一种高性能全氯丁胶广角布v带的制作方法
一种高性能全氯丁胶广角布v带的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及传动带技术领域，特别涉及一种高性能全氯丁胶广角布V带。
【背景技术】
[0002] 三角带又称V型带，主要由包布层、伸张层、强力层和压缩层等部件构成，是一种 广泛应用于机械和设备动力传递的橡胶制品。压缩层胶又称底胶，在三角带中占有很大的 分量。V带使用过程中要求底胶具有耐热、耐老化、耐屈挠疲劳、压缩变形小、横向刚性和纵 向柔性好等优点。
[0003] 目前通常采用一定比例的纳米炭黑填充增强V带底胶，但炭黑以石油为原料，能耗 大且价格昂贵，同时不能改善底胶的纵向柔性和耐曲挠疲劳性能，因此迫切需要开发一种 新的V带底胶材料。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有的氯丁橡胶V带存在的问题，本发明提供了一种高性能全氯丁胶广 角布V带，采用短纤维和有机改性纳米蒙脱土复合改性氯丁橡胶原料，具有较高的强度和优 异的耐曲挠疲劳性能。
[0005] 本发明解决技术问题所采用的技术方案为： 一种高性能全氯丁胶广角布V带，由包布层、伸张层、强力层和压缩层四部分构成，所述 压缩层(即底胶）由以下重量份数原料组成：100份氯丁橡胶、10-20份短纤维、8-15份有机改 性纳米蒙脱土、0.4-0.6份硬脂酸、2-4份防老剂、5-8份氧化锌、4-6份氧化镁和2-5份软化 剂。
[0006] 作为优选，所述短纤维为芳纶短纤维、尼龙短纤维和聚丙烯短纤维中的一种或几 种。
[0007] 机改性纳米蒙脱土的加入能够替代炭黑对氯丁橡胶基体进行增强作用，但无机填 料的加入同时会降低氯丁橡胶的韧性，因此本发明采用适量短纤维增加氯丁橡胶的柔性， 使其同时具有高强度和高耐曲挠疲劳性能。
[0008] 短纤维加入氯丁橡胶以后，将氯丁橡胶的柔性与纤维的刚性有机地结合在一起， 既能保持氯丁橡胶的高弹性，又使氯丁橡胶具有了在低伸长下高模量的特点，使其在横向 具有足够的刚性，纵向具有较高的柔性。但短纤维的添加量应适当，添加过少，则增韧效果 不明显;添加过多，短纤维在基体中倾向集束，难以分散均匀，从而影响其增韧效果。
[0009] 作为优选，所述有机改性纳米蒙脱土的制备方法为：（1)将蒙脱土加入到乙醇水 溶液中，并在强力搅拌下使其充分分散；（2)将步骤(1)所得混合液加热至65_75°C，加入硅 烷偶联剂，并采用草酸调节体系PH至3-4,保温反应1-3小时后冷却至常温并抽滤；（3)取 步骤(2)所得滤饼水洗2-3次后，经烘干，研磨，过100目筛即得有机改性纳米蒙脱土。由于无 机粒子表面一般具有亲水性，与疏水的氯丁橡胶基体，特别是非极性或弱极性的氯丁橡胶 基体之间的相容性差，因此橡胶/无机粒子复合材料的界面粘附性弱，直接导致复合材料的 力学性能不理想。为制备高性能的氯丁橡胶/无机粒子复合材料，必须对无机粒子表面进行 改性，实现粒子表面与氯丁橡胶基体的良好粘结，从而得到性能优良的复合材料。
[0010]更优选，步骤（1)中所述乙醇水溶液的质量分数为30-40%，所述乙醇水溶液的质量 为蒙脱土质量的2-4倍。
[0011] 更优选，步骤(2)中所述硅烷偶联剂选自KH550、KH560和KH570中的一种。
[0012] 更优选，步骤(2)中所述硅烷偶联剂的投料质量为蒙脱土质量的0.2-0.4倍。
[0013] 本发明的有益效果为： 本发明所提供的全氯丁胶广角布V带，采用有机改性纳米蒙脱土和短纤维复合改性，同 时提高了 V带的强度、柔性和耐曲挠疲劳性能。
【具体实施方式】
[0014] 以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限 定。
[0015] 实施例1 一种高性能全氯丁胶广角布V带，由包布层、伸张层、强力层和压缩层四部分构成，所述 压缩层（即底胶)配方为l〇〇g氯丁橡胶、l〇g芳纶短纤维、8g有机改性纳米蒙脱土、0.4g份硬 脂酸、2g防老剂、5g氧化锌、4g氧化镁和2g软化剂。
[0016] 在本实施例中，有机改性纳米蒙脱土的制备方法为：（1)将l〇g蒙脱土加入到20g 浓度为30%的乙醇水溶液中，并在强力搅拌下使其充分分散；（2)将步骤（1)所得混合液加 热至65°C，加入2g KH550,并采用草酸调节体系PH至3,保温反应1小时后冷却至常温并抽 滤；（3)取步骤(2)所得滤饼水洗2-3次后，经烘干，研磨，过100目筛即得有机改性纳米蒙 脱土。
[0017] 实施例2 一种高性能全氯丁胶广角布V带，由包布层、伸张层、强力层和压缩层四部分构成，所述 压缩层(即底胶)配方为l〇〇g氯丁橡胶、15g聚丙烯短纤维、10g有机改性纳米蒙脱土、0.5g份 硬脂酸、3g防老剂、7g氧化锌、5g氧化镁和3g软化剂。
[0018] 在本实施例中，有机改性纳米蒙脱土的制备方法为：（1)将10g蒙脱土加入到30g 浓度为35%的乙醇水溶液中，并在强力搅拌下使其充分分散；（2)将步骤（1)所得混合液加 热至70°C，加入3g KH560，并采用草酸调节体系PH至3.5，保温反应2小时后冷却至常温并抽 滤；（3)取步骤(2)所得滤饼水洗2-3次后，经烘干，研磨，过100目筛即得有机改性纳米蒙 脱土。
[0019] 实施例3 一种高性能全氯丁胶广角布V带，由包布层、伸张层、强力层和压缩层四部分构成，所述 压缩层(即底胶)配方为l〇〇g氯丁橡胶、20g尼龙短纤维、15g有机改性纳米蒙脱土、0.6g份硬 脂酸、4g防老剂、8g氧化锌、6g氧化镁和5g软化剂。
[0020] 在本实施例中，有机改性纳米蒙脱土的制备方法为：（1)将20g蒙脱土加入到80g 浓度为40%的乙醇水溶液中，并在强力搅拌下使其充分分散；（2)将步骤（1)所得混合液加 热至75°C，加入8g KH570,并采用草酸调节体系PH至4,保温反应3小时后冷却至常温并抽 滤；（3)取步骤(2)所得滤饼水洗2-3次后，经烘干，研磨，过100目筛即得有机改性纳米蒙 脱土。
[0021 ]力学性能试验 (1)试验材料的制备 分别按照实施例1、2、3的配方，在双辊开炼机上加入氯丁橡胶和短纤维混炼均匀后，再 加入有机改性纳米蒙脱土继续混炼均匀后，再加入剩余组分混炼均匀，再将混炼胶在平板 硫化仪上模压硫化制成2mm厚的试片。硫化时间为3min，压力为1 OMPa。
[0022]所得试片的拉伸性能按GB/T 528-1998测试，并采用纯氯丁橡胶的试片作为空白 组，所的实验结果见表1:
由上述试验结果可以看出，本发明所提供的全氯丁胶广角布V带底胶具有更好的拉伸 强度，同时由于加入了短纤维，使得材料同时具有较好的耐曲挠疲劳性能。
[0023]以上仅列举本发明的优选实施方案，本发明的保护范围并不限制于此，本领域技 术人员在本发明权利要求范围内所作的任何改变均落入本发明保护范围内。
【主权项】
1. 一种高性能全氯丁胶广角布V带，由包布层、伸张层、强力层和压缩层四部分构成，其 特征在于，所述压缩层由以下重量份数原料组成：100份氯丁橡胶、10-20份短纤维、8-15份 有机改性纳米蒙脱土、0.4-0.6份硬脂酸、2-4份防老剂、5-8份氧化锌、4-6份氧化镁和2-5份 软化剂。2. 如权利要求1所述的高性能全氯丁胶广角布V带，其特征在于，所述短纤维为芳纶短 纤维、尼龙短纤维和聚丙烯短纤维中的一种或几种。3. 如权利要求1所述的高性能全氯丁胶广角布V带，其特征在于，所述有机改性纳米蒙 脱土的制备方法为：（1)将蒙脱土加入到乙醇水溶液中，并在强力搅拌下使其充分分散； (2)将步骤（1)所得混合液加热至65-75°C，加入硅烷偶联剂，并采用草酸调节体系PH至3-4,保温反应1-3小时后冷却至常温并抽滤；（3)取步骤(2)所得滤饼水洗2-3次后，经烘干， 研磨，过100目筛即得有机改性纳米蒙脱土。4. 如权利要求3所述的高性能全氯丁胶广角布V带，其特征在于，步骤（1)中所述乙醇水 溶液的质量分数为30-40%，所述乙醇水溶液的质量为蒙脱土质量的2-4倍。5. 如权利要求3所述的高性能全氯丁胶广角布V带，其特征在于，步骤(2)中所述硅烷偶 联剂选自KH550、KH560和KH570中的一种。6. 如权利要求3所述的高性能全氯丁胶广角布V带，其特征在于，步骤(2)中所述硅烷偶 联剂的投料质量为蒙脱土质量的〇. 2-0.4倍。
【专利摘要】本发明提供了一种高性能全氯丁胶广角布V带，由包布层、伸张层、强力层和压缩层四部分构成，所述压缩层（即底胶）由以下重量份数原料组成：100份氯丁橡胶、10-20份短纤维、8-15份有机改性纳米蒙脱土、0.4-0.6份硬脂酸、2-4份防老剂、5-8份氧化锌、4-6份氧化镁和2-5份软化剂，所述短纤维为芳纶短纤维、尼龙短纤维和聚丙烯短纤维中的一种或几种。本发明所述高性能全氯丁胶广角布V带的底胶材料采用短纤维和有机改性纳米蒙脱土复合改性氯丁橡胶原料，具有较高的强度和优异的耐曲挠疲劳性能。
【IPC分类】C08L23/12, C08K3/34, C08K5/09, C08K3/22, C08L77/06, C08L77/00, C08K9/06, C08L11/00, F16G5/22, C08K13/06
【公开号】CN105504412
【申请号】CN201511009299
【发明人】吴培生, 吴琼瑛, 石水祥
【申请人】三力士股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月30日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及传动带技术领域，特别涉及一种高性能全氯丁胶广角布V带。
【背景技术】
[0002] 三角带又称V型带，主要由包布层、伸张层、强力层和压缩层等部件构成，是一种 广泛应用于机械和设备动力传递的橡胶制品。压缩层胶又称底胶，在三角带中占有很大的 分量。V带使用过程中要求底胶具有耐热、耐老化、耐屈挠疲劳、压缩变形小、横向刚性和纵 向柔性好等优点。
[0003] 目前通常采用一定比例的纳米炭黑填充增强V带底胶，但炭黑以石油为原料，能耗 大且价格昂贵，同时不能改善底胶的纵向柔性和耐曲挠疲劳性能，因此迫切需要开发一种 新的V带底胶材料。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有的氯丁橡胶V带存在的问题，本发明提供了一种高性能全氯丁胶广 角布V带，采用短纤维和有机改性纳米蒙脱土复合改性氯丁橡胶原料，具有较高的强度和优 异的耐曲挠疲劳性能。
[0005] 本发明解决技术问题所采用的技术方案为： 一种高性能全氯丁胶广角布V带，由包布层、伸张层、强力层和压缩层四部分构成，所述 压缩层(即底胶）由以下重量份数原料组成：100份氯丁橡胶、10-20份短纤维、8-15份有机改 性纳米蒙脱土、0.4-0.6份硬脂酸、2-4份防老剂、5-8份氧化锌、4-6份氧化镁和2-5份软化 剂。
[0006] 作为优选，所述短纤维为芳纶短纤维、尼龙短纤维和聚丙烯短纤维中的一种或几 种。
[0007] 机改性纳米蒙脱土的加入能够替代炭黑对氯丁橡胶基体进行增强作用，但无机填 料的加入同时会降低氯丁橡胶的韧性，因此本发明采用适量短纤维增加氯丁橡胶的柔性， 使其同时具有高强度和高耐曲挠疲劳性能。
[0008] 短纤维加入氯丁橡胶以后，将氯丁橡胶的柔性与纤维的刚性有机地结合在一起， 既能保持氯丁橡胶的高弹性，又使氯丁橡胶具有了在低伸长下高模量的特点，使其在横向 具有足够的刚性，纵向具有较高的柔性。但短纤维的添加量应适当，添加过少，则增韧效果 不明显;添加过多，短纤维在基体中倾向集束，难以分散均匀，从而影响其增韧效果。
[0009] 作为优选，所述有机改性纳米蒙脱土的制备方法为：（1)将蒙脱土加入到乙醇水 溶液中，并在强力搅拌下使其充分分散；（2)将步骤(1)所得混合液加热至65_75°C，加入硅 烷偶联剂，并采用草酸调节体系PH至3-4,保温反应1-3小时后冷却至常温并抽滤；（3)取 步骤(2)所得滤饼水洗2-3次后，经烘干，研磨，过100目筛即得有机改性纳米蒙脱土。由于无 机粒子表面一般具有亲水性，与疏水的氯丁橡胶基体，特别是非极性或弱极性的氯丁橡胶 基体之间的相容性差，因此橡胶/无机粒子复合材料的界面粘附性弱，直接导致复合材料的 力学性能不理想。为制备高性能的氯丁橡胶/无机粒子复合材料，必须对无机粒子表面进行 改性，实现粒子表面与氯丁橡胶基体的良好粘结，从而得到性能优良的复合材料。
[0010]更优选，步骤（1)中所述乙醇水溶液的质量分数为30-40%，所述乙醇水溶液的质量 为蒙脱土质量的2-4倍。
[0011] 更优选，步骤(2)中所述硅烷偶联剂选自KH550、KH560和KH570中的一种。
[0012] 更优选，步骤(2)中所述硅烷偶联剂的投料质量为蒙脱土质量的0.2-0.4倍。
[0013] 本发明的有益效果为： 本发明所提供的全氯丁胶广角布V带，采用有机改性纳米蒙脱土和短纤维复合改性，同 时提高了 V带的强度、柔性和耐曲挠疲劳性能。
【具体实施方式】
[0014] 以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限 定。
[0015] 实施例1 一种高性能全氯丁胶广角布V带，由包布层、伸张层、强力层和压缩层四部分构成，所述 压缩层（即底胶)配方为l〇〇g氯丁橡胶、l〇g芳纶短纤维、8g有机改性纳米蒙脱土、0.4g份硬 脂酸、2g防老剂、5g氧化锌、4g氧化镁和2g软化剂。
[0016] 在本实施例中，有机改性纳米蒙脱土的制备方法为：（1)将l〇g蒙脱土加入到20g 浓度为30%的乙醇水溶液中，并在强力搅拌下使其充分分散；（2)将步骤（1)所得混合液加 热至65°C，加入2g KH550,并采用草酸调节体系PH至3,保温反应1小时后冷却至常温并抽 滤；（3)取步骤(2)所得滤饼水洗2-3次后，经烘干，研磨，过100目筛即得有机改性纳米蒙 脱土。
[0017] 实施例2 一种高性能全氯丁胶广角布V带，由包布层、伸张层、强力层和压缩层四部分构成，所述 压缩层(即底胶)配方为l〇〇g氯丁橡胶、15g聚丙烯短纤维、10g有机改性纳米蒙脱土、0.5g份 硬脂酸、3g防老剂、7g氧化锌、5g氧化镁和3g软化剂。
[0018] 在本实施例中，有机改性纳米蒙脱土的制备方法为：（1)将10g蒙脱土加入到30g 浓度为35%的乙醇水溶液中，并在强力搅拌下使其充分分散；（2)将步骤（1)所得混合液加 热至70°C，加入3g KH560，并采用草酸调节体系PH至3.5，保温反应2小时后冷却至常温并抽 滤；（3)取步骤(2)所得滤饼水洗2-3次后，经烘干，研磨，过100目筛即得有机改性纳米蒙 脱土。
[0019] 实施例3 一种高性能全氯丁胶广角布V带，由包布层、伸张层、强力层和压缩层四部分构成，所述 压缩层(即底胶)配方为l〇〇g氯丁橡胶、20g尼龙短纤维、15g有机改性纳米蒙脱土、0.6g份硬 脂酸、4g防老剂、8g氧化锌、6g氧化镁和5g软化剂。
[0020] 在本实施例中，有机改性纳米蒙脱土的制备方法为：（1)将20g蒙脱土加入到80g 浓度为40%的乙醇水溶液中，并在强力搅拌下使其充分分散；（2)将步骤（1)所得混合液加 热至75°C，加入8g KH570,并采用草酸调节体系PH至4,保温反应3小时后冷却至常温并抽 滤；（3)取步骤(2)所得滤饼水洗2-3次后，经烘干，研磨，过100目筛即得有机改性纳米蒙 脱土。
[0021 ]力学性能试验 (1)试验材料的制备 分别按照实施例1、2、3的配方，在双辊开炼机上加入氯丁橡胶和短纤维混炼均匀后，再 加入有机改性纳米蒙脱土继续混炼均匀后，再加入剩余组分混炼均匀，再将混炼胶在平板 硫化仪上模压硫化制成2mm厚的试片。硫化时间为3min，压力为1 OMPa。
[0022]所得试片的拉伸性能按GB/T 528-1998测试，并采用纯氯丁橡胶的试片作为空白 组，所的实验结果见表1:
由上述试验结果可以看出，本发明所提供的全氯丁胶广角布V带底胶具有更好的拉伸 强度，同时由于加入了短纤维，使得材料同时具有较好的耐曲挠疲劳性能。
[0023]以上仅列举本发明的优选实施方案，本发明的保护范围并不限制于此，本领域技 术人员在本发明权利要求范围内所作的任何改变均落入本发明保护范围内。
【主权项】
1. 一种高性能全氯丁胶广角布V带，由包布层、伸张层、强力层和压缩层四部分构成，其 特征在于，所述压缩层由以下重量份数原料组成：100份氯丁橡胶、10-20份短纤维、8-15份 有机改性纳米蒙脱土、0.4-0.6份硬脂酸、2-4份防老剂、5-8份氧化锌、4-6份氧化镁和2-5份 软化剂。2. 如权利要求1所述的高性能全氯丁胶广角布V带，其特征在于，所述短纤维为芳纶短 纤维、尼龙短纤维和聚丙烯短纤维中的一种或几种。3. 如权利要求1所述的高性能全氯丁胶广角布V带，其特征在于，所述有机改性纳米蒙 脱土的制备方法为：（1)将蒙脱土加入到乙醇水溶液中，并在强力搅拌下使其充分分散； (2)将步骤（1)所得混合液加热至65-75°C，加入硅烷偶联剂，并采用草酸调节体系PH至3-4,保温反应1-3小时后冷却至常温并抽滤；（3)取步骤(2)所得滤饼水洗2-3次后，经烘干， 研磨，过100目筛即得有机改性纳米蒙脱土。4. 如权利要求3所述的高性能全氯丁胶广角布V带，其特征在于，步骤（1)中所述乙醇水 溶液的质量分数为30-40%，所述乙醇水溶液的质量为蒙脱土质量的2-4倍。5. 如权利要求3所述的高性能全氯丁胶广角布V带，其特征在于，步骤(2)中所述硅烷偶 联剂选自KH550、KH560和KH570中的一种。6. 如权利要求3所述的高性能全氯丁胶广角布V带，其特征在于，步骤(2)中所述硅烷偶 联剂的投料质量为蒙脱土质量的〇. 2-0.4倍。
【专利摘要】本发明提供了一种高性能全氯丁胶广角布V带，由包布层、伸张层、强力层和压缩层四部分构成，所述压缩层（即底胶）由以下重量份数原料组成：100份氯丁橡胶、10-20份短纤维、8-15份有机改性纳米蒙脱土、0.4-0.6份硬脂酸、2-4份防老剂、5-8份氧化锌、4-6份氧化镁和2-5份软化剂，所述短纤维为芳纶短纤维、尼龙短纤维和聚丙烯短纤维中的一种或几种。本发明所述高性能全氯丁胶广角布V带的底胶材料采用短纤维和有机改性纳米蒙脱土复合改性氯丁橡胶原料，具有较高的强度和优异的耐曲挠疲劳性能。
【IPC分类】C08L23/12, C08K3/34, C08K5/09, C08K3/22, C08L77/06, C08L77/00, C08K9/06, C08L11/00, F16G5/22, C08K13/06
【公开号】CN105504412
【申请号】CN201511009299
【发明人】吴培生, 吴琼瑛, 石水祥
【申请人】三力士股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月30日
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