一種化肥造粒罐專用輸送帶的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種化肥造粒罐專用輸送帶，包括上覆蓋膠層、帶芯和下覆蓋膠層，所述上覆蓋膠層、下覆蓋膠層均由耐高溫膠層和耐熱粘合緩沖層組成。本發明結構強度高，耐高溫性能好，抗化學腐蝕性好，抗沖擊性能佳，使用壽命長。
【專利說明】
一種化肥造粒罐專用輸送帶
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種輸送帶，特別涉及一種化肥造粒罐專用輸送帶。
【背景技術】
[0002] 輸送帶是膠帶輸送機的主要部件，是膠帶輸送機的動力傳遞、運輸物料功能實現 的關鍵部件;廣泛應用于礦山采掘、煤炭、鋼鐵、水泥、電力、化工、港口等環境的物料輸送作 業;輸送帶之所以能夠這樣大量地使用在產業的各個領域，主要在于它比同類其它輸送形 式，具有手段簡單，而且十分經濟，可以大大降低運輸成本和維護保養費用，同時具有自動 控制實現簡單，物料輸送連續快捷，便于定量給料，容易實現生產線連續自動控制，前后物 料平衡運行，對工業自動化生產具有十分突出的作用。
[0003] 耐高溫輸送帶是輸送帶的一個重要分支，代表著輸送帶特殊環境應用的頂尖技 術。眾所周知，橡膠是以碳氫為主要組成的高分子材料，且有優良的彈性、低模量、高耐磨 性，是近代材料科技的重要分支，深入到工業、國防、生活應用的各個領域。雖然橡膠材料有 許多特性，但高分子化合物也有其固有的缺點，耐高溫性能差。通用橡膠在230°c左右，開始 產生降解，物理機械性能變壞，失去應有的特性，實際有效應用溫度低于130°C。特種飽和橡 膠在280°C左右，出現降解，實際有效應用溫度低于150°C，經過特殊配合也只能在170°C下 短時間使用。硅橡膠、氟橡膠因其特殊的分子結構，經過特殊配合，能在200 - 250°C高溫下 使用，但是硅橡膠、氟橡膠，價格昂貴，工藝性能差，主要適用于航空航天工業、及特種制品 行業，難以在輸送帶行業大批量生產中應用。
[0004] 目前國內外化肥造粒罐用輸送帶使用普通的耐高溫輸送帶，不能完全滿足特殊的 環境要求，效果較差。隨著各行各業對輸送帶的需求個性化、特色化，開發此種輸送帶很有 必要，也很有市場，因中國是農業大國，給國內輸送帶生產企業帶來了機遇，也帶來了挑戰。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種化肥造粒罐專用輸送帶，結構強度高，耐高溫性能好， 抗化學腐蝕性好，抗沖擊性能佳，使用壽命長。
[0006] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：
[0007] -種化肥造粒罐專用輸送帶，包括上覆蓋膠層、帶芯和下覆蓋膠層，所述上覆蓋膠 層、下覆蓋膠層均由耐高溫膠層和耐熱粘合緩沖層組成。
[0008] 作為優選，所述耐高溫膠層的材料配方按重量份計如下：
[0009] 生膠100份，補強炭黑40-50份，石蠟油10-15份，聚異丁烯10-20份，耐熱增強劑δη 份，納米二氧化鈦 5-8 份，納米氧化鋅 4-6 份，硬脂酸 1-3 份，促進劑 1-2 份，聚乙二醇 5-8 份， 粘結劑8-12份，防老劑1-3份，硫磺0.2-0.5份，硫化劑DTDM 0.5-0.8份，過氧化二異丙苯3-6 份。
[0010] 本發明對耐高溫膠層的材料配方進行了改性，開發了特殊的材料配方，結構強度 好，耐高溫性能好，抗沖擊性能佳。
[0011] 耐高溫膠層材料配方中添加了耐熱增強劑，不但能很好的增強材料的韌性和強 度，而且能極大地提高材料的耐高溫性能。本發明的耐高溫從兩方面實現，首先改進了生膠 體系的配方，其次，以聚異丁烯、耐熱增強劑及納米二氧化鈦組成耐熱體系，為耐高溫膠層 材料提供耐高溫支持。生膠體系與耐熱體系配合，協同發揮作用，在增強材料的韌性和強度 同時，大大提尚了材料的耐尚溫性能。
[0012] 本發明耐高溫膠層材料配方中添加了粘結劑，能夠增強耐高溫膠層與耐熱粘合緩 沖層的結合力，提高層間結合強度。耐熱成分聚異丁烯與生膠的結合不強，本發明的粘結劑 采用特定的乙烯基三叔丁基過氧硅烷能顯著增強聚異丁烯與生膠的結合力。
[0013] 作為優選，所述生膠由三元乙丙膠40-65份，二元乙丙膠10-15份，氯化丁基橡膠5-10份，溴化丁基橡膠5-10份，甲基乙烯基硅橡膠10-15份，乙烯-乙酸乙烯酯5-10份。
[0014]作為優選，所述防老劑按重量份計由1-2份防老劑RD、1-2份防老劑4010NA、1-2份 防老劑8PPD-35和1-3份石蠟混合組成。本發明特殊的防老劑組合針對化肥造粒罐專用輸送 帶設計，協同發揮作用，材料的耐高溫老化性能佳。
[0015] 作為優選，所述促進劑按重量份計由促進劑BZ 1-2份、促進劑TT 1-2份、促進劑 ZDMC 1-2份及促進劑TMTD 1-2份組成。本發明特殊的促進劑組合針對化肥造粒罐專用輸送 帶設計，協同發揮作用，材料的耐高溫老化性能佳。
[0016] 作為優選，所述粘結劑為乙烯基三叔丁基過氧硅烷。乙烯基三叔丁基過氧硅烷的 加入能大大增強個組分間的結合力，增強復合材料的韌性和強度，同時，乙烯基三叔丁基過 氧硅烷的加入還能加強與耐熱粘合緩沖層的結合強度。
[0017] 作為優選，所述耐熱增強劑為納米沸石粉與凹凸棒土的混合物經改性處理后而 得，其中納米沸石粉與凹凸棒土質量比為1:0.5-1。
[0018] 本發明特別添加耐熱增強劑，納米沸石粉主要起到耐熱作用，凹凸棒土對材料體 系有明顯增強和增韌作用，本發明將納米沸石粉與凹凸棒土配合，協同發揮作用，并進行特 定的改性處理，使得耐熱增強劑對材料的耐熱及增強、增韌作用明顯提升。
[0019] 作為優選，所述耐熱增強劑的具體制備步驟如下：
[0020] (1)將凹凸棒土在400-450 °C下煅燒90-120min，冷卻后，粉碎，過篩得凹凸棒粉；
[0021 ] (2)將凹凸棒粉與納米沸石粉混勻后得混合物；
[0022] (3)將混合物與質量濃度15-25%的二甲基亞砜溶液中，攪拌混合均勻得混合物分 散液;通過將混合物加入二甲基亞砜溶液中，能夠使得混合物分散均勻，這樣利于后續的酸 溶液氧化改性。酸溶液能夠使得沸石粉、凹凸棒土親水性降低，親油性增加，從而提高沸石 粉、凹凸棒土與生膠的結合力。
[0023] (4)向混合物分散液中加入酸溶液攪拌混勻后，超聲處理10-20min，過濾，分別用 水和無水乙醇洗滌，然后在75-85°C下真空干燥2-3h得初級改性物；
[0024] (5)將質量濃度為30-50%的鈦酸酯偶聯劑無水乙醇溶液與初級改性物混合20- 30min，然后再加入質量濃度為40-50%硅烷偶聯劑狃550的無水乙醇溶液混合30-501^11，然 后80-90°C下真空干燥30-60min，粉碎后得耐熱增強劑。
[0025]初級改性物由于顆粒較細，容易團聚，這樣不利于后續加工，且對復合材料的性能 有較大影響。發明人通過長期的實驗研究后發現，先通過使用鈦酸酯偶聯劑對初級改性物 進行第一次表面處理，后再通過添加硅烷偶聯劑對處理過的初級改性物進行第二次表面處 理，這樣能有效解決初級改性物團聚的問題，使硅烷偶聯劑有效的包裹初級改性物，進一步 的防止了初級改性物的團聚，為與生膠的混合做好了有效的鋪墊作用，由于偶聯劑的處理， 初級改性物與生膠混合的更均勻，結合強度更好，形成的復合材料成分均勻，力學性能佳。 鈦酸酯偶聯劑、硅烷偶聯劑均配成無水乙醇溶液的形式添加，這樣與初級改性物的混合均 勻性好，起效好。
[0026] 作為優選，步驟(3)中質量濃度15-25 %的二甲基亞砜溶液用量為每克混合物使用 10-15mL〇
[0027] 作為優選，步驟(4)中所述酸溶液為質量濃度為5-10%的硝酸溶液與質量濃度為 10-15%的乙酸溶液按照1:3-5體積比的混合物;步驟(5)中鈦酸酯偶聯劑的用量為初級改 性物重量的0.3-0.5%，硅烷偶聯劑KH550的用量為初級改性物重量的1-1.5%。本發明的特 定酸溶液是針對凹凸棒土、沸石粉的改性設計的，能夠使得沸石粉、凹凸棒土親水性降低， 親油性增加，從而提高沸石粉、凹凸棒土與生膠的結合力。
[0028] 本發明的有益效果是:結構強度高，耐高溫性能好，抗化學腐蝕性好，抗沖擊性能 佳，使用壽命長。
【附圖說明】
[0029] 圖1是本發明的一種剖視結構示意圖。
[0030] 圖中：1、耐高溫膠層，2、耐熱粘合緩沖層，3、帶芯。
【具體實施方式】
[0031 ]下面通過具體實施例，對本發明的技術方案作進一步的具體說明。
[0032]本發明中，若非特指，所采用的原料和設備等均可從市場購得或是本領域常用的。 下述實施例中的方法，如無特別說明，均為本領域的常規方法。
[0033]所述耐熱粘合緩沖層的配方按重量份計如下(耐熱粘合緩沖層的具體配方參見專 利CN 104860000 B):
[0034] 三元乙丙膠65-75份，天然橡膠25-35份，補強炭黑45-55份，耐熱操作油8-15份，氧 化鋅6-8份，硬脂酸1-2份，氧化鎂2-4份，促進劑NOBS 1-1.5份，增粘劑2-4份，防老劑1-3份， 硬脂酸鈣4-6份，硫化劑2-3份;所述三元乙丙膠和天然橡膠總和為100份。
[0035] 實施例1:
[0036] -種化肥造粒罐專用輸送帶，包括上覆蓋膠層、帶芯3(帆布）和下覆蓋膠層，所述 上覆蓋膠層、下覆蓋膠層均由耐高溫膠層1和耐熱粘合緩沖層2組成(圖1)。
[0037] 所述耐高溫膠層的材料配方按重量份計如下：
[0038]三元乙丙膠40份，二元乙丙膠15份，氯化丁基橡膠10份，溴化丁基橡膠10份，甲基 乙烯基硅橡膠(市售）15份，乙烯-乙酸乙烯酯(市售）10份，補強炭黑40份，石蠟油10份，聚異 丁烯(市售）10份，耐熱增強劑12份，納米二氧化鈦8份，納米氧化鋅6份，硬脂酸1份，促進劑1 份，聚乙二醇5份，粘結劑（乙烯基三叔丁基過氧硅烷)8份，防老劑1份，硫磺0.2份，硫化劑 DTDM(市售)0.5份，過氧化二異丙苯3份。
[0039]所述防老劑按重量份計由1份防老劑RD(市售）、1份防老劑4010NA(市售）、1份防老 劑8Pro-35(市售)和1份石蠟混合組成。所述促進劑按重量份計由促進劑BZ(市售）1份、促進 劑TT (市售)2份、促進劑ZDMC (市售)1份及促進劑TMTD (市售)2份組成。
[0040]所述耐熱增強劑為納米沸石粉與凹凸棒土的混合物經改性處理后而得，其中納米 沸石粉與凹凸棒土質量比為1:0.5。所述耐熱增強劑的具體制備步驟如下：
[0041 ] (1)將凹凸棒土在400 °C下煅燒120min，冷卻后，粉碎，過篩得凹凸棒粉；
[0042] (2)將凹凸棒粉與納米沸石粉混勻后得混合物；
[0043] (3)將混合物與質量濃度15 %的二甲基亞砜溶液中，攪拌混合均勻得混合物分散 液;質量濃度15 %的二甲基亞砜溶液用量為每克混合物使用15mL。
[0044] (4)向混合物分散液中加入酸溶液攪拌混勻后，超聲處理lOmin，過濾，分別用水和 無水乙醇洗滌，然后在75°C下真空干燥3h得初級改性物;所述酸溶液為質量濃度為5%的硝 酸溶液與質量濃度為15%的乙酸溶液按照1:3體積比的混合物。
[0045] (5)將質量濃度為30%的鈦酸酯偶聯劑無水乙醇溶液與初級改性物混合20min，然 后再加入質量濃度為40%硅烷偶聯劑1?550的無水乙醇溶液混合301^11，然后80°(：下真空干 燥60min，粉碎后得耐熱增強劑。鈦酸酯偶聯劑的用量為初級改性物重量的0.3%，硅烷偶聯 劑KH550的用量為初級改性物重量的1 %。
[0046] 實施例2:
[0047] -種化肥造粒罐專用輸送帶，包括上覆蓋膠層、帶芯3(帆布）和下覆蓋膠層，所述 上覆蓋膠層、下覆蓋膠層均由耐高溫膠層1和耐熱粘合緩沖層2組成。
[0048] 所述耐高溫膠層的材料配方按重量份計如下：
[0049]三元乙丙膠65份，二元乙丙膠10份，氯化丁基橡膠5份，溴化丁基橡膠5份，甲基乙 烯基硅橡膠（市售）1〇份，乙烯-乙酸乙烯酯（市售)5份，補強炭黑50份，石蠟油15份，聚異丁 烯(市售)20份，耐熱增強劑8份，納米二氧化鈦5份，納米氧化鋅4份，硬脂酸3份，促進劑2份， 聚乙二醇8份，粘結劑（乙烯基三叔丁基過氧硅烷）12份，防老劑3份，硫磺0.5份，硫化劑DTDM (市售)0.8份，過氧化二異丙苯6份。
[0050]所述防老劑按重量份計由2份防老劑RD(市售）、2份防老劑4010NA(市售）、2份防老 劑8ΡΗ)-35(市售)和3份石蠟混合組成。所述促進劑按重量份計由促進劑BZ(市售)2份、促進 劑TT (市售)1份、促進劑ZDMC (市售)2份及促進劑TMTD (市售)1份組成。
[0051 ]所述耐熱增強劑為納米沸石粉與凹凸棒土的混合物經改性處理后而得，其中納米 沸石粉與凹凸棒土質量比為1:1。所述耐熱增強劑的具體制備步驟如下：
[0052] (1)將凹凸棒土在450 °C下煅燒90min，冷卻后，粉碎，過篩得凹凸棒粉；
[0053] (2)將凹凸棒粉與納米沸石粉混勻后得混合物；
[0054] (3)將混合物與質量濃度25 %的二甲基亞砜溶液中，攪拌混合均勻得混合物分散 液;質量濃度25 %的二甲基亞砜溶液用量為每克混合物使用10mL。
[0055] (4)向混合物分散液中加入酸溶液攪拌混勻后，超聲處理20min，過濾，分別用水和 無水乙醇洗滌，然后在85°C下真空干燥2h得初級改性物;所述酸溶液為質量濃度為10%的 硝酸溶液與質量濃度為10%的乙酸溶液按照1:5體積比的混合物。
[0056] (5)將質量濃度為50%的鈦酸酯偶聯劑無水乙醇溶液與初級改性物混合30min，然 后再加入質量濃度為50%硅烷偶聯劑1?550的無水乙醇溶液混合501^11，然后90°(：下真空干 燥30min，粉碎后得耐熱增強劑。鈦酸酯偶聯劑的用量為初級改性物重量的0.5%，硅烷偶聯 劑KH550的用量為初級改性物重量的1.5%。
[0057] 實施例3:
[0058] 一種化肥造粒罐專用輸送帶，包括上覆蓋膠層、帶芯3(帆布）和下覆蓋膠層，所述 上覆蓋膠層、下覆蓋膠層均由耐高溫膠層1和耐熱粘合緩沖層2組成。
[0059] 所述耐高溫膠層的材料配方按重量份計如下：
[0060] 三元乙丙膠50份，二元乙丙膠12份，氯化丁基橡膠8份，溴化丁基橡膠8份，甲基乙 烯基硅橡膠（市售）13份，乙烯-乙酸乙烯酯（市售)9份，補強炭黑45份，石蠟油12份，聚異丁 烯(市售）15份，耐熱增強劑10份，納米二氧化鈦6份，納米氧化鋅5份，硬脂酸2份，促進劑1.5 份，聚乙二醇7份，粘結劑（乙烯基三叔丁基過氧硅烷）10份，防老劑2份，硫磺0.3份，硫化劑 DTDM(市售)0.6份，過氧化二異丙苯4份。
[0061 ]所述防老劑按重量份計由1.5份防老劑RD(市售）、1.5份防老劑4010NA(市售）、1.5 份防老劑8PPD-35(市售）和2份石蠟混合組成。所述促進劑按重量份計由促進劑BZ(市售） 1.5份、促進劑TT (市售)1份、促進劑ZDMC (市售)1.5份及促進劑TMTD (市售)1.5份組成。 [0062]所述耐熱增強劑為納米沸石粉與凹凸棒土的混合物經改性處理后而得，其中納米 沸石粉與凹凸棒土質量比為1:0.8。所述耐熱增強劑的具體制備步驟如下：
[0063] (1)將凹凸棒土在420 °C下煅燒lOOmin，冷卻后，粉碎，過篩得凹凸棒粉；
[0064] (2)將凹凸棒粉與納米沸石粉混勻后得混合物；
[0065] (3)將混合物與質量濃度20 %的二甲基亞砜溶液中，攪拌混合均勻得混合物分散 液;質量濃度20 %的二甲基亞砜溶液用量為每克混合物使用10mL。
[0066] (4)向混合物分散液中加入酸溶液攪拌混勻后，超聲處理15min，過濾，分別用水和 無水乙醇洗滌，然后在80°C下真空干燥2.5h得初級改性物;所述酸溶液為質量濃度為8 %的 硝酸溶液與質量濃度為12%的乙酸溶液按照1:4體積比的混合物。
[0067] (5)將質量濃度為40%的鈦酸酯偶聯劑無水乙醇溶液與初級改性物混合25min，然 后再加入質量濃度為45%硅烷偶聯劑1?550的無水乙醇溶液混合4〇1^11，然后85°(：下真空干 燥40min，粉碎后得耐熱增強劑。鈦酸酯偶聯劑的用量為初級改性物重量的0.4%，硅烷偶聯 劑KH550的用量為初級改性物重量的1.2%。
[0068]本發明的制備方法如下：
[0069] (1)耐高溫膠層制備：
[0070] 一段混煉:將三元乙丙膠、二元乙丙膠、氯化丁基橡膠、溴化丁基橡膠、甲基乙烯基 硅橡膠、乙烯-乙酸乙烯酯、聚異丁烯、耐熱增強劑、納米氧化鋅、硬脂酸、促進劑、聚乙二醇、 粘結劑及防老劑加入密煉機預壓混煉1.5分鐘，混煉溫度70°C，加入補強炭黑和石蠟油進行 高速混煉1.5分鐘，混煉溫度70°C，再加入納米二氧化鈦進行混煉1分鐘，混煉溫度70°C，停 放24h后得到一段混煉膠；
[0071] 二段混煉：向一段混煉膠中加入硫磺、硫化劑DTDM、過氧化二異丙苯混煉3分鐘，混 煉溫度60°C，而后排膠，得耐高溫膠層材料，壓延獲得耐高溫膠層。
[0072] (2)耐熱粘合緩沖層制備:參見專利CN 104860000 B。
[0073] (3)將耐高溫膠層、耐熱粘合緩沖層及帶芯復合，硫化，硫化步驟及參數如下：
[0074] 第一步硫化在0.2-0.41如&的壓力下，溫度在145±5°(：，時間1-31^11;
[0075] 第二步硫化在1.5-3Mpa的壓力下，溫度在150±5°C，時間30-60min，使各層之間緊 密，達到分子結合程度。
[0076]對本發明的耐高溫膠層及粘合性能測試如下（參照GB/T20021帆布芯耐熱輸送 帶）：
[0077]耐高溫膠層性能：
[0080]粘合性能指標：
[0082]
[0083]以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案，并非對本發明作任何形式上的 限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。
【主權項】
1. 一種化肥造粒罐專用輸送帶，包括上覆蓋膠層、帶芯和下覆蓋膠層，其特征在于：所 述上覆蓋膠層、下覆蓋膠層均由耐高溫膠層和耐熱粘合緩沖層組成。2. 根據權利要求1所述的一種化肥造粒罐專用輸送帶，其特征在于，所述耐高溫膠層的 材料配方按重量份計如下： 生膠100份，補強炭黑40-50份，石蠟油10-15份，聚異丁烯10-20份，耐熱增強劑8-12份， 納米二氧化鈦5-8份，納米氧化鋅4-6份，硬脂酸1-3份，促進劑1-2份，聚乙二醇5-8份，粘結 劑8-12份，防老劑1 -3份，硫磺0.2-0.5份，硫化劑DTDM 0.5-0.8份，過氧化二異丙苯3-6份。3. 根據權利要求2所述的一種化肥造粒罐專用輸送帶，其特征在于:所述生膠由三元乙 丙膠40-65份，二元乙丙膠10-15份，氯化丁基橡膠5-10份，溴化丁基橡膠5-10份，甲基乙烯 基硅橡膠10-15份，乙烯-乙酸乙烯酯5-10份。4. 根據權利要求2或3所述的一種化肥造粒罐專用輸送帶，其特征在于:所述防老劑按 重量份計由1-2份防老劑RD、1-2份防老劑4010NA、1-2份防老劑8PTO-35和1-3份石蠟混合組 成。5. 根據權利要求2或3所述的一種化肥造粒罐專用輸送帶，其特征在于:所述促進劑按 重量份計由促進劑BZ 1-2份、促進劑TT 1-2份、促進劑ZDMC 1-2份及促進劑TMTD 1-2份組 成。6. 根據權利要求2或3所述的一種化肥造粒罐專用輸送帶，其特征在于:所述粘結劑為 乙烯基三叔丁基過氧硅烷。7. 根據權利要求2所述的一種化肥造粒罐專用輸送帶，其特征在于:所述耐熱增強劑為 納米沸石粉與凹凸棒土的混合物經改性處理后而得，其中納米沸石粉與凹凸棒土質量比為 1:0.5-1〇8. 根據權利要求7所述的一種化肥造粒罐專用輸送帶，其特征在于:所述耐熱增強劑的 具體制備步驟如下： (1) 將凹凸棒土在400-450 °C下煅燒90-120min，冷卻后，粉碎，過篩得凹凸棒粉； (2) 將凹凸棒粉與納米沸石粉混勻后得混合物； (3) 將混合物與質量濃度15-25%的二甲基亞砜溶液中，攪拌混合均勻得混合物分散 液； (4) 向混合物分散液中加入酸溶液攪拌混勾后，超聲處理10-20min，過濾，分別用水和 無水乙醇洗滌，然后在75-85Γ下真空干燥2-3h得初級改性物； (5) 將質量濃度為30-50%的鈦酸酯偶聯劑無水乙醇溶液與初級改性物混合20-30min， 然后再加入質量濃度為40-50%硅烷偶聯劑KH550的無水乙醇溶液混合30-50min，然后80-90°C下真空干燥30-60min，粉碎后得耐熱增強劑。9. 根據權利要求8所述的一種化肥造粒罐專用輸送帶，其特征在于：步驟(3)中質量濃 度15-25 %的二甲基亞砜溶液用量為每克混合物使用10-15mL。10. 根據權利要求8所述的一種化肥造粒罐專用輸送帶，其特征在于:步驟(4)中所述酸 溶液為質量濃度為5-10%的硝酸溶液與質量濃度為10-15%的乙酸溶液按照1:3-5體積比 的混合物；步驟（5)中鈦酸酯偶聯劑的用量為初級改性物重量的0.3-0.5%，硅烷偶聯劑 KH550的用量為初級改性物重量的1-1.5%。
【文檔編號】C08K3/04GK105968588SQ201610355943
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月25日
【發明人】吳蘭友
【申請人】浙江三維橡膠制品股份有限公司