一种输送带及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种输送带及其制备方法和应用 (Conveying belt and preparation method and application thereof ) 是由 孙九光 鞠岑 沈庆龙 叶家坤 王亚静 陈新杰 于 2021-01-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种输送带及其制备方法和应用,所述输送带按照重量份数包括如下组分：丁苯橡胶100份,增塑剂5-50份,阻燃剂1-36份,抗静电剂1-5份,稳定剂1-8份,润滑剂1-3份,补强剂32-50份；所述补强剂包括炭黑和研磨后的滑石粉的组合；所述炭黑的重量份数为30-40份；所述滑石粉的重量份数为2-10份。本发明所述输送带在补强剂上的成本投入较低,且具有较好的硬度和强度。(The invention relates to a conveying belt and a preparation method and application thereof, wherein the conveying belt comprises the following components in parts by weight: 100 parts of styrene butadiene rubber, 5-50 parts of plasticizer, 1-36 parts of flame retardant, 1-5 parts of antistatic agent, 1-8 parts of stabilizer, 1-3 parts of lubricant and 32-50 parts of reinforcing agent; the reinforcing agent comprises the combination of carbon black and ground talcum powder; the weight portion of the carbon black is 30-40; the talcum powder is 2-10 parts by weight. The conveyer belt has low cost investment on the reinforcing agent and has better hardness and strength.)
技术领域
本发明涉及化工材料技术领域，尤其涉及一种输送带及其制备方法和应用。
背景技术
炭黑和白炭黑是输送带胶料常用的补强材料，但是由于成本较高，考虑到降低生产成本，考虑使用超细复合矿物无机填料全部或部分代替炭黑或白炭黑用于橡胶制品胶料中，有利于降低胶料生产成本，还可以通过调整组分和配比来改变超细复合矿物无机填料的性能，从而大大提高了其应用范围和效果。
CN108314850A公开了一种橡胶组合物及加工方法，及应用其的橡胶制品和生产方法，其公开的橡胶组合物包括：橡胶基体和必要组份，所述橡胶基体包含：支化聚乙烯的含量a：0＜a≤100份，二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶的含量b：0≤b＜100份，所述必要组份包含：交联剂1.5～10份，补强填充剂40～200份，所述补强填充剂包含炭黑、白炭黑，还可包含碳酸钙、滑石粉、煅烧陶土、硅酸镁、碳酸镁中的一种及以上，其中，含炭黑5～100份，含白炭黑5～60份，橡胶组合物的应用为生产橡胶制品，其公开的橡胶制品包括制作高强度电线电缆用绝缘料，防水卷材，耐高温输送带。有益效果是提高橡胶制品的成品率和撕裂强度，提高橡胶制品的使用性能。其公开的橡胶制品并没有对补强剂的种类进行进一步研究，配方生产成本较高。
CN106751045A公开了一种耐磨损输送带橡胶材料及其制备方法，其公开的耐磨损输送带橡胶材料由以下重量份的原料制成：丁基橡胶30-60份，ABS树脂20-35份，四硫化双戊撑秋兰姆4-10份，二正丁基二硫代氨基甲酸锌1-5份，二氧化硅3-9份，木质纤维2-7份，苯甲酸钠5-15份，苯基硅油5-10份，炭黑2-8份，环己基硫代邻苯二甲酰亚胺6-12份，二硫化二苯并噻唑2-8份，滑石粉3-10份，硫磺3-9份，硅酸钙3-10份，成膜助剂3-6份。其公开的输送带橡胶材料不但耐磨损性好，同时还具有强度高、耐冲击性强等优点，但是其公开的输送带橡胶材料补强剂种类较多，炭黑占比较高，胶料成本较高。
因此，开发一种成本较低又具有较好的硬度和强度的输送带至关重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种输送带及其制备方法和应用，所述输送带在补强剂上的成本投入较低，且具有较好的硬度和强度。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种输送带，所述输送带按照重量份数包括如下组分：丁苯橡胶100份，增塑剂5-50份，阻燃剂1-36份，抗静电剂1-5份，稳定剂1-8份，润滑剂1-3份，补强剂32-50份；
所述补强剂包括炭黑和滑石粉的组合；
所述炭黑的重量份数为30-40份；
所述研磨后的滑石粉的重量份数为2-10份。
本发明所述输送带中的补强剂采用的是炭黑和研磨后的滑石粉的组合，将成本较高的炭黑部分替换为成本较低的滑石粉，降低了生产成本；特定配比下的炭黑和研磨后的滑石粉不仅能降低生产成本，还能使所得输送带的硬度和强度保持在较高的水平；研磨后的滑石粉相对于未研磨的滑石粉原料，粒径从74μm下降为10μm，研磨后的滑石粉在相同的添加量下所得输送带的硬度和强度更高。
所述增塑剂的重量份数为5-50份，例如10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份等。
所述阻燃剂的重量份数为1-36份，例如5份、10份、15份、20份、25份、30份、35份等。
所述抗静电剂的重量份数为1-5份，例如2份、3份、4份等。
所述稳定剂的重量份数为1-8份，例如2份、3份、4份、5份、6份、7份等。
所述润滑剂的重量份数为1-3份，例如1.5份、2份、2.5份等。
所述补强剂的重量份数为32-50份，例如34份、36份、38份、40份、42份、44份、46份、48份等。
所述炭黑的重量份数为30-40份，例如31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份等。
所述滑石粉的重量份数为2-10份，例如3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份等。
优选地，所述增塑剂包括邻苯二甲酸酯和/或氯化石蜡-52。
优选地，所述邻苯二甲酸酯在所述输送带中的重量份数为25-35份，例如26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份等。
优选地，所述氯化石蜡-52在所述输送带中的重量份数为5-15份，例如6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份等。
优选地，所述阻燃剂包括三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)、三氧化二锑、硼酸锌或阻燃剂FRN-255中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：TCEP和三氧化二锑的组合，三氧化二锑、硼酸锌和阻燃剂FRN-255的组合，TCEP、三氧化二锑、硼酸锌和阻燃剂FRN-255的组合等。
优选地，所述三(2-氯乙基)磷酸酯在所述输送带中的重量份数为15-25份，例如16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份等。
优选地，所述三氧化二锑在所述输送带中的重量份数为1-3份，例如1.5份、2份、2.5份等。
优选地，所述硼酸锌在所述输送带中的重量份数为2-5份，例如2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份等。
优选地，所述阻燃剂FRN-255在所述输送带中的重量份数为1-3份，例如1.5份、2份、2.5份等。
优选地，所述抗静电剂包括非离子抗静电剂。例如TF 480等。
优选地，所述稳定剂包括三盐基硫酸铅和/或二盐基亚磷酸铅。
优选地，所述三盐基硫酸铅在所述输送带中的重量份数为2-5份，例如2.5份、3份、3.5份、4份等。
优选地，所述二盐基亚磷酸铅在所述输送带中的重量份数为1-3份，例如1.5份、2份、2.5份等。
优选地，所述润滑剂包括硬脂酸钡。
第二方面，本发明提供一种第一方面所述的输送带的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将丁苯橡胶、增塑剂、阻燃剂、抗静电剂、稳定剂、润滑剂和补强剂按照重量份数混合，塑炼，硫化，得到所述输送带；
所述补强剂包括炭黑和研磨后的滑石粉的组合。
优选地，所述塑炼的时间为15-25分钟，例如16分钟、17分钟、18分钟、19分钟、20分钟、21分钟、22分钟、23分钟、24分钟等。
优选地，所述塑炼在双辊筒开炼机中进行。
优选地，所述双辊筒开炼机中的前辊温度为150-155℃，例如151℃、152℃、153℃、154℃等。
优选地，所述双辊筒开炼机中的后辊温度为145-150℃，例如146℃、147℃、148℃、149℃等。
作为优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：将丁苯橡胶、增塑剂、阻燃剂、抗静电剂、稳定剂、润滑剂和补强剂按照重量份数混合，在前辊温度为150-155℃，后辊温度为145-150℃的双辊筒开炼机中塑炼15-25分钟，硫化，得到所述输送带。
第三方面，本发明提供一种第一方面所述的输送带在煤渣、矿料或矿渣的运输中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明所述输送带在补强剂上的成本投入较低，且具有较好的硬度和强度。本发明所述输送带的平均硬度在62-68SHA°之间，平均拉伸强度在20.2MPa以上，平均拉断伸长率在402％以上，本发明通过采用廉价的滑石粉部分替代炭黑，在降低成本的基础上能够满足工业生产的需求。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1-7和对比例1-2
一种输送带，按照重量份数计算，其各组分及含量如表1和表2所示：
表1
表2
表1和表2中，丁苯橡胶购于上海加富新材料科技有限公司，牌号为丁苯橡胶1502；氯化石蜡-52购于南京国威化工有限公司，牌号为A-1；抗静电剂购于天津市正合化工助剂有限公司，牌号为TF 480；阻燃剂FRN-255购于安徽鼎联新材料科技有限公司，牌号为FRN-255；炭黑购于菏泽市盛茂源化工有限公司，牌号为炭黑N330；滑石粉购于江苏群鑫粉体科技有限公司，牌号为WF-501。
实施例1所提供的输送带，其制备方法包括如下步骤：
先将滑石粉原料(未研磨的滑石粉，粒径为74μm)通过CMD2000超细研磨机进行研磨，得到研磨后的滑石粉(粒径为10μm)，再将丁苯橡胶、增塑剂、阻燃剂、抗静电剂、稳定剂、润滑剂和炭黑以及研磨后的滑石粉按照重量份数混合，在前辊温度为152℃，后辊温度为148℃的双辊筒开炼机中塑炼20分钟，硫化，得到所述输送带。
实施例2所提供的输送带，其制备方法包括如下步骤：
本实施例的制备方法与实施例1的区别在于前辊温度为150℃，后辊温度为145℃，塑炼时间为25分钟，其余均与实施例1相同。
实施例3所提供的输送带，其制备方法包括如下步骤：
本实施例的制备方法与实施例1的区别在于前辊温度为155℃，后辊温度为150℃，塑炼时间为15分钟，其余均与实施例1相同。
实施例4-7和对比例1-2所述输送带的制备方法与实施例1的区别仅在于各组分添加量和组分种类不同，具体详见表1-2。
性能测试
将实施例1-7和对比例1-2所述输送带在5MPa压力下合模，升高温度至165℃，再加压至15MPa，保持压力、温度不变，5min后压片成型，取出压片，冷却至室温，摆放24小时后，测试其力学性能。
测试结果汇总于表3中。
表3
分析表3数据可知，本发明所述输送带的平均硬度在62-68SHA°之间，平均拉伸强度在20.2MPa以上，平均拉断伸长率在402％以上，本发明所述输送带以廉价的滑石粉进行研磨后部分替代炭黑作为补强剂，使得所得输送带在降低成本的前提下能保证输送带的平均硬度、平均强度和平均伸长率维持在较高的水平。
分析对比例1和实施例1可知，实施例1相对于对比例1，所述输送带的平均硬度、平均强度和平均伸长率都有所下降，但是下降幅度较低，仍能满足工业生产需求，且降低成本发生了大幅度下降。
分析对比例2与实施例5可知，对比例2的力学性能不如实施例5，甚至不能满足工业生产的需求橡胶(胶片要求：硬度在60-75SHA°之间，平均拉伸强度≥20MPa，拉断伸长率≥400％)，由此说明当炭黑与研磨后的滑石粉组合使用，相对于炭黑与未研磨的滑石粉组合使用，所得的输送带的平均硬度、平均强度和平均伸长率更好，能在满足基本工业需求的基础上完成成本的降低。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
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