專利名稱：一種輸送機托輥的耐寒橡膠包覆層及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及輸送機技術領域，具體地說，涉及的是一種輸送機托輥的耐寒橡膠包 覆層及其制備方法。
背景技術：
目前國內(nèi)生產(chǎn)的輸送機用普通橡膠托輥不能在低溫狀態(tài)下使用，因普通橡膠包覆 層的托輥在低溫環(huán)境下，橡膠層會漸快松馳、失去彈性和應力，變硬、變脆，理化性能大幅下 降，成玻璃化狀態(tài)，以至脆裂失去工作能力，直接影響使用壽命和價值，從而被迫停機換輥， 造成巨大的經(jīng)濟損失。隨著市場變化與發(fā)展和冷帶地區(qū)的需求，特別是西部大開發(fā)，對耐寒托輥的需求 越來越凸顯。經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，中國實用新型專利寬網(wǎng)帶式傳動機構(gòu)，申請?zhí)?42^767. 3申請 日1994-06-02，該專利提及一種用于大型冷凍設備的寬網(wǎng)帶式傳動機構(gòu)，主要由主動輥、 被動輥、導向輥、張緊輥、網(wǎng)式傳動帶、減速機及若干個托輥組成。主動輥、被動輥，采用鋼輥 外層加工有耐低溫的橡膠層，利用輥與網(wǎng)之間的摩擦力將網(wǎng)帶繃緊傳動。該實用新型專利 雖然提到“采用鋼輥外層加工有耐低溫的橡膠層”，但是具體的橡膠層的材料卻沒有任何說 明，而且說明書中公開最低工作溫度是_35°C，還是無法適應低溫的要求。檢索中還發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利名稱為帶式輸送機橡膠托輥及其制作方法，申請 號200710053813.7申請日2007-01-08，該專利公開了一種帶式輸送機橡膠托輥，包括托 輥軸和托輥鋼管，在托輥軸上過盈套裝由一個以上廢輪胎橡膠圈組成的外表面作成弧形的 耐磨緩沖層。該發(fā)明還公開了該帶式輸送機橡膠托輥的制作方法。利用廢輪胎橡膠圈制造 的耐磨托輥、緩沖托輥、梳形托輥、錐形調(diào)心托輥、摩擦調(diào)心托輥和橡膠調(diào)心托輥。在保證托 輥密封性能的前提下，在托輥鋼管或軸上套裝廢輪胎橡膠圈，制造的耐磨托輥、緩沖托輥、 梳形托輥、錐形調(diào)心托輥、摩擦調(diào)心托輥和橡膠調(diào)心托輥。該發(fā)明專利可以使“托輥具有防 腐蝕、防銹蝕、耐磨損、耐沖擊、耐老化、抗撕裂、重量輕、彈性高等綜合性能”，但是卻無法解 決耐寒的問題。雖然現(xiàn)有的技術能夠解決輸送機托輥一定的問題，使托輥在防腐蝕、防銹蝕、耐磨 損、耐沖擊、耐老化、抗撕裂等方面帶來改善，但是這些技術仍然沒有解決托輥長時間在低 溫環(huán)境中(比如-90°C )使用的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術中的上述不足，提供一種輸送機托輥的耐寒橡膠 包覆層及其制備方法，該耐寒橡膠包覆層通過采用新配方的材料制備，能在低溫下長時間 使用，其理化性能與常溫時基本無變化，同時對輸送機上皮帶還有保護和延長使用壽命的 作用。為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明所述的一種輸送機托輥的耐寒橡膠包覆層，是在輥芯外包覆耐寒橡膠層，根據(jù)不同耐寒要求選擇橡膠品種和配合劑配比符合脆性溫度要求的膠 料，所述耐寒橡膠材料的組成及質(zhì)量分數(shù)為以下三種中的任一種第一種耐寒橡膠材料主體為順丁膠與天然膠并用順丁膠80，天然膠20、硫化劑 1. 5-5、促進劑0. 5-1. 2、補強劑50-80、增寒增塑劑5-30、活性劑7-16、防老劑2-5、填充劑 10-50。所述硫化劑為硫黃。 所述促進劑為二硫代二苯并噻唑與N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺并用或單用。所述補強劑為高耐磨爐法炭黑HAF或半補強爐法炭黑SRF單用或并用。所述增寒增塑劑為鄰苯二甲酸酯、己二酸酯并用或單用。所述活性劑為氧化鋅和硬脂酸并用。所述防老劑為N-苯基-a-萘胺、N-苯基-β -萘胺和石蠟并用。所述填充劑為陶土、碳酸鎂或碳酸鈣。第二種耐寒橡膠材料主體為天然膠與順丁膠并用。天然膠60、順丁膠40、硫化劑 1. 5-6、促進劑0. 5-1. 8、補強劑50-80、增寒增塑劑5_30、活性劑7_14、防老劑2_5、填充劑 20-60。所述硫化劑為硫黃。所述促進劑為二硫代二苯并噻唑與N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺并用，比例為 6 8。所述補強劑為HAF或SRF炭黑或噴霧炭黑單用或并用。所述增寒增塑劑為鄰苯二甲酸脂、癸二酸酯單用或并用。所述活性劑為氧化鋅加硬脂酸。所述防老劑為N-苯-a_萘胺加N-苯基-β萘胺加石蠟。所述填充劑為陶土、碳酸鎂、碳酸鈣并用或任選。第三種耐寒橡膠材料主體為天然膠。天然橡膠100，硫化劑1.8-8、促進劑 0. 5-1. 2、補強劑40-70、增寒增塑劑5-25、活性劑7_12、防老劑2_5、填充劑20-60。所述硫化劑為硫黃。所述促進劑為二硫代二苯并噻唑與N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺并用，質(zhì)量比 為 6 8。所述補強劑為HAF或SRF炭黑并用或選用。所述增寒增塑劑為鄰苯二甲酸酯、癸二辛酯，單用或并用。所述活性劑為氧化鋅加硬脂酸。 所述防老劑為N-苯基-a-萘胺與N-苯基-β -萘胺與N-異丙基-N'苯基對苯二 胺加石蠟。所述填充劑為陶土、碳酸鎂、碳酸鈣、硫酸鋇并用或任選。本發(fā)明所述一種輸送機托輥的耐寒橡膠包覆層的制備方法，包括如下步驟第一，膠料制備首先進行材料預處理，天然膠在開煉機上進行分段塑煉，第一段塑煉后停放8小 時以上待用，如主體材料是全然膠的膠料其天然膠須在開煉機上進行二段塑煉，可塑度應 達到0. 38左右，在密煉機上合煉時還要增塑，可達要求的0. 4-0. 45的要求，如主體材料是
5天然膠與順丁膠并用，將天然膠塑煉一段，停放8小時后與不塑煉的順丁膠一起投入密煉 機中進行混合三分鐘，緊接著加入配合劑混煉，混煉均勻排膠，后在開煉機出片，停放8小 時以上待用。開煉機控制溫度在45-60°C，密煉機排膠溫度不超過120°C第二，輥芯處理1)打毛刺除銹；2)汽油或丙酮清洗油污；3)干燥后涂膠粘劑、刷膠漿，待徹底干燥后成型。第三，成型1)將停放之后使用的膠料在開煉機上熱煉，并根據(jù)托輥要求的橡膠包覆層厚度出 片。2)用機械法在處理好的輥芯上加壓貼膠成型。第四，硫化1)硫化用直接蒸汽內(nèi)控壓力硫化罐登峰式硫化方法。2)硫化溫度和時間，一段為 116°C，30min-60min ；二段為 125°C，60min_90min ；三 段為 133°C，90min-120min ；四段為 152°C, 180min-210min ；接著悶罐 60min 后出罐。硫化溫度和時間是根據(jù)托輥軸芯壁厚、直徑、長度、材質(zhì)、不同的橡膠品種和特性、 膠層厚度、橡膠硬度等諸因素，綜合考慮給定。本發(fā)明上述制備方法中1、在膠料加工過程中采用了最精湛的塑混煉工藝，嚴格控制和掌握開煉機和密 煉機的操作規(guī)程，把握塑混煉溫度和膠料可塑性以及加料順序。2、嚴格執(zhí)行粘合劑粘合工藝和膠料貼合工藝。3、在硫化過程中采用直接蒸汽內(nèi)控壓力的硫化罐設備；采用了科學的登峰式， 從低溫到高溫的硫化方法；準確掌握硫化時間，根據(jù)托輥大小和橡膠層厚度給360min至 480min不等合適的硫化時間。總之，嚴密掌握和控制硫化工藝“三要素”，使生產(chǎn)出來的托輥橡膠包覆層達到最 佳硫化點，也是對耐寒托輥的經(jīng)久耐用起到重要作用。采用上述技術方案后，本發(fā)明的優(yōu)點是托輥橡膠包覆層能在高寒地區(qū)和寒冷環(huán) 境下(如_90°C)正常使用，有效地解決了普通托輥所不能使用的缺陷，填補了我國在冶金、 礦山、碼頭等使用輸送機上用耐寒托輥的空白，同時滿足了用戶的要求。因此本發(fā)明制造是 普通托輥不能代替的產(chǎn)品，具有很高的推廣應用價值。


圖1為本發(fā)明耐寒橡膠包覆層制備方法流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步的解釋，但是以下的內(nèi)容不 用于限定本發(fā)明的保護范圍。實施例1 本實施例中的耐寒橡膠包覆層材料為以順丁膠并用天然橡膠為主體的耐寒膠料，其質(zhì)量分數(shù)為順丁膠80、天然橡膠20，硫化劑1.5-5(硫黃)、促進劑0. 5-1. 2 (二硫代二苯 并噻唑與N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺并用或單用)、補強劑50-80 (HAF或SRF炭黑單 用或并用)、增寒增塑劑5-25(鄰苯二甲酸酯或己二酸酯并用或單用)、活性劑7-16(氧化 鋅+硬脂酸)、防老劑2-5 (N-苯基-a-萘胺加N-苯基-β -萘胺加石蠟)、填充劑10-50 (陶 土、碳酸鎂、碳酸鈣)。注各配合劑未注明單位的，均是kg。以下同。如圖1所示，本實施例中托輥耐寒橡膠包覆層制備過程為A、以80kg順丁膠、20kg天然膠作為主體材料制備托輥耐寒橡膠包覆層膠料時， 首先將材料進行預處理，然后將天然膠在16寸開煉機上進行薄通塑煉。輥筒溫度控制在 45-60°C之間，第一段塑煉停放8小時以上待用。順丁膠可以不塑煉，但為了提高穩(wěn)定產(chǎn)品 質(zhì)量和下道工藝要求，故將已經(jīng)塑煉第一段的天然膠與順丁膠(按配方計量稱量)一起投 入密煉機中進行混合3分鐘，緊接著加入配合劑混煉。投料順序為生膠一活性劑+促進劑 +防老劑一炭黑+填充劑+其它配合劑(分兩次)一增寒增塑劑。混煉均勻(達到給定的 混煉時間)后排膠，排膠溫度控制在110°C左右，待冷卻后在開煉機上加入硫化劑并出片， 停放8小時以上待用。B、在托輥包覆橡膠層前，用打毛機處理輥芯表面銹跡和毛刺，再用汽油或丙酮清 洗油污，干燥后涂膠粘劑(開姆洛克或列克納)，再刷膠漿，待徹底干燥后包膠成型。C、成型時將停放的膠料再在開煉機上熱煉，并根據(jù)托輥不同規(guī)格要求及橡膠包覆 層厚度出片。緊接著在處理好的輥芯上用機械法包膠成型。包膠成型之后包紙包布，纏鋼絲。D、接下來進行輥筒在飽和蒸汽做介質(zhì)的硫化罐中登峰式硫化，硫化溫度和時間， 一段為 116°C,30min-60min ；二段為 125°C，60min_90min ；三段為 133°C，90min_120min ；四 段為152°C，180min-210min ；接著悶罐60min后出罐。即可制成本實例的耐寒橡膠包覆層 在_90°C下能長期使用的托輥。實驗例2 本實施例中的耐寒橡膠包覆層材料為以天然橡膠與順丁膠并用為主體的耐寒膠 料，其質(zhì)量分數(shù)為天然膠60、順丁膠40，硫化劑1. 5-6 (硫黃)、促進劑0. 5-1. 8 ( 二硫代 二苯并噻唑與N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺并用，比例為6 8)、補強劑50-80 (HAF或 SRF炭黑或噴霧炭黑單用或并用)、增寒增塑劑劑5-30 (鄰苯二甲酸脂與癸二酸酯單用或并 用)、活性劑7-14 (氧化鋅加硬脂酸)、防老劑2-5 (N-苯-a-萘胺加N-苯基-β萘胺加石 蠟)，填充劑20-60 (陶土、碳酸鎂、碳酸鈣并用或任選)。如圖1所示，本實施例中托輥耐寒橡膠包覆層制備過程為Α、以60kg天然膠、40kg順丁膠作為主體材料制備托輥耐寒橡膠包覆層膠料時，首 先將材料進行預處理，然后將天然膠和順丁膠分別在開煉機上和密煉機中進行塑煉。天然 橡膠按照實施案例1所述方法進行一段塑煉待用。順丁膠可以不塑煉，但為了提高產(chǎn)品質(zhì) 量和下道工藝要求，故將己塑煉一段的天然橡膠與順丁膠(按配方計量稱量)一起投入密 煉機中進行混合3分鐘，緊接著加入配合劑混煉。投料順序為生膠一硬脂酸+氧化鋅+促 進劑+防老劑一炭黑+填充劑+其它配合劑(分兩次)一增寒增塑劑。混煉均勻(達到給 定的混煉時間)后排膠，排膠溫度不超過120°C，待冷卻后在開煉機上加硫化劑并出片，停放8小時以上待用。其后面工序按實施例1中B-D所述方法進行，即可制成本實施例的耐寒橡膠包覆 層在_80°C下能夠長期使用的托輥。實施例3 本實施例中的耐寒橡膠包覆層材料為以全天然橡膠為主體的耐寒膠料，其質(zhì)量分 數(shù)為天然橡膠100，硫化劑1. 8-8 (硫黃)、促進劑0. 5-1. 2 ( 二硫代二苯并噻唑與N-環(huán)己 基-2-苯并噻唑次磺酰胺并用，比例為6 8)、補強劑40-70 (HAF或SRF炭黑并用或選用)、 增寒增塑劑5-25(鄰苯二甲酸酯或癸二辛酯，單用或并用)、活性劑7-12(氧化鋅加硬脂 酸)；防老劑2-5(N-苯基-a-萘胺與N-苯基-β-萘胺與N-異丙基-N'苯基對苯二胺加 石蠟)、填充劑20-60(陶土，碳酸鎂、碳酸鈣、硫酸鋇并用或任選)。如圖1所示，本實施例中托輥耐寒橡膠包覆層制備過程為A、以IOOkg天然橡膠作為主體材料制備托輥耐寒橡膠包覆層膠料時，首先將材料 進行預處理，生膠在16寸開煉機上進行分段薄通塑煉，輥筒溫度控制在45-50°C之間，第一 段塑煉后停放8小時以上再進行第二段塑煉，使可塑度達到0. 4-0. 45。然后停放8小時后 待用。根據(jù)配方計量準確配料稱量，按照加料順序分品種裝入容器中待混煉。用密煉機混 煉，混煉順序是已塑煉的天然膠一活性劑+防老劑+促進劑一補強劑一填充劑一其它配合 劑一增寒增塑劑，混煉均勻后排膠，排膠溫度在120°C以下，待冷卻后在開煉機上加入硫化 劑并出片，停放8小時以后待用。B、在托輥包覆膠層前，用打毛機處理輥芯表面銹跡和毛刺，再用汽油或丙酮清洗 油污，干燥后涂膠粘劑(開姆洛克或列克納)再刷膠漿，待徹底干燥后包膠成型。C、成型時將停放的膠料經(jīng)開煉機熱煉，并根據(jù)托輥不同規(guī)格要求及橡膠包覆層厚 度出片。緊接著在處理好的輥芯上用機械法包膠成型。包膠成型之后包紙包布，纏鋼絲。D、接下來進行膠輥在飽和蒸汽做介質(zhì)的硫化罐中登峰式硫化，硫化溫度和時間， 一段為 116°C,30min-60min ；二段為 125°C，60min_90min ；三段為 133°C，90min_120min ；四 段為152°C，180min-210min ；接著悶罐60min后出罐。即可制成本實施例的耐寒橡膠包覆 層在_70°C下能夠長期使用的托輥。
權(quán)利要求
1.一種輸送機托輥的耐寒橡膠包覆層，是在輥芯外包覆耐寒橡膠層，其特征在于所述 耐寒橡膠材料的組成及質(zhì)量分數(shù)為以下三種中的任一種第一種耐寒橡膠材料主體為順丁膠與天然膠并用順丁膠80，天然膠20、硫化劑 1. 5-5、促進劑0. 5-1. 2、補強劑50-80、增寒增塑劑5-30、活性劑7-16、防老劑2-5、填充劑 10-50 ；第二種耐寒橡膠材料主體為天然膠與順丁膠并用天然膠60、順丁膠40、硫化劑 1. 5-6、促進劑0. 5-1. 8、補強劑50-80、增寒增塑劑5_30、活性劑7_14、防老劑2_5、填充劑 20-60 ；第三種耐寒橡膠材料主體為天然膠天然橡膠100，硫化劑1. 8-8、促進劑0. 5-1. 2、補 強劑40-70、增寒增塑劑5-25、活性劑7-12、防老劑2_5、填充劑20-60。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送機托輥的耐寒橡膠包覆層，其特征在于所述硫化劑為硫黃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送機托輥的耐寒橡膠包覆層，其特征在于所述促進劑，具 體為第一種耐寒橡膠材料中所述促進劑為二硫代二苯并噻唑與N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次 磺酰胺并用或單用；第二種和第三種耐寒橡膠材料中所述促進劑為二硫代二苯并噻唑與N-環(huán)己基-2-苯 并噻唑次磺酰胺并用，質(zhì)量比為6 8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送機托輥的耐寒橡膠包覆層，其特征在于所述補強劑，具 體為第一種和第三種耐寒橡膠材料中所述補強劑為高耐磨爐法炭黑HAF或半補強爐法炭 黑SRF單用或并用；第二種耐寒橡膠材料中所述補強劑為高耐磨爐法炭黑HAF或半補強爐法炭黑SRF或 噴霧炭黑單用或并用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送機托輥的耐寒橡膠包覆層，其特征在于所述增寒增塑 劑，具體為第一種耐寒橡膠材料中所述增寒增塑劑為鄰苯二甲酸酯、己二酸酯并用或單用； 第二種耐寒橡膠材料中所述增寒增塑劑為鄰苯二甲酸脂、癸二酸酯單用或并用； 第三種耐寒橡膠材料中所述增寒增塑劑為鄰苯二甲酸酯、癸二辛酯，單用或并用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送機托輥的耐寒橡膠包覆層，其特征在于所述活性劑，具 體為三種耐寒橡膠材料中所述活性劑均為氧化鋅加硬脂酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送機托輥的耐寒橡膠包覆層，其特征在于所述防老劑，具 體為第一種耐寒橡膠材料中所述防老劑為N-苯基-a-萘胺、N-苯基- β -萘胺和石蠟并用；第二種耐寒橡膠材料中所述防老劑為N-苯-a-萘胺加N-苯基-β萘胺加石蠟； 第三種耐寒橡膠材料中所述防老劑為N-苯基-a-萘胺與N-苯基-β -萘胺與N-異 丙基-N'苯基對苯二胺加石蠟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送機托輥的耐寒橡膠包覆層，其特征在于所述填充劑，具 體為第一種耐寒橡膠材料中所述填充劑為陶土、碳酸鎂或碳酸鈣；第二種耐寒橡膠材料中所述填充劑為陶土、碳酸鎂、碳酸鈣并用或任選；第三種耐寒橡膠材料中所述填充劑為陶土、碳酸鎂、碳酸鈣、硫酸鋇并用或任選。
9.一種權(quán)利要求1所述的輸送機托輥的耐寒橡膠包覆層的制備方法，其特征在于包 括如下步驟第一，膠料制備首先進行材料預處理，天然膠在開煉機上進行分段塑煉，第一段塑煉后停放8小時以 上待用，如主體材料是全然膠的膠料，其天然膠在開煉機上進行二段塑煉，可塑度應達到 0. 38左右，在密煉機上合煉時還要增塑，達要求的0. 4-0. 45 ；如主體材料是天然膠與順丁 膠并用，將天然膠塑煉一段，停放8小時后與不塑煉的順丁膠一起投入密煉機中進行混合 三分鐘，緊接著加入配合劑混煉，混煉均勻排膠，后在開煉機出片，停放8小時以上待用；開 煉機控制溫度在45-60°C，密煉機排膠溫度不超過120°C ；第二，輥芯處理1)打毛刺除銹；2)汽油或丙酮清洗油污；3)干燥后涂膠粘劑、刷膠漿，待徹底干燥后成型；第三，成型1)將停放之后使用的膠料在開煉機上熱煉，并根據(jù)托輥要求的橡膠包覆層厚度出片；2)用機械法在處理好的輥芯上加壓貼膠成型；第四，硫化硫化用直接蒸汽內(nèi)控壓力硫化罐登峰式硫化方法；幻硫化溫度和時間，一段為116°C， 30min-60min ； 二段為 125 °C，60min_90min ；三段為 133°C，90min_120min ；四段為 152°C， 180min-210min ；接著悶罐60min后出罐。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的輸送機托輥的耐寒橡膠包覆層的制備方法，其特征在于所 述膠料制備中，必須嚴格控制投料順序，具體為A、以順丁膠、天然膠作為主體材料的耐寒橡膠包覆層，投料順序為生膠一活性劑+促 進劑+防老劑一炭黑+填充劑+其它配合劑分兩次一增寒增塑劑，混煉均勻后排膠，待冷卻 后在開煉機上加入硫化劑；B、以天然膠、順丁膠作為主體材料的耐寒橡膠包覆層，投料順序為生膠一碳酸鎂一防 老劑一硬脂酸一補強劑+填充劑+增塑軟化劑，攪拌后分次加入氧化鋅+促進劑+硫黃，混 煉均勻后排膠；C、以天然橡膠作為主體材料的耐寒橡膠包覆層，投料順序是已塑煉的天然膠一活性 劑+防老劑+促進劑一補強劑+填充劑一增塑軟化劑，混煉均勻，在開煉機上壓片，停放冷 卻，冷卻后再在開煉機上加入硫化劑。
全文摘要
本發(fā)明公開一種輸送機托輥的耐寒橡膠包覆層及其制備方法，是在輥芯外包覆耐寒橡膠層，所述耐寒橡膠材料以順丁膠與天然膠并用、天然膠與順丁膠并用、或者天然膠為主體材料，并以硫化劑、促進劑、補強劑、增寒增塑劑、活性劑、防老劑、填充劑為配合，構(gòu)成包覆層所需的配料。制備包括膠料加工、輥芯處理、成型、登峰式硫化四個過程。本發(fā)明托輥橡膠包覆層能在高寒地區(qū)和寒冷環(huán)境下(如-90℃)正常使用，有效地解決了普通托輥所不能使用的缺陷，填補了我國在冶金、礦山、碼頭等使用輸送機上用耐寒托輥的空白，同時滿足了用戶的要求。
文檔編號B29C35/00GK102070798SQ20101055665
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者劉益付, 梅松桂, 詹瑩青 申請人:安徽盛運橡膠有限責任公司