V带硫化胶套胶料的配方优化

刘士铎

（河北辛集金昊橡胶有限公司，河北 辛集 052360）

我公司V带硫化胶套（以下简称胶套）胶料过去采用氯化丁基橡胶（CIIR）1068作主体材料，存在胶料成本高、CIIR1068货源不稳定以及胶套性能较差、使用寿命较短（过早出现裂纹和老化现象）等问题。为此对胶套胶料配方进行了优化，取得了较好的效果。

1 实验

1.1 主要原材料

天然橡胶（NR），3#烟胶片，泰国产品；氯化丁基橡胶（CIIR），牌号1068和1066，进口产品；炭黑N330和N774，上海卡博特化工有限公司产品；硅粉B66、偶联剂Si69和抗硫化返原剂TDB680，安徽阜阳利普化工有限公司产品；无机补强剂JC-069，江苏玖川纳米科技有限公司产品；抗撕裂树脂HR-801，广州盈泷贸易有限公司产品；耐磨剂JTH-315[通用型聚四氟乙烯（PTFE）超微粉经特殊工艺加工而成的低相对分子质量微粉，热稳定性与耐磨性能优异]，浙江衢州万能达科技有限公司产品。

1.2 主要仪器和设备

MDR-2000型无转子硫化仪，上海德杰仪器有限公司产品；AI-7000M型电子拉力机，中国台湾高铁科技股份有限公司产品；WML-76型阿克隆磨耗试验机和WPL-100型橡胶疲劳龟裂试验机，扬州天发试验机械有限公司产品。

1.3 生产配方

CIIR1068 95，NR 5，炭黑 60，硅粉B66 40，古马隆树脂 5，防老剂RD 1.5，防老剂BLE 1.5，硫黄 0.2，促进剂DM 1.5，促进剂TMTD 2，合计 211.7。

1.4 试样制备

胶套胶料按常规工艺混炼均匀并停放，取样进行性能测试。制备胶套时混炼胶用开炼机返炼并下片，然后硫化成胶套。

1.5 性能测试

胶料性能按照相应国家标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 优化配方

2.1.1 主体材料

原胶套胶料的主体材料为CIIR1068，其价格近10万·t-1，且货源不稳定，经常影响V带的正常生产。为此，采用价格较低（约3万·t-1）且货源充足的CIIR1066代替CIIR1068，但其胶料和胶套性能有差距。CIIR1068和CIIR1066胶料性能和胶套使用寿命对比如表1所示。

从表1可以看出，与CIIR1068胶料相比，CIIR1066胶料混炼工艺性能差，硫化速度较慢，硬度较低，拉伸强度和撕裂强度较小，胶套使用寿命较短。为改善CIIR1066胶料性能，需对胶料配合剂进行调整。

表1 胶料性能和胶套使用寿命

2.1.2 添加助硫化体系

为提高胶料的抗硫化还原性能，在胶料中添加由苯甲酸、偶联剂Si69和抗硫化还原剂TDB680组成的助硫化体系。苯甲酸具有提高胶料包辊性能和迟延胶料焦烧的作用，偶联剂Si69和抗硫化还原剂TDB680并用具有良好的抗硫化还原性能。添加助硫化体系对CIIR1066胶料及胶套性能的影响如表2所示。

从表2可以看出，与未添加助硫化体系的CIIR1066胶料相比，添加助硫化体系的CIIR1066胶料包辊性能改善，硫化速度加快，硬度、拉伸强度和撕裂强度提高，胶套使用寿命延长。

表2 添加助硫化体系对CIIR1066胶料及胶套性能的影响

2.1.3 添加无机补强剂JC-069和抗撕裂树脂HR-801

为了减轻胶套在使用过程中的裂口现象，在胶料中用补强性能较好的无机补强剂JC-069部分替代硅粉B66，并添加5份抗撕裂树脂HR-801提高胶料的抗撕裂性能，添加无机补强剂JC-069和抗撕裂树脂HR-801对CIIR1066胶料及胶套性能的影响如表3所示。

表3 添加无机补强剂JC-069和抗撕裂树脂HR-801对CIIR1066胶料及胶套性能的影响

从表3可以看出，用无机补强剂JC-069部分代替硅粉B66和添加5份抗撕裂树脂HR-801，CIIR1066胶料的拉伸性能和抗撕裂性能进一步改善，胶套使用寿命进一步延长。

2.1.4 添加耐磨剂JTH-315和耐高温微晶蜡

通过对比CIIR1068和CIIR1066胶套使用损坏形式，在CIIR1066胶料中添加高效耐磨剂JTH-315，以提高胶套表面的耐磨性能和润滑性能，有利于胶套与V带剥离；添加耐高温微晶蜡，以有助于提高胶套的耐老化性能。添加耐磨剂JTH-315和耐高温微晶蜡对CIIR1066胶料及胶套性能如表4所示。

从表4可以看出，添加耐磨剂HSR-580和耐高温微晶蜡后，胶料的耐磨性能提高，产品使用寿命继续延长。

表4 添加耐磨剂JTH-315和耐高温微晶蜡对CIIR1066胶料及胶套性能的影响

2.2 优化配方及其胶料性能

根据上述试验，确定优化胶套胶料配方为：CIIR1066 100，炭黑N330/N774 60，白炭黑 10，硅粉B66 15，无机补强剂JC-069 10，抗撕裂树脂HR-801 5，古马隆树脂 5，耐磨剂JTH-315 3，耐高温微晶蜡 2，防老剂RD 1.5，防老剂BLE 1.5，苯甲酸 2，偶联剂Si69 1.5，抗硫化返原剂TDB680 1.5，硫黄 0.2，促进剂 3，合计 221.2。配方优化胶料及胶套性能如表5所示。

从表5可以看出：与生产配方相比，优化配方的胶料性能提高，胶套使用寿命延长。

表5 配方优化前后胶料及胶套性能

2.3 胶套内衬特种薄帆布

为了避免胶套使用过程中变形过大，用特殊方式在胶套中内衬一层薄帆布（起骨架作用），胶套使用寿命达到389次。

3 结论

V带硫化胶套胶料的配方优化措施为：用CIIR1066代替价格高、货源不稳定的CIIR1068作主体材料；添加苯甲酸、偶联剂Si69和抗硫化返原剂TDB680组成的助硫化体系，改善了胶料的混炼包辊性能和抗焦烧性能，加快胶料硫化速度；用无机补强剂JC-069部分替代硅粉B66，并添加抗撕裂树脂HR-801，提高了胶料的拉伸强度和抗撕裂性能；添加耐磨剂JTH-315和耐高温微晶蜡，改善了胶料的耐磨性能。通过优化胶料配方和在胶套中内衬一层薄帆布，V带硫化胶套的使用寿命显著延长。