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前言:V带化胶套所使用的胶料之前采用氯化丁基橡胶1068作为胶套的主要胶料,但是在使用的过程中胶料的使用成本相对较高,并且货源存在一定的不稳定,同时胶套在使用过程中存在性能相对较差,这在较大程度上会大大降低胶套使用年限,比如在使用过程中出现老化以及裂纹等问题。为此,这就需要对胶套胶料配方实施优化,这在较大程度上能够有效提升使用效果。
1.实验
1.1 主要原材料
V带硫化胶套中胶料配方中的主要原料有:绿化丁基橡胶,该产品型号有1066与1068,是一种外国进口产品;伤害卡博特生产的一种炭黑N774与N330,;偶联剂Si69、硅粉B66以及抗硫化返原剂TDB680,安徽利普化工生产;无机补强剂JC-069,是胶料中较为重要的配料之一,江苏就穿纳米科技公司生产;抗撕裂树脂HR-801;耐磨剂JTH-315[1]。
1.2 主要设备与仪器
在进行V带硫化胶套胶料的配置优化过中,会应用到一定的设备与仪器,主要有上海德杰仪器有限公司生产的无转子硫化仪,其型号为MDR-2000;中国台湾高铁科技公司生产的电子拉力机,其型号为AI-7000M;扬州天发试验机械有限公司生产的阿克隆磨耗试验机与橡胶疲劳龟裂试验机,其型号分别是WML-76与WPL-100[2]。
1.3 生产配方及试样制备
胶料的主要配方主要包括:CIIR1068 95、NR 5、炭黑60、硅粉 B66 40、古马隆树脂 5、防老剂RD与BLE 各1. 5、硫黄0. 2,促进剂DM与TMTD 1. 5与2。胶套胶料在生产过程中,应当按照常规技术实施有效混炼停放,并且在此基础上进行取样测试,在测试过程中,主要是对其性能进行深入测试。此外,在进行胶套制备过程中,混炼胶用开炼机返炼并下片,然后硫化成胶套。
2. V带化胶套胶料配方优化
2.1 主体材料
原胶套胶料的主体材料是CIIR1068,价格相对较高,并且货源具有一定的不稳定性,在一定程度上会对V带生产造成一定的影响。CIIR1066,具有价格低、货源充足,能够有效提高胶套的使用寿命,具体数据如表1所示[3]。
有表1可知,两者胶料相比,CIIR1066工艺性能相对较差,并且硫化速度比较慢,具有较低的硬度,同时撕裂强度与拉伸强度比较小,使用寿命低于CIIR1068。为此,需要对CIIR1066性能进行有效的调整。
2.2 添加助硫化体系
在进行CIIR1066胶料的过程中,需要对胶料抗硫化还原性能进行有效的提升,在此过程中在胶料中添加苯甲酸、抗硫化还原剂构成的助硫化体系。此外,苯甲酸在较大程度上能够有效提升胶料包辊性能,具有对胶料延迟焦烧的作用,同时将抗硫化还原剂TDB680与偶联剂Si69脸蛋和使用,能够大大提高胶料抗硫化还原性能。与此同时,进行硫化体系的有效添加,这在较大程度上可对CIIR1066胶料性能产生的较大的积极性影响。将未添加CIIR1066与添加的CIIR1068两者进行相比,其中添加助硫化体系的CIIR1066在较大程度上能够使包辊性得到较大改善,并且硫化速度有较大的提升,同时胶料的撕裂强度有不同程度的提高,其中最为重要的是能够提高胶料的拉伸强度,以此可延长胶套使用寿命。
2.3 添加无机补强剂 JC-069 和抗撕裂树脂HR-801
胶套在使用的过程中,在一些情况下会出现裂口现象,以此需要采取有效的措施降低使用过程中出现的裂口问题,这就需要在胶料中添加无机补强剂JC-069,这在较大程度上能够有效提高胶料补强性能,并且还需要在胶料中添加抗撕裂树脂HR-801提升胶料抗撕裂性能。在胶料中添加补强剂与抗撕裂树脂对CIIR1066胶料性能的提升具有加大积极性影响,具体情况通过表2所示[4]。
由表2能够看出,在对胶料进行性能进行提升的过程中,通过无机补强剂JC-069来替代硅粉B66能够在较大程度上对拉伸性能实施有效提升,同时在胶料中进行撕裂树脂HR-801的添加,其中在添加过程中需要把握好添加量,以此提升胶料抗撕裂性能,这在较大此程度上可全面提高胶料整体使用质量,以此可大大提高胶套使用寿命。
2.4 添加耐磨剂JTH-315和耐高温微晶蜡
在对胶料研究过程中,需要对比不同胶料在使用过程中的损坏形式,其中在对CIIR1066胶料探究过程中,需要进行耐磨剂JTH-315的有效添加,这在较大程度上能够对提升胶套表面润滑度,同时还能大大增加胶套的耐磨性,以此使胶套与V带有效的剥离。此外,还可以进行微晶蜡的有效添加,其中此种微晶蜡最大的特点就是耐高温,能够在最大程度上延缓胶套在使用过程中的老化程度。由此可以看出,在胶料中添加微晶蜡以及耐磨剂HSR-580,能够提升胶料耐磨性能,以此提升胶套使用年限。
3.配方设计
3.1 生胶品种的确定
生胶在选择过程中,需要对胶套性能要求以及货源情况进行有效的确定,一般采用丁基胶作为主要材料。主要是因丁基胶饱和度相对比较低,并在此基础上异丁烯健的惰性,以此提升胶套的耐热性,同时能够提高胶套的耐老化性能。在硫化过程中会形成一定的热分解,会发生不同程度的硫化还原现象,除此之外不会出现硫化还原现象,在此环境中具有较高的气密性。
3.2 硫化剂的选择
硫化体系丁基胶在常规环境下的老化过程是逐渐变软,最终失去弹性,其中丁基胶的软件过程中主要是交联破坏或是聚合物健热破坏,不管是哪种破坏,丁基胶均是由过分软件所致。此外,树脂也是一种硫化的丁基胶,具有较高的稳定性,并且老化后的变形较小,其中胶料不会发生还原现象,能够在较高的温度环境下使用,可做硫化胶套,由此可以看出,硫化剂最适合的原料是树脂。
3.3 活性剂的选择
树脂硫化速度相对较为缓慢,其中活化过程一般情况下使用含卤素中的卤化树脂作为活化剂,这在较大程度上能够得到一定的硫化速度。此外,树脂硫化在与氧化锌进行合用的过程中,除了氯化亚锡之外,能够在较大程度上提高硫化速度,其中金属氯化物可加快橡胶硫化速度,并且在此基础上可有效提升橡胶结构程度,由此可以看出,活性剂在选择时,一般采用氧化锌与氯丁橡胶。
3.4 补强剂的选择
丁基橡胶是一种结晶橡胶,其中生胶自身具有较高的拉伸强度,一些补强填充剂对此的补强效果相对较低,并且随着用量的不断增加,使丁基胶扯断伸长率在一定程度上出现下降。此外,若丁基胶扯断伸长率在下降的过程中,能够对撕裂强度具有较高的提升,并且在此基础上进行耐磨性的有效提升,所以采用ISAF作为补强剂。
4.结语
综上所述,对V带化胶套胶料配方进行有效的优化,一般胶套胶料采用的是CIIR1066,与CIIR1068相比价格相对较低,并且货源有较大的稳定性,以此作为V带化胶套的主料。此外,在胶料中增添抗硫化返原剂TDB680以及偶联剂Si69构成的硫化体系,这在较大程度上能够有效提高胶料的抗焦烧性,以此有效加快了胶料的硫化速度。除此之外,使用无机补强剂,同时添加抗撕裂树脂GR-801,以此提升胶料的拉伸强度以及抗撕裂性能,从而对胶料培养进行有效优化,提升V带化胶套的使用寿命。
参考文献
[1]刘士铎. 出口橡胶垫板胶料的配方优化[J]. 橡胶科技, 2018(4):85-86.
[2]赵敏. 一种双密度快速硫化橡胶胶料[J]. 橡胶工业, 2016, 63(3):186-186.
[3]李旭, 林尧, 邓涛. 不同硫化体系对"绿色"V带压缩胶老化前后力学性能及动态生热性能的影响[J]. 橡塑技术与装备, 2018(19):41-42.
[4]张琳, 王玉海, 刘震. 用RPA2000橡胶加工分析仪研究胶料硫化过程中填料的聚集程度[J]. 橡胶科技, 2017(6):13-21.
论文作者:吴胜安
论文发表刊物:《科技尚品》2018年第10期
论文发表时间:2019/7/18
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