傳送帶按照使用環境的不同可以分為耐熱傳送帶、耐寒傳送帶、耐酸堿傳送帶、耐油傳送帶、食品傳送帶等型號。它是由覆蓋膠、帆布過渡貼膠和帶坯三部分組成的。我國國內主要廣泛地采用三元乙丙橡膠作為輸送帶覆蓋膠的主體材料。但是三元乙丙橡膠的自粘性和互粘性都很差,在與帶坯之間使用的過渡貼膠進行粘合的時候附著力很難達到標準要求。本實驗采用一種優化的覆蓋膠配方,制得的覆蓋膠與過渡貼膠能緊密地粘合在一起,并保持了原有的優秀耐腐蝕特性,大大地提升了傳送膠帶的力學性能。
1、 實驗部分
1. 1 原材料及試劑
三元共聚氯醇橡膠\\( CAS\\) ,武漢有機實業產品;二元共聚氯醇橡膠\\( CHR\\) ,武漢有機實業產品;NBR,武漢橡膠廠產品; 帶坯,武漢橡膠廠產品; 11支紗棉布浸膠,常州市武進江南無紡布廠產品; 硫化劑 NA -22、促進劑 DM、防老劑 RD,河北省衡水市金昌橡膠化工有限公司產品; 四氧化三鉛,溫州試劑化工廠產品; 補強劑炭黑 N330,山西同德化工股份有限公司產品; 硬脂酸,吉林省軍區化工廠產品。
1. 2 主要設備和儀器
XK - 360 型雙輥開煉機和 45 t 雙層平板硫化機,上海橡膠機械廠產品; CMT6503 型電子萬能材料測試機,深圳市新三思材料檢測有限公司產品。
1. 3 膠料配方
三元氯醇橡膠與 NBR 并用膠料基本配方\\( A\\)為: 三元氯醇橡膠與 NBR 100; 硫化劑 6. 5; 防老劑 1. 5; 促進劑 0. 25; 四氧化三鉛 6; 硬脂酸 1; 炭黑 10。二元氯醇橡膠與 NBR 并用膠料基本配方\\( B\\)為: 二元氯醇橡膠與 NBR 100; 硫化劑 5; 防老劑 1;促進劑 0. 25; 四氧化三鉛 6; 硬脂酸 1; 炭黑 10。三元氯醇橡膠與二元氯醇橡膠并用膠料基本配方\\( C\\) 為: 三元氯醇橡膠與二元氯醇橡膠 100; 硫化劑 0. 9; 防老劑 1; 促進劑 0. 25; 四氧化三鉛 6; 硬脂酸 1; 炭黑 10。
1. 4 試樣制備
混煉膠按常規工藝在雙輥開煉機上制備,硫化試樣在平板硫化機上制備。
1. 5 性能測試
輸送帶拉伸性能采用電子拉力測試機測試,試樣在相同室溫下放置 1 天后測定,試樣寬度 4. 0mm,厚1. 4mm,標距 50mm,拉伸速率為 40mm / min。
2、 結果與討論
2. 1 反應條件對傳送膠帶拉伸強度的影響
2. 1. 1 共混比對傳送膠帶拉伸強度的影響
在配方 A、B、C 中,不同的共混比條件下,制備得到的膠料的拉伸強度是不一樣的。
如表 1 所示,隨著 CAS 用量的增加,傳送帶的拉伸強度逐漸減小,所以配方 A 的最優共混比為20 /80,最大拉伸強度為 12. 06MPa。從表 2 看出,隨著 NBR 用量的增加,傳送帶的拉伸強度是逐漸增加的,當 NBR 與二元共聚氯醇橡膠的共混比達到 50/50 的時候,拉伸強度最大,之后又隨著 NBR 用量的增大,拉伸強度下降。因此配方 B 的最優共混比為50 /50,最大拉伸強度為 20. 37MPa; 從表 3 可以看出,隨著二元共聚氯醇橡膠用量的增加,配方 C 制得的傳送帶的拉伸強度逐漸變強,所以配方 C 的最優共混比為 80/20,最大拉伸強度為 10. 66MPa; 綜上所述選取的最優配方為 B 配方,共混比為 50/50。
2. 1. 2 硫化時間對傳送膠帶拉伸強度的影響
如表 4 所示,隨著硫化時間的增加,制得的傳送帶的拉伸強度逐漸增加,在過了 40min 之后,拉伸強度的變化趨近平緩,還略有所下降。所以最優硫化時間為 40min。
2. 1. 3 硫化溫度對傳送膠帶拉伸強度的影響
如表 5 所示,隨著硫化溫度的增加,制得的傳送帶的拉伸強度逐漸增加,當溫度超過 150℃之后,拉伸強度隨著反應溫度的增加而降低。所以最優硫化溫度為 150℃。
綜上所述,這種新型高機械強度的傳送帶的最優配方為: 二元共聚氯醇橡膠/NBR 并用膠料\\( 共混比為 50/50\\) 100; 炭黑 N330 10; 硫化劑 NA -225; 防老劑 RD 1; 促進劑 DM 0. 25; 四氧化三鉛 6; 硬脂酸1; 最優硫化條件為: 時間 40min,溫度 150℃ 。
2. 2 傳送膠帶的耐腐蝕性測定
取 3. 0g 最優配方下制備的傳送帶溶解在不同濃度的酸、堿以及有機溶劑中,靜置 24h,反應結束后,將溶液抽濾,最后在 40℃ 恒溫下真空干燥至恒重。所得結果如表 6 所示。
從表 6 可以看出,配方 B 下制備的傳送帶在酸和堿中不會溶解,在有機溶劑二甲苯中溶解了16% ,表明此種膠帶具有很強的耐酸堿腐蝕性,具備在酸和堿環境下長期使用的能力,但是和大多數高分子聚合物一樣,要避免接觸到有機溶劑。
3、 結論
本文對在不同配方下制得的傳送帶的力學性能進行了研究,實驗表明: 最優覆蓋膠配方為: 二元共聚氯醇橡膠/NBR\\( 50/50\\) 的共混膠 100; 炭黑N330 10; 硫化劑 NA - 225; 防老劑 RD 1; 促進劑 DM0. 25; 四氧化三鉛 6; 硬脂酸 1; 最優硫化條件為: 壓強 20KMp,時間 40min,溫度 150℃。該傳送帶具有良好的物理性能,較強的耐酸堿腐蝕性。在強酸強堿的工況下,有較長的使用壽命,進而滿足客戶要求,有較高的經濟效益。
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