一種高強(qiáng)度同步帶及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及同步帶技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種機(jī)械性能好的高強(qiáng)度同步帶，本發(fā)明還 涉及上述高強(qiáng)度同步帶的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 同步帶是一根內(nèi)周表面設(shè)有等間距齒的環(huán)形帶，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)帶齒和齒輪的齒槽 嚙合來(lái)傳遞動(dòng)力。同步帶綜合了帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)各自的優(yōu)點(diǎn)，具有傳動(dòng)效率高、 傳動(dòng)比準(zhǔn)確、傳動(dòng)比范圍大、傳動(dòng)平穩(wěn)、對(duì)軸作用力小、噪音小、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 早期的同步帶主體多是采用聚氨酯橡膠制造，聚氨酯橡膠具有一般液體橡膠的優(yōu) 點(diǎn)，耐磨性好、工藝簡(jiǎn)單、成型方便，但是，聚氨酯橡膠的耐熱和耐水性較差，在80°C左右就 容易發(fā)粘，在潮濕的環(huán)境下容易水解，導(dǎo)致同步帶的強(qiáng)度明顯下降。為了解決這一問(wèn)題，經(jīng) 過(guò)不斷研究改進(jìn)，氯丁橡膠成為代替聚氨酯橡膠制備同步帶的主要基材，氯丁橡膠具有優(yōu) 異的耐氣候老化、耐油、阻燃和突出的粘合性能。如授權(quán)公告號(hào)為CN1307249C的中國(guó)發(fā)明 專利《汽車同步帶及其制造方法》（【申請(qǐng)?zhí)枴?00410060888.4)所披露，該同步帶由布套、NGF 線繩及外層的膠片組成，膠片由GRT氯丁橡膠、MG0、順丁橡膠、古馬隆、ZNO、ODA防老劑、 DLE-W、硬脂酸、碳黑、NA-22、防老劑甲經(jīng)混煉、壓延而成。由于氯丁橡膠穩(wěn)定性差、易焦燒、 耐熱性較差，導(dǎo)致該同步帶的抗拉強(qiáng)度不高、形變大、使用壽命短，一般疲勞壽命僅為6萬(wàn) 公里左右。
[0004] 為了解決上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中逐漸出現(xiàn)了氫化丁腈橡膠（HNBR)制作的同步帶， 如申請(qǐng)公布號(hào)為CN103992535A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)《高性能HNBR汽車同步帶及其工藝流 程》（【申請(qǐng)?zhí)枴?01310742220. 7)所披露，其采用HNBR橡膠、短纖維及硫磺作為原料，并配以 配合劑制成，配合劑包括促進(jìn)劑、防老劑、炭黑、軟化劑。該類同步帶能基本滿足現(xiàn)代機(jī)械傳 動(dòng)的要求，與氯丁橡膠相比，HNBR橡膠具有優(yōu)異的耐高溫和耐低溫性能，有優(yōu)異的物理機(jī)械 性能、耐臭氧、耐油性能，并且具有類似丁腈橡膠的良好加工工藝性能。但在現(xiàn)有的加工條 件下，HNBR橡膠制作的同步帶強(qiáng)力和彈性都較低，內(nèi)部不可避免地存在著微裂紋、雜質(zhì)、微 空隙等微觀缺陷；并且，該同步帶的抗剪切強(qiáng)度及耐高溫、耐磨性能不夠理想，容易導(dǎo)致掉 齒、齒部變形、傳動(dòng)功率及使用壽命的降低等問(wèn)題。
[0005] 因此，對(duì)于目前的同步帶，有待于做進(jìn)一步的改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種抗剪切強(qiáng)度高、耐 磨耐熱性能好、質(zhì)量性能穩(wěn)定且使用壽命長(zhǎng)的高強(qiáng)度同步帶。
[0007] 本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種上述高強(qiáng)度 同步帶的制備方法，該方法制造工藝簡(jiǎn)單、成本低。
[0008] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種高強(qiáng)度同步帶，該同步帶包 括同步帶骨架及包貼在同步帶骨架外面的膠片，其特征在于：
[0009] 所述膠片的原料按重量計(jì)包括以下組分：
[0010]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高強(qiáng)度同步帶，該同步帶包括同步帶骨架及包貼在同步帶骨架外面的膠片，其 特征在于： 所述膠片的原料按重量計(jì)包括以下組分： 氫化丁腈橡膠 70~90份， 氯丁橡膠 10~30份， 反式1,4-聚異戊二烯 14~25份， 甲基丙烯酰氧基硅烷 4~8份， 芳綸漿粕 5~15份， 補(bǔ)強(qiáng)樹(shù)脂SP-6701 10~20份， 炭黑 20~40份， 過(guò)氧化物交聯(lián)劑 4~7份， 助交聯(lián)劑 1~4份， 六亞甲基四胺 0.5~1.5份， 增塑劑 2~5份， 防老劑 1~3份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度同步帶，其特征在于：所述同步帶骨架包括布套及以 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)纏繞在該布套上的骨架紗線，該骨架紗線由聚丙烯腈-氧化石墨烯纖維與聚丙烯 腈纖維混紡編織而成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度同步帶，其特征在于：所述炭黑為高耐磨炭黑N330 與快壓出炭黑N550的混合物，且所述高耐磨炭黑N330與快壓出炭黑N550的質(zhì)量比為 1:0· 5 ~2〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度同步帶，其特征在于：所述的過(guò)氧化物交聯(lián)劑為過(guò)氧 化二異丙苯或2, 5-二甲基-2, 5 (二叔丁過(guò)氧基）己烷。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度同步帶，其特征在于：所述的助交聯(lián)劑為HVA-2、三烯 丙基異氰脲酸、TMPT、1，2-PB中的一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度同步帶，其特征在于：所述的增塑劑為Thiokol TP-95、Adiksizer C-9N、T0TM、TINTM 中的一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度同步帶，其特征在于：所述的防老劑為MB、 Naugard445、4010、RD、BLE、ODA、TPPD 中的一種。
8. -種權(quán)利要求1~7中任一權(quán)利要求所述的高強(qiáng)度同步帶的制備方法，其特征在于 包括以下步驟： (1)制備膠片 按重量計(jì)，將70~90份氫化丁腈橡膠和10~30份氯丁橡膠分別在開(kāi)煉機(jī)上薄通4~ 6次，然后將塑煉后的氫化丁腈橡膠和氯丁橡膠混合薄通打三角包10~12次； 向上述氫化丁腈橡膠和氯丁橡膠的混合物中加入2~5份增塑劑、1~3份防老劑、 14~25份反式1，4-聚異戊二烯、4~8份甲基丙烯酰氧基硅烷、5~15份芳綸漿柏、20~ 40份炭黑、10~20份補(bǔ)強(qiáng)樹(shù)脂SP-6701、4~7份過(guò)氧化物交聯(lián)劑、1~4份助交聯(lián)劑、0. 5~ I. 5份六亞甲基四胺進(jìn)行混煉，每加入一種組分后，左右割刀3/4翻煉兩次，所有組分添加 完畢后薄通6次出片得到所述的膠片，放置24h后備用； (2) 制備同步帶骨架 將所述的聚丙烯腈-氧化石墨烯纖維與聚丙烯腈纖維按照重量比3:7,依次經(jīng)過(guò)清花、 梳棉、預(yù)并、條卷、精梳、頭并、二并及三并工序紡制得到所述的骨架紗線； 在模具上均勻地涂一層脫模劑，然后在該模具上套上相應(yīng)的布套，吊裝于成型主機(jī)上； 分別將2根S捻和2根Z捻的骨架紗線從張力器上引出，在30~50N的纏繞應(yīng)力下纏繞在 布套上，即得到所述的同步帶骨架； (3) 將步驟（1)所得膠片包貼在步驟（2)所得同步帶骨架上后置于平板硫化機(jī)上硫化， 硫化條件為1601：\101^&\化90，硫化完畢后停放2411，卸料并進(jìn)行外周處理即得到所述 的高強(qiáng)度同步帶。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于：所述聚丙烯腈-氧化石墨烯纖維的 制備方法包括以下步驟： a) 按重量計(jì)，將1~2份氧化石墨烯溶解于100~150份N，N-二甲基甲酰胺中，超聲 分散均勻后加入100~200份丙烯腈和5~8份引發(fā)劑，先將反應(yīng)體系通氮?dú)馇逑?0~ 60min，然后在氮?dú)夥諊?5°C、攪拌作用下反應(yīng)48~50h，反應(yīng)完畢后將反應(yīng)體系暴露于空 氣中終止反應(yīng)； b) 向a)的生成物體系中加入500~600份甲醇得到灰色沉淀物，將該灰色沉淀物置于 50~100份N，N-二甲基甲酰胺中并進(jìn)行離心處理，取離心處理后所得的膠狀物溶于50~ 100份N，N-二甲基甲酰胺中備用； c) 將b)中所得膠狀物溶液進(jìn)行濕法紡絲：將膠狀物溶液從噴絲頭噴入凝固浴中，該凝 固浴為甲醇與水按照體積比1:1混合而成，噴嘴的內(nèi)徑為l±〇. 1mm，噴出速度為1.25mL/ min,保留纖維在凝固浴中浸泡30~60s，然后將其拉起，卷繞速度為30rad/min，將所得纖 維在室溫下干燥30~50min，然后于真空下50°C干燥12~24h即得到所述的聚丙烯腈-氧 化石墨烯纖維。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于：所述的引發(fā)劑為過(guò)氧化環(huán)己酮、過(guò) 氧化二苯甲酰、叔丁基過(guò)氧化氫、偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度同步帶，該同步帶包括同步帶骨架及包貼在同步帶骨架外面的膠片，膠片的原料按重量計(jì)包括以下組分：氫化丁腈橡膠70～90份，氯丁橡膠10～30份，反式1,4-聚異戊二烯14～25份，甲基丙烯酰氧基硅烷4～8份，芳綸漿粕5～15份，補(bǔ)強(qiáng)樹(shù)脂SP-670110～20份，炭黑20～40份，過(guò)氧化物交聯(lián)劑4～7份，助交聯(lián)劑1～4份，六亞甲基四胺0.5～1.5份，增塑劑2～5份，防老劑1～3份。本發(fā)明還涉及上述同步帶的制備方法，本發(fā)明中將氫化丁腈橡膠與氯丁橡膠并用，使二者在性能進(jìn)行互補(bǔ)，有效提高了同步帶膠片的耐磨耐熱性能好，而反式1,4-聚異戊二烯、甲基丙烯酰氧基硅烷、芳綸漿粕的使用則提高了同步帶的抗剪切強(qiáng)度高及質(zhì)量穩(wěn)定性。
【IPC分類】C08K5-17, C08L47-00, D01F1-10, D01F6-54, C08K3-04, B29D29-08, C08L15-00, C08K5-14, F16G1-28, C08K5-3492, C08K13-02, B29C35-02, C08L11-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104675922
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510118925
【發(fā)明人】林胤, 鄧櫻, 周云, 沈光輝
【申請(qǐng)人】寧波伏龍同步帶有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年3月18日