[发明专利]橡胶组合物及加工方法，及应用其的胶带、胶辊及生产方法

说明书

本发明公开了一种橡胶组合物，以及该橡胶组合物的应用，该橡胶组合物配方按照重量份包括：橡胶基体100份、交联剂1.5～9份、短纤维5～60份，还可以进一步包含助交联剂0.3～15份、金属氧化物3～25份、增塑剂3～90份、补强填充剂30～100份、稳定剂1～3份、不饱和羧酸金属盐3～20份，其中，橡胶基体按质量份包含：支化聚乙烯的含量为a：0＜a≤100份，二元乙丙橡胶的含量b：0≤b＜100份；三元乙丙橡胶的含量c：0≤c＜100份，本发明含有短纤维的橡胶组合物可以具有更好的力学强度和耐磨性能等优势，为高强度且耐高温的橡胶组合物，生产出高强度且耐高温的新型传动带、输送带以及胶辊。

技术领域

本发明属于橡胶技术领域，具体的涉及一种短纤维增强的橡胶组合物及其加工方法，以及应用该橡胶组合物的胶带和胶辊及生产方法。

背景技术

随着汽车工业高速发展，汽车发动机室传动系统越来越紧凑，发动机室温度越来越高，有的汽车发动机室环境温度达到150℃，导致传统的氯丁橡胶(CR)传动带等产品不能满足要求。而氢化丁腈橡胶(HNBR) 价格昂贵，主要用于要求非常高的正时皮带及要求耐油和耐臭氧的油田专用传动带。乙丙橡胶价格适中，分子主链完全饱和，具有的极佳耐热性，用乙丙橡胶来替代氯丁橡胶用于动力传送带已经成为一种趋势。但是相对于氯丁橡胶而言，乙丙橡胶的力学强度有明显的劣势，无法适用于对力学强度要求更高的场合。

在高温环境下使用的输送带，为了在满足耐高温的性能要求，输送带的各个部位(尤其是与物料直接接触的覆盖层)的胶料配方中也会部分或者全部采用耐热性好的乙丙橡胶。

乙丙橡胶在耐热胶辊领域也有应用。

综合而言，乙丙橡胶由于耐热老化性能好，在短纤维增强的耐高温输送带、耐高温传动带和耐高温胶辊中的应用越来越普遍。硫黄硫化和过氧化物硫化是乙丙橡胶最常用的两种硫化体系，但为了获得较好的耐高温性能时，往往采用过氧化物硫化。但是过氧化物硫化的乙丙橡胶的力学强度又弱于硫黄硫化的乙丙橡胶，在制品的生产和使用过程中相对容易被破坏。如何进一步改善乙丙橡胶的耐老化性和力学性能是一个问题。

乙丙橡胶是一种分子主链饱和的合成橡胶，可分为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶两大类，两者都具有很好的耐老化性，乙丙橡胶类制品中常用的是三元乙丙橡胶，但是由于三元乙丙橡胶含有第三单体，分子链含有双键，而二元乙丙橡胶分子链完全饱和，所以二元乙丙橡胶具有更加优异的耐老化性，因此在对耐老化性能有较高要求的场合，通过并用二元乙丙橡胶来改善三元乙丙橡胶的耐老化性是一种常见的技术方案。但二元乙丙橡胶的力学强度偏低，会影响整体的物理机械性能。

二元乙丙橡胶是一种乙烯与丙烯的共聚物，属于乙烯与α-烯烃共聚物。乙烯与α-烯烃共聚物是只含碳氢元素且分子链饱和的聚合物，此类聚合物中常见的碳原子类型一般可分为伯碳、仲碳、叔碳，而叔碳原子是最容易被夺氢而形成自由基的，所以叔碳原子占所有碳原子的比例一般被认为是影响乙烯与α-烯烃共聚物耐老化性的主要因素，该比例越低则耐老化性越好，该比例可用支化度来表述，例如丙烯重量百分含量为 60％的二元乙丙橡胶，可计算得到其每1000个碳原子中包含200个丙烯单元，即有200个叔碳原子或者200个甲基支链，因此其支化度是200 个支链/1000个碳。二元乙丙橡胶的乙烯重量百分含量一般在40％～65％或者40％～60％，故其支化度一般在117～200个支链/1000个碳或者 133～200个支链/1000个碳的区间内，该支化度可以认为高于其它常见的乙烯与α-烯烃共聚物。