一種橡膠汽車同步帶及其製造方法

2023-04-30 08:21:26 1

專利名稱：一種橡膠汽車同步帶及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種橡膠汽車同步帶及其製造方法，應用於凸輪軸汽油發動機的正時點火、配氣，是汽車發動機的關鍵配件，屬於橡膠產品技術領域。
背景技術：
本發明作出以前，用於汽車發動機上的汽車同步帶其主要原料是由尼龍布、玻璃纖維繩、氯丁橡膠及配合劑(氧化美、硬脂酸、防老化劑、聚乙烯、半補強炭黑、芳烴油、氧化鋅等)所組成。其生產工藝如下1.首先對高彈性尼龍布進行處理。先對尼龍布採用稀膠漿浸漬處理，並在處理液中加入異氰酸酯類化合物，以提高尼龍布的耐油性、耐磨性及與膠體的粘合力。然後在尼龍布與基體膠的粘合面上進行單面濃膠漿的塗布處理，以提高尼龍布與橡膠的粘合力；2.選用主原料氯丁橡膠與配合劑進行混煉，在混煉過程中採用兩段混煉法形成帶體膠；3.混煉法結束後進行壓延工藝，在膠料壓延出片前進行熱煉。熱煉機、壓延機輥溫度需控制在40-50℃；4.在成型過程中，採用在模具上套布套，繞線繩，繞上膠片，並放在預熱箱中預熱待硫化；5.硫化結束後，其硫化膠筒經過冷卻後需對同步帶的表面進行研磨加工；6.研磨後的同步帶再進行切割加工、檢驗包裝為正品。採用上述配方及其工藝製造的同步帶性能差，不夠穩定，強度低，易老化，使用壽命短，而且使用成本高，製造工藝複雜。

發明內容
本發明的目的在於提供一種強度高、耐磨、耐臭氧，整體質量性能均勻穩定、回彈性好、不宜老化，使用壽命長的汽車同步帶。
本發明的另一個目的在於提供一種使用成本低，製造工藝簡單，能在高溫下長期運行，並免維護的汽車同步帶及其製造方法。
本發明主要解決方法是這樣實現的本發明的橡膠汽車同步帶其組成配比(按重量百分數)為A氫化丁腈橡膠 53.01-57.01
B氧化鋅 2.65-2.85C硬脂酸 0.53-0.57D防老化劑 2.10-2.30E半補強炭黑 29.80-31.80F軟化劑 5.40-5.60G硫磺 0.43-0.45H促進劑 2.65-2.80本發明首先對彈性尼龍布進行膠漿表面處理，並裁縫布套待用，然後進行橡膠混煉工藝，先對氫化丁腈橡膠進行素煉，選擇配合劑分批量逐漸加入，進行二段混鍊形成帶膠體，再壓延出片，經成型、硫化、脫模、研磨、切割、檢驗為成品。
本發明的製造方法如下1.對彈性尼龍布進行表面處理，將彈性尼龍布浸漬在氫化丁腈橡膠稀膠漿中進行處理，膠漿濃度為15-17％，使浸漬膠滲透進織物纖維中，並在稀膠中加入M300異氰酸酯增粘劑；其次再進行濃膠漿塗布處理，膠漿濃度為24-26％，使織物表面附一定量的膠層，然後進行加溫乾燥，溫度控制在85-95度，膠布厚度控制在0.7-0.8mm。
2.橡膠混煉工藝(a)一段混煉採用密煉機進行混煉，先對氫化丁腈橡膠進行素煉55-65秒，然後按比例加入硫磺、氧化鋅、硬脂酸、防老化劑後混煉85-95秒，加入1/3炭黑進行混煉85-95秒，加入1/3炭黑及1/2軟化劑混煉110-130秒，再加入1/3炭黑及1/2軟化劑混煉110-130秒進行掃粉，再混煉90-180秒或溫度達到100-110℃時進行排料，冷卻4-6小時，進入二段混煉。
(b)二段混煉取上述2/3混煉膠加入促進劑後再加入上述1/3混煉膠混煉115-125秒後掃粉，再混煉55-65秒或當溫度達到88-92℃時排料，形成帶膠體，再壓延出片，膠片厚度在0.60-0.70mm。
3.成型工藝在模具上套布套，布套上繞玻璃纖維繩，其排線張力為0.2-0.7Mpa，密度為50-100根/mm，再在纖維繩上繞壓延好的膠片2-7層，最後覆蓋隔離紙，成型結束後，進入下道硫化。
4.硫化工藝將上述成型膠坯放在硫化罐內進行硫化，首先在膠套外部施加蒸汽壓力，時間為6-8.5分鐘，膠套外壓為0.7-1.05Mpa，然後再對膠套內施加蒸汽，內壓時間為，30-50分鐘，壓力為0.45-0.50Mpa，硫化結束後，排汽，並進行冷卻。
5.脫模、研磨工藝硫化結束後進行脫模，脫模後上研磨機進行研磨加工，同步帶厚度製成為2-11mm。
6.切割等工藝研磨後進行切割加工、檢驗、列印、包裝入庫。
本發明與已有技術相比具有以下優點本發明強度高、耐磨、耐臭氧，回彈性好，變形小；使用成本低，製造工藝簡單；產品不易老化，其使用壽命為氯丁橡膠同步帶的2-3倍，能使汽車同步帶的免維護行駛裡程達到10萬公裡以上；性能穩定，不易出現裂紋，能在130℃環境溫度下長期運行。


圖1為本發明工藝流程圖；圖2為本發明的橡膠體性能試驗結果；圖3為本發明達到的技術質量性能指標；在本方發明中所採用的設備均為常規設備其選擇的橡膠及配合劑原料均為市場購得。
在本發明中防老化劑為ODPA，一級軟化劑為TP-95促進劑為促CZ
具體實施例方式下面本發明將結合附圖中的工藝流程作進一步描述本發明其組成和配比(按重量百分數)帶膠體配方。
實施例一本發明採用高強力彈性尼龍布作為同步帶齒麵包布。由於作為同步齒帶包布，除有較高的強度外還要有良好的耐磨性及緯向伸長充齒能力好外，還要求有良好的與帶體膠結合力強，因此必須對彈性尼龍布進行表面處理。
1.高彈性尼龍布的處理首先對尼龍布進行氫化丁腈橡膠稀膠漿浸漬處理(膠漿濃度為15-17％)，使浸漬膠充分滲透進織物纖維中，並在上述處理液(稀膠漿)中適量加入M300異氰酸酯增粘劑。其次再進行濃膠漿塗布處理(濃度為24-26％)，使織物表面附一定量的膠層，然後對帶膠層的尼龍布進行加溫乾燥處理，其溫度控制在85-95℃，膠布厚度控制在0.7-0.8mm。接下來對乾燥的膠布進行裁縫布套待用，布套周長則按照帶長進行計算，最後參與成型製作。
2.橡膠混煉工藝本發明主要是利用丁腈橡膠氫化加工而生成的具有優異的耐熱性、耐老化性、耐低溫屈撓性、伸長彈性的新型橡膠彈性材料替代目前使用的氯丁橡膠來研製汽車同步帶。根據工廠技術工藝設備條件及加工低能耗，有利於硫磺硫化和硫化充齒定型時膠料流動性要求，選用了氫化程度中等，門尼粘度較低，強度高，耐磨、耐臭氧的日本瑞翁公司氫化丁腈橡膠Zetpol-2020L。
橡膠配方選用耐高熱的低硫-高促硫化體系採用補強好、回彈性好、永久變形較小，加工性較好的半補強炭黑的補強軟化體系。
橡膠、配合劑混煉時，根據配合劑在氫化丁腈橡膠中難分散特點，設計了配合劑分批量逐漸加入的分段混煉法；高溫定型硫化時採用橡膠套硫化法，解決並保證了同步帶整體質量性能均勻統一性。具體的操作設備選用密煉機混煉，其具體操作方法如下一段混煉首先取主原料氫化丁腈橡膠57，進行素煉55-65秒，然後加入一等品硫磺0.4，氧化鋅2.6，二級硬脂酸0.5，抗高溫，耐臭氧ODPA一級防老化劑2.1，將上述原料混煉85-95秒時加入總量為29.40的1/3半補強炭黑，再進行混煉85-95秒時，再加入總量為29.40的1/3半補強炭黑及總量為5.4的1/2TP-95軟化劑混煉110-130秒時，再加入總量為29.4的1/3半補強炭黑及總量為5.4的1/2的TP-95軟化劑繼續混煉110-130秒時進行掃粉，然後再混煉110-130秒，當溫度達到105-115℃時進行排料，冷卻4-6小時進行二段混煉。
二段混煉依次取上述總混煉膠2/3，同時加入促進劑(促CZ)2.6，再加入上述總混煉膠1/3混煉115-125秒時進行掃粉，再混煉55-65秒，當溫度達到88-92℃時進行排料。排料後形成帶體膠，再經壓延機壓延出片，其膠片厚度控制在0.60-0.70mm。
3.成型工藝選用成型模具，在模具上套上上述裁縫布套，在布套上繞玻璃纖維繩，其排線張力為0.2-0.7Mpa，密度為50-100根/mm，在玻璃纖維繩上繞上壓延好的膠片2-7層，然後覆蓋隔離紙，進行成型，成型結束，準備進入下道硫化。
4.硫化工藝硫化工藝主要是硫化三要素(即時間、溫度、壓力)的控制。由於我們採用了膠套硫化法，其壓力與溫度都靠蒸汽來保證，主要是利用膠套內外蒸汽壓力差來充帶齒，由膠套內蒸汽提供的溫度來硫化帶體橡膠，硫化時間取膠料正硫化時間，硫化工藝如下將上述成型後的膠體放在硫化罐內硫化，首先在膠套外部施加蒸汽壓力，時間為6-8.5分鐘，膠套外壓為0.7-1.05Mpa，然後再開始膠套內施壓30-50分鐘，膠套內壓為0.45-0.50Mpa，最後排汽結束冷卻。
5.脫模、研磨工藝硫化結束後進行脫模，脫模後上研磨機進行研磨加工，研磨後要求表面光滑，根據尺寸要求製成同步帶厚度在2-11mm。
6.切割工藝對上述坯件利用圓盤刀具進行切割，寬度根據用戶需求而定，要求切割面光滑平整。
7.其它按產品技術要求檢驗合格後，印上商標，型號、批號等，然後包裝入庫。
實施例2主原料橡膠及配合劑，其組成配比(按重量百分數計算)。
在本實施例中，首先對高彈力尼龍布進行表面處理，採用實施例1中的處理方法進行。在橡膠混煉工藝中選擇的主原料、配合劑及其配方比例如下主原料橡膠選用氫化丁腈橡膠55、氧化鋅2.7、硬脂酸0.55、防老化劑2.2、半補強炭黑30.2、軟化劑5.5、硫磺0.42、促進劑2.7。上述橡膠及配合劑在橡膠混煉工藝中同樣採用實施例1中的工藝步驟。其工藝條件根據氫化丁腈橡膠及配合劑在混煉時難分散特點，設計了配合劑分批量逐漸加入的分段混煉法，從而形成了帶膠體再壓延出片，並進行成型工藝。在高溫定型硫化時採用橡膠套硫化法，解決並保證了同步帶整體質量性能均勻統一性。硫化結束後進脫模、研磨、切割，檢驗等包裝入庫。採用上述配方及其製造方法同樣能製成符合質量指標、性能穩定的汽車同步帶。
實施例3在本發明實施例中對高彈力彈性尼龍布處理同樣採用實施例1、2中的處理方法進行。
主原料橡膠及配合劑，其組成配比(按重量百分數)。
取氫化丁腈橡膠53、氧化鋅2.18、硬脂酸0.57、抗高溫、耐臭氧防老化劑2.3、半補強炭黑31.8、軟化劑5.6、硫磺0.45、促進劑2.8。按照實施例1.2中採用的橡膠混煉(二段混煉)、帶膠體壓延出片、成型、硫化、脫模、研磨、切割、檢驗(抽樣物性檢驗)等工藝步驟及其工藝條件，同樣能製成符合成品性能達到的質量性能指標。
權利要求
1.一種汽車同步帶，其特徵是其組成和配比(按重量百分數)為A氫化丁腈橡膠 53.01-57.01B氧化鋅2.65-2.85C硬脂酸0.53-0.57D防老華劑 2.10-2.30E半補強炭黑29.80-31.80F軟化劑5.40-5.60G硫磺 0.43-0.45H促進劑2.65-2.80首先對彈性尼龍布進行膠漿表面處理，並裁縫布套待用，然後進行橡膠混煉工藝，對氫化丁腈橡膠進行素煉，選擇配合劑分批量逐漸加入，進行二段混鍊形成帶膠體壓延出片，經成型、硫化、脫模、研磨、切割、檢驗為成品。
2.一種生產權利要求1所述的汽車同步帶的製造方法，其特徵是採用以下工藝條件(1)對彈性尼龍布進行表面處理，將彈性尼龍布浸漬在氫化丁腈橡膠稀膠漿中進行處理，膠漿濃度為15-17％，使浸漬膠滲透進織物纖維中，並在稀膠中加入異氰酸酯增粘劑；再進行濃膠漿塗布處理，膠漿濃度為24-26％，使織物表面附有膠層，然後進行加溫乾燥，溫度為85-95℃，膠布厚度為0.7-0.8mm；(2).橡膠混煉工藝(a)一段混煉採用密煉機進行混煉，先對氫化丁腈橡膠進行素煉55-65秒，然後按比例加入硫磺、氧化鋅、硬脂酸、防老化劑後混煉85-95秒，加入1/3炭黑進行混煉85-95秒，加入1/3炭黑及1/2軟化劑混煉110-130秒，再加入1/3炭黑及1/2軟化劑混煉110-130秒進行掃粉，再混煉90-180秒時，溫度為100-110℃時進行排料，冷卻4-6小時，進入二段混煉；(b)二段混煉取上述2/3混煉膠加入促進劑後再加入上述1/3混煉膠混煉115-125秒掃粉，再混煉55-65秒，當溫度達到88-92℃時排料，形成帶膠體，再壓延出片，膠片厚度在0.60-0.70mm；(3).成型工藝在模具上套布套，布套上繞玻璃纖維繩，其排線張力為0.2-0.7Mpa，密度為50-100根/100mm，再在纖維繩上繞壓延好的膠片2-7層，最後覆蓋隔離紙，成型結束後，進入下道硫化；(4).硫化工藝將上述成型膠坯放在硫化罐內進行硫化，首先在膠套外部施加蒸汽壓力，外壓時間為6-8.5分鐘，膠套外壓為0.7-1.05Mpa，然後再對膠套內施加蒸汽，內壓時間為30-50分鐘，壓力為0.45-0.50Mpa，硫化結束後，排汽，並進行冷卻；(5).脫模、研磨工藝硫化結束後進行脫模，脫模後上研磨機進行研磨加工，其厚度為2-11mm；(6).切割工藝研磨後進行切割加工、檢驗、列印、包裝入庫。
全文摘要
本發明涉及一種橡膠汽車同步帶及其製造方法，應用於凸輪軸汽油發動機的正時點火、配氣，是汽車發動機的關鍵配件，屬於橡膠產品技術領域。本發明選用高彈力彈性尼龍布作為同步帶齒麵包布，橡膠採用氫化丁腈橡膠，並配以配合劑(氧化鋅、硬脂酸、防老化劑、軟化劑、硫磺及促進劑)，經分批量逐漸加入的分二段混煉，從而形成帶膠體，再壓延出片，經成型、硫化、脫模、研磨、切割加工，檢驗，然後包裝入庫。本發明的產品強度高、耐磨、耐臭氧、回彈性好，變形小；使用成本低，製造工藝簡單；產品不易老化，其使用壽命至少為氯丁橡膠同步帶的2－3倍；能使汽車同步帶的免維護行駛裡程達到10萬公裡以上；性能穩定，不易出現裂紋，能在130℃環境溫度下長期運行。
文檔編號C08L9/00GK1491978SQ03132099
公開日2004年4月28日 申請日期2003年7月18日 優先權日2003年7月18日
發明者朱國有, 尤建平, 蔡偉, 薛建江 申請人:朱國有, 尤建平, 蔡偉, 薛建江