D型输送带覆盖胶的配方设计

７０℃）和丁苯橡胶（一５７℃），其分子链柔顺，摩擦系数 低，耐疲劳性好，动态模量高，所以顺丁橡胶具有优
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耐磨性下降。本研究工作对几类常见增塑剂的种类 和用量进行了优选。 当然，在覆盖胶的配方设计中，不仅要满足上 述性能的要求，还必须满足制造工艺和成本的要 求，如便于混炼、热炼、压延、压出，抗焦烧性好，有 适当挺性和贴合粘性，硫化速度能满足效率及成本 的需要等。
变化，磨耗量先降低后升高，依此分析，选ＣＺ用量为 １份。 ４。增塑剂的探索 对４种常用的增塑剂品种机油、软化重油、松焦 油、古马隆进行了对比，
了其用量为ＣＺ用１份，硫黄用１．５份。 ４．通过对比几种常见增塑剂品种和用量的对比， 选用软化重油５份可获得较好的磨耗量指标。 使用该配方生产的输送带产品，胶料耐磨性好，
表１
生胶并用试验方案及结果
一、试验用原材料、试验设备、试验方法
１．试验用原材料 天然橡胶，西双版纳景阳橡胶有限责任公司；顺
注：基本配方为硫黄１．５，促进剂ＣＺ １，氧化锌＋硬脂酸’７，防老剂２．５， 石蜡２，软化重油５，中超耐磨炭黑（Ｎ２２０）５０，合计６９。硫化条件为
１５００Ｃ×２０ｍｉｎ。
丁橡胶（ＢＲ９０００），大庆石化公司产品；氧化锌，大连
２０ｍｉｎ。
从表３数据看，在促进剂ＣＺ为１份时，硫黄１．５份 时，能满足标准要求。当硫黄用量为１．５份时，按４＃、
２．补强体系选用中超耐磨炭黑５０份可以兼顾 拉伸强度、磨耗量和其它性能，获得较好的试验
结果。 ３．硫化体系简单优选了ＣＺ和硫黄的配比，确定
２”、５４顺序，随ＣＺ用量增大，胶料拉伸强度由低到高
二、试验
１．生胶的并用试验 为了获得较高耐磨性能的覆盖胶配方，首先要 确定生胶的种类和配合比例。本试验选用天然橡胶 和顺丁橡胶配合使用，以获得高的拉伸强度和较好 的磨耗指标。试验方案及结果见表１。 从以上数据可见，随着天然橡胶用量的减少和 顺丁橡胶用量的增大，拉伸强度逐渐变小，磨耗指标
从以上数据可见，在Ｎ１１０、Ｎ２２０、Ｎ３３０的对比
型（狭小平行部分宽４．０ｍｍ＋Ｏ．１ｍｍ）哑铃状裁刀裁切 试样。 （２）磨耗量试验：ＧＢ／Ｔ ９８６７（（硫化橡胶耐磨性能 的测试（旋转辊筒磨耗机法）》。
注：基本配方为天然橡胶，Ｊ呗３－橡胶５０／５０，硫黄１．５，促进剂ＣＺ １，氧化锌＋硬脂酸７，防老剂２．５，石蜡２，软化重油５，合计１１９。硫化
条件为１５０＇Ｕ×２０ｒａｉｎ。
中，Ｎ２２０显示了较大优势，综合拉伸强度和磨耗指标
看，优于超耐磨炭黑和高耐磨炭黑，这可能是由于
Ｎ１
１０在混过程中分散不女ｆｌＮ２２０均匀所致。从Ｎ２２０的
用量变量数据看，用量为４０份时，强度低些；用量为
６０份时，磨耗量增大较多，不宜采用。综合分析看，还
是采用中超耐磨炭黑（Ｎ２２０）５０份较为适宜。 ３．硫化体系的变量试验 硫化体系一般包括硫化剂、活化剂和促进剂。覆
逐渐变好。达到５０／５０的用量时，拉伸强度和磨耗值
能够满足标准要求。表现为拉伸强度超过１８ＭＰａ，磨
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Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ应用技术
盖胶活化剂一般选用氧化锌和硬脂酸并用，本试验 采用氧化锌和硬脂酸５／２的活化体系。硫化剂采用硫
从以上数据可见，几种增塑剂中，在同样用量
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D型输送带覆盖胶的配方设计
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 王秀爽， 李文香 王秀爽(阜新双橡工矿橡塑制品有限公司)， 李文香(辽宁阜新高新技术产业开发区) 中国橡胶 China Rubber 2014,30(9)
顾输送带覆盖胶的其它性能要求，笔者选用天然橡 胶与顺丁橡胶并用的生胶体系，以获得强度与耐磨 性的最佳效果。 ２．补强填充体系与耐磨性的关系 补强填充剂的品种、用量和分散程度对橡胶的 耐磨性都有很大的影响。耐磨性与结合胶含量有直
响因素很多，其机理尚不够清楚。一般认为橡胶的
磨耗有磨损磨耗、卷曲磨耗、疲劳磨耗三种形式。磨 损磨耗是指橡胶以较高的摩擦系数与粗糙表面接 触时，摩擦面上的尖锐粒子不断切割、拉断橡胶表 面层的结果。卷曲磨耗是指橡胶与光滑的表面接触
标上达到了标准要求，从其它性能指标看，拉断伸长
率、硬度和胶料的焦烧特性等方面，均较理想。
三、结论
注：基本配方为天然橡胶／顺】橡胶５０／５０，中超耐磨炭黑（Ｎ２２０）
通过上述对配方各体系的探讨和对比试验，最 终确定了各体系的最佳用量如下： １．生胶选用天然橡胶和顺丁橡胶并用，以５０／５０ 最好。
５０，防老剂２．５，石蜡２，软化重油５，合计１５９．５。硫化条件为１５０％ｘ
片成卷脱落。疲劳磨耗是指橡胶表面层在周期应力
下产生的表面疲劳而带来的磨损。一般情况下，磨
损磨耗是输送带的主要磨耗形式。从配方的几大体 系分析如下： １．生胶与耐磨性的关系 一般来说，橡胶的耐磨性随橡胶玻璃化转变温
耐磨性有一最佳值，并因胶种、炭黑类型、制品类型
而异。本试验对比了Ｎ１１０、Ｎ２２０、Ｎ３３０三个品种的炭 黑及其用量对磨耗性能的影响。 ３．胶料的耐磨性与硫化体系的关系 随交联密度的增加，耐磨性有一最佳值，这主要 体现在胶料弹性处于最佳状态时，表现出最佳的磨 耗性能。在进行配方设计时，要适当考虑交联密度与 炭黑用量的关系，以赋予胶料适宜的弹性值，从而获 得最佳耐磨性。此外，交联键的类型与胶料的耐磨性 也有一定关系，根据经验，促进剂ＣＺ与硫黄配合，可 获得较好的效果。 ４．增塑体系与耐磨性的关系 加入增塑剂一般都会带来胶料拉伸强度降低了
接的关系，凡能使结合橡胶增加的因素，均对耐磨性
有利。随着炭黑比表面积的增加、结构性提高和分散 度提高，耐磨性都会随之提高。在良好的使用条件 下，炭黑的分散性对胶料的磨耗性影响最大；在苛刻 的条件下炭黑的结构性影响显著。一般说来，胶料的 耐磨性都受炭黑分散度的影响。随炭黑用量的增加，
时，由于摩擦力的作用使橡胶撕裂，撕裂的橡胶小
表３硫化体系变量试验
配方：天然橡胶／顺丁橡胶５０／５０，硫黄１．５，促进
剂ＣＺ １，氧化锌＋硬脂酸７，防老剂２．５，石蜡２，中超耐 磨炭黑（Ｎ２２０）５０，软化重油５，合计１６９。 结果：拉伸强度２０．５ＭＰａ，拉断伸长率７５０％，邵 尔Ａ型硬度６０，比重１．１１０，磨耗量８３ｍｍ３，ｔ１０（１５００Ｃ） ４’２６”，ｔ“１５０℃）１２ ７３８”。 以上复试结果从拉伸强度和磨耗量两项主要指
耗量低于９０ｍｍ３。 ２．补强剂炭黑的变量试验 一般来说，炭黑的粒径越小，炭黑的比表面积越 高，其补强性就越高。 根据生胶优选结果，笔者选用天然橡胶与顺丁 橡胶５０１５０并用的比例，其它条件不变，对炭黑品种和 用量进行了小范围对比。试验方案及结果见表２。
表２补强剂炭黑的变量试验方案及结果
本试验主要采用国家标准进行，具体如下： （１）拉伸强度试验：ＧＢ／Ｔ ５２８（（硫化橡胶或热塑 性橡胶拉伸应力应变性能的测定》。试样尺寸采用２
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王秀爽１李文香２ １．阜新双橡工矿橡塑制品有限公司 ２．辽宁阜新高新技术产业开发区
Ｄ型输送带覆盖胶是指ＧＢ／Ｔ ９７７０（普通用途钢 丝绳芯输送带》中规定的强磨损工作条件下使用的
异的耐磨性。但ＢＲ有其自身的缺点，主要是抗掉块
能力低，远不如天然橡胶和丁苯橡胶，提高ＢＲ的炭黑
具体试验结果及分析见表４。
表４
４种增塑剂试验对比情况
抗冲击，使用寿命长，获得了较好的经济效益和社会
效益。：
注：基本配方为天然橡胶，顺丁橡胶５０／５０，硫黄１．５，促进剂ＣＺ １，氧化锌＋硬脂酸７，防老剂２．５，石蜡２，中超耐磨炭黑（Ｎ２２０）５０，增 塑剂（变品种）５，合计１６９。硫化条件为１５０℃ｘ２０ｍｉｎ。
的情况下，软化重油对胶料的耐磨性影响最小，其 次是松焦油，但差别结果，进行了各物料最佳 量的复试，对配方进行了全面检测，配方及结果 如下：
黄。由于次磺酰胺类促进剂硫化起硫慢，而起硫后反
应速度快，有较佳的焦烧平坦期，硫化胶老化性能 好。综合考虑性能成本等情况，选用ＣＺ作为促进剂。 以下是对硫黄和促进剂ＣＺ用量的对比试验，具体方 案及试验数据见表３。
金石氧化锌有限公司；硬脂酸，沈阳众博油脂化工厂 产品；硫黄，营口广诚化工公司；促进剂ＣＺ、ＮＯＢＳ、 Ｍ、ＤＭ，天津市有机化工一厂；炭黑（Ｎ１１０、Ｎ２２０、 Ｎ３３０），鞍山炭黑厂；防老剂ＲＤ、４０１０ＮＡ，江苏圣奥 化学科技有限公司；软化重油，青岛胶洋化工有限公 司；其它均为市售合格产品。 ２．主要试验设备 双辊筒炼胶机（ＸＫ一１６０），上海橡胶机械厂；双 层硫化机［（４００×４００）×２—４５ｔ１，上海橡胶机械厂；流 变仪，台湾高铁检测仪器；拉力试验机，江都新真威 试验机械有限公司。 ３．性能指标试验方法
覆盖胶类型，通常称为耐磨型覆盖胶。具体要求是拉
伸强度不低于１８．ＯＭＰａ，拉断伸长率不低于４００％，磨 耗量不大于９０ｍｍ３。这类覆盖胶适合于运输坚硬、形 状不规则、有尖锐凸起、具有较强磨损性的物料，是 输送带中一个重要的品种。 由于橡胶的磨耗是个比较复杂的力学过程，影
含量和降低硫化程度可以大大提高耐掉块性能。兼
度（Ｔｇ）的降低而提高。这是因为，Ｔ瓜的橡胶，在受到
物料磨损时，橡胶的响应是弹性的，处于弹性变形响 应阶段，此时一般是拉伸断裂产生破坏，其中表面剪
切力引起的裂纹增长产生磨损颗粒。与天然橡胶
（ＮＲ）、丁苯橡胶（ＳＢＲ）相比，顺丁橡胶（ＢＲ）具有优
异的耐磨性，Ｔｇ为一９５０Ｃ一一１１０℃，远低于天然橡胶（一
引用本文格式：王秀爽.李文香 D型输送带覆盖胶的配方设计[期刊论文]-中国橡胶 2014(9)