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CN114539681A - 一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶及其制备方法 - Google Patents

一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶及其制备方法 Download PDF

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Qingdao University of Science and Technology
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Abstract

本发明提供了一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶及其制备方法，属于耐热输送带领域。包括以下重量份组份：三元乙丙橡胶100份、炭黑30‑60份、氧化锌3‑10份、硬脂酸1‑2份、促进剂1‑3份、硫磺1‑3份、防老剂1.5‑3份、耐磨助剂0.5‑2份；同时该发明还提供了其制备方法。通过本发明的技术方案，优化配方得到的覆盖胶除具有耐高温热氧老化性能以外，还具有优异的高温耐磨性能。避免了输送带输送高温物料过程中，因热氧老化、机械磨损导致的覆盖胶龟裂、脱层，提高了输送带的使用寿命。

Description

一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐热输送带材料技术领域，具体而言，特别涉及一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶及其制备方法。
背景技术
耐热输送带是由多层橡胶及带芯组合并硫化制得的。其中覆胶层在输送带的上下表面，作业时裸露在空气中并与高温物料长时间直接接触，加速了覆盖胶的热氧老化降解，导致其龟裂、脱层。此外覆盖层的耐磨性好坏也直接关系到耐热输送带的使用寿命。
专利CN109749153B提供了一种耐寒耐热输送带，并研究了70℃×168h下的老化性能并得出其耐热温度为163℃和165℃；
专利CN106117822A提供了一种含高效锌4060络合物的耐热输送带覆盖胶，并研究了室温下的物理性能：拉伸强度为14.4MPa，扯断伸长率为628%，磨耗为110mm3；耐热老化性能（175℃×96h）：拉伸强度为14.2MPa，扯断伸长率为590%；满足GB/T 20021-2005中T4级别（试验温度为175℃）的检测要求；
专利CN113166507A制备了一种传送带橡胶组合物，评价了胶料的耐磨耗性：DIN磨耗≤160mm3时评价为耐磨耗性优异；DIN磨耗≤150mm3时评价为耐磨耗性更优；DIN磨耗＞160mm3时评价为耐磨性差。其制得的胶料的DIN耐磨耗在141mm3~149mm3范围内，评价为更优。
上述专利提供的覆盖胶胶料性能，在热氧老化温度、耐老化时间和耐磨性能等方面均有待提高。同时，随着煤炭、焦化、冶金、水泥等工业的快速发展，行业内对耐热输送带的技术创新要求也越来越高，GB/T 20021-2017《帆布芯耐热输送带》将耐热输送带T4等级试验温度更新为180℃，因此兼顾优化并提高覆盖胶的耐高温热氧老化性能和耐磨性能显得尤为重要。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶及其制备方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶，包括以下重量份组份：三元乙丙橡胶100份、炭黑30-60份、氧化锌3-10份、硬脂酸1-2份、促进剂1-3份、硫磺1-3份、防老剂1.5-3份，耐磨助剂0.5-2份。
作为优选方案，炭黑为N330、N550、N660、N774中的至少一种。
作为优选方案，氧化锌为沉淀法氧化锌。
作为优选方案，硬脂酸水分含量≤0.2%。
作为优选方案，促进剂为DM、CZ、TT中的至少一种。
作为优选方案，硫磺为不溶性硫磺。
作为优选方案，防老剂为MB、RD、4010NA中的至少一种。
作为优选方案，耐磨助剂为SI-A、SI-H中的至少一种。
一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶的制备方法,其特征在于, 具体包括以下步骤：
S1一段混炼：将生胶投入密炼机塑炼2min，按比例依次加入炭黑30-60份、氧化锌3-10份、硬脂酸1-2份、促进剂1-3份，驱动上顶栓压砣，给密炼室提供混炼压力，密炼3min，得到混炼均匀的母炼胶；
S2二段混炼：将一段混炼得到的母炼胶，在开炼机上进行回炼，并加入硫磺，薄通打三角包6次，调整辊距下片即得耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶。
作为优选方案，密炼机温度50℃-60℃，转速30-40r/min。
本发明由于采用了以上技术方案，与现有技术相比使其具有以下有益效果：
（1）本发明提供的一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶，在耐热氧老化时间延长为168h的前提下，仍满足GB/T 20021-2017《帆布芯耐热输送带》中耐热输送带T4等级指标，即在可耐热不大于180℃的试验温度下，覆盖胶的硬度、拉断伸长率和拉伸强度的变化均符合容许变化范围。延长了耐高温输送带的使用寿命；
（2）本发明提供的一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶，其室温耐磨性能和热氧老化后耐磨性能均非常优异：常温DIN磨耗低至70mm3,180℃×168h老化后的DIN磨耗低至120mm3，优于专利CN113166507A中胶料的耐磨性能；
（3）在不改变传统工艺的条件下，对耐热覆盖胶性能进行优化创新，制造工艺简单、安全环保。
通过本发明的技术方案，优化配方得到的覆盖胶除具有耐高温热氧老化性能以外，还具有优异的高温耐磨性能。避免了输送带输送高温物料过程中，因热氧老化、机械磨损导致的覆盖胶龟裂、脱层，提高了输送带的使用寿命。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提出了一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶，包括以下重量份组份：三元乙丙橡胶100份；
炭黑30-60份，炭黑为N330、N550、N660、N774中的至少一种；
氧化锌3-10份，氧化锌为沉淀法氧化锌，可加快胶料硫化速度并增大其交联密度，有效提高胶料的硬度、拉伸强度和耐磨性；
硬脂酸1-2份，硬脂酸水分含量≤0.2%；
促进剂1-3份，促进剂为DM、CZ、TT中的至少一种；
硫磺1-3份，硫磺为不溶性硫磺；
防老剂1.5-3份，防老剂为MB、RD、4010NA中的至少一种；
耐磨助剂0.5-2份，耐磨助剂为SI-A、SI-H中的至少一种。橡胶耐磨助剂SI-A和SI-H是市面上两种新型橡胶耐磨剂，具有双官能团多硫有机硅烷偶联剂，与橡胶相容性较好，对胶料的耐磨耗性能有较大改善。
一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶的制备方法,具体包括以下步骤：
S1一段混炼：将生胶投入密炼机塑炼2min，按比例依次加入炭黑30-60份、氧化锌3-10份、硬脂酸1-2份、促进剂1-3份，驱动上顶栓压砣，给密炼室提供混炼压力，密炼机温度50℃-60℃，转速30-40r/min，密炼3min，得到混炼均匀的母炼胶；
S2二段混炼：将一段混炼得到的母炼胶，在开炼机上进行回炼，并加入硫磺，薄通打三角包6次，调整辊距下片即得耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
三元乙丙橡胶100份、炭黑N330 20份、炭黑N550 20份、氧化锌3份、硬脂酸1份、促进剂DM 1.2份、促进剂CZ 1份、硫磺1.5份、防老剂4010NA 1份、防老剂RD 2份、耐磨助剂SI-A 1份、SI-H 1份。
实施例2
三元乙丙橡胶100份、炭黑N330 20份、炭黑N660 30份、氧化锌3份、硬脂酸1份、促进剂DM 1.2份、促进剂CZ 1份、硫磺1.5份、防老剂4010NA 1份、防老剂RD 2份、耐磨助剂SI-A 1份、SI-H 2份。
实施例3
三元乙丙橡胶100份、炭黑N330 30份、炭黑N660 30份、氧化锌3份、硬脂酸2份、促进剂DM 1.2份、促进剂TT 2份、硫磺2份、防老剂4010NA 1份、防老剂RD 2份、耐磨助剂SI-A1.5份、SI-H 1.5份。
上述实施例1-3，制备工艺相同，均按照一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶制备方法实施，包括以下步骤：一段混炼：密炼机温度50℃-60℃，转速30-40r/min将生胶投入密炼机塑炼2min，按比例依次加入炭黑、氧化锌、硬脂酸、促进剂和耐磨助剂，驱动上顶栓压砣，给密炼室提供混炼压力，密炼3min，得到混炼均匀的母炼胶。二段混炼：将一段混炼得到的母炼胶，在开炼机上进行回炼，并加入硫磺，薄通打三角包6次，调整辊距下片即得耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶。
对比例1
三元乙丙橡胶100份、炭黑N330 40份、氧化锌2份、硬脂酸1份、促进剂DM 1.2份、促进剂CZ 1份、硫磺1份、防老剂4010NA 1份、防老剂RD 2份。
对比例2
三元乙丙橡胶100份、炭黑N330 40份、氧化锌2份、硬脂酸1份、促进剂DM 1.2份、促进剂CZ 2份、硫磺1.5份、防老剂4010NA 1份、防老剂RD 2份。
上述对比例1-2，混炼工艺相同，包括以下步骤：将三元乙丙生胶放入开炼机，塑炼2min，依次加入氧化锌、硬脂酸、促进剂、炭黑、防老剂，混炼3min至分散均匀，最后加入硫磺混炼均匀，薄通5次，下片得普通配方三元乙丙覆盖胶。
性能测试：
根据GB/T 20021-2017《帆布芯耐热输送带》中要求的GB/T 33510-2017《耐热橡胶覆盖层输送带 覆盖层的耐热性 要求和试验方法》，对覆盖胶的硬度、拉伸强度、拉断伸长率和热空气老化（实测180℃×168h）性能进行测试。
根据GB/T 9867-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶耐磨性能的测定（旋转辊筒式磨耗机法）》，对覆盖胶的耐磨性能进行测试。
实施例1-3和对比例1-2胶料的物理性能测试结果如表1所示，老化性能见表2。
表1 覆盖胶物理性能
Figure 893063DEST_PATH_IMAGE002
表2 覆盖胶热氧老化性能
Figure 341362DEST_PATH_IMAGE004
从以上两个表格里数据现总结如下：
1.本发明的三个实施例的检测数据性能已达到并超过GB/T 20021-2017《帆布芯耐热输送带》中T4级别的要求；对比例1-2老化后的检测数据较差，未满足国标中要求，如下表3。
表3 实施例及对比例检测性能汇总
Figure 855520DEST_PATH_IMAGE006
2.本发明的实施例1-3的室温耐磨数据和耐热氧老化后的耐磨数据均≤150mm3,已超越专利CN113166507A规定的耐磨耗性评价指标：DIN磨耗≤160mm3时评价为耐磨耗性优异；DIN磨耗≤150mm3时评价为耐磨耗性更优；DIN磨耗＞160mm3时评价为耐磨性差。
综上，本发明提供的一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶及其制备方法，兼顾优异的耐高温热氧老化性能和耐磨性能，延长了耐高温输送带的使用寿命，制造工艺简单环保，促使国内耐高温输送带技术升级，降低进口成本。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶，其特征在于, 包括以下重量份组份：三元乙丙橡胶100份、炭黑30-60份、氧化锌3-10份、硬脂酸1-2份、促进剂1-3份、硫磺1-3份、防老剂1.5-3份，耐磨助剂0.5-2份。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶,其特征在于,所述炭黑为N330、N550、N660、N774中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶,其特征在于,所述氧化锌为沉淀法氧化锌。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶,其特征在于,所述硬脂酸水分含量≤0.2%。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶,其特征在于,所述促进剂为DM、CZ、TT中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶,其特征在于,所述硫磺为不溶性硫磺。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶,其特征在于,所述防老剂为MB、RD、4010NA中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶,其特征在于,所述耐磨助剂为SI-A、SI-H中的至少一种。
9.如权利要求1-8所述的一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶的制备方法,其特征在于, 具体包括以下步骤：
S1一段混炼：将生胶投入密炼机塑炼2min，按比例依次加入炭黑30-60份、氧化锌3-10份、硬脂酸1-2份、促进剂1-3份，驱动上顶栓压砣，给密炼室提供混炼压力，密炼3min，得到混炼均匀的母炼胶；
S2二段混炼：将一段混炼得到的母炼胶，在开炼机上进行回炼，并加入硫磺，薄通打三角包6次，调整辊距下片即得耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶。
10.根据权利要求9所述的一种耐高温输送带用高耐磨三元乙丙覆盖胶制备方法，其特征在于，所述步骤S1一段混炼中的密炼机温度50℃-60℃，转速30-40r/min。
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