陶瓷复合型橡胶输送带覆盖层及耐磨耐冲击橡胶输送带

技术领域

本发明涉及橡胶材料及其制品，具体涉及陶瓷复合型橡胶输送带覆盖层及以其为覆盖层的耐磨耐冲击橡胶输送带。

背景技术

悬臂机专用输送带耐磨性分为：起卷磨耗、腐蚀磨耗、疲劳磨耗，但在输送带行业一系列标准只对起卷磨耗做出明确要求，例如，超耐磨覆盖胶DIN起卷磨耗要求≤35mm，但输送带进行运输作业过程中，尖锐的物料与输送带之间会产生类似于刀片刻划的作用，导致输送带的磨损加速。因此，在较多的场合(例如钢铁厂悬臂机上)，需要输送带具有耐切割的性能来提高输送带的使用寿命。陶瓷有着比橡胶更好的耐磨性、耐候性、抗切割性能、耐低温性能和抗冲击性能，但因其难以与橡胶实现高强度结合，导致复合了陶瓷的橡胶产品使用寿命短，实用性差，目前在橡胶制品中运用并不多见。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述问题，本发明提供了陶瓷复合型橡胶输送带覆盖层及以其为覆盖层的耐磨耐冲击橡胶输送带。本发明的陶瓷复合型橡胶输送带覆盖层赋予了橡胶输送带优异的耐磨耐冲击性能，同时特定的构造和制造工艺，使得陶瓷具有结合强度高的特点，使得输送带具有使用寿命长的优点。

对于输送带覆盖层，本发明采用以下技术方案：

陶瓷复合型橡胶输送带覆盖层，包括上覆盖薄片胶层、陶瓷钉和上覆盖基底胶层；所述陶瓷钉包括钉帽和设于钉帽下侧的钉体；所述陶瓷钉成组嵌设于上覆盖基底胶层的上表面，形成陶瓷钉阵列；所述陶瓷钉阵列的分布区域相对覆盖层中心线对称；所述上覆盖薄片胶层设于上覆盖基底胶层的上侧。

作为优化，前述的陶瓷复合型橡胶输送带覆盖层按照以下方法制得：将陶瓷钉进行预处理，然后嵌设在上覆盖基底胶层的混炼胶表面，再覆盖上覆盖薄片胶层的混练胶，利用压合辊的压力将上覆盖薄片胶层、陶瓷钉、上覆盖基底胶层压合在一起，得到预成型胚体，硫化后得到橡胶输送带覆盖层。(实施本发明方案时，上覆盖薄片胶层、陶瓷钉、上覆盖基底胶层、芯层、下覆盖层在预成型生产线上压合形成带胚，硫化后得到输送带产品，上覆盖薄片胶层、陶瓷钉及上覆盖基底胶层构成输送带的上覆盖层)

进一步，所述橡胶输送带覆盖层中的橡胶由下述重量份的原料配方制备而成：60～70份天然橡胶、10-20份丁苯橡胶、2～7份硫化剂硫磺、1～5份1，4-双叔丁基过氧二异丙基苯、2～30份氧化锌、1～5份硬脂酸、30～60份白炭黑、5～20氧化聚乙烯蜡、1～5份防老剂RD、1～2份相容剂。

进一步，所述相容剂优选为硅烷偶联剂KH560。

进一步，硫化时的硫化温度优选为150℃-160℃，硫化压力优选为9-13Mpa。

作为优化，前述的陶瓷复合型橡胶输送带覆盖层中，所述陶瓷钉进行预处理的过程包括：取苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物，加入到甲苯中，搅拌溶解，送入到反应釜中，加入甲酸，调节反应釜温度为60-65℃，加入过氧化氢，搅拌反应3-4小时，出料，加入陶瓷钉，浸泡10-12小时，出料，真空干燥。

进一步，所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物、甲酸、过氧化氢的重量比优选为30-40:5-6:1-2。

进一步，所述陶瓷钉优选为微孔陶瓷制品。

作为优化，前述的陶瓷复合型橡胶输送带覆盖层中，所述陶瓷钉阵列的宽度为输送带带宽的50-60％。

对于橡胶输送带，本发明采用如下技术方案：

耐磨耐冲击橡胶输送带，包括自上到下依次设置的上覆盖层、芯层、下覆盖层；所述上覆盖层为前述本发明的陶瓷复合型橡胶输送带覆盖层。

进一步，前述的耐磨耐冲击橡胶输送带中，所述芯层可以为聚酯带芯层。

与现有技术相比，本发明上述技术方案的有益效果为：

1)输送带的上覆盖层采用特定的构造，陶瓷钉成阵列形式嵌设于上覆盖基底胶层上表面，并由上覆盖薄片胶层覆盖，对陶瓷钉起到保护作用，有效防止出现陶瓷钉脱落的情况；同时，陶瓷钉的设置也提高了输送带的抗切割性和耐冲击性能，使得磨损减慢，输送带使用寿命得到延长；

2)本发明的上覆盖基底胶层的混炼胶具有良好的流动性和可塑性能，并且配方中加入少量的过氧化物硫化促进剂1，4-双叔丁基过氧二异丙基苯，硫化后，陶瓷钉与橡胶的粘合强度较高；

3)陶瓷钉由钉帽和钉体组成，钉帽起到有效保护覆盖层橡胶的作用，钉体扎入橡胶中，起到提高结合强度的作用；

4)本发明方案通过对陶瓷钉进行预处理，提高陶瓷与橡胶的黏合强度，具体表现为：预处理过程中，采用了将陶瓷钉浸渍在环氧化改性的苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物溶液中，天然橡胶的表面张力大约为32×10

5)陶瓷钉采用微孔陶瓷，对SBS具有较强吸附性，有利于提高陶瓷钉的预处理效果，从而进一步提高陶瓷钉与橡胶的黏合强度。

附图说明

图1是本发明实施例的橡胶输送带的截面图；

图2是本发明实施例的陶瓷钉的结构示意图；

图3是本发明实施例中陶瓷钉在上覆盖基底胶层上的分布图。

附图标记说明：1、上覆盖薄片胶层；2、陶瓷钉；201、钉帽；202、钉体；3、上覆盖基底胶层；4、聚酯带芯层；5、下覆盖层。

具体实施方式

下面结合具体实施方式(实施例)对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。以下实施例中没有详细说明的内容均为本领域技术常识。以下实施例中的橡胶输送带用于满足钢铁厂悬臂机的作业需求。

实施例1

一种新型钢铁厂悬臂机用输送带，自上到下依次包括上覆盖胶膜层1、上覆盖基底胶层3、聚酯带芯层4、下覆盖层5；所述上覆盖基底胶层3上成组嵌设有陶瓷钉2，形成陶瓷钉阵列。其中，上覆盖胶膜层1、陶瓷钉2、上覆盖基底胶层3构成输送带的上覆盖层。

在本实施例中，所述陶瓷钉2由钉帽201和钉体202组成，钉帽201呈方形(10mm×10mm)，钉帽201下侧设有五个钉体202，分别分布于四角及中心位置，钉体202长度为2mm，钉体202呈锥状；相邻两陶瓷钉2的间距为2mm。(实施本发明方案时，钉帽201和钉体202不限于上述形状和尺寸；钉帽201形状优选正多边形，尺寸多大容易因应力集中导致断裂，过小会影响输送带生产效率，面积在1-3cm

在本实施例中，所述输送带的制备方法包括：将陶瓷钉2进行预处理，嵌设在输送带上覆盖基底胶层3的混炼胶表面形成陶瓷钉阵列，再覆盖上覆盖薄片胶层1的混炼胶，用压合辊压力在15N/mm，将上覆盖薄片胶层1、陶瓷钉2、上覆盖基底胶层3、聚酯带芯层4、下覆盖层5压合在一起，形成带胚，硫化后获得输送带产品。

在本实施例中，所述上覆盖层中的橡胶是由下述重量份的原料制备而成(上覆盖薄片胶层1和上覆盖基底胶层3配方相同)：70份天然橡胶、20份丁苯橡胶、7份硫化剂硫磺、5份1，4-双叔丁基过氧二异丙基苯、30份氧化锌、5份硬脂酸、60份白炭黑、20氧化聚乙烯蜡、5份防老剂RD、2份硅烷偶联剂KH560。

在本实施例中，硫化温度为160℃，硫化压力为13Mpa。

在本实施例中，所述陶瓷钉2进行预处理的过程包括：取苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物，加入到甲苯中，搅拌溶解，送入到反应釜中，加入甲酸，调节反应釜温度为65℃，加入过氧化氢，搅拌反应4小时，出料，加入陶瓷钉，浸泡12小时，出料，真空干燥。

在本实施例中，所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物、甲酸、过氧化氢的重量比为40:6:2。

在本实施例中，所述陶瓷钉2为订制的微孔陶瓷制品，执行标准为多孔陶瓷产品通用技术条件GB/T 16533-1996，微孔类别代号为12(微孔直径范围＞150-250μm)。

在本实施例中，陶瓷钉阵列的宽度为输送带带宽的50％。(实施例时，可以根据实际需要设置陶瓷钉阵列的宽度)

实施例2

与实施例1不同的是，实施例2中：

所述上覆盖层中的橡胶是由下述重量份的原料制备而成：60份天然橡胶、10份丁苯橡胶、2份硫化剂硫磺、1份1，4-双叔丁基过氧二异丙基苯、2份氧化锌、1份硬脂酸、30份白炭黑、5份氧化聚乙烯蜡、1份防老剂RD、1份硅烷偶联剂KH560。

硫化时，硫化温度为150℃，硫化压力为9Mpa。

所述陶瓷钉2进行预处理的过程包括：取苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物，加入到甲苯中，搅拌溶解，送入到反应釜中，加入甲酸，调节反应釜温度为60℃，加入过氧化氢，搅拌反应3小时，出料，加入陶瓷钉，浸泡10小时，出料，真空干燥。

所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物、甲酸、过氧化氢的重量比为30:5:1。

实施例3

与实施例1不同的是，实施例3中：所述上覆盖层中的橡胶是由下述重量份的原料制备而成：60份天然橡胶、20份丁苯橡胶、4份硫化剂硫磺、3份1，4-双叔丁基过氧二异丙基苯、2份氧化锌、3份硬脂酸、50份白炭黑、15份氧化聚乙烯蜡、3份防老剂RD、1份硅烷偶联剂KH560。

实施例4

与实施例1不同的是，实施例4中：所述上覆盖层中的橡胶是由下述重量份的原料制备而成：65份天然橡胶、15份丁苯橡胶、4份硫化剂硫磺、3份1，4-双叔丁基过氧二异丙基苯、10份氧化锌、3份硬脂酸、50份白炭黑、15份氧化聚乙烯蜡、3份防老剂RD、1.5份硅烷偶联剂KH560。

实施例5

与实施例1不同的是，实施例5中：陶瓷钉2的预处理方式不同，仅是在表面涂覆了陶瓷无机粘合剂。

对比例：

与实施例1不同的是，对比例中，陶瓷钉2没有经过预处理。

按照GB/T 6759-2013中的A法测定上覆盖薄片胶层1和上覆盖基底胶层3之间的粘合强度，结果参见表一。

表一 粘合强度测试结果

与对比例相比，实施例1-4中，陶瓷钉经过特殊的预处理，与橡胶的粘合强度显著提高，上覆盖薄片胶层1(输送带工作表层)不易剥离，输送带使用寿命长。实施例5中，陶瓷钉表面涂覆有陶瓷粘合剂，与橡胶的粘合强度也有提高，使得输送带寿命得到延长，但效果与实施例1-4存在明显差距。

需要指出的是，本方案的技术方案针对钢铁厂悬臂机上输送带的使用需求研发获得，但不限于在钢铁厂悬臂机上应用。

上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施例的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和实施例中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。