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镀铜钢丝帘线骨架输送带粘合胶配方的研究

来源:九壹网
15O 橡胶工业 2010年第57卷 镀铜钢丝帘线骨架输送带粘合胶配方的研究 张丽华,高秀玲,顾宝金,曲成东,佟百川 [阜新环宇橡胶(集团)有限公司,辽宁阜新 123000] 摘要:研究镀铜钢丝帘线作为输送带骨架材料的粘合胶配方。结果表明,间一甲-8一钻体系能够增大镀铜钢丝帘线 与橡胶间的粘合强度。确定最终镀铜钢丝帘线骨架输送带粘合胶配方为:NR 3O,SBR 7O,炭黑N330 45,白炭黑 1 5,氧化锌钴 1.2,硫黄9.5,硬脂酸l,芳烃油4,防老剂401ONA/BLE—C 2.5,粘合剂RF 3.6,粘合剂RA 2.4,硼酰化 2.7,促进剂NOBS 1。该优化配方胶料邵尔A型硬度为7o度,150℃×150 min老化前后的钢丝帘 线抽出力分别达到1 260和1 185 N。 关键词:输送带;镀铜钢丝帘线;粘合胶;抽出力 中图分类号:TQ336.2;TQ330.38 9 文献标识码:A 文章编号:1000-890X(2010)03—0150—05 随着国外镀铜钢丝帘线的引进和使用,镀铜 钢丝帘线骨架材料正在引起输送带行业的重视。 1.3试样制备 胶料在开炼机上进行混炼,辊温为(50±5) ℃,混炼工艺为:NR与SBR混炼均匀后,将辊距 调至0。5"- ̄0.6 mm,薄通2次;然后将辊距调至2~ 在国内,有关镀铜钢丝帘线与橡胶的粘合只是在 轮胎行业有深入的研究,而输送带的使用要求和 加工性能决定了用于轮胎的钢丝粘合胶并不适用 于输送带。为满足输送带的加工特性和使用要 求,本工作对镀铜钢丝帘线作为输送带骨架材料 3 mm,依次加入小料、补强剂、粘合剂和硫黄等 (每种料吃完后,左右割刀4~5次);再将辊距调 至0.5~0.6 mm,纵向割刀8次;将辊距调至3~ 的粘合胶配方进行研究。 1 实验 1.1主要原材料 4 mm,胶料包辊后下片。胶料硫化在平板硫化机 上进行,硫化条件为150℃×30 min。 1.4性能测试 抽出力按照企业标准进行测试,镀铜钢丝帘 NR,3 烟胶片,海南天然橡胶产业集团股份 有限公司产品;SBR,牌号1500,吉林化学工业股 份有限公司产品;镀铜钢丝帘线,比利时贝卡尔 线结构为7×0.35,帘线直径为1.0 mm,埋入长 度为20 mm,试样宽度为20 mm,试验孔直径为 12.7 mm。粘合老化试验在平板硫化机上进行, 老化条件为150℃×150 min。胶料其余各项性 特公司产品;粘合剂RF和RA,常州曙光化工厂 产品。 1.2主要设备与仪器 能均按相应国家标准进行测试。 2结果与讨论 2.1主体材料 XK一160型开炼机,上海橡胶机械厂产品; 400×400x 2型电加热平板硫化机,呼和浩特市 中橡橡胶机械有限公司产品;LJ一5000型拉力试 验机,宁夏青山试验机厂产品;GT-Mg000A型无 NR和SBR具有很好的粘合性能和加工性 能,是普通粘合胶的常用胶种。综合考虑性能和 成本等因素,生胶体系采用NR/SBR并用。NR/ 转子硫化仪,台湾高铁科技股份有限公司产品。 作者简介:张丽华(1978一),女,辽宁阜新人,阜新环宇橡胶 (集团)有限公司工程师,学士,主要从事橡胶配方设计和技术管 理工作。 *通讯联系人 SBR并用比对胶料性能的影响如表1所示。 从表1可以看出,随着NR/SBR并用比的增 大,硫化胶的拉伸强度、撕裂强度和老化前抽出力 均呈增大趋势,老化后抽出力呈现先增大后减小 第3期 张丽华等.镀铜钢丝帘线骨架输送带粘合胶配方的研究 表1 NR/SBR并用比对胶料性能的影响 项目 硫化仪数据(150℃) tlo/min 4.86 4.43 4.39 4.26 3.69 t90/rain 21.06 19.32 18.19 17.36 17.O3 邵尔A型硬度/度 72 71 70 68 68 拉伸强度/MPa 15.1 15.6 16.1 16.6 17.1 拉断伸长率/ 595 590 595 600 620 撕裂强度/(kN・m ) 28 29 32 33 34 抽出力/N 老化前 900 970 1 000 1 18O I 200 老化后 870 920 940 1 110 1 020 注:基本配方为NR/SBR 100,炭黑N330 50,白炭黑 10,氧化锌 5,氧化镁 2.5,硬脂酸 1.5,防老剂4010NA/ BLE-C 2,增塑剂5,粘合剂RF 2.4,粘合剂RA 1.6,硼酰 化钴1.5,硫黄3,促进剂NOBS 1.2。 的趋势。NR/SBR并用比为30/70时,胶料工艺 性能和老化前后与钢丝帘线的抽出力相对较高, 因此粘合胶后续试验的NR/sBR并用比以30/70 进行。 2.2硫化体系 硫化体系在镀铜钢丝帘线与橡胶的粘合中起 着重要作用,硫化时硫黄与橡胶反应的同时,也与 钢丝表面铜层发生反应,而硫黄与橡胶的交联反 应则通过硫黄与铜层的反应速度取得平衡。根据 输送带相关设计经验,促进剂选择NOBS。本试 验分别考察了氧化锌与硬脂酸和硫黄与促进剂 N0BS的用量比对胶料性能的影响。 2.2.1氧化锌和硬脂酸 通过相关文献和设计经验可知,粘合胶配方 中氧化锌适宜用量为5~1O份,硬脂酸适宜用量 为1~3份。氧化锌和硬脂酸用量对胶料性能的 影响如表2所示。从表2可以看出,氧化锌用量 减小、硬脂酸用量增大,胶料的t。。缩短,且老化前 后的抽出力减小,因此氧化锌用量以9.5份、硬脂 酸用量以1份为宜。 2.2.2硫黄和促进剂NoBS 通过相关文献和设计经验可知,橡胶与镀铜 钢丝帘线的粘合胶配方采用普通硫黄硫化体系最 为合适,且硫黄与促进剂NOBS的用量比基本固 定在3/1。硫黄和促进剂NOBS用量对胶料性能 的影响如表3所示。从表3可以看出,随着硫黄 和促进剂NOBS用量的增大,胶料的t 。缩短,邵 表2 氧化锌和硬脂酸用量对胶料性能的影响 注:1)甲 附胶率为100 ,乙一附胶率为85 ,丙附胶率 为7o ;配方其余组分和用量分别为NR 30,SBR 70,炭黑 N330 50,白炭黑1O,氧化镁2.5,防老剂4010NA/BLE—C 2,增塑剂8,粘合剂RF 3.6,粘合剂RA 2.4,硼酰化钴1, 硫黄2.5,促进剂NOBS 1.1。 表3硫黄和促进剂NOBS用量对胶料性能的影响 注:1)同表2注1);配方其余组分和用量为NR 30,SBR 7O,炭黑N330 50,白炭黑1O,氧化锌9.5,氧化镁 2.5,硬 脂酸1,防老剂4010NA/BLE—c 2,增塑剂8,粘合剂RF 3. 6,粘合剂RA 2.4,硼酰化钴1.3。 尔A型硬度和老化前抽出力增大,老化后抽出力 减小。综合考虑,硫黄和促进剂NOBS的用量分 别以2.7和1份为宜。 2.3补强体系 2.3.1炭黑品种 炭黑品种对NR/SBR并用胶性能的影响如 表4所示。从表4可以看出,采用粒径较大的半 补强炭黑和粒径较小的高耐磨或中超耐磨炭黑, 胶料的拉伸强度差别很大。炭黑粒径越小,硫化 胶的硬度和拉伸强度越大,拉断伸长率越小。根 据炭黑对胶料物理性能和抽出力的影响,选择 N330或者N220较好。 152 橡胶工业 2010年第57卷 表4炭黑品种对NR/SBR并用胶性能的影响 注:1)老化条件为70℃×l68 h。綦本配方为NR 30,SBR 7O,炭黑(变品种)40,氧化锌 9.5,氧化镁 2.5,硬脂酸 1,防老剂4010NA/BLE—C 2,增塑剂8,粘合剂RF 3,粘合剂 RA 2,硼酰化钴1.2,硫黄2.7,促进剂NOBS 1。 炭黑N330和N220对胶料抽出力的影响分 别如图1和2所示。 从图1和2可以看出,炭黑N330胶料与镀 铜钢丝帘线抽出力的波动幅度较炭黑N22O胶料 小,因此补强体系采用炭黑N33o为宜。 2.3.2炭黑N330用量 炭黑N330用量对胶料抽出力的影响如表5 所示。从表5可以看出,炭黑用量的增大会导致 硬度和老化前抽出力的增大,老化后抽出力呈现 先增大后减小趋势。综合考虑,炭黑N330的用 量以60份为宜。 图1炭黑N330对胶料抽出力的影响 ◆老化前;●一老化后。配方同表4。 试验序号 图2炭黑N220对胶料抽出力的影响 注同图1。 表5炭黑N330用量对胶料性能的影响 注:1)同表2注1) 配方其余组分和用量为NR 30,SBR 70,氧化锌 9.5,氧化镁 2.5,硬脂酸 1,防老剂4010NA/ BLE-C 2,增塑剂 6,粘合剂RF 3,粘合剂RA 2,硼酰化钴 1.3,硫黄2.7,促进剂NOBS 1。 2.4增塑体系 增塑剂种类对胶料抽出力的影响如图3所 示,增塑剂用量均为4份。从图3可以看出,增塑 剂对胶料抽出力的影响不大。综合考虑,增塑剂 采用芳烃油,用量为4份。 1 100 z1 000 弓| 霜900 800 锭子油 古马隆 芳烃油 松焦油 增塑剂种类 图3增塑剂种类对胶料抽出力的影响 配方其余组分和用量为:NR 30,SBR 70,炭黑N330 60, 氧化锌9.5。氧化镁2.5,硬脂酸1,防老剂4Ol0NA/ BLE—C 2,粘合剂RF 3,粘合剂RA 2,硼酰化钴 1.3,硫黄2.7,促进剂NOBS 1。 2.5 防护体系 根据生产和设计经验,防护体系采用防老剂 401ONA/BLE—C并用,用量为2.5份。 2.6粘合体系 根据生产和设计经验,间一甲一白粘合体系与 硼酰化钴对胶料与镀铜钢丝帘线抽出力的影响最 大。本试验分别考察了硼酰化钴、RF/RA和白 炭黑对胶料抽出力的影响。 2.6.1硼酰化钴用量 硼酰化钴用量对胶料性能的影响见表6。由 表6可见,随着硼酰化钴用量增大,胶料的t 。缩短, 但硬度和老化前抽出力增大,老化后抽出力先增大 后减小。综合考虑后确定硼酰化钴用量为1.2份。 第3期 张丽华等.镀铜钢丝帘线骨架输送带粘合胶配方的研究 表6硼酰化钴用量对胶料性能的影响 153 表8 白炭黑用量对胶料性能的影响 注;1)I司表2注1);配方其余组分和用量为NR 30,SBR 7O,炭黑N330 60,氧化锌9.5,氧化镁2.5,硬脂酸1,防老 剂4010NA/BLE—C 2.5,芳烃油2,硫黄4,粘合剂RF 3,粘合剂RA 注:1)同表2注1);配方其余组分和用量为NR 30,SBR 7O。氧化锌9.5,氧化镁 2.5,硬脂酸 1,防老剂4010NA/ 4,粘合剂RF 3.6。粘合剂RA 2.4,硼 2.7,促进剂NOBS 1。 2.7,促进剂NOBS 1。 2.6.2粘合剂用量 BLE—C 2.5,芳烃油酰化钴1.2,硫黄粘合剂用量对胶料性能的影响如表7所示。 从表7可以看出,随着RF/RA用量的增大,胶料 随着白炭黑用量的增大,胶料的t9。延长,邵尔A型 的t 。延长,邵尔A型硬度和老化前后抽出力均增 大。综合考虑,确定粘合剂RF和RA的用量分 别为3.6和2.4份。 2.6.3白炭黑用量 白炭黑用量对胶料性能的影响如表8所示, 炭黑/白炭黑总用量为6 0份。从表8可以看出, 表7粘合剂用量对胶料性能的影响 硬度变化不大,老化前后的抽出力均增大。综合考 虑,确定炭黑N330/白炭黑的用量比为45/15。 3 结论 (1)胶料的硫化时间随着硼酰化钻、硫黄/促 进剂、硬脂酸用量的增大和粘合剂RF/RA以及 自炭黑用量的减小而缩短;胶料的邵尔A型硬度 随着炭黑、硫黄/促进剂、硼酰化钴、RF/RA用量 的增大而增大;老化前抽出力随着白炭黑、粘合剂 RF/RA、硫黄/促进剂和硼酰化钴用量的增大而 增大,老化后抽出力随着硫黄/促进剂、硬脂酸、硼 酰化钴用量的减小和自炭黑、RF/RA用量的增 大而增大。 (2)根据输送带的加工性能和成本等因素综 合分析,确定最终镀铜钢丝帘线骨架输送带粘合 胶配方为:NR 30,SBR 70,炭黑N330 45,白 炭黑注:1)同表2注1);配方其余组分和用量为NR 30,SBR 70,炭黑N330 60,氧化锌9.5。氧化镁2.5,硬脂酸1,防老 2. 15,氧化锌9.5,硬脂酸 1,芳烃油4, 防老剂4010NA/BLE—C 2.5,粘合剂RF 3.6, 粘合剂RA 2.4,硼酰化钴 1.2,硫黄进剂NOBS 1。 2.7,促 剂4Ol0NA/BLE—C 2.5,芳烃油 4,硼酰化钴 1.2,硫黄7,促进剂N0BS 1。 第5届全国橡胶T1世用织物和骨架材料技术研讨会论文 Study on formulation of bonding compound of copper-plated steel cord conveyor belt ZHANG Li—hua,GAO Xiu—ling,G Bao-jin,QUCheng—dong,TONG Bai huan [Fuxin Huanyu Rubber(Group)Co.,Ltd.,Fuxin 123000,China] Abstract:The formulation of bonding compound of copper—plated steel cord reinforced conveyor 橡胶工业 2010年第57卷 belt was investigated.The results showed that,the adhesion strength of copper—plated steel cord and rubber was increased by the resorcinol—formaldehyde—silica—cobalt system;the final formulation was as follows:NR 30,SBR 70,carbon black N330 45,silica 15,zinc oxide 9.5,stearic acid 1,aro— matic oil 4,antioxidant 4010NA/BLE—C 2.5,adhesive RF 3.6,adhesive RA 2.4,cobalt boroacy— late 1.2,sulfur 2.7,accelerator NOBS 1.The Shore A hardness of the vulcanizate was 70 degree。 the pull out forces of the steel cord before and after aging(150℃×150 min)were 1 260 and 1 185 N。 respectively. Keywords:conveyor belt;copper—plated steel cord;bonding compound;pull out force 橡胶硫化促进剂NS废水处理工艺 中图分类号:TQ330.38 5;X783.3 文献标识码:D 钌粉体,然后与硅橡胶混合均匀(导电纳米氧化钌 粉体的体积占该混合物总体积的17%~30 ), 再往该混合物中加入补强剂和硫化剂,混合均匀 后静置30 min,置入模具内进行硫化[硫化条件 为(172~178)℃/(10~15)MPa×(15~30) 由山东阳谷华泰化工有限公司和国家橡胶助 剂工程技术研究中心申请的专利(专利号 CN 101407344,公开日期 2009—04—15)“橡胶硫化促 进剂NS废水处理工艺”,提供了一种促进剂NS 废水处理工艺,即先按一定比例将工艺水、原料 M和表面活性剂混合搅拌,再将叔丁胺投入到合 成反应釜中充分打浆;经升温活化后,在一定温度 mini制得具有导电性随应变重复变化特性的硅 橡胶复合材料。 (本刊编辑部赵敏) 下滴加次氯酸钠溶液进行氧化合成反应得到NS 浆料,NS浆料过滤后得到NS母液的一部分返回 氟橡胶与丁腈橡胶、氯醚橡胶燃油胶管 及制备方法 中图分类号:TQ333.93/96;TQ333.7 文献标识码:D 到NS合成反应釜进行套用,一部分通过真空蒸 馏的方式进行处理。回收叔丁胺,将溶于叔丁胺 由天津鹏翎胶管股份有限公司申请的专利 (专利号 CN 101418890,公开日期 2009—04— 的促进剂NS等有机物析出,并过滤回收后的NS 母液,将析出的有机物投入合成反应釜中继续参 与反应,滤液引人多效蒸发得到氯化钠饱和溶液, 蒸发水的一部分返回装置重新利用,另一部分进 行生化处理。 (本刊编辑部赵敏) 29)“氟橡胶与丁腈橡胶、氯醚橡胶燃油胶管及制 备方法”,涉及的氟橡胶与NBR和氯醚橡胶燃油 胶管具有4层结构,从内到外依次为氟橡胶内层、 NBR中层、编织层和氯醚橡胶外层。氟橡胶内层 挤出时从机头到螺杆的挤出温度依次为7O~ 100,60~9O,60~9O和6O~90℃;NBR中层挤 精密电阻应变敏感导电硅橡胶的制备方法 中图分类号:TQ333.93;TQ336.8 文献标识码:D 出时从机头到螺杆的挤出温度均为40~70℃;编 织层采用芳纶帘线;氯醚橡胶外层挤出时从机头 由东南大学申请的专利(专利号 CN 101412852,公开日期 2009—04—22)“精密电阻应 变敏感导电硅橡胶的制备方法”,涉及一种导电性 对应变敏感的低模量、高重复性橡胶材料制备方 到螺杆的挤出温度依次为6O~90,4O~8O,40~ 80和40~80℃。该胶管采用一段硫化方法,硫 化温度为130~180℃,硫化时间为5~60 min, 成品能在体积分数为200×10 的臭氧环境中正 常使用,渗透性低,对环境污染小,且满足耐油和 耐臭氧的使用要求。 (本刊编辑部赵敏) 法,即先将高导电纳米氧化钌粉体表面进行亲水 化处理,再将其表面用端基为乙烯基的硅烷偶联 剂进行修饰,形成表面含乙烯基的导电纳米氧化 

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