30使用乙烯-α-烯烴彈性體，其具有能被有機(jī)過氧化物交聯(lián)的組合物，將該橡膠層施加在承載簾線24之上。將所得的疊層交聯(lián)生產(chǎn)如圖2和圖3所示的套40。
將套40拉到驅(qū)動(dòng)輥42和被動(dòng)輥44上，它們可分別環(huán)繞平行軸線46，48轉(zhuǎn)動(dòng)。套40被置于預(yù)定張力下并環(huán)繞輥42，44按箭頭50的方向被驅(qū)動(dòng)。按箭頭53方向轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪52壓靠在轉(zhuǎn)動(dòng)套40暴露的外表面，形成肋34和相鄰肋34之間的槽54。
然后將套40從輥42，44分離并翻轉(zhuǎn)內(nèi)側(cè)向外。具有交替凸出58和凹進(jìn)60的夾頭56與肋齒34和槽54互補(bǔ)，將其放在輥42之上。將已翻轉(zhuǎn)為內(nèi)側(cè)向外的皮帶套40拉到輥44和夾頭56上致使肋34在槽60中嵌套。將套40置于預(yù)定張力下。如圖3所示，砂輪52壓靠在套40上形成肋32與其間的槽62。當(dāng)進(jìn)行此成型步驟時(shí)套40按箭頭50的方向前進(jìn)而砂輪52按箭頭53的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。按照常規(guī)，由砂輪52同步形成3-100個(gè)槽54，62。
然后將所得的套40從輥44和夾頭56取下并拉到分開組件上的驅(qū)動(dòng)和被動(dòng)輥(未示)上，按照常規(guī)，用切刀(未示)切成一定寬度以生產(chǎn)單個(gè)的雙V形帶肋皮帶10。
以下，將許多具有創(chuàng)造性結(jié)構(gòu)的特殊皮帶與常規(guī)結(jié)構(gòu)的皮帶的性能進(jìn)行比較。
本發(fā)明的皮帶套使用具有3mm厚度的張力橡膠層，0.5mm厚度的鍵合橡膠層，和3mm厚度的壓縮橡膠層制備。各層均由以下表1所示的橡膠組合物通過壓延輥成型。
表1 (重量份)
(1)二硫化四甲基秋蘭姆(TDM) (5)二乙基二硫代氨基甲酸碲(2)四硫化二(五亞甲基)秋蘭姆(DPTT) (6)過氧化二枯基(40％)(3)N-環(huán)己基-2-苯并噻唑亞磺酰胺(CBS)(7)1，3-雙-(叔丁基過氧化異丙基)苯(＞98％)(4)一硫化四甲基秋蘭姆 (8)N，N’-間-亞苯基雙馬來酰亞胺將該橡膠組合物在班伯里混合機(jī)中捏合。承載簾線由聚酯纖維制備。將橫向延伸短增強(qiáng)纖維嵌入壓縮和張力橡膠層。
將套拉到驅(qū)動(dòng)輥和被動(dòng)輥上并以預(yù)定張力運(yùn)行。該行進(jìn)的皮帶被轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪研磨形成肋，和相鄰肋之間的槽。該砂輪以與套的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的方向以1800rpm轉(zhuǎn)動(dòng)。
在一面形成肋和槽之后，將套翻轉(zhuǎn)。圓柱形夾頭帶有互補(bǔ)的肋和槽，將其放在驅(qū)動(dòng)輥之上。然后將翻轉(zhuǎn)的套用圓柱形夾頭內(nèi)部連接并張緊。然后驅(qū)動(dòng)該套并用轉(zhuǎn)動(dòng)輪研磨和拋光得到第二套肋和槽。
從驅(qū)動(dòng)輥和被動(dòng)輥卸下這樣形成的套，拉到分離的切割輥上，切割為單個(gè)雙V形帶肋皮帶，每根帶有3個(gè)肋。
根據(jù)RMA標(biāo)準(zhǔn)，所得的V形帶肋皮帶是K-型，三肋帶，長度為975mm。上部底部肋間距是3.56mm。肋高度是2.0mm。皮帶厚度是6.3mm。上肋和底肋的角度是40°。
將所得的皮帶經(jīng)受a)承載簾線和鍵合橡膠層之間的剝離試驗(yàn)，b)耐熱運(yùn)行試驗(yàn)，和c)在室溫運(yùn)行試驗(yàn)中對(duì)有或無粘附磨蝕的評(píng)價(jià)。結(jié)果示于以下的表2和3。
表2
<p>表3 <
在剝離試驗(yàn)中，將兩根承載簾線在23℃和120℃的大氣溫度以50mm/min的速率使用strograph T進(jìn)行剝離。
對(duì)于運(yùn)行試驗(yàn)，使用具有120mm直徑的驅(qū)動(dòng)輪，120mm直徑的被動(dòng)輪，70mm直徑的惰輪和45mm直徑的張緊輪的系統(tǒng)。將該皮帶拉到試驗(yàn)系統(tǒng)的皮帶輪上并在120℃的大氣溫度運(yùn)行。驅(qū)動(dòng)輪以4900rpm操作，在被動(dòng)輪上承受12HP的負(fù)載，在張緊輪上初始施加57kgf的張力。該惰輪在皮帶的背面被嚙合，纏繞角是90度。
測量直至出現(xiàn)龜裂形成的時(shí)間。用運(yùn)行試驗(yàn)比較耐熱性能。
在室溫運(yùn)行試驗(yàn)過程中對(duì)有或無粘附磨蝕的評(píng)價(jià)中，使用具有120mm直徑的驅(qū)動(dòng)輪，120mm直徑的被動(dòng)輪和45mm直徑的張緊輪的試驗(yàn)系統(tǒng)。將皮帶拉到輪上并驅(qū)動(dòng)之，驅(qū)動(dòng)輪在4900rpm轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)張緊輪施加85kgf的初始張力。
如從表2和3的結(jié)果所見，本發(fā)明的皮帶對(duì)于內(nèi)層和外層具有帶乙丙橡膠的橡膠組合物，其能用有機(jī)過氧化物交聯(lián)，該乙丙橡膠的橡膠組合物對(duì)于鍵合橡膠層能用硫黃交聯(lián)，并有a)承載簾線和鍵合橡膠層之間的更好的粘合性，b)改進(jìn)的在高溫的皮帶壽命，和c)相對(duì)于對(duì)比例皮帶粘附磨蝕較低。
以上揭示的特殊實(shí)施方案是用來說明充分理解本發(fā)明的寬廣概念。
權(quán)利要求
1.一種傳動(dòng)帶，包括具有一定長度帶體，內(nèi)側(cè)、外側(cè)和橫向間隔側(cè)面的傳動(dòng)帶，該帶體具有粘合橡膠層，其中嵌入延伸的承載簾線以便延伸帶體的縱向，該帶體進(jìn)一步包括在粘合橡膠層內(nèi)側(cè)上的第一層，其中沿著帶體縱向形成許多橫向間隔的肋，該帶體進(jìn)一步包括在粘合橡膠層外側(cè)上的第二層，其中沿著帶體縱向形成許多橫向間隔的肋，其中粘合橡膠層包括含有乙烯-α-烯烴彈性體的硫黃交聯(lián)橡膠組合物，其中至少第一層和第二層之一含有交聯(lián)產(chǎn)物，其含有有機(jī)過氧化物-交聯(lián)的橡膠組合物，其含有乙烯-α-烯烴彈性體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的傳動(dòng)帶，其中第一和第二層都含有交聯(lián)產(chǎn)物，其包括有機(jī)過氧化物交聯(lián)的橡膠組合物，該組合物包括乙烯-α-烯烴彈性體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的傳動(dòng)帶，其中在任一內(nèi)側(cè)、外側(cè)或帶體的橫向間隔側(cè)面都沒有增強(qiáng)布。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的傳動(dòng)帶，其中在第一和第二層中的乙烯-α-烯烴彈性體包括至少乙烯-丙烯-二烯單體(EPDM)和乙丙橡膠(EPR)之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的傳動(dòng)帶，其中二烯單體含有至少雙環(huán)戊二烯、亞甲基降冰片烯、亞乙基降冰片烯、1，4-己二烯，和環(huán)辛二烯之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的傳動(dòng)帶，其中有機(jī)過氧化物含有至少過氧化二枯基、過氧化二叔丁基、過氧化叔-丁基枯基、過氧化苯甲酰、1，3-雙(叔丁基-過氧化異丙基)苯、2，5-甲基-2，5-二(叔丁基過氧化)己炔-3、和2，5-二甲基-2，5(苯甲酰過氧化)己烷，和2，5-二甲基-2，5-單(叔丁基過氧化)己烷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的傳動(dòng)帶，其中有機(jī)過氧化物可或a)單獨(dú)使用或b)作為混合物以每100克乙烯-α-烯烴彈性體0.005-0.02摩爾克的范圍使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的傳動(dòng)帶，進(jìn)一步包括共交聯(lián)劑，其含有至少一種TIAC、TAC、1，2-聚丁二烯、不飽和羧酸的金屬鹽、肟、胍、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、N，N′-間-亞苯基-雙馬來酰亞胺和硫黃。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的傳動(dòng)帶，進(jìn)一步包括至少一種a)增強(qiáng)劑，其含有至少一種炭黑和硅石，b)填料，其至少是一種碳酸鈣和滑石，c)增塑劑，d)穩(wěn)定劑，e)加工助劑，和f)著色劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的傳動(dòng)帶，進(jìn)一步在至少第一層和第二層之一中含有多根短增強(qiáng)纖維。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的傳動(dòng)帶，其中在許多短增強(qiáng)纖維中的短增強(qiáng)纖維從帶體橫向間隔側(cè)面伸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的傳動(dòng)帶，其中短增強(qiáng)纖維含有至少一種尼龍6、尼龍66、聚酯、棉花、芳族聚酰胺和在分子結(jié)構(gòu)中具有芳族核的芳族聚酰胺以及以商標(biāo)CONEXTM，NOMEXTM，KEVLARTM，TECHNORATM和TWARONTM銷售的那些芳族聚酰胺纖維之一。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的傳動(dòng)帶，其中短增強(qiáng)纖維具有1-20mm的長度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的傳動(dòng)帶，其中短增強(qiáng)纖維存在的量為每100重量份乙烯-α-烯烴彈性體1-30重量份。
15.根據(jù)權(quán)利要求2的傳動(dòng)帶，其中至少第一層和第二層之一含有纖維增強(qiáng)的橡膠，其中乙烯-α-烯烴彈性體與短纖維接枝鍵合，該短纖維的直徑不高于1.0μm，其存在量為每100重量份乙烯-α-烯烴彈性體1-50重量份。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的傳動(dòng)帶，其中短纖維的直徑為0.05-0.8μm，其存在量為每100重量份乙烯-α-烯烴彈性體5-25重量份。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的傳動(dòng)帶，其中短纖維和乙烯-α-烯烴彈性體之間的界面用粘合劑接枝，該粘合劑含有至少一種a)硅烷偶聯(lián)劑，其含有至少一種乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，和γ-甲基丙烯酸基氧基丙基三甲氧硅烷，b)鈦酸酯偶聯(lián)劑，其含有至少一種異丙基三異硬脂酰鈦酸酯和不飽和羧酸，其含有至少一種丙烯酸、甲基丙烯酸和馬來酸，和c)酚醛清漆型酚樹脂。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的傳動(dòng)帶，其中鍵合橡膠層中的乙烯-α-烯烴彈性體含有EPDM，其碘值為4-40。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的傳動(dòng)帶，其中鍵合橡膠層進(jìn)一步包括至少一種a)增強(qiáng)劑，其含有至少一種炭黑和硅石，b)填料，其含有至少一種碳酸鈣和滑石，c)增塑劑，d)穩(wěn)定劑，e)加工助劑，和f)著色劑。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的傳動(dòng)帶，其中鍵合橡膠層進(jìn)一步包括許多嵌入其中的短纖維。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的傳動(dòng)帶，其中鍵合橡膠層中的硫黃存在量為每100重量份乙烯-α-烯烴彈性體0.5-3.0重量份。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的傳動(dòng)帶，其中承載簾線含有經(jīng)間苯二酚-甲醛膠乳(RFL)溶液處理的纖維。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的傳動(dòng)帶，其中承載簾線的纖維在用RFL處理之前用至少一種環(huán)氧和異氰酸酯化合物預(yù)處理。
全文摘要
一種傳動(dòng)帶,包括一定長度的帶體,內(nèi)側(cè)、外側(cè)和橫向間隔的側(cè)面。該帶體具有粘合橡膠層,其中嵌入延伸的承載簾線以便縱向延伸帶體。該帶體在粘合橡膠層內(nèi)側(cè)上具有第一層,其中沿著帶體縱向形成許多橫向間隔的肋,和該帶體在粘合橡膠層外側(cè)上的第二層,其中沿著帶體縱向形成許多橫向間隔的肋。粘合橡膠層具有包括乙烯－α－烯烴彈性體的硫磺交聯(lián)橡膠組合物。至少第一層和第二層之一含有交聯(lián)產(chǎn)物,其是包括乙烯－α－烯烴彈性體的有機(jī)過氧化物－交聯(lián)的橡膠組合物。
文檔編號(hào)F16G5/20GK1264799SQ00103209
公開日2000年8月30日 申請(qǐng)日期2000年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月25日
發(fā)明者高田俊通, 石田和利, 日根野順文, 吉田勛 申請(qǐng)人:三星皮帶株式會(huì)社