IW钢帘网黏合胶的研制

2018-05-28张晓东

山西化工 2018年2期

张晓东

(阳泉煤业(集团)有限责任公司奥伦胶带分公司，山西阳泉 045000)

钢帘网输送带是采用钢质材料，由径向钢丝绳和纬向钢丝帘线编织而成网状结构输送带,具有独特的抗冲击性、耐高温灼烧、防撕裂、无分层、所需驱动滚筒小、完全渗胶、成槽性好、抗疲劳、加工方便等特点，可替代部分钢丝绳芯输送带，实现带体的轻量化，减少能耗。使用IW钢帘网输送带可以大大延长恶劣工矿下输送带的使用周期，减少输送带更换频率，从而大大降低输送带的直接使用成本以及因更换输送带导致的产能损失。钢帘网输送带是由钢帘网骨架材料及与其相应的黏合胶、覆盖胶构成，本课题技术关键是黏合胶的配方。

1 实验部分

1.1 主要材料

天然胶，NR，1号标准胶，云南农垦有限责任公司；丁苯胶，SBR，SBR1500，吉林石化；IW钢帘网，IW500，河北邢台国邦特钢有限公司；炭黑，N330，山西永东炭黑有限公司；纳米氧化锌，陕西中科纳米材料有限公司[1]。

1.2 主要试验仪器

电子拉力机，GT-AI-7000L，高铁检测仪器有限公司；磨耗机，GT-7012-D，高铁检测仪器有限公司；炭黑分析仪，GT505-CBD，高铁检测仪器有限公司；门尼黏度计，GT-7080-S2，高铁检测仪器有限公司；硫化仪，GT-M2000-A，高铁检测仪器有限公司；硬度计(邵氏A)，上海化工机械四厂；开炼机，XK-160型，上海橡胶机械厂；电加热平板硫化机，400×400×2型，青岛双菱有限公司；光电天平，GT-XB-320-M，高铁检测仪器有限公司；实验室用密炼机，GK5E，益阳橡胶机械有限责任公司。

1.3 试样制备

在GN5E密炼机上制备橡胶配方试样。将天然胶、丁苯胶、防老剂、纳米氧化锌、硬脂酸、黏合剂及促进剂加到密炼机，密炼1 min～3 min，然后再加入炭黑、软化剂继续密炼3 min～4 min，最后，再加硫化剂密炼1 min～2 min；排胶温度控制在100 ℃～110 ℃，排出的胶经过开炼机出的6 mm～8 mm胶片即得到IW钢帘网黏合胶。

1.4 试样测试

试样的各项物理机械性能按相应国家标准测试。

2 结果与讨论

黏合胶配方设计：

1) 主体材料

天然橡胶(NR)具有优良的回弹性、可塑性等特性，加工性能良好。丁苯橡胶(SBR)因其物理性能、加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，与天然橡胶并用可以得到很好的黏合性能。生胶配合比例确定为1#NR 70份，SBR1500 30份[2]。

2) 补强体系

炭黑品种对NR/SBR并用胶性能的影响，随着炭黑粒径的增大，拉伸强度略有减小，拉断伸长率增大。由于1号标准胶属结晶性橡胶，生胶强度较高，炭黑粒径对其拉伸强度影响并不大，选择炭黑N330具有综合的补强作用。加上白炭黑一方面协同间甲白体系提高与钢帘网的黏合性能，另一方面，可以提高改善硫化胶的耐撕裂性。补强体系配合为N330 50份，白炭黑15份。

3) 硫化体系

NR与SBR硫化体系不同，两种橡胶并用不仅要考虑相同温度下各橡胶的硫化速度基本相同，还要考虑各自硫化体系的相互影响，避免相互促进或延迟硫化造成某种橡胶过硫或欠硫，从而影响并用胶性能。随着硫磺用量增加钢帘网黏合强度明显提高，但含硫量过高，导致硫化胶耐老化性能下降。促进剂选用次磺酰胺类NS。适当提氧化锌含量，也可以增加钢帘网的黏合强度，用量为5份～6份。适量的活性氧化镁能提高粘合胶的热稳定性，用量为1份～3份。

根据上述特点，选择硫磺3.0份，促进剂NS1.2份。其他常规配合纳米氧化锌6份，活性氧化镁2份。

4) 黏合体系

在生产配方其他组分不变的情况下,分别采用硼酰化钴和新癸酸进行应用对比试验,结果示于表1。

表1 硼酰化钴新癸酸钴性能对比

基本配方：1号标准胶70份，SBR1500 30份，硫磺3.0份，黏合剂RA-65 3.0份，促进剂NS 1.2份，纳米氧化锌6份，硬脂酸1.5份，芳烃油5份，N330 50份，防老剂BLE 1份，防老剂RD 1份，抗热氧剂FG101 1份，黏合剂RE4.5份，氧化镁2份，白炭黑15份。

从表1可以看出，新癸酸钴较硼酰化钴性能优异，并且附胶也好，撕裂性能更突出，有效提高了钢丝绳抽出力，增加了黏合强度，同时由于间/甲/白/钴黏合体系中有白炭黑,白炭黑在橡胶与钢丝的界面上起润湿作用,即在树脂、橡胶和钢丝之间提供活性基团,使树脂与钢丝表面紧密结合,促进黏合反应。同时,白炭黑可调整树脂化反应酸度,使之与硫化反应协调，所以，白炭黑在间/甲/白/钴黏合体系中起着举足轻重的作用。同时，黏合胶配方中增加黏合剂RA65(亚甲基给与体)和黏合剂RE(亚甲基接受体)来提高与钢帘网的黏合强度[3]。