技术摘要：
本发明涉及V带领域，尤其涉及一种高抗性纳米涂层V带及其制备方法，该V带包括纳米涂层、纤维复合层和芯层，所述纤维复合层包裹芯层，所述纳米涂层覆盖纤维复合层；所述芯层以下原料制成：三聚氰胺甲醛树脂、聚硫橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、强化剂、间位芳纶布。本发明通过 全部
背景技术：
V形胶带简称V带或者三角带，是断面为梯形的环形传动带的统称，分特种带芯V带 和普通V带两大类。按其截面形状及尺寸可分为普通V带、窄V带、宽V带、多楔带等；按带体结 构可分为包布式V带和切边式V带；按带芯结构可分为帘布芯V带和绳芯V带。主要应用于电 动机和内燃机驱动的机械设备的动力传动。V带长时间工作中容易出现：带在带轮上打滑， 不能传递动力、带由于疲劳产生脱层、撕裂和拉断、带的工作面磨损、从动轴的扭振。 当前技术中，关于V带的研究很多，如专利号为CN201611271785.1的一种广角布包 布V带，通过构建包布层和芯层，利用聚氨酯、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等原料制作。达 到提高V带的抗拉强度、使用寿命和使用范围，但是其制作的V带在高温下性能衰减较为严 重，对于特殊环境的使用效果缺乏一定的考量；再如专利号为CN201410534655.7的一种用 于V带包布胶的橡胶组合物、V带包布胶及其制备方法，采用丙烯酸酯橡胶、三元乙丙橡胶、 硫黄、促进剂、氧化镁、氧化锌、补强剂、软化剂、增粘树脂、防老剂制作使得V带包布胶达到 较好的耐油性能、较高的耐热氧老化性能；但是这种其制作中缺乏对于V带骨架构建，使得 制作出的V带连续高强度使用下性能难以得到保证；又如专利号为CN201310047304.9的一 种包布V带及其制备方法，采用纤维胶片制成的底胶层、粘胶层、聚酯硬线绳和缓冲胶层，利 用原料包括天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶和再生胶、防老剂、硬脂酸、氧化镁、炭黑、软化 剂、短纤维、氧化锌、填料和促进剂，但是其大量使用纤维胶片和包布，降低了V带内部的紧 实度，并不能最大化发挥出原料特性。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种高抗性纳米涂层V带，其特征在 于，包括纳米涂层、纤维复合层和芯层，所述纤维复合层包裹芯层，所述纳米涂层覆盖纤维 复合层；以质量份计，所述芯层以下原料制成：10-15份三聚氰胺甲醛树脂、5-8份聚硫橡胶、 2-3份硅橡胶、65-75份氯丁橡胶、9-13份强化剂、8-10份间位芳纶布；所述强化剂由质量比 为3:1:3:3:11的二氧化硅纤维、氮化硼、乙烯硫脲、N-N'-二苯基-对苯二胺、香豆酮-茚树脂 混合而成；所述纤维复合层为碳纤维环氧树脂；所述碳纤维环氧树脂中碳纤维和环氧树脂 固化体系的质量比为1:3；所述环氧树脂固化体系中环氧树脂:二氨基二苯甲烷:2,4,6-三 (二甲胺基甲基)苯酚:纳米膨润土粉的质量比为10:1:2:0.1。 进一步的，所述纳米涂层为聚酰亚胺纤维纳米镍铬合金涂层由质量比为9:1: 0.03:的双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺纤维、纳米镍铬合金混合而成。 进一步的，所述纳米涂层、纤维复合层和芯层的质量比为1:3:11。 本发明所述的高抗性纳米涂层V带，制备方法包括如下步骤： (1)芯层混炼： 3 CN 111572116 A 说 明 书 2/6 页 将三聚氰胺甲醛树脂、聚硫橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶加入混炼机，将混炼机抽成 0.01-0.03个标准大气压的真空，升温将三聚氰胺甲醛树脂、聚硫橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶混 炼至熔融态，将强化剂和用高纯度氮气喷至熔融混合物中，继续混炼；混炼完成后将熔融物 倒入模具中，倒至一半时，先在模具上的熔融物表面覆盖间位芳纶布，再将混炼机中剩余熔 融物倒在间位芳纶布上；将熔融物平铺均匀，进行加压，压力为15-20MPa，然后脱模，得到芯 层； (2)纤维复合层粘附 将碳纤维与乙醇按照质量比1:10混合，在50-55℃下用超声波处理13-18min；将碳 纤维取出，用500-700℃去离子水蒸气以3-5m/s的流速冲洗20-30min；然后将碳纤维均匀覆 盖到芯层表面，在温度为50-70℃、电压300-310V、电流0.5-1.6A下，电离20-24min；在真空 下将熔融态环氧树脂固化体系均匀喷涂在碳纤维表面；所述超声波的功率为800-900W； (3)纳米涂层喷涂 将双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺纤维、纳米镍铬合金混合塑炼喷涂在纤维复合层 表面，经压制、硫化、脱膜后，得到V带。 与现有技术相比，本发明的技术效果体现在： 本发明通过多种原料的整合，协调橡胶和纤维的优缺点，有效的优化V带微观结 构，先是利用三聚氰胺甲醛树脂、聚硫橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶等构建芯层，为V带提供良好 的性能载体；然后用乙醇、去离子水蒸气高温清洁碳纤维，并优化纤维结构，活化碳纤维的 表面基团，再使用等离子体使纤维表面链式基团断裂，形成自由基和极性基团，增加基体表 面自由能和浸润性；经过高温膨胀疏松后的纤维再经过电离的刻蚀作用，深度清除基体表 面颗粒状污染物，增加比表面积和粗糙度，同时操作简单、方便环保，对纤维的本体性质和 强度影响小，有效保证碳纤维结构，最大化发挥碳纤维效果；便于后续原料的粘附，使得V带 的整体性更好，最后使用纳米涂层，通过双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺纤维提高涂层与复合 层的贴合度，有效减少涂层与与复合层的间隙，利用纳米镍铬合金和纤维的有序排列促进V 带表面高抗性表面的形成，进一步提高V带的耐磨性，使得V带在各种逆性环境中具有更好 的使用性能。
本发明涉及V带领域，尤其涉及一种高抗性纳米涂层V带及其制备方法，该V带包括纳米涂层、纤维复合层和芯层，所述纤维复合层包裹芯层，所述纳米涂层覆盖纤维复合层；所述芯层以下原料制成：三聚氰胺甲醛树脂、聚硫橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、强化剂、间位芳纶布。本发明通过 全部
背景技术：
V形胶带简称V带或者三角带，是断面为梯形的环形传动带的统称，分特种带芯V带 和普通V带两大类。按其截面形状及尺寸可分为普通V带、窄V带、宽V带、多楔带等；按带体结 构可分为包布式V带和切边式V带；按带芯结构可分为帘布芯V带和绳芯V带。主要应用于电 动机和内燃机驱动的机械设备的动力传动。V带长时间工作中容易出现：带在带轮上打滑， 不能传递动力、带由于疲劳产生脱层、撕裂和拉断、带的工作面磨损、从动轴的扭振。 当前技术中，关于V带的研究很多，如专利号为CN201611271785.1的一种广角布包 布V带，通过构建包布层和芯层，利用聚氨酯、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等原料制作。达 到提高V带的抗拉强度、使用寿命和使用范围，但是其制作的V带在高温下性能衰减较为严 重，对于特殊环境的使用效果缺乏一定的考量；再如专利号为CN201410534655.7的一种用 于V带包布胶的橡胶组合物、V带包布胶及其制备方法，采用丙烯酸酯橡胶、三元乙丙橡胶、 硫黄、促进剂、氧化镁、氧化锌、补强剂、软化剂、增粘树脂、防老剂制作使得V带包布胶达到 较好的耐油性能、较高的耐热氧老化性能；但是这种其制作中缺乏对于V带骨架构建，使得 制作出的V带连续高强度使用下性能难以得到保证；又如专利号为CN201310047304.9的一 种包布V带及其制备方法，采用纤维胶片制成的底胶层、粘胶层、聚酯硬线绳和缓冲胶层，利 用原料包括天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶和再生胶、防老剂、硬脂酸、氧化镁、炭黑、软化 剂、短纤维、氧化锌、填料和促进剂，但是其大量使用纤维胶片和包布，降低了V带内部的紧 实度，并不能最大化发挥出原料特性。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种高抗性纳米涂层V带，其特征在 于，包括纳米涂层、纤维复合层和芯层，所述纤维复合层包裹芯层，所述纳米涂层覆盖纤维 复合层；以质量份计，所述芯层以下原料制成：10-15份三聚氰胺甲醛树脂、5-8份聚硫橡胶、 2-3份硅橡胶、65-75份氯丁橡胶、9-13份强化剂、8-10份间位芳纶布；所述强化剂由质量比 为3:1:3:3:11的二氧化硅纤维、氮化硼、乙烯硫脲、N-N'-二苯基-对苯二胺、香豆酮-茚树脂 混合而成；所述纤维复合层为碳纤维环氧树脂；所述碳纤维环氧树脂中碳纤维和环氧树脂 固化体系的质量比为1:3；所述环氧树脂固化体系中环氧树脂:二氨基二苯甲烷:2,4,6-三 (二甲胺基甲基)苯酚:纳米膨润土粉的质量比为10:1:2:0.1。 进一步的，所述纳米涂层为聚酰亚胺纤维纳米镍铬合金涂层由质量比为9:1: 0.03:的双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺纤维、纳米镍铬合金混合而成。 进一步的，所述纳米涂层、纤维复合层和芯层的质量比为1:3:11。 本发明所述的高抗性纳米涂层V带，制备方法包括如下步骤： (1)芯层混炼： 3 CN 111572116 A 说 明 书 2/6 页 将三聚氰胺甲醛树脂、聚硫橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶加入混炼机，将混炼机抽成 0.01-0.03个标准大气压的真空，升温将三聚氰胺甲醛树脂、聚硫橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶混 炼至熔融态，将强化剂和用高纯度氮气喷至熔融混合物中，继续混炼；混炼完成后将熔融物 倒入模具中，倒至一半时，先在模具上的熔融物表面覆盖间位芳纶布，再将混炼机中剩余熔 融物倒在间位芳纶布上；将熔融物平铺均匀，进行加压，压力为15-20MPa，然后脱模，得到芯 层； (2)纤维复合层粘附 将碳纤维与乙醇按照质量比1:10混合，在50-55℃下用超声波处理13-18min；将碳 纤维取出，用500-700℃去离子水蒸气以3-5m/s的流速冲洗20-30min；然后将碳纤维均匀覆 盖到芯层表面，在温度为50-70℃、电压300-310V、电流0.5-1.6A下，电离20-24min；在真空 下将熔融态环氧树脂固化体系均匀喷涂在碳纤维表面；所述超声波的功率为800-900W； (3)纳米涂层喷涂 将双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺纤维、纳米镍铬合金混合塑炼喷涂在纤维复合层 表面，经压制、硫化、脱膜后，得到V带。 与现有技术相比，本发明的技术效果体现在： 本发明通过多种原料的整合，协调橡胶和纤维的优缺点，有效的优化V带微观结 构，先是利用三聚氰胺甲醛树脂、聚硫橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶等构建芯层，为V带提供良好 的性能载体；然后用乙醇、去离子水蒸气高温清洁碳纤维，并优化纤维结构，活化碳纤维的 表面基团，再使用等离子体使纤维表面链式基团断裂，形成自由基和极性基团，增加基体表 面自由能和浸润性；经过高温膨胀疏松后的纤维再经过电离的刻蚀作用，深度清除基体表 面颗粒状污染物，增加比表面积和粗糙度，同时操作简单、方便环保，对纤维的本体性质和 强度影响小，有效保证碳纤维结构，最大化发挥碳纤维效果；便于后续原料的粘附，使得V带 的整体性更好，最后使用纳米涂层，通过双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺纤维提高涂层与复合 层的贴合度，有效减少涂层与与复合层的间隙，利用纳米镍铬合金和纤维的有序排列促进V 带表面高抗性表面的形成，进一步提高V带的耐磨性，使得V带在各种逆性环境中具有更好 的使用性能。
