一种短纤维增强耐高温橡胶辊、橡胶辊胶料及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种短纤维增强耐高温橡胶辊、橡胶辊胶料及其制造方法，属于橡胶辊技术领域。本发明专利技术的橡胶辊胶料各组分及重量份数为：乙丙橡胶100份，快压出炭黑50-80份，增塑剂10-20份，纳米活性氧化锌3-5份，防老剂2-6份，交联剂6-10份，助交联剂2-10份，增粘树脂3-8份，分散流动剂2-5份，短纤维2-10份；本发明专利技术橡胶辊的制备步骤为：胶料制备、缠绕包胶、硫化罐硫化和车磨加工。本发明专利技术的胶料强度高、回弹性高、耐高温性好、压缩永久变形小，采用该胶料的胶辊耐高温、耐酸碱腐蚀性好，胶辊内外硬度、材料分布一致性高，辊面加工精度高，寿命是现有耐高温橡胶辊的1倍以上，大大延长了橡胶辊的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于橡胶辊
，涉及一种短纤维增强耐高温橡胶辊、橡胶辊胶料及其制造方法，更具体地说，涉及一种用于冶金、有色金属加工、化纤印染、造纸等要求在高温或高温高腐蚀环境下使用的耐高温橡胶辊。
技术介绍
橡胶辊是一种以金属或其他材料为芯，外覆橡胶经硫化而制成的辊状制品。随着冶金、有色金属加工、化纤、造纸等行业的快速发展，其产线提速、高温工位温度的提高，对在高温、高湿及强腐蚀性介质工位使用的耐高温橡胶辊也提出了越来越高的要求。耐高温橡胶辊工作时温度的升高来源于两个方面：一方面是工作环境温度高；另一方面，胶辊高速运转时辊面摩擦生热及胶层周期性变形的内生热。对于耐高温橡胶辊，往往采用氢化丁腈橡胶、氟橡胶，甚至硅橡胶等耐高温性好的橡胶材料，但这些橡胶材料由于价格高、或加工性能差，或材料物理机械性能差等因素限制了这些材料的推广使用。目前，耐高温橡胶辊在使用过程中常常发生热氧老化破坏现象。橡胶热氧老化是指橡胶在高温环境下，与空气中的氧接触，发生交联反应，橡胶硬度逐步升高，表面出现无规则裂纹，随时间延长，裂纹逐渐扩大，进而失去使用价值。如图1所示，即为现有橡胶辊胶料表面发生热氧老化破坏现象的放大示意图。因此开发价格合理、工艺性能好、物理机械性能好的耐高温橡胶辊材料是目前亟待解决的问题。经检索，专利申请号为：200710114412.8，申请日为：2007年11月9日的专利文献，公开了一种钢铁薄板轧制板型辊加工工艺，该加工工艺如下：A.通过将氢化丁腈橡胶、酚醛树脂、高苯乙烯树脂、白炭黑、纳米氧化锌及纳米碳酸钙、硫化剂、防老剂、硬脂酸、软化剂MESAMOLL、有机着色剂加工成覆面材料以备用；B.对钢铁薄板轧制板型辊辊芯表面进行处理；C.将覆面材料压延成片状，并将其裁成胶条，采用缠绕成型将胶条覆面材料包覆在处理后的钢铁薄板轧制板型辊辊芯上；D.将钢铁薄板轧制板型辊用聚酯布缠绕后放置在硫化罐内，通入压缩空气对其进行加压、硫化；E.钢铁薄板轧制板型辊覆面材料硫化后经过冷却，车磨加工后即为成品。该专利采用氢化丁腈橡胶生产用于冶金行业的板型辊，一方面价格高，氢化丁腈橡胶材料价格是一般橡胶材料的10倍左右；另一方面，氢化丁腈橡胶材料在高温条件下使用时硬度升高较快，进而辊面出现常见的热老化现象，导致辊面出现无规则裂纹，随时间推移，裂纹逐渐扩大，继而失去使用功能。因而氢化丁腈橡胶辊也难以推广到其他耐高温的场所使用，尤其是无法在含有强腐蚀性酸碱介质的高温场所使用。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有耐高温橡胶辊在使用中会发生橡胶热氧老化破坏现象的问题，本专利技术提供一种短纤维增强耐高温橡胶辊、橡胶辊胶料及其制造方法，在胶料中添加呈无规则分布的短纤维，当橡胶由于发生热氧老化，表面出现无规则裂纹过程中，短纤维能阻止裂纹的产生和逐渐扩大，增强了胶料耐高温性能，大大延长了橡胶辊的使用寿命。2、技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，其各组成成分及重量份数为：进一步地，所述的乙丙橡胶为第三单体含量为1.2％的三元乙丙橡胶。进一步地，所述的增塑剂为PW-380石蜡油，交联剂为过氧化二异丙苯，助交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸甲酯。进一步地，所述的防老剂由重量份数为1-3份的防老剂445和1-3份的防老剂ZMB2/C-5组成。进一步地，所述的短纤维由40％的芳纶短纤维和60％的乙丙橡胶组成。一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料的制造方法，其步骤为：首先，将乙丙橡胶和短纤维置于密炼机中混炼120-140s，使乙丙橡胶进行初步塑炼并使短纤维充分分散到乙丙橡胶中；然后，加入防老剂、分散流动剂、增粘剂、纳米氧化锌混炼70-90s；最后，加入快压出炭黑、增塑剂混炼100-120s后提栓90-100s，混炼温度达到130-140℃排胶，得到混炼母胶；混炼母胶室温停放不小于24h后，置于开炼机辊筒上，待母胶包辊表面光滑后加入交联剂、助交联剂，待上述配合剂全部混入母胶后开刀翻炼，将胶料薄通打2-3个卷和3个三角包后出片，胶片室温停放12h后切条后得到胶料；其中，上述各组份的重量份数为：乙丙橡胶100份，快压出炭黑50-80份，增塑剂10-20份，纳米活性氧化锌3-5份，防老剂2-6份，交联剂6-10份，助交联剂2-10份，分散流动剂2-5份，短纤维2-10份，增粘树脂3-8份。一种短纤维增强耐高温橡胶辊，包括胶料；所述的胶料采用上述的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料的制造方法制成。一种短纤维增强耐高温橡胶辊的制造方法，其步骤为：A)缠绕包胶：将采用一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料的制造方法制得的胶料喂入螺杆挤出机，挤出厚度为2.0-4.0mm、宽度为60-70mm的胶片，待胶片均匀一致后启动旋转包胶机，将胶片缠绕在准备好的金属辊芯上，逐层缠绕包胶，直到包胶单边厚度达到规定厚度，然后在胶面上缠绕尼龙水布2-3层，得到包胶完毕的胶辊；B)硫化罐硫化：将步骤A)中包胶完毕的胶辊送入硫化罐，关闭罐门后，往硫化罐中通入蒸汽进行硫化，通入蒸汽的同时打开压缩空气阀门，通入压缩空气使硫化罐内压力在0.5h内达到4.5-5大气压；硫化结束，开排气阀，压力下降，等压力表指针指到零时，打开保险销，等销孔内排出蒸汽飘动，半开硫化罐，让温度下降，待罐内温度低于60℃或与室温相当时，将胶辊拉出；C)车磨加工：将步骤B)中得到的胶辊在车床上进行粗加工，再在磨床上进行精加工。进一步地，所述的步骤A)中胶料喂入螺杆挤出机前，需将螺杆挤出机料筒、螺杆和机头温度分别预热到50-60℃、60-70℃和50-60℃；在包胶过程中通过控制挤出机螺杆转速来控制挤出胶片温度≤100℃。进一步地，所述的步骤B)中的硫化程序为：首先升温到70-80℃，保温2h；再升温到100-110℃，保温0.5h；再升温到120-130℃，保温0.5h；再升温到135-140℃，保温8-10h。3、有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料中添加了短纤维，短纤维在胶料中呈无规则分布，当橡胶由于发生热氧老化，表面出现无规则裂纹过程中，短纤维能阻止裂纹的产生和逐渐扩大，该胶料强度高、回弹性高、耐高温性好、压缩永久变形小，采用该胶料的胶辊耐高温、耐酸碱腐蚀性好，胶辊内外硬度、材料分布一致性高，辊面加工精度高，经过长时间的耐高温工位试用，使用寿命是现有耐高温橡胶辊的1倍以上，大大延长了橡胶辊的使用寿命；(2)本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，其各组成成分及重量份数为：

【技术特征摘要】
1.一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，其各组成成分及重量份数为：
2.根据权利要求1所述的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，其特征在于：所述的乙丙
橡胶为第三单体含量为1.2％的三元乙丙橡胶。
3.根据权利要求1或2所述的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，其特征在于：所述的
增塑剂为PW-380石蜡油，交联剂为过氧化二异丙苯，助交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯
酸甲酯。
4.根据权利要求1或2所述的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，其特征在于：所述的
防老剂由重量份数为1-3份的防老剂445和1-3份的防老剂ZMB2/C-5组成。
5.根据权利要求1所述的一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料，其特征在于：所述的短纤
维由40％的芳纶短纤维和60％的乙丙橡胶组成。
6.一种短纤维增强耐高温橡胶辊胶料的制造方法，其步骤为：
首先，将乙丙橡胶和短纤维置于密炼机中混炼120-140s，使乙丙橡胶进行初步塑炼并
使短纤维充分分散到乙丙橡胶中；然后，加入防老剂、分散流动剂、增粘剂、纳米氧化锌混炼
70-90s；最后，加入快压出炭黑、增塑剂混炼100-120s后提栓90-100s，混炼温度达到130-
140℃排胶，得到混炼母胶；混炼母胶室温停放不小于24h后，置于开炼机辊筒上，待母胶包
辊表面光滑后加入交联剂、助交联剂，待上述配合剂全部混入母胶后开刀翻炼，将胶料薄通
打2-3个卷和3个三角包后出片，胶片室温停放12h后切条后得到胶料；其中，上述各组份的
重量份数为：乙丙橡胶100份，快压出炭黑50-80份，增塑剂10-20份，纳米活性氧化锌3-5份，
防老剂2-6份，交联剂6-10份，助交联剂2-10份，分散流动剂2-5份，短纤维2-10份，增粘...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海潮，朱文华，华青，戎启虎，
申请(专利权)人：南京金三力橡塑有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32