本發(fā)明涉及橡膠傳動帶技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于汽車多楔帶的楔膠材料，及其制備方法。

背景技術(shù)：

汽車多楔帶是用于驅(qū)動發(fā)動機輔助裝置（水泵、發(fā)電機、空調(diào)壓縮機等）的一種橡膠汽車配件，傳動原理為摩擦傳動，即楔的兩個側(cè)面與帶輪的輪槽進(jìn)行摩擦配合來傳遞功率，具有傳動功率高和節(jié)省空間等優(yōu)點，但同時傳動帶與輪子摩擦傳動的過程中由于構(gòu)成兩者材料的導(dǎo)電性差異很大，帶體在高速運轉(zhuǎn)時兩者界面不斷的發(fā)生接觸、分離而引起表面的電荷轉(zhuǎn)移，就會使得多楔帶的帶體表面會積蓄靜電，如果這些靜電不能夠被及時的疏導(dǎo)掉，當(dāng)其積累到一定程度后就會產(chǎn)生一些安全隱患，據(jù)研究當(dāng)靜電壓達(dá)到3KV時就能引燃汽油和空氣的混合物從而造成嚴(yán)重的安全事故，并且隨著現(xiàn)代發(fā)動機設(shè)計向著緊湊化發(fā)展，一條多楔帶最多要帶動6-7個帶輪，這樣兩者接觸摩擦機會的增大使得由靜電引起安全事故的可能性也逐漸增大；另外汽車內(nèi)部有許多電子設(shè)備，如行車電腦等，靜電產(chǎn)生的電磁波會對其干擾，影響這些設(shè)備的可靠性，因此汽車多楔帶具有一定的抗靜電性能是非常有必要的也是未來汽車傳動帶發(fā)展的一個趨勢。

在橡膠傳動帶領(lǐng)域中抗靜電性能目前應(yīng)用在V帶和輸送帶的最為廣泛，在汽車抗靜電多楔帶這一技術(shù)領(lǐng)域里有以下技術(shù)難點：

使橡膠材料具有一定的抗靜電性能，最有效而簡單的方法就是加入疏導(dǎo)靜電的物質(zhì)，比如說高比表面積的乙炔炭黑， 一般來講要使橡膠材料具有抗靜電性能導(dǎo)電炭黑的添加質(zhì)量份數(shù)至少為30份（橡膠質(zhì)量份數(shù)為100）左右，但由于導(dǎo)電炭黑為一些結(jié)構(gòu)度比較高、比表面積比較大的細(xì)粒子炭黑，所以會引起在混煉過程中不好分散，加工性能差，做成楔膠后由于炭黑間的強作用力會在動態(tài)運轉(zhuǎn)過程中疲勞生熱過大引起早期的破壞，出現(xiàn)裂紋使用壽命較短。

傳統(tǒng)的汽車多楔帶多為有頂布，在帶體運轉(zhuǎn)過程中頂布繞過帶輪時極易產(chǎn)生靜電且不易疏導(dǎo)，雖可用抗靜電膠對該布進(jìn)行處理但效果欠佳，如用橡膠材料代替頂布在硫化過程中由于線繩收縮容易引起成品帶背有線印子甚至裂紋影響外觀和產(chǎn)品質(zhì)量，特別是對于門尼粘度較低的氯丁膠做主體材料時更為明顯，因此該層橡膠材料的厚度和成型工藝對產(chǎn)品的質(zhì)量和性能有很重要的影響。

中國專利CN203570919公開了一種抗靜電汽車多楔帶，其楔體部位至少設(shè)有一層導(dǎo)電纖維層，以此來降低彈性體表面摩擦系數(shù)降低帶體與帶輪摩擦產(chǎn)生的靜電幾率，但該方法制備過程復(fù)雜且在使用過程中導(dǎo)電纖維層易與楔體產(chǎn)生動態(tài)屈撓分離，影響產(chǎn)品使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用于汽車多楔帶的楔膠材料，組成新穎巧妙，具備抗靜電性能。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：一種用于汽車多楔帶的楔膠材料，由下述重量份的物質(zhì)組成：

氯丁橡膠 100

氧化鎂 4-6

硬脂酸 1-2

防老劑ODA 1-5

多功能母膠 5-8

炭黑 30-40

導(dǎo)電炭黑 10-15

碳納米管 0.1-3

尼龍短纖維 10-20

芳烴油 5-10

氧化鋅 5-8

抗靜電劑 1-3。

進(jìn)一步地，尼龍短纖維的長度為2mm。

一種如上所述楔膠材料的制備方法，包括以下過程：在30℃～60℃，加入氯丁橡膠、尼龍短纖維、多功能母膠、導(dǎo)電炭黑及碳納米管，第一步混煉1-3分鐘，再加入氧化鎂、硬脂酸、防老劑ODA、炭黑及芳烴油進(jìn)行第二步混煉，溫度達(dá)100-120℃時排膠，最后加入氧化鋅和抗靜電劑混煉8-16分鐘。

進(jìn)一步地，第一步混煉是在密煉機中進(jìn)行。

進(jìn)一步地，第二步混煉是在開煉機上進(jìn)行。

一種汽車多楔帶的制備方法，使用上述制備的楔膠材料，采用無頂布工藝進(jìn)行成型操作，厚度為0.4-0.8mm，成型排線張力為20-60N，繞線速度為80-150m/min。

本發(fā)明所述的重量份為本領(lǐng)域常用質(zhì)量單位，可以是克、公斤、噸等。

本發(fā)明采用在通用合成橡膠中抗靜電性能較好氯丁橡膠作為楔膠材料的主體橡膠，同時氯丁膠具有優(yōu)異的耐熱性、耐屈撓性及阻燃性能等。

本發(fā)明的楔膠材料加入了導(dǎo)電炭黑和碳納米管，其目的為保證產(chǎn)品的抗靜電性能外還具有良好的加工性能及動態(tài)使用性能，因為碳納米管表面的碳原子的P電子能形成大范圍的離域π鍵，共軛效應(yīng)顯著因此具有非常優(yōu)異的電學(xué)性質(zhì)，且屬于納米材料，相比傳統(tǒng)的導(dǎo)電炭黑在橡膠中添加較少量就能形成填料網(wǎng)絡(luò)從而達(dá)到滿意的抗靜電效果，因此綜合產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、性能及成本，本發(fā)明添加導(dǎo)電炭黑和碳納米管的混合物來解決前述技術(shù)難點。

本發(fā)明用原材料均可從市場獲得。

楔膠材料制備方法為：先采用密煉機混煉，初始密煉機室溫度為30-60℃，加入氯丁橡膠、尼龍短纖維、多功能母膠、導(dǎo)電炭黑及碳納米管，混煉1-3分鐘，然后加入氧化鎂、硬脂酸、防老劑、炭黑N550及芳烴油進(jìn)行混煉，溫度達(dá)100-120℃時排膠，最后在開煉機上加入氧化鋅和抗靜電劑混煉8-16分鐘。

本發(fā)明還包括汽車抗靜電多楔帶成型制作過程：用上述楔膠材料帶體常規(guī)頂布成型，其厚度為0.4-0.8mm，成型排線張力在20-60N之間，繞線速度在80-150m/min之間，然后經(jīng)過硫化、冷卻、脫模、切割、打磨工序，制得綜合性能優(yōu)異的汽車抗靜電多楔帶，其在使用過程中帶體表面的靜電壓值小于0.5KV，實際使用壽命在10萬公里以上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：具有較低的靜電壓值，而且還有較優(yōu)的動態(tài)疲勞，使用壽命及皮帶在整個壽命內(nèi)都保持較低的靜電壓值。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。

實施例1

一種用于汽車多楔帶的楔膠材料，具體組成和質(zhì)量份數(shù)為：

氯丁橡膠 100份

氧化鎂 6份

硬脂酸 2份

防老劑ODA 3份

多功能母膠T-100： 6份

炭黑550 35份

導(dǎo)電炭黑 XC-72 12份

碳納米管 0.5份

2mm尼龍短纖維： 15份

芳烴油 6份

氧化鋅 5份

抗靜電劑AP4 3份

楔膠材料的制備過程為：初始密煉機室溫度為50℃，加入氯丁橡膠、尼龍短纖維、多功能母膠、導(dǎo)電炭黑及碳納米管，混煉2分鐘，然后加入氧化鎂、硬脂酸、防老劑、炭黑N550及芳烴油進(jìn)行混煉，溫度達(dá)115℃時排膠，最后在開煉機上加入氧化鋅和抗靜電劑混煉12分鐘。

汽車抗靜電多楔帶成型過程為：用上述楔膠材料代替常規(guī)頂布成型，其厚度為0.4mm，成型排線張力在30N，繞線速度在112m/min之間，然后經(jīng)過硫化、冷卻、脫模、切割、打磨工序，制得汽車抗靜電多楔帶。

實施例2

一種用于汽車多楔帶的楔膠材料，具體組成和質(zhì)量份數(shù)為：

氯丁橡膠 100份

氧化鎂 5份

硬脂酸 1份

防老劑ODA 3份

多功能母膠T-100： 7份

炭黑550 40份

導(dǎo)電炭黑 XC-72 15份

碳納米管 1份

2mm尼龍短纖維： 13份

芳烴油 5份

氧化鋅 5份

抗靜電劑AP4 3份

楔膠材料的制備為：初始密煉機室溫度為51℃，加入氯丁橡膠、尼龍短纖維、多功能母膠、導(dǎo)電炭黑及碳納米管，混煉3鐘，然后加入氧化鎂、硬脂酸、防老劑、炭黑N550及芳烴油進(jìn)行混煉，溫度達(dá)120℃排膠，最后在開煉機上加入氧化鋅和抗靜電劑混煉10分鐘。

汽車抗靜電多楔帶成型過程為：用上述楔膠材料代替常規(guī)頂布成型，其厚度為0.5m，成型排線張力在42N,繞線速度在125m/min之間，然后經(jīng)過硫化、冷卻、脫模、切割、打磨工序，制得汽車抗靜電多楔帶。

實施例3

一種用于汽車多楔帶的楔膠材料，具體組成和質(zhì)量份數(shù)為：

氯丁橡膠 100份

氧化鎂 5份

硬脂酸 1份

防老劑ODA 4份

多功能母膠T-100： 8份

炭黑550 35份

導(dǎo)電炭黑 XC-72 10份

碳納米管 1.5份

2mm尼龍短纖維： 15份

芳烴油 6份

氧化鋅 5份

抗靜電劑AP4 2份

楔膠材料的制備為：初始密煉機室溫度為55℃，加入氯丁橡膠、尼龍短纖維、多功能母膠、導(dǎo)電炭黑及碳納米管，混煉2 分鐘，然后加入氧化鎂、硬脂酸、防老劑、炭黑N550及芳烴油進(jìn)行混煉，溫度達(dá)110℃排膠，最后在開煉機上加入氧化鋅和抗靜電劑混煉10分鐘。

汽車抗靜電多楔帶成型制作過程為：用上述楔膠材料代替常規(guī)頂布成型，其厚度為0.4m，成型排線張力在45N,繞線速度在130m/min之間，然后經(jīng)過硫化、冷卻、脫模、切割、打磨工序，制得汽車抗靜電多楔帶

對比實施例1

抗靜電楔膠材料具體組成和質(zhì)量份數(shù)為：

氯丁橡膠 100份

氧化鎂 5份

硬脂酸 1份

防老劑ODA 4份

多功能母膠T-100： 8份

炭黑550 30份

導(dǎo)電炭黑 XC-72 30份

2mm尼龍短纖維 10份

芳烴油 6份

氧化鋅 5份

抗靜電劑AP4 2份

楔膠的制備：

初始密煉機室溫度為55℃，加入氯丁橡膠、尼龍短纖維、多功能母膠、導(dǎo)電炭黑，混煉3分鐘，然后加入氧化鎂、硬脂酸、防老劑、炭黑N550及芳烴油進(jìn)行混煉，溫度達(dá)115℃排膠，最后在開煉機上加入氧化鋅和抗靜電劑混煉10分鐘。

汽車抗靜電多楔帶成型：

用上述楔膠材料代替常規(guī)頂布成型，其厚度為0.4m，成型排線張力在40N,繞線速度在125m/min之間，然后經(jīng)過硫化、冷卻、脫模、切割、打磨工序，制得汽車抗靜電多楔帶。

對比實施例2

抗靜電楔膠材料具體組成和質(zhì)量份數(shù)為：

氯丁橡膠 100份

氧化鎂 5份

硬脂酸 1份

防老劑ODA 4份

多功能母膠T-100： 8份

炭黑550 30份

導(dǎo)電炭黑 XC-72 30份

2mm尼龍短纖維： 10份

芳烴油 6份

氧化鋅 5份

抗靜電劑AP4 2份

楔膠的制備：

初始密煉機室溫度為55℃，加入氯丁橡膠、尼龍短纖維、多功能母膠、導(dǎo)電炭黑，混煉3分鐘，然后加入氧化鎂、硬脂酸、防老劑、炭黑N550及芳烴油進(jìn)行混煉，溫度達(dá)115℃排膠，最后在開煉機上加入氧化鋅和抗靜電劑混煉10分鐘。

汽車抗靜電多楔帶成型：

成型采用常規(guī)頂布，成型排線張力在40N,繞線速度在125m/min之間，然后經(jīng)過硫化、冷卻、脫模、切割、打磨工序，制得汽車抗靜電多楔帶。

上表為前述實施例與對比例楔膠材料及產(chǎn)品性能對比，產(chǎn)品規(guī)格為3PK1230，四輪動態(tài)疲勞壽命測試按照GB/T 13552-2008進(jìn)行；對產(chǎn)品的抗靜電性能評估直接采用靜電測試儀（儀器型號為SIMCO-FMX003）測試運轉(zhuǎn)時帶體表面的靜電壓值的方法，該方法相比測試帶體的表面體積電阻率更為直接實用。從對比性能來看，上述發(fā)明實施例不僅具有較低的靜電壓值而且還有較優(yōu)的動態(tài)疲勞使用壽命及皮帶在整個壽命內(nèi)都保持較低的靜電壓值。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。