众所周知,齿形带包括一个由弹性材料制成的主体以及多个
覆盖有
覆盖层织物的齿牙,数个纵向线状耐用性插入件嵌入在所述主体中,所 述插入件也被称为“芯线”。
皮带的每一组成部件有助于用于提高机械抗性方面的性能,从而降 低皮带发生故障的可能性,并且提高了比传动效率。
皮带的覆盖层织物提高了
耐磨性,因而保护了皮带工作表面免遭由 于皮带齿牙的顶面及斜面与与其相互作用的
滑轮皮带槽的侧面及底面之 间的摩擦引起的磨损。
此外,覆盖层织物降低了工作表面上的
摩擦系数并且降低了齿牙的 形变,从而防止了故障的发生。
所使用的覆盖层织物可由
单层构成,或者可选地,由双层构成,以 保证具有更好的强度。
织物通常用
粘合剂处理,所述粘结剂如间苯二酚和甲
醛乳液(RFL), 以增大主体和织物本身之间的粘着性。
此外,采用多种方法以提高驱动带的耐磨性,即通过改变覆盖层织 物的结构,或者在织物上进行不同的处理,例如用卤代
聚合物对织物进 行处理。
然而,所述处理并未使任何使用中以齿形皮带的覆盖层织物构成工 作表面的情况的耐磨性得到任何显著的增加。
为了克服上述问题,
专利EP1157813(
申请人同本申请)提出了使覆 盖层织物覆盖上一层抵抗层,其中所述抵抗层包括氟化塑料、弹性材料 以及硫化剂。氟化塑料在抵抗层中的含量大于弹性体材料的含量。
所述抵抗层的使用使得获得了耐磨性的提高的优良效果。
抵抗层通过使用包含有平均尺寸为20μm或更大尺寸的并且呈团状 的颗粒的氟化塑料形成。因而,所述团的尺寸使得在与弹性体形成溶液 时的混合性差。因此所述团还会存在于最终的抵抗层中,其中所述抵抗 层由此而成为非匀质,并且,所述缺乏匀质性会产生高级别的噪音。
因而,进行了进一步研究以解决除了获得高耐磨性之外,还要获得 在齿形带工作时改善的更低级别的噪音的问题。
在图中,齿形带的全部用1标记。所述皮带1包括由弹性材料制成 的主体2,其中在所述主体2中嵌入多个纵向线状耐用性插入件或芯线3。
主体2具有齿牙4,其上覆盖有覆盖层织物5。
主体2包括一种由弹性材料组成的混合物,所述混合物有可能由纤 维强化,并且包括有主弹性体,优选地,所述主弹性体选自由以下物质 组成的物质组,即:丙烯腈/丁二烯、氢化丙烯腈/丁二烯、聚乙烯氯磺 酸酯(polyethylene chlorosulphonate)、三乙丙
橡胶(EPDM)和氯丁 二烯。
更加优选地,主弹性体为氢化丙烯腈/丁二烯。
除了主弹性体之外,由弹性材料组成的混合物还可包含其他弹性体 以及常规添加剂,所述常规添加剂例如:增强剂、填料、颜料、
硬脂酸、
加速剂、硫化剂、抗
氧化剂、活化剂、引发剂、
增塑剂、蜡、预硫化抑 制剂以及类似添加剂。例如,对于填料,可采用
碳黑或
白色填料,通常 添加填料的数量包括在5到200phr之间,优选为大约70phr。还可添加 滑石粉、碳酸
钙、
硅及类似物,数量一般包括在5到150phr之间,或者, 分散在含油填料中。可使用有机硅烷,数量包括在0.1到20phr之间。 可将硫供体,例如
氨基二硫化物和聚合多硫化物,或单质硫,或有机和 无机过氧化物,用作硫化剂。添加量根据橡胶的类型以及所采用的硫化 剂的类型而变化,一般包括在0.1到10phr之间。对于抗老剂,最广泛 用在混合物组成中的是
微晶蜡、
石蜡、单酚、双酚、硫酚类、多酚、对 苯二酚衍
生物、
亚磷酸盐、
磷酸盐混合物、硫脂、
萘胺基、二苯胺、二 芳基胺取代及非取代衍生物、二芳基苯二胺、对苯二胺、喹啉、以及胺 类混合物。一般地,抗老剂的使用数量包括在0.1到10phr之间。代表 可以使用的工艺油的例子为:二硫二苯酰替苯胺 (dithiobisbenzanylide)、聚对二亚硝基苯 (polyparadinitrosobenzene)、二
甲苯硫醇、聚乙烯乙二醇、石
蜡油、 硫化
植物油、酚醛
树脂、合成油、石蜡树脂以及聚酯。可按常规用量使 用工艺油,即在0到140phr之间。对于引发剂,通常使用硬脂酸,数量 包括在1到4phr之间。此外,还可添加这些常规添加剂,比如
氧化钙、 氧化锌和氧化镁,一般数量包括在0.1到25phr之间。还使用常规加速 剂或加速剂组合,比如胺、二硫化物、胍、硫脲、噻唑、硫醇、次磺酰 胺、二硫代氨基
甲酸酯、黄原酸盐,一般用量在0.1到100phr之间。
耐久性插入件或芯线3由例如高耐用性玻璃
纤维制成,但也可以是 芳香族(aramidic)纤维或高模量纤维,例如PBO。
齿形带1的覆盖层织物5可由一或多层组成,也可通过例如被称作2 ×2斜纹规格的纺织技术的方法得到所述覆盖层织物5。
可供选择地,根据能够获得至少一个粗糙表面的纺织技术,制成所 述覆盖层织物5,从而改善机械粘着性。
优选地,织物5由聚合材料构成,优选为脂肪族或芳香族聚酰胺, 更加优选为耐热性高和坚韧度大的6/6聚酰胺。
织物5还可以是这样的类型,即每一
纬线由作为芯线的弹性线以及 至少一条缠绕在弹性线上的复合线构成,其中所述复合线包括:一条具 有高耐热性和高机械抗性的线以及至少一条缠绕在所述具有高耐热性和 高机械抗性的线上的覆盖线。
根据本发明的齿形带1进一步包括一层设置在织物5外部的抵抗层 8。抵抗层8由添加有弹性材料的氟化塑料构成,其中,氟化塑料的重量 含量大于弹性体材料。
根据本发明,氟化塑料在组成中占有优势,即大于50%,其颗粒的平 均尺寸小于10μm,其中其尺寸优选为在5到9μm之间。
与公知技术对比,所述颗粒不会形成尺寸等于公知技术尺寸的团, 而是具有小得多的尺寸,例如6μm。
优选地,所述氟化塑料是以聚四氟乙烯为基体的复合物;例如,可 使用泰良(DYNEON)TF9201。
优选地,与氟化塑料混合以形成抵抗层8的弹性体材料为HNBR;更 加优选地,为由聚甲基
丙烯酸锌盐进行改性的HNBR,例如,可使用 ZEOFORTE ZSC(日本Zeon公司,注册商标)。
此外,优选地,覆盖层织物5与抵抗层8直接
接触,因而,没有粘 合材料放置在两者之间。
根据描述在专利EP1157813中的公知技术,放置在织物和抵抗层之 间的是粘合材料,用于改进抵抗层8在织物5上的粘着性。
与公知技术中所描述的不同,在本发明中,将抵抗层8制成可直接 粘附到织物5上。
优选地,为了确保必要的抵抗性,抵抗层8的重量在50到80g/m2 之间,这相当于平均厚度在30到50μm之间。
优选地,相对于每100份弹性体,氟化塑料的重量含量包括在101 到150之间。
抵抗层8进一步包括有作为硫化剂的过氧化物。通常,相对于每100 份弹性材料,过氧化物按重量的添加数量包括在1到15之间。
优选地,通过其自身在织物5上的展开,而将抵抗层8直接覆盖在 织物5上。
接着,根据通用及公知的方法,对齿形带1进行硫化,因而,无需 在本文中对这方面进行任何详细的描述。
通过对根据本发明所制成的齿形带的特性进行分析,所述齿形带所 具有的优点相当显著。
特别地,已经令人惊异地发现当齿形带的覆盖层织物5覆盖上与上 面所述的类型相同的抵抗层8时,齿形带的耐磨性能相当优良,同时, 在运转期间,高速以及低速运转时齿形带均具有低的噪音级别。
另外,新型的氟化塑料展现出优良的耐磨性,典型的为加入基于氟 化的添加剂的氟化塑料,同时还展现出弹性体材料优良的机械特性,并 且在不使用任何粘合剂的情况下,能够粘附到织物5上。
避免使用粘合剂的事实还使得在皮带1制造的工艺过程期间,能够 有利地省略了一个步骤,因而,在时间和成本方面获得了相当大的节省。
此外,由于根据本发明的抵抗层8的性能得以改进、尤其是氟化塑 料的性能得以改进,因而使用了数量更少的昂贵的氟化材料,并且所涂 覆的抵抗层8更薄,而机械特性和耐磨性却维持不变。
最后,通过展开方法所进行的涂覆,进一步使得抵抗层8能够易于 获得均匀的厚度。
现在还将通过例子对根据本发明的齿形带进行描述,然而,不可将 此理解为是对本发明的范围的限制。
例1:
显示在表1中的是氟化塑料的特性,其中所述氟化塑料可用在根据 本发明的抵抗层8中。
表1:
泰良(DYNEON)TF9201 平均
密度标准:美国试验材料协 会ASTM D 1457
熔化温度标准:美国试验材料协 会ASTM D 1457 颗粒尺寸分布(Microtac激光 仪) 平均6μm
比表面积(氮吸收) 11
例2:
显示在表2中的是含在根据本发明的抵抗层8中的弹性体材料的特 性。
表2:
ZETPOL 2010 粘合的丙烯腈,wt% 36
门尼
粘度,MS 1+4ml 100℃ 85 比重 0.98(g/cm3)
例3:
显示在表3中的是根据本发明制成的抵抗层8的化学组成。所述抵 抗层的厚度为0.037mm。
表3:
弹性体材料(如例2) 100phr 以氟化聚合物为基体的添加剂 (如例1) 125phr 过氧化物 6phr