技术领域
[0001] 本
发明属于橡胶材料技术领域，具体涉及一种高耐磨性糊盒机输送带橡胶摩擦层及其制备方法。
背景技术
[0002] 在
包装印刷行业，糊盒机的应用是包装盒加工的最后一道工序，是将印刷好、模切成型的纸板折叠成型并粘贴好糊口，机器糊盒代替手工糊盒方式，降低了劳动成本，提高了生产效率。
[0003] 糊盒机输送带的主要作用是输送纸板、印书品等，其运转顺利与否直接决定着整个设备的生产效率。传统输送带的结构由五层构成，从上之下依次为：上摩擦层、上连接层、中间骨架层、下连接层及下摩擦层。其中上、下摩擦层材料为橡胶，中间骨架层为聚酰胺片材，上下连接层为尼龙织物。其上、下表面橡胶摩擦层的耐磨性、
摩擦系数、回弹性、黏着性等直接决定整体输送带的寿命和输送效率。较好的耐磨性能确保表面摩擦层橡胶在运转过程中与输送物
接触摩擦传动是不至于过快磨耗和掉粉，是寿命的保障。而较高表面摩擦系数及回弹性使其在输送印刷包装品时具有足够的
摩擦力，确保输送物不易脱落和移位，特别是轻薄的印刷包装品，保证皮带的整体输送效率和传输
质量。
[0004] 传统糊盒机输送带的上下摩擦层橡胶使用单一的丁腈橡胶(NBR)，通过添加补强剂、防老剂、抗
氧剂、硫化剂，经混炼，硫化所得。众所周知，丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合制得的，耐油性好，耐热性较好，抗静电性能优异，但单一的丁腈橡胶作为主体橡胶其缺点是弹性低，耐磨性一般，强度一般，表面摩擦系数较小。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种高耐磨性糊盒机输送带橡胶摩擦层及其制备方法，保证摩擦层耐油性和抗静电性能的同时，提高表面摩擦系数和回弹性，增强耐磨性。
[0006] 为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
[0007] 本发明的第一方面，提供一种高耐磨性糊盒机输送带橡胶摩擦层，由包括以下重量份的原料经混炼、压延、硫化制成：顺丁橡胶60～90份，天然橡胶5～20份，丁腈橡胶5～20份，补强剂40～60份，防护剂3～5.5份，硫化剂8～12份，硫化助剂6～9份，橡胶油12～16份。
[0008] 优选的，所述高耐磨性糊盒机输送带橡胶摩擦层，由包括以下重量份的原料经混炼、压延、硫化制成：顺丁橡胶80份，天然橡胶10份，丁腈橡胶10份，补强剂45份，防护剂5.5份，硫化剂9份，硫化助剂7份，橡胶油16份。
[0009] 进一步，所述高耐磨性糊盒机输送带橡胶摩擦层原料中以顺丁橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶总和为100重量份计，所述顺丁橡胶占60～90重量份，天然橡胶占5～20重量份，丁腈橡胶占5～20重量份。
[0010] 优选的，所述天然橡胶的大分子链中聚异戊二烯的质量含量≥97％、
醛基的含量为1～2％。所述天然橡胶可以通过市售方式购买得到，例如，华纳橡胶厂生产的恒粘型天然橡胶CV60。
[0011] 优选的，所述顺丁橡胶是以1、3-丁二烯为
单体聚合而成，所述顺丁橡胶为高顺式丁二烯橡胶，其中顺式1，4结构含量大于97％。所述顺丁橡胶可以通过市售方式购买得到，例如，燕山石化BR9000。
[0012] 优选的，所述丁腈橡胶为中结合丙烯腈的含量为40％。所述丁腈橡胶可以通过市售方式购买得到，例如，JSR株式会社NBR220。
[0014] 优选的，所述防护剂为橡胶防老剂和橡胶防护蜡，橡胶防老剂为防老剂2246、防老剂TMQ、防老剂264中的一种或多种，所述橡胶防护蜡为橡胶防护蜡fsjs-9、莱茵蜡654中的一种或两种。
[0015] 优选的，所述硫化剂包括硫磺、硫化剂DM(2、2′-二硫代二苯并噻唑)和硫化剂CZ(N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺)。优选的，DM∶CZ∶硫磺的重量比＝4～6∶2～3∶2～3，更优选的，DM∶CZ∶硫磺的重量比＝5∶2∶2。
[0016] 优选的，所述硫化助剂包括氧化锌和
硬脂酸。优选的，氧化锌∶硬脂酸的重量比＝4～7∶1～3，更优选的，氧化锌∶硬脂酸的重量比＝5∶2。
[0017] 优选的，所述橡胶油由
硅烷
偶联剂和二辛脂组成，硅烷偶联剂与二辛脂的重量比＝4～6∶8～10，更优选的，硅烷偶联剂与二辛脂的重量比＝6∶10。
[0018] 优选的，本发明中补强剂白炭黑与所述橡胶油中硅烷偶联剂的质量比为10∶1。
[0019] 更优选的，所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂Si-69。
[0020] 本发明通过三种不同类型橡胶并用，可相互弥补
缺陷，发挥其各自的优势，从而提升糊盒机输送带的整体性能，选用的三种橡胶分别为丁腈橡胶(NBR)、顺丁橡胶(BR)和天然橡胶(NR)。
[0021] 本发明中，所述丁腈橡胶具有较好的耐油性，但是单一的丁腈橡胶作为主体橡胶其缺点是弹性低，耐磨性一般，强度一般，表面摩擦系数较小。
[0022] 本发明中，所述天然橡胶的大分子链结构单元是异戊二烯，大分子链主要是由聚异戊二烯构成，占97％以上，链上有少量的醛基，胶在储存中醛基可与
蛋白质分解产物
氨基酸反应，形成支化和交联，进而使生胶
粘度增加。而天然橡胶中顺式聚异戊二烯可发生结晶，结晶型为单斜晶。天然橡胶的结晶对应变相应性敏感，所以，在拉升状态条件下可使天然橡胶结晶，从而实现了自补强，具有较大的拉伸强度。因此，选用天然橡胶作为并用胶的组分可以提高并用胶整体的粘性和强度。
[0023] 本发明中，所述顺丁橡胶即聚丁二烯橡胶，是以1、3-丁二烯为单体聚合而成的一种通用橡胶。由于顺丁橡胶分子链上无侧基，分子柔顺性特别好，这些决定其具有出色的弹性，顺丁橡胶的弹性在通用橡胶中是最好的，生热小，具有优异的耐磨性和耐曲挠性优异。因此，本发明选用顺丁橡胶提高并用胶的耐磨性和回弹性。但由于顺丁橡胶分子量分布较窄，易冷流，表现为加工性能较差，不易流动，混炼时易发生打滑，表现为挂不上负荷，本发明通过添加天然橡胶来克服这些缺陷。
[0024] 本发明的第二方面，提供所述高耐磨性糊盒机输送带橡胶摩擦层的制备方法，其包括如下步骤：
[0025] 1)塑炼
[0026] 分别对顺丁橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶进行塑炼，得到塑炼的顺丁橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶；
[0027] 2)混炼
[0028] 按照上述重量份数比例将塑炼好的顺丁橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶、补强剂、硅烷偶联剂、防护剂、硫化剂硫磺、硫化助剂硬脂酸、二辛酯在密炼机中进行混炼，
温度为不超过125℃；
[0029] 将上述混炼物转移至开炼机，薄通，冷却至60℃以下；再按照上述重量份数比例将硫化助剂氧化锌、硫化剂DM、硫化剂CZ加入开炼机进行薄通、混炼，得到混炼胶料，放置至少8小时；
[0030] 3)压延
[0031] 将放置至少8小时后的混炼胶料通过压延机压延得到压延胶布；
[0032] 4)硫化
[0033] 将压延胶布与压花纹布复合得到复合胶布，将复合胶布送入平板硫化机进行硫化，整卷硫化结束后，剥去胶布橡胶表面的压花纹布，得到硫化胶布即本发明的橡胶摩擦层。
[0034] 进一步，步骤1)中，分别向顺丁橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶中加入塑解剂在开炼机中进行塑炼。
[0035] 优选的，所述塑解剂为硫酚类化合物，例如橡胶塑解剂SJ-103。
[0036] 步骤4)中，将复合胶布送入平板硫化机，按平板模长分模硫化，硫化温度为152℃、硫化压力15MPa，硫化时间为23min，整卷硫化结束后，剥去胶布橡胶表面的压花纹布，得到硫化胶布。
[0037] 本发明中，由于顺丁橡胶的加工性能较差，所以在混炼之前需要经过开炼机塑炼，既能改善其加工性能又能提高后续和其他橡胶组分的相容性。同时对丁腈橡胶、天然橡胶进行塑炼，可提高三种原料橡胶在混炼阶段的相容性，便于提高橡胶的加工性能。
[0038] 本发明步骤3)混炼后的混炼胶料需放置至少8小时，通过橡胶小分子助剂等自主扩散迁移，使其分散更均匀，得到更加均匀的混炼胶。
[0039] 本发明制备高耐磨性糊盒机输送带橡胶摩擦层按照常规输送带的生产方法进行生产，即得到糊盒机输送带。
[0040] 经检测，本发明提供的橡胶摩擦层的拉断强度≥19N/mm，磨耗损失≤0.4g，拉断生长率≥400％，摩擦系数≥0.85，耐油性(48小时质量变化)在+2.3％以上。因此，与现有单一丁腈橡胶摩擦层相比，本发明将三种橡胶进行混炼后制得的橡胶摩擦层保证了对耐油性的要求，同时显著提高了拉伸强度、耐磨性、回弹性，增大了表面摩擦系数，从而提升糊盒机输送带的整体性能。
具体实施方式
[0041] 为了更清楚地说明本发明，下面结合优选
实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
[0042] 本发明实施例中，开炼机：无
锡阳明橡胶机械厂，型号YM-16；炼胶机：无锡阳明橡胶机械厂，型号YM-16；密炼机：无锡阳明橡胶机械厂，型号YM-35；压延机：无锡神通橡胶机械厂，型号XY-3F。
[0043] 表1为本发明实施例1-3及对比例1原料及其配比，表2为本发明实施例1-3及对比例1的性能结果。
[0044] 实施例1
[0045] 1)生胶的准备和塑炼
[0046] 顺丁橡胶的塑炼：称取顺丁橡胶(BR9000)，将开放式炼胶机辊距调至0.5mm，将顺丁橡胶置于滚筒上，让其自由薄通落下，并加入塑解剂I(SJ-103)。反复薄通六次后待用。
[0047] 天然橡胶的塑炼：称取天然橡胶(恒粘CV60)，添加塑解剂II(SJ-103)，操作工艺同上。
[0048] 丁腈橡胶的塑炼：称取丁腈橡胶(NBR220)，添加塑解剂III(SJ-103)，操作工艺同上。
[0049] 2)并用胶的混炼
[0050] 按照表1的原料配比进行混炼，具体包括如下步骤：
[0051] 将步骤1)中塑炼好的顺丁橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶投入密炼机中，压下上顶栓，压力为0.8MPa，密炼1.5分钟，使三者充分混合。
[0052] 提起上顶栓，加入补强剂白炭黑(目数800目)压下顶栓，和硅烷偶联剂Si-69压下顶栓，密炼3分钟。
[0053] 提起上顶栓，投入小料包，小料包中包含抗防老剂2246、橡胶防老剂TMQ、防护剂
石蜡、硫化剂硫磺S-80、硬脂酸。压下顶栓，密炼1.5分钟。
[0054] 提起上顶栓，加入二辛酯，压下顶栓，继续密炼，直至密炼室温度表显示125℃时密炼完成，排胶。
[0055] 将密炼完成的胶料转移至开炼机，辊距调至0.5mm，薄通一次。再将辊距调至4mm，将胶料挂至摆胶架，开始摆胶，约5分钟，此时胶料冷却至60℃。将辊距调至1mm，再加入硫化助剂氧化锌、硫化剂DM及硫化剂CZ。薄通2次，打2个完整三
角包。至此并用胶混炼完成。将胶料折叠成
捆，放置至少8小时后使用。
[0056] 3)橡胶摩擦层的压延：
[0057] 将放置8小时的并用胶混炼胶通过压延机(无锡神通橡胶机械厂型号XY-3F)在上、下连接层尼龙
衬布(尼龙衬布上预先经过
表面处理涂覆有一层增强摩擦层橡胶和衬布粘合力的底浆层)上压延一层厚度为1.25mm的橡胶，得到压延胶布。收卷待用。
[0058] 4)压延胶布的硫化：
[0059] ①摩擦层胶布与压花纹布(使硫化后的摩擦层橡胶表面具有特殊的花纹，可增大其表面摩擦系数)的复合
[0060] 在鼓式硫化机前端将压延胶布卷(橡胶面向上)与压花纹布(型号T5050，吴江丰越工业用布)贴合橡胶面平行贴合叠放，送入鼓式硫化机(DLG700，大连华韩橡塑机械有限公司)中进行复合，复合
温度控制在150℃，压力8MPa，主鼓
电机频率30HZ，得到复合胶布。在鼓式硫化机后端收卷待用；
[0061] ②复合胶布的硫化
[0062] 将复合胶布送入平板硫化机(XLB-Q，连华韩橡塑机械有限公司)，按平板模长分模硫化，硫化温度为152℃、硫化压力15MPa，硫化时间为23分钟，整卷硫化结束后，剥去胶布橡胶表面的压花纹布，得到硫化胶布。截取一定尺寸的硫化胶布，即可用于测试实验，测定表面摩擦系数以及磨耗性能。
[0063] 5)性能测试：
[0064] ①摩擦系数的测定
[0065] 取硫化胶布，沿长度方向裁取宽度70mm，长度200mm的试样，按照标准GB-10006-88，进行硫化胶布表面橡胶摩擦层的表面摩擦系数。本发明中使用的测试设备为海达国际仪器有限公司，型号HD-R819。
[0066] ②表面橡胶摩擦层的磨耗性能的测定
[0067] 取硫化胶布，裁取直径110mm，圆心直径9mm孔洞的圆形试样，参考标准ASTM-D1044、ISO-5470进行硫化胶布表面橡胶摩擦层的磨耗性能的测试。本发明中使用的测试设备为海达国际仪器有限公司，型号HD-P304。
[0068] ③摩擦层橡胶力学性能的测试
[0069] 取混炼好的橡胶200g，利用实验平板硫化机(无锡中凯橡塑机械有限公司，型号25T-MN)，制成硫化橡胶试片。按照标准GB/T 528-92，测试表面橡胶的力学性能。本发明中使用的测试设备为海达国际仪器有限公司，型号HD-B604-S。
[0070] ④摩擦层橡胶回弹性的测试
[0071] 取混炼好的橡胶300g，利用实验平板硫化机(无锡中凯橡塑机械有限公司，型号25T-MN)，制成硫化橡胶试片，按照标准GB/T1681-2009，测试橡胶的回弹性。
[0072] ⑤摩擦层橡胶耐油性的测试
[0073] 取混炼好的橡胶100g，利用实验平板硫化机(无锡中凯橡塑机械有限公司，型号25T-MN)，制成硫化橡胶试片，按照标准GB/T1681-2009，测试橡胶的耐油性能。
[0074] 实施例2-3
[0075] 按照表1的配制原料，按照与实施例1步骤1)-步骤4)相同的操作制得橡胶摩擦层，进行相同的性能测试，性能测试结果参见表2。
[0076] 对比例1
[0077] 1)纯丁腈橡胶的混炼
[0078] 按照表1的对比例1原料配比进行混炼，具体包括如下步骤：
[0079] 将丁腈橡胶投入密炼机中，压下上顶栓，压力为0.8MPa，密炼1.5分钟，使三者充分混合。
[0080] 提起上顶栓，加入补强剂白炭黑(目数800目)压下顶栓，和硅烷偶联剂Si-69压下顶栓，密炼3分钟。
[0081] 提起上顶栓，投入小料包，小料包中包含抗防老剂2246、橡胶防老剂TMQ、防护剂石蜡、硫化剂硫磺S-80、硬脂酸。压下顶栓，密炼1.5分钟。
[0082] 提起上顶栓，加入二辛酯，压下顶栓，继续密炼，直至密炼室温度表显示125℃时密炼完成，排胶。
[0083] 将密炼完成的胶料转移至开炼机，辊距调至0.5mm，薄通一次。再将辊距调至4mm，将胶料挂至摆胶架，开始摆胶，约5分钟，此时胶料冷却至60摄氏度左右。将辊距调至1mm，再加入硫化助剂氧化锌、硫化剂DM及硫化剂CZ。薄通2次，打2个完整三角包。至此并用胶混炼完成。将胶料折叠成捆，放置至少8小时后使用。
[0084] 2)橡胶摩擦层的压延：
[0085] 将放置8小时的并用胶混炼胶通过压延机(无锡神通橡胶机械厂型号XY-3F)在上、下连接层尼龙衬布(尼龙衬布上预先经过表面处理涂覆有一层增强摩擦层橡胶和衬布粘合力的底浆层)上压延一层厚度为1.25mm的橡胶，得到硫化胶布。收卷待用。
[0086] 3)压延胶布的硫化
[0087] ①摩擦层胶布与压花纹布的复合
[0088] 在鼓式硫化机前端将压延制得的胶布卷(橡胶面向上)与压花纹布(型号T5050，吴江丰越工业用布)平行贴合叠放，送入鼓式硫化机(DLG700，大连华韩橡塑机械有限公司)中进行复合，复合温度控制在150℃，压力8MPa，主鼓电机频率30HZ，得到复合胶布。在鼓式硫化机后端收卷待用；
[0089] ②复合胶布的硫化
[0090] 将复合胶布送入平板硫化机(XLB-Q，连华韩橡塑机械有限公司)，按平板模长分模硫化，硫化温度为152℃、硫化压力15MPa，硫化时间为23分钟，整卷硫化结束后，剥去胶布橡胶表面的压花纹布，得到硫化胶布。截取一定尺寸的硫化胶布，即可用于测试实验，测定表面摩擦系数以及磨耗性能。
[0091] 表1
[0092]
[0093] 表2
[0094]
