CN110951123B - 一种超耐磨皮带的制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超耐磨皮带的制作工艺，涉及皮带的技术领域，包括以下工艺步骤：S1：将原料按比例投入挤出机中混炼，混炼完成后挤出得到混炼胶料；S2：将混炼胶料通入压延机中进行压延处理后得到成型皮带；S3：将成型皮带卷取包装得到皮带成品。本发明具有提高皮带的耐磨能力的效果。
Description
技术领域
本发明涉及皮带的技术领域，尤其是涉及一种超耐磨皮带的制作工艺。
背景技术
皮带也称作传动带，传动带是带传动的主体部件。带传动是机械传动中很重要的一种传动形式之一。
现有的传动带制作工艺如公开号为CN100418744C的中国发明专利中公开了一种弹性橡胶传动带的制备工艺。制备该弹性橡胶传动带的工艺步骤为：首先将橡胶料及其它附料混合经混炼、薄通并裁制成橡胶片，其次将所裁制成的橡胶片包裹在具有一定弹性的柱形制坯模具上，并依次在该橡胶片上缠绕高弹性骨线和包裹橡胶片，制成筒状橡胶坯，第三，将筒状橡胶坯套在硫化内模模具上，并将其置于硫化外模模具中进行硫化，最后将成型的传动带坯脱模、切割、包装。通过该发明所提供的方法制备出的弹性橡胶传动带的形变达20％以上，使用寿命达15年。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：对于上述的传动带在实际的实用过程中，传动带与传动轮之间的摩擦会造成传动带表面的磨损，在一些高速运转的设备中尤为明显，磨损更加快速、传动带受到磨损后，其传动的性能会受到影响，需要立即对传动带进行更换，更换使得使用该设备的工作效率得到一定程度的降低。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种超耐磨皮带的制作工艺，制作得到的皮带耐磨性能得到较大的提高。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种超耐磨皮带的制作工艺，包括以下工艺步骤：
S1：将原料按比例投入挤出机中混炼，混炼完成后挤出得到混炼胶料，其中原料包括以下重量份数的组分：
S2：将混炼胶料通入压延机中进行压延处理后得到成型皮带；
S3：将成型皮带卷取包装得到皮带成品。
通过采用上述技术方案，超耐磨皮带通过原料配比混合后进行混炼挤出得到混炼料，混炼料中各组分被挤出机混合均匀，然后混炼料再通入到压延机中进行压延成型，成型后即得到皮带，然后将皮带收卷包装完成。超耐磨皮带的生产工艺简单快速，工序少，效率高。
超耐磨皮带的原料中顺丁胶、天然橡胶、丁苯胶和耐磨树脂一起作为超耐磨皮带的主要基体树脂，使得超耐磨皮带的耐磨性能得到增强。耐磨填料和填充剂的添加，对于皮带进行补强，并降低体积成本。硬脂酸的添加可对基体树脂起到软化和增塑的作用，对于填充剂和耐磨填料可以起到充分分散的作用，并且对于橡胶的硫化具有促进作用。防老剂主要用于提高皮带的实用寿命，防老剂通过迁移作用抵达皮带的表面和臭氧等引起老化的物质发生反应，达到延长寿命的目的。促进剂和硫磺使得橡胶产生硫化，单纯硫磺与橡胶之间的反应很慢，添加促进剂后，硫化作用被活化，硫化时间缩短，效率提高。通过添加短纤维，对橡胶起到补强的作用，同时通过纤维的取向控制，使得皮带在长度方向上的刚性得到增强。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述耐磨树脂包括以下重量百分比的组分：
聚偏氟乙烯 20～50％；
聚醚醚酮 15～40％
超高分子量聚乙烯 10～40％。
通过采用上述技术方案，聚偏氟乙烯是偏氟乙烯的聚合物，它兼具氟树脂和通用树脂的特性，具有良好的耐化学腐蚀、耐氧化、强度高的特点；聚醚醚酮是一种特种高分子材料，其除了具有较好的耐腐蚀性、耐高温性外，其对交变应力下的抗疲劳性可与合金材料相媲美；超高分子量聚乙烯是一种线型结构的热塑性工程材料，具有很高的强度，具有超强的耐磨性能。所以聚偏氟乙烯、聚醚醚酮和超高分子量聚乙烯混合得到的耐磨树脂与原料中的其他基体树脂一同联用时，使得皮带的耐磨性能得到大大加强，而且对于环境的耐候性、耐腐蚀性都得到增强。本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：按重量百分比计，所述耐磨树脂中还添加有2～3％的辅助剂，包括以下重量百分比的组分：
蔗糖酯 30～60％；
氟碳表面活性剂 20～30％；
季戊四醇酯 20～40％。
通过采用上述技术方案，蔗糖酯、氟碳表面活性剂和季戊四醇酯作为表面活性剂，其对于耐磨树脂中的各组分具有促进分散的效果，使得耐磨树脂中的各组分在与原料中的其他基体树脂混合时，混合更加均匀，使得皮带各处的性能均一稳定，耐磨强度均优良。而蔗糖酯和季戊四醇酯中含有大量的羟基，耐磨树脂中的聚偏氟乙烯中氟和聚醚醚酮中的羰基中的氧均易与蔗糖酯和季戊四醇酯中的羟基氢之间形成氢键，而氢键在原料进行混合时形成较少，所以辅助剂中的组分起到主要的作用是表面活性剂的作用，对各物料进行分散，而当挤出压延定型时，氢键形成较多，使得辅助剂将耐磨树脂各组分之间进行连接，从而使得压延后的皮带内形成类网状结构，提高皮带的强度，以及耐磨树脂对皮带的耐磨增强性能。氟碳表面活性剂具有较好的相容性，能使得蔗糖酯和季戊四醇酯进行很好的相容。本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述耐磨填料包括以下重量百分比的组分：
多孔陶瓷微珠 50～60％；
纳米氧化镁 40～50％。
通过采用上述技术方案，多孔陶瓷微珠和纳米氧化镁本身具有较高的强度，其中多孔陶瓷微珠的尺径相当于普通涂料的细度，可以分散在树脂基体中，分散后的多孔陶瓷微珠可以提高皮带的强度，提高皮带的耐磨性能。纳米氧化镁一方面可以提高皮带的机械强度，提高皮带的耐磨性能，同时纳米氧化镁的大量添加可以使得皮带的阻燃性能得到提高，可以阻止皮带的受到燃烧而绷断，提高安全性。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述防老剂包括以下重量百分比的组分：
N-苯基-2-萘胺 20～40％；
N-苯基-N’-异丙基-对苯二胺 20～30％；
N-(1,3-二甲基)丁基-N’-苯基对苯二胺 30～50％；
通过采用上述技术方案，N-苯基-2-萘胺、N-苯基-N’-异丙基-对苯二胺和N-(1,3-二甲基)丁基-N’-苯基对苯二胺都是可以对皮带中的橡胶成分起到抗老化的作用，它们可以迁移至皮带表面，使得皮带表面会与皮带发生氧化作用的物质被反应，从而提高皮带的寿命。其中N-苯基-N’-异丙基-对苯二胺和N-(1,3-二甲基)丁基-N’-苯基对苯二胺属于对苯二胺类防老剂，其可以与原料中的硬脂酸可以络合一部分对苯二胺类防老剂，硬脂酸作为缓释剂，使得防老剂可以在皮带表面的防老剂发生反应后再进行释放迁移至表面进行补充，提高防老剂的应用寿命。
皮带在使用过程中由于摩擦产热，生成的热量越多对于被硬脂酸络合的防老剂释放的越多，在皮带表面的防老剂浓度越高，使得皮带在温度较高的情况下，抗老化能力得到增强，从而提高皮带的寿命。而且耐磨填料中的纳米氧化镁和多孔陶瓷微珠具有较好的导热能力，使得当皮带在运动过程中产生的热量可以快速的得到传递，皮带中被硬脂酸络合的防老剂得到快速响应而释放，提高皮带的抗老化能力。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述填充剂包括以下重量百分比的组分：
炭黑 70～80％；
白炭黑 10～20％；
偶联剂 5～10％。
通过采用上述技术方案，填充剂添加对于皮带进行改性炭黑和白炭黑形成双相填充剂，白炭黑分散在炭黑相中，降低了填充剂与填充剂之间的相互作用，提高了填充剂与橡胶之间的作用，提高基体树脂的耐磨性能。偶联剂的添加使得在原料在挤出机中混合的过程中，产生少量的凝胶，这种凝胶有助于提高基体树脂的粘度，从而使得基体树脂与填充剂之间的结合更加紧密。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述挤出机中喂料段的温度控制在55～65℃，所述挤出机的螺杆温度控制在80～90℃，所述挤出机的机头温度控制在90～100℃。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述压延机的上辊温度控制在60～70℃，所述压延机的中辊温度控制在55～65℃，所述压延机的冷却辊的温度控制在20～30℃。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过在皮带的制作原料中添加耐磨树脂和辅助剂，使得生产得到的皮带的耐磨能力得到较大的提高；
2.通过添加耐磨填料进行辅助提高皮带的强度和耐磨能力的同时，促进防老剂的迁移，使得皮带表面不易老化，提高皮带的寿命。
具体实施方式
以下对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
为本发明公开的一种超耐磨皮带的制作工艺，包括以下工艺步骤：
S1：将顺丁胶60份、天然橡胶20份、丁苯胶20份、耐磨树脂15份、耐磨填料1份、填充剂60份、硬脂酸1份、防老剂2份、促进剂2份、硫磺2份、短纤维8份按比例投入挤出机中混炼，挤出机中喂料段的温度控制在55℃，挤出机的螺杆温度控制在80℃，挤出机的机头温度控制在90℃，混炼完成后挤出得到混炼胶料。
S2：将混炼胶料通入压延机中进行压延，压延机的上辊温度控制在60℃，压延机的中辊温度控制在55℃，压延机的冷却辊的温度控制在20℃，压延处理后得到成型皮带；
S3：将成型皮带卷取包装得到皮带成品。
原料中，耐磨树脂包括以下重量百分比的组分：
辅助剂包括以下重量百分比的组分：
蔗糖酯 60％；
氟碳表面活性剂 20％；
季戊四醇酯 20％。
原料中，耐磨填料包括以下重量百分比的组分：
多孔陶瓷微珠 50％；
纳米氧化镁 50％。
原料中，防老剂包括以下重量百分比的组分：
N-苯基-2-萘胺 40％；
N-苯基-N’-异丙基-对苯二胺 30％；
N-(1,3-二甲基)丁基-N’-苯基对苯二胺 30％；
原料中，填充剂包括以下重量百分比的组分：
炭黑 80％；
白炭黑 10％；
偶联剂 10％。
实施例2～5与实施例1的区别在于原料中各组分按重量份数计为下表1。
实施例6～12与实施例1的区别在于耐磨树脂中各组分按重量百分比计为下表2。
实施例13～16与实施例1的区别在于辅助剂中各组分按重量百分比计为下表3。
实施例17～20与实施例1的区别在于耐磨填料中各组分按重量百分比计为下表4。
实施例21～28与实施例1的区别在于防老剂中各组分按重量百分比计为下表5。
实施例29～36与实施例1的区别在于填充剂中各组分按重量百分比计为下表6。
实施例37～40与实施例1的区别在于挤出机中各部分的工作温度计为下表7。
实施例41～44与实施例1的区别在于压延机中各部分的工作温度计为下表8。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
| 实施例 | 喂料段(℃) | 螺杆(℃) | 机头(℃) |
| 实施例37 | 57.5 | 82.5 | 92.5 |
| 实施例38 | 60 | 85 | 95 |
| 实施例39 | 62.5 | 87.5 | 97.5 |
| 实施例40 | 65 | 90 | 100 |
表8
| 实施例 | 上辊(℃) | 中辊(℃) | 冷却辊(℃) |
| 实施例41 | 62.5 | 57.5 | 22.5 |
| 实施例42 | 65 | 60 | 25 |
| 实施例43 | 67.5 | 62.5 | 27.5 |
| 实施例44 | 70 | 65 | 30 |
对比例
对比例1与实施例1的区别在于原料中未添加耐磨树脂；
对比例2与实施例1的区别在于原料中未添加辅助剂；
对比例3与实施例1的区别在于原料中未添加耐磨树脂和辅助剂；
对比例4与实施例1的区别在于原料中未添加耐磨填料。
检测方法
1、耐磨性检测
采用GB/T9867——2008/ISO4649:2002《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)》对皮带进行测试，测试结果如下表。
结论：通过上述测试结果可以得知实施例1中的皮带的体积磨耗量最小，说明实施例1中的得到的皮带的耐磨性能最好。而通过对比例1～4与实施例1以及标准胶的体积磨耗量对比可以得知，耐磨树脂对于皮带的耐磨性影响最大，辅助剂和耐磨填料次之，而且辅助剂与耐磨树脂共同添加时对于皮带的耐磨性能增强效果最优。
2、采用GB 6037-85《硫化橡胶高温拉伸强度和扯断伸长率的测定》中的检测方法对皮带进检测，检测结果如下表。
结论：通过上表的数据可以得知，实施例1中的得到的皮带的伸长率最高，而相对应的扯断强度与100％定伸拉力更小，说明实施例1中得到的皮带的伸长率更大，且通过对比例1～4的对比可以得知辅助剂和耐磨树脂的添加对于皮带的拉伸强度具有较大的影响。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种超耐磨皮带的制作工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：
S1：将原料按比例投入挤出机中混炼，混炼完成后挤出得到混炼胶料，其中原料包括以下重量份数的组分：
顺丁胶 60份；
天然橡胶 20份；
丁苯胶 20份；
耐磨树脂 15～20份；
耐磨填料 1～3份；
填充剂 60～80份；
硬脂酸 1～2份；
防老剂 2～4份；
促进剂 2～3份；
硫磺 2～3份；
短纤维 8～12份；
S2：将混炼胶料通入压延机中进行压延处理后得到成型皮带；
S3：将成型皮带卷取包装得到皮带成品；
所述耐磨树脂包括以下重量百分比的组分：
聚偏氟乙烯 20～50%；
聚醚醚酮 15～40%；
超高分子量聚乙烯 10～40%；
按重量百分比计，所述耐磨树脂中还添加有2～3%的辅助剂，辅助剂包括以下重量百分比的组分：
蔗糖酯 30～60%；
氟碳表面活性剂 20～30%；
季戊四醇酯 20～40%；
所述耐磨填料包括以下重量百分比的组分：
多孔陶瓷微珠 50～60%；
纳米氧化镁 40～50%。
2.根据权利要求1所述的一种超耐磨皮带的制作工艺，其特征在于：所述防老剂包括以下重量百分比的组分：
N-苯基-2-萘胺 20～40%；
N-苯基-N’-异丙基-对苯二胺 20～30%；
N-(1,3-二甲基)丁基-N’-苯基对苯二胺 30～50%。
3.根据权利要求1所述的一种超耐磨皮带的制作工艺，其特征在于：所述填充剂包括以下重量百分比的组分：
炭黑 70～80%；
白炭黑 10～20%；
偶联剂 5～10%。
4.根据权利要求1所述的一种超耐磨皮带的制作工艺，其特征在于：所述挤出机中喂料段的温度控制在55～65℃，所述挤出机的螺杆温度控制在80～90℃，所述挤出机的机头温度控制在90～100℃。
5.根据权利要求1所述的一种超耐磨皮带的制作工艺，其特征在于：所述压延机的上辊温度控制在60～70℃，所述压延机的中辊温度控制在55～65℃，所述压延机的冷却辊的温度控制在20～30℃。
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