[发明专利]一种用于橡胶传动带的增强短纤维母料及制备方法

说明书

本发明涉及功能纤维母料及其制备方法技术领域，具体涉及一种用于橡胶传动带的增强短纤维母料及制备方法，由如下组成：改性芳纶短纤维、聚烯烃弹性体、橡胶、偶联剂、芳烃油、强化改质填充剂、增塑剂、防老剂。制备方法包括：将芳纶短纤维浸入金属氢氧化物溶液中，再浸入可溶性硅酸盐溶液中，重复浸润形成表面包覆硅酸盐硬质壳层的芳纶短纤维，再与偶联剂进行分散，静置，再加入其余原料进行密炼，将胶料采用双螺杆挤出机进行造粒，即得到用于橡胶传动带的增强短纤维母料。本发明解决了现有技术中芳纶短纤维增强橡胶时与橡胶基体的界面结合较差、耐热性不足的问题，具有分散均匀、结合力强、拉伸强度、粘接强度大以及使用寿命长的优点。

技术领域

本发明涉及功能纤维母料及其制备方法技术领域，具体涉及一种用于橡胶传动带的增强短纤维母料及制备方法。

背景技术

耐高温传动带是由多层橡胶棉帆(涤棉布)或者聚酯帆布上下覆有耐高温或耐热橡胶、经高温硫化粘合在一起，广泛应用于冶金、铸造、烧结、焦化、建材等行业较为恶劣的高温作业环境，主要以传动烧结矿石、焦炭和水泥等生产过程中产生的高温固体物料。随着国内经济的快速发展，矿石、钢铁、煤矿等企业规模逐步扩大，产量的提高，普通传动带性能已经满足不了企业高负荷的运载，使用寿命大为缩减。现有的三元乙丙橡胶传动带存在强度不够，伸长率较低和磨损较大的缺点，传动带经常出现表面覆盖胶磨损、漏布的情况，严重制约了传动带的应用。

通过短纤维填充补强橡胶可提高小变形下强度及耐磨、耐切割、耐疲劳、抗蠕变性能是众所周知的。但在短纤维增强橡胶复合材料制备中，直接添加短纤维，纤维容易集束，在橡胶中难以均匀分散，而且与高分子聚合物表面粘合差，导致拉伸强度、伸长率及粘接强度下降，不仅不能充分发挥纤维耐高温、抗蠕变的作用，而且直接影响到橡胶-金属复合制品的粘接性能。部分专利介绍了通过短纤维母料的技术途径来实现短纤维在橡胶基体中的均匀分散及与高分子界面的良好粘合。

短纤维增强橡胶复合材料(SFRC)，是将短纤维分散在橡胶基质中，使之与橡胶复合制成类似聚合物共混体的补强性复合材料。短纤维增强橡胶复合材料把橡胶的柔性与纤维的刚性有机地结合起来，使之既保持橡胶独特的高弹性，又兼具低伸长下高模量的特点，同时还具有硬度高、弹性高、耐磨、耐切割、耐疲劳、抗蠕变、耐溶胀、耐热老化等优异性能。短纤维增强橡胶复合材料具有较高的横向刚度和纵向柔性(力学性能各向异性)，能使传动带传递效率和耐曲挠疲劳性能得以提高，所以广泛用于传动带的底层橡胶材料(齿轮胶)。

在对传动带耐热性能要求越来越高的情况下，不仅需选用耐热的橡胶基体，同时对短纤维耐热性的要求也应随之提高。

最初使用的短纤维为强度较低、耐热性差的棉短纤维，然后发展到使用尼龙、聚酯短纤维等有机短纤维，在近些年的发展中，耐热、力学性能更优异的芳纶短纤维也逐渐得到了应用。奥野茂树在专利“高负荷传动皮带用橡胶组合物及使用该橡胶组合物的高负荷传动皮带”(公开号CN1615337)中橡胶组合物就是添加芳纶短纤维增强的。

但上述短纤维多为表面惰性的有机短纤维，与橡胶基体的界面结合较差，使用时需经过表面的预处理，微米短纤维的预处理通常使用浸渍法，采用的浸渍液是以天然橡胶或合成橡胶(主要为丁吡胶乳)—甲醛间苯二酚树脂(RFL)的体系浸渍，对于对大多数橡胶都呈惰性的聚酯和芳纶短纤维，应先用高活性化合物的浸渍液浸涂，然后使用RFL体系浸渍。短纤维的预处理还可采用胶乳-短纤维共沉降预处理、纤维浆混合、干胶共混以及D法预处理等方法。即使使用经过预处理的短纤维增强时，不良的界面结合仍是影响增强效果的一个重要因素，而且这些短纤维的预处理工艺复杂。处理后的耐热性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于橡胶传动带的增强短纤维母料及制备方法，解决了现有技术中芳纶短纤维增强橡胶时与橡胶基体的界面结合较差、耐热性不足以及预处理工艺复杂的问题，提供的用于橡胶传动带的增强短纤维具有分散均匀、提高与橡胶基体的结合力、提高橡胶的拉伸强度、伸长率、粘接强度以及使用寿命的优点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：