镀铜钢丝帘线骨架输送带粘合胶配方的研究

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-甲-白-钴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󰀁30,SBR󰀁70,炭黑N330󰀁45,白炭黑󰀁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󰀁2󰀁7,促进剂NOBS󰀁1。该优化配方胶料邵尔A型硬度为70度,150󰀁󰀂150min老化前后的钢丝帘线抽出力分别达到1260和1185N。

󰀁󰀁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。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的粘合胶配方进行研究。1󰀁实验

1.1󰀁主要原材料

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

XK-160型开炼机,上海橡胶机械厂产品;400󰀁400󰀁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-5000型拉力试验机,宁夏青山试验机厂产品;GT-M2000A型无转子硫化仪,台湾高铁科技股份有限公司产品。

作者简介:张丽华(1978-),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#

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0.5~0.6mm,薄通2次;然后将辊距调至2~3mm,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0.5~0.6mm,纵向割刀8次;将辊距调至3~4mm,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󰀁󰀂30min。1.4󰀁性能测试

抽出力按照企业标准进行测试,镀铜钢丝帘线结构为7󰀁0.35,帘线直径为1󰀁0mm,埋入长度为20mm,试样宽度为20mm,试验孔直径为12.7mm。粘合老化试验在平板硫化机上进行,老化条件为150󰀁󰀂150min。胶料其余各项性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

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/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

NR/SBR并用比

0/10010/9020/8030/7040/604.864.437259528900870

7159029970920

4.397016.159532

4.266816.660033

3.696817.162034

151

表2󰀁氧化锌和硬脂酸用量对胶料性能的影响

项󰀁󰀁目

氧化锌用量/份

配方编号

A9.5121.556912001100甲甲

B8.51.519.756811211012甲乙

C72.518.47701009890乙丙

D5316.6071954805乙丙

硫化仪数据(150󰀁)󰀁t10/min󰀁t90/min邵尔A型硬度/度拉伸强度/MPa拉断伸长率/%撕裂强度/(kN󰀁m-1)抽出力/N󰀁老化前󰀁老化后

100011801200940

11101020

21.0619.3218.1917.3617.0315.115.6

硬脂酸用量/份t90(150󰀁)/min邵尔A型硬度/度抽出力/N󰀁老化前󰀁老化后附胶等级1)󰀁老化前󰀁老化后

󰀁󰀁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。

󰀁󰀁注:1)甲󰀁附胶率为100%,乙󰀁附胶率为85%,丙󰀁附胶率为70%;配方其余组分和用量分别为NR󰀁30,SBR󰀁70,炭黑N330󰀁50,白炭黑󰀁10,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。

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NOBS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5~10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t90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t90缩短,邵表3󰀁硫黄和促进剂NOBS用量对胶料性能的影响

项󰀁󰀁目

硫黄用量/份

促进剂NOBS用量/份t90(150󰀁)/min邵尔A型硬度/度抽出力/N󰀁老化前󰀁老化后附胶等级1)󰀁老化前󰀁老化后

甲甲

甲甲

甲乙

甲乙

12101185

12541140

12951102

13411035

配方编号

A2.40.823.5562

B2.7121.5066

C3118.7769

D3.31.216.7774

󰀁󰀁注:1)同表2注1);配方其余组分和用量为NR󰀁30,SBR󰀁70,炭黑N330󰀁50,白炭黑󰀁10,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

表4󰀁炭黑品种对NR/SBR并用胶性能的影响

项󰀁󰀁目

邵尔A型硬度/度300%定伸应力/MPa拉伸强度/MPa拉断伸长率/%撕裂强度/(kN󰀁m-1)抽出力/N老化后性能󰀁拉伸强度1)/MPa󰀁拉断伸长率/%󰀁抽出力/N

1)

橡󰀁胶󰀁工󰀁业󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁2010年第57卷

表5󰀁炭黑N330用量对胶料性能的影响

项󰀁󰀁目

t90(150󰀁)/min邵尔A型硬度/度抽出力/N󰀁老化前󰀁老化后附胶等级󰀁老化前󰀁老化后

1)

炭黑品种

N220685.716.855041120016.45201135

N330665.516.359538123016.05401158

N550624.812.96253492817.2535900

N770624.611.36303389616.5535865

炭黑N330用量/份4021.0560900870甲甲

5019.586511001036甲甲

6018.036911501115甲乙

7017.017212051000甲乙

󰀁󰀁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。

󰀁󰀁注:1)老化条件为70󰀁󰀂168h。基本配方为NR󰀁30,SBR󰀁70,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N220胶料

小,因此补强体系采用炭黑N330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。

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。

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4010NA/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4010NA/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-甲-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t90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

项󰀁󰀁目

硼酰化钴用量/份0.821.556311231068

1)

153

表8󰀁白炭黑用量对胶料性能的影响

216.107212241008甲乙

项󰀁󰀁目

白炭黑用量/份炭黑N330用量/份t90(150󰀁)/min邵尔A型硬度/度抽出力/N󰀁老化前󰀁老化后附胶等级1)󰀁老化前󰀁老化后

10651012甲甲

11351100甲甲

12601185甲甲

12691205甲甲

配方编号

A55523.0870

B105023.7571

C154524.1370

D204025.0372

1.219.256511771092甲甲

1.617.306912021035甲乙

t90(150󰀁)/min邵尔A型硬度/度抽出力/N󰀁老化前󰀁老化后附胶等级󰀁老化前󰀁老化后

甲甲

󰀁󰀁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,防老剂4010NA/BLE-C󰀁2.5,芳烃油󰀁4,粘合剂RF󰀁3,粘合剂RA󰀁2,硫黄󰀁2.7,促进剂NOBS󰀁1。

󰀁󰀁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󰀁2.5,芳烃油󰀁4,粘合剂RF󰀁3.6,粘合剂RA󰀁2.4,硼酰化钴󰀁1.2,硫黄󰀁2.7,促进剂NOBS󰀁1。

2.6.2󰀁粘合剂用量

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,胶料的t90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60份。从表8可以看出,

表7󰀁粘合剂用量对胶料性能的影响

项󰀁󰀁目

RF用量/份RA用量/份t90(150󰀁)/min邵尔A型硬度/度抽出力/N󰀁老化前󰀁老化后附胶等级1)󰀁老化前󰀁老化后

乙乙

甲甲

甲甲

甲甲

10351005

11101090

12351175

12651200

配方编号

A2.41.622.2564

B3223.0867

C3.62.424.1870

D4.22.825.3273

随着白炭黑用量的增大,胶料的t90延长,邵尔A型硬度变化不大,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钴、硫黄/促进剂、硬脂酸用量的增大和粘合剂RF/RA以及白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白炭黑、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󰀁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󰀁2󰀁7,促进剂NOBS󰀁1。

第5届全国橡胶工业用织物和骨架材料技术研讨会论文

󰀁󰀁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,防老剂4010NA/BLE-C󰀁2.5,芳烃油󰀁4,硼酰化钴󰀁1.2,硫黄󰀁2.7,促进剂NOBS󰀁1。

Studyonformulationofbondingcompoundofcopper-platedsteelcordconveyorbelt

ZHANGLi-hua,GAOXiu-ling,GUBao-jin,QUCheng-dong,TONGBai-chuan

[FuxinHuanyuRubber(Group)Co.,Ltd.,Fuxin󰀁123000,China]

Abstract:Theformulationofbondingcompoundofcopper-platedsteelcordreinforcedconveyor154橡󰀁胶󰀁工󰀁业󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁2010年第57卷

beltwasinvestigated.Theresultsshowedthat,theadhesionstrengthofcopper-platedsteelcordandrubberwasincreasedbytheresorcino-lformaldehyde-silica-cobaltsystem;thefinalformulationwasasfollows:NR󰀁30,SBR󰀁70,carbonblackN330󰀁45,silica󰀁15,zincoxide󰀁9.5,stearicacid󰀁1,aro-maticoil󰀁4,antioxidant4010NA/BLE-C󰀁2.5,adhesiveRF󰀁3.6,adhesiveRA󰀁2.4,cobaltboroacy-late󰀁1.2,sulfur󰀁2.7,acceleratorNOBS󰀁1.TheShoreAhardnessofthevulcanizatewas70degree,thepulloutforcesofthesteelcordbeforeandafteraging(150󰀁󰀂150min)were1260and1185N,respectively.

Keywords:conveyorbelt;copper-platedsteelcord;bondingcompound;pulloutforce

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30min,置入模具内进行硫化[硫化条件

为(172~178)󰀁/(10~15)MPa󰀁(15~30)min]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)

󰀁󰀁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󰀁CN101407344,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,滤液引入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)

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

󰀁󰀁由天津鹏翎胶管股份有限公司申请的专利(专利号󰀁CN101418890,公开日期󰀁2009-04-29)󰀁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70~100,60~90,60~90和60~90󰀁;NBR中层挤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到螺杆的挤出温度依次为60~90,40~80,40~80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5~60min,成品能在体积分数为200󰀁10-6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)

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

󰀁󰀁由东南大学申请的专利(专利号󰀁CN101412852,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