CN107177057A - 一种用于制造包布三角带压缩层的橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造包布三角带压缩层的橡胶组合物及其制备方法，所述橡胶组合物的主要组分包括：天然橡胶、丁苯橡胶、杜仲橡胶、硫化活性剂、润滑剂、防老剂、炭黑、白炭黑、陶土、碳酸钙、增塑剂、增粘剂、促进剂和硫化剂。本发明的用于制造包布三角压缩层的橡胶组合物采用天然橡胶、丁苯橡胶和杜仲橡胶的复合体系，提高其耐屈挠疲劳特性和耐热性，并且补强剂采用炭黑和白炭黑的组合，保证胶料支撑性的同时降低其动态生热，进而提高其疲劳寿命。

Description

一种用于制造包布三角带压缩层的橡胶组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种橡胶组合物，具体地说是一种用于制造包布三角带压缩层的橡胶组合物及其制备方法。

背景技术

三角带压缩层橡胶，即为底胶，其作用在于增大三角带与槽轮间的作用面积进而提高传动效率。压缩层橡胶在三角带使用过程中要经历反复的弯曲和压缩作用，这也是导致其失效的主要原因。因此要求所用橡胶组合物具有优良的耐曲挠疲劳性、耐压缩疲劳性，形变小和生热低。

杜仲橡胶是我国特有的一类橡胶，可通过从杜仲植物中提取获得。其化学组成与天然橡胶相同，但反式有序的结构赋予其独特的性能。与天然橡胶相比，杜仲橡胶具有更优良的动态疲劳性能、耐磨性及生热低等特点。

目前，包布三角带压缩层橡胶多采用天然橡胶(NR)与丁苯橡胶(SBR)的组合，通常以提高压缩层胶料硬度进而提高压缩层支撑性的方法来保证三角带在运行过程中的高传动效率，而压缩层胶料在高硬度的情况下，耐屈挠疲劳性能急剧降低，导致三角带因压缩层胶料在动态疲劳过程中开裂而失效，使用寿命缩短。

发明内容

针对三角带压缩层橡胶对高硬度、耐屈挠疲劳性能、耐压缩性、生热低及形变小的要求，本发明提供了一种新型橡胶组合物及其制备方法。

本发明一种用于制造包布三角带压缩层的橡胶组合物，所述橡胶组合物的原料组分及其质量份数如下：

优选的是，所述天然橡胶为国标5#、10#、20#标准天然橡胶。

优选的是，所述丁苯橡胶为乳聚丁苯橡胶，苯乙烯含量为22.5％－24.5％。

优选的是，所述杜仲橡胶平均相对分子质量为3-4万，多分散指数为2－4。

优选的是，所述炭黑为高耐磨炭黑N330和通用炭黑N660。

优选的是，所述填料为轻质碳酸钙和陶土，其中陶土为硅酸铝水合物。

优选的是，所述白炭黑是气相法白炭黑，为二氧化硅水合物。

优选的是，所述润滑剂为平均相对分子质量为3500－5000的聚乙二醇PEG-4000。

优选的是，所述增塑剂为松焦油、芳烃油或环烷油。

优选的是，所述防老剂是防老剂RD、防老剂4010NA和防老剂4020的至少一种，防老剂RD即为2,2,4－三甲基－1,2－二氢化喹啉聚合物，防老剂4010NA和防老剂4010即为对苯二胺类防老剂。

优选的是，所述增粘剂为古马隆树脂。

优选的是，所述硫化活性剂为氧化锌。

优选的是，所述促进剂是促进剂CZ和促进剂DM，促进剂CZ即为N－环己基－2－苯并噻唑次磺酰胺，促进剂DM为二硫苯并噻唑。

优选的是，所述硫化剂为不溶性硫黄。

一种用于制造包布三角带压缩层的橡胶组合物的制备方法步骤如下：

将天然橡胶和丁苯橡胶加压混炼后，加入杜仲橡胶进行混炼，然后加入润滑剂、防老剂、增粘剂、硫化活性剂和促进剂进行混炼，再加入增塑剂、炭黑、白炭黑和填料进行混炼，当温度达到125－135℃时将混合好的胶料排出到开炼机上加入硫化剂进一步返胶混炼2－3分钟，然后下片待用。

本发明的有益效果是：本发明一种用于制造包布三角带压缩层的橡胶组合物生胶体系采用天然橡胶、丁苯橡胶和杜仲橡胶的组合，不仅赋予该组合物优良的耐压缩疲劳性能和低生热及形变小等特点，还使其兼备优异的耐屈挠疲劳性。增塑剂采用松焦油或芳烃油或环烷油，不仅可以改善炭黑和填料在胶料中的分散效果改善加工性能，而且有助于胶料的粘性进而有利于其后续工艺性能。润滑剂使用PEG－4000可以增加胶料的润滑性和塑性，可以减少加工过程中动力消耗，进而节能环保，润滑剂PEG－4000的分子量较高，高温下不易析出。同时防老剂RD和防老剂4020及防老剂4010NA的加入可对制品进行防护，可延长其使用寿命。

该橡胶组合物具有良好的加工性能，具备高支撑性的同时兼具优良的耐曲挠疲劳性能及可压缩性，且可有效地增大与槽轮的接触面积，提高传动效率，具有形变小、生热低等优点。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，但是本发明的范围不受这些实施例的限制。

对比例1

现有用于制造包布三角带压缩层的橡胶组合物，其原料组分及质量分数如下：

生产该橡胶组合物的制备方法步骤如下：

将天然橡胶和丁苯橡胶加压混炼，然后加入聚乙二醇PEG－4000、防老剂RD和防老剂4010NA、古马隆树脂、氧化锌、N－环己基－2－苯并噻唑次磺酰胺和二硫苯并噻唑进行混炼，再加入松焦油、高耐磨炭黑N330和通用炭黑N660、轻质碳酸钙和硅酸铝水合物进行混炼，当温度达到125－135℃时将混合好的胶料排出到开炼机上加入不溶性硫黄进一步返胶混炼2－3分钟，然后下片待用。

将上述制得的橡胶组合物的硫化胶取哑铃型试样和屈挠疲劳测试标准试样测其性能，实验数据如下表：

实施例1

一种用于制造包布三角带压缩层的橡胶组合物，其原料组分及质量分数如下：

生产该橡胶组合物的制备方法步骤如下：

将天然橡胶和丁苯橡胶加压混炼后，加入杜仲橡胶进行混炼，然后加入聚乙二醇PEG－4000、防老剂RD和防老剂4010NA、古马隆树脂、氧化锌、N－环己基－2－苯并噻唑次磺酰胺和二硫苯并噻唑进行混炼，再加入松焦油、高耐磨炭黑N330和通用炭黑N660、二氧化硅水合物、轻质碳酸钙和硅酸铝水合物进行混炼，当温度达到125－135℃时将混合好的胶料排出到开炼机上加入不溶性硫黄进一步返胶混炼2－3分钟，然后下片待用。

将上述制得的橡胶组合物的硫化胶取哑铃型试样和屈挠疲劳测试标准试样测其性能，实验数据如下表：

实施例2

一种用于制造包布三角带压缩层的橡胶组合物，其原料组分及质量分数如下：

生产该橡胶组合物的制备方法步骤如下：

将天然橡胶和丁苯橡胶加压混炼后，加入杜仲橡胶进行混炼，然后加入聚乙二醇PEG－4000、防老剂RD、防老剂4010NA和防老剂4020、古马隆树脂、氧化锌、N－环己基－2－苯并噻唑次磺酰胺和二硫苯并噻唑进行混炼，再加入松焦油、高耐磨炭黑N330和通用炭黑N660、二氧化硅水合物、轻质碳酸钙和硅酸铝水合物进行混炼，当温度达到125－135℃时将混合好的胶料排出到开炼机上加入不溶性硫黄进一步返胶混炼2－3分钟，然后下片待用。

将上述制得的橡胶组合物的硫化胶取哑铃型试样和屈挠疲劳测试标准试样测其性能，实验数据如下表：

实施例3

一种用于制造包布三角带压缩层的橡胶组合物，其原料组分及质量分数如下：

生产该橡胶组合物的制备方法步骤如下：

将天然橡胶和丁苯橡胶加压混炼后，加入杜仲橡胶进行混炼，然后加入聚乙二醇PEG－4000、防老剂RD和防老剂4020、古马隆树脂、氧化锌、N－环己基－2－苯并噻唑次磺酰胺和二硫苯并噻唑进行混炼，再加入松焦油、高耐磨炭黑N330和通用炭黑N660、二氧化硅水合物、轻质碳酸钙和硅酸铝水合物进行混炼，当温度达到125－135℃时将混合好的胶料排出到开炼机上加入不溶性硫黄进一步返胶混炼2－3分钟，然后下片待用。

将上述制得的橡胶组合物的硫化胶取哑铃型试样和屈挠疲劳测试标准试样测其性能，实验数据如下表：

实施例4

一种用于制造包布三角带压缩层的橡胶组合物，其原料组分及质量分数如下：

生产该橡胶组合物的制备方法步骤如下：

将天然橡胶和丁苯橡胶加压混炼后，加入杜仲橡胶进行混炼，然后加入聚乙二醇PEG－4000、防老剂RD和防老剂4020、古马隆树脂、氧化锌、N－环己基－2－苯并噻唑次磺酰胺和二硫苯并噻唑进行混炼，再加入松焦油、高耐磨炭黑N330和通用炭黑N660、二氧化硅水合物、轻质碳酸钙和硅酸铝水合物进行混炼，当温度达到125－135℃时将混合好的胶料排出到开炼机上加入不溶性硫黄进一步返胶混炼2－3分钟，然后下片待用。

将上述制得的橡胶组合物的硫化胶取哑铃型试样和屈挠疲劳测试标准试样测其性能，实验数据如下表：

实施例5

一种用于制造包布三角带压缩层的橡胶组合物，其原料组分及质量分数如下：

生产该橡胶组合物的制备方法步骤如下：

将天然橡胶和丁苯橡胶加压混炼后，加入杜仲橡胶进行混炼，然后加入聚乙二醇PEG－4000、防老剂RD和防老剂4020、古马隆树脂、氧化锌、N－环己基－2－苯并噻唑次磺酰胺和二硫苯并噻唑进行混炼，再加入松焦油、高耐磨炭黑N330和通用炭黑N660、二氧化硅水合物、轻质碳酸钙和硅酸铝水合物进行混炼，当温度达到125－135℃时将混合好的胶料排出到开炼机上加入不溶性硫黄进一步返胶混炼2－3分钟，然后下片待用。

将上述制得的橡胶组合物的硫化胶取哑铃型试样和屈挠疲劳测试标准试样测其性能，实验数据如下表：

实施例6

一种用于制造包布三角带压缩层的橡胶组合物，其原料组分及质量分数如下：

生产该橡胶组合物的制备方法步骤如下：

将天然橡胶和丁苯橡胶加压混炼后，加入杜仲橡胶进行混炼，然后加入聚乙二醇PEG－4000、防老剂RD和防老剂4010NA、古马隆树脂、氧化锌、N－环己基－2－苯并噻唑次磺酰胺和二硫苯并噻唑进行混炼，再加入松焦油、高耐磨炭黑N330和通用炭黑N660、二氧化硅水合物、轻质碳酸钙和硅酸铝水合物进行混炼，当温度达到125－135℃时将混合好的胶料排出到开炼机上加入不溶性硫黄进一步返胶混炼2－3分钟，然后下片待用。

将上述制得的橡胶组合物的硫化胶取哑铃型试样和屈挠疲劳测试标准试样测其性能，实验数据如下表：

对比上述实施例和对比例胶料的性能发现，实施例胶料具有更高的力学性能、相当的形变能力、更好的耐热氧老化性能，且实施例胶料具备更高的硬度即更高的支撑性的同时兼具优异的耐曲挠疲劳性能。这表明，本发明中的橡胶组合物更适于制造包布三角带压缩层。

Claims (10)

1.一种用于制造包布三角带压缩层的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物的原料组分及其质量份数如下：

2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述的天然橡胶为国标5#标准天然橡胶或10#标准天然橡胶或20#标准天然橡胶；所述的丁苯橡胶为乳聚丁苯橡胶，苯乙烯含量为22.5％－24.5％；所述杜仲橡胶平均相对分子质量为3-4万，多分散指数为2－4。

3.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述炭黑为高耐磨炭黑N330和通用炭黑N660并用。

4.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述的填料为陶土和轻质碳酸钙并用，其中陶土为硅酸铝水合物。

5.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述的润滑剂为分子量为3500-5000的PEG-4000。

6.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述增塑剂为松焦油、芳烃油或环烷油。

7.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述防老剂为防老剂RD、防老剂4010NA或防老剂4020的至少一种。

8.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述增粘剂为古马隆树脂。

9.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述硫化活性剂为氧化锌，所述促进剂为促进剂CZ和促进剂DM并用，所述硫化剂为不溶性硫黄。

10.制备根据权利要求1-9所述任一橡胶组合物的方法，其特征在于，步骤如下：

将天然橡胶和丁苯橡胶加压混炼后，加入杜仲橡胶进行混炼，然后加入润滑剂、防老剂、增粘剂、硫化活性剂和促进剂进行混炼，再加入增塑剂、炭黑、白炭黑和填料进行混炼，当温度达到125－135℃时将混合好的胶料排出到开炼机上加入硫化剂进一步返胶混炼2－3分钟，然后下片待用。