本發(fā)明涉及在承載面具有覆蓋層(頂部覆蓋物)并且在皮帶輪面具有覆蓋層(底部覆蓋物)的傳送帶，其中這些覆蓋層包含彈性體材料并且該傳送帶進一步包括具有一個或多個嵌入式增強構(gòu)件的帶芯，其中該傳送帶的該皮帶輪面覆蓋層由熱塑性彈性體制成。本發(fā)明進一步涉及用于生產(chǎn)相應傳送帶的方法、在傳送帶的皮帶輪面的基于熱塑性彈性體的層用于減小滾動阻力的用途以及包括相應傳送帶的傳送帶系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、為了運輸所有種類的散裝貨物如采礦應用中的石頭、礦石或煤炭或谷物、雜貨或廢物，經(jīng)常使用傳送帶，這些傳送帶取決于應用而受到各種各樣的要求。

2、作為傳送系統(tǒng)的核心部件的傳送帶的承載面和皮帶輪面覆蓋層通常由硫化橡膠混合物組成，該硫化橡膠混合物由以下制備：至少一種橡膠組分或橡膠組分共混物、至少一種交聯(lián)劑或包含交聯(lián)劑和促進劑的交聯(lián)體系、以及通常另外的成分、特別是呈填料、加工助劑、老化抑制劑、增塑劑和其他添加劑(包括纖維和顏料)的形式。借助于此類覆蓋層，傳送帶具有所需的彈性特性。然而，當傳送帶在支撐輥上運行時，這些彈性特性，尤其是在傳送帶的皮帶輪面的覆蓋層中，導致壓痕。其結(jié)果是，在每個支撐輥上耗散一定量的能量，這增加了操作的能量需求，尤其是在長的、水平的或略微傾斜的傳送系統(tǒng)中。

3、在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)描述了一些嘗試，以便在傳送帶在支撐惰輪上運輸時減小由壓痕引起的滾動阻力。例如，de?102012111599?a1描述了在傳送帶的皮帶輪面提供覆蓋層，該覆蓋層由特定橡膠混合物制備，該特定橡膠混合物除了比率為30比70(30/70)至70比30(70/30)的至少兩種不同炭黑等級之外還包含比率為30:70(30/70)至70:30(70/30)的天然或合成聚異戊二烯(nr或ir)和至少一種丁二烯橡膠(br)。根據(jù)de?102012111599?a1，這種混合物提供了增加的回彈和更低的tanδ，這被視為良好能量耗散的關(guān)鍵指標。

4、us2019225424?a1描述了滾動阻力系數(shù)在0.05至0.06(在25℃的溫度下)范圍內(nèi)的傳送帶，這些傳送帶具有硫固化的橡膠混合物的皮帶輪面層，該皮帶輪面層包含20phr至40phr的epdm彈性體、1phr至40phr的聚丁二烯橡膠、以及30phr至80phr的天然橡膠。

5、ep?2792709?a1描述了用于傳送帶的橡膠組合物，這些橡膠組合物包含100質(zhì)量份的二烯聚合物和25至55質(zhì)量份的兩種類型的炭黑，這些炭黑具有特定的氮吸收表面和鄰苯二甲酸二丁酯油吸收。ep?2792709?a1中的橡膠由15至65質(zhì)量％的天然橡膠和/或異戊二烯橡膠以及85至35質(zhì)量％的丁二烯橡膠構(gòu)成。類似地，de?112015002461b4也使用兩種不同類型的炭黑，其特征在于特定的氮吸收表面和鄰苯二甲酸二丁酯油吸收，其中橡膠組合物基于天然橡膠和丁二烯橡膠，其比率為40至90質(zhì)量％天然橡膠和10至60質(zhì)量％丁二烯橡膠。在ep?2792709?a1和de?112015002461b4兩者中，將相應的組合物用硫和硫化促進劑硫化。在ep?3483210?a1、ep?3677632a1或jp?2018009061?a中描述了另外的類似的橡膠組合物。

6、盡管在現(xiàn)有技術(shù)中用優(yōu)化的硫化橡膠組合物進行了改進，但這些組合物的主要缺點是，當溫度接近或低于0℃時，它們通常表現(xiàn)出滾動阻力的顯著增加。在這種情況下，如滾動阻力系數(shù)所指示的，在-25℃下的滾動阻力是在25℃下的滾動阻力的1.5倍至甚至2倍并不罕見。因此，當傳送帶用于其可能暴露于非常低的溫度的環(huán)境中時，帶在這樣的溫度下操作可能比在環(huán)境溫度下需要更多的能量。

7、因此，需要避免在低溫下滾動阻力的顯著增加并且在包括低于0℃的溫度的寬溫度范圍內(nèi)具有更均勻的低滾動阻力分布的傳送帶。同時，傳送帶不應在其機械特性方面相對于基于硫化橡膠的傳送帶做出相關(guān)折衷。

8、本技術(shù)解決了這些需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、在作為本發(fā)明基礎的研究中，已經(jīng)出乎意料地發(fā)現(xiàn)，熱塑性彈性體在包括低至-50℃的溫度的寬溫度范圍內(nèi)提供低水平的滾動阻力。此外，熱塑性彈性體可以在機械磨損的意義上提供改進的耐磨損性，包括相關(guān)特性如耐磨性，這使得這些材料特別適合于制造傳送帶中的皮帶輪面覆蓋層。

2、因此，在第一方面，本發(fā)明涉及一種在承載面具有覆蓋層并且在皮帶輪面具有覆蓋層的傳送帶，其中這些相應的覆蓋層包含彈性體材料并且該傳送帶進一步包括具有一個或多個嵌入式增強構(gòu)件的帶芯，其中該傳送帶的該皮帶輪面覆蓋層由熱塑性彈性體制成。

3、換句話說，在本發(fā)明的傳送帶中，兩個覆蓋層都由彈性體材料構(gòu)成，但是皮帶輪面的材料是基于熱塑性彈性體，因為這種材料提供在支撐惰輪上的傳送帶之間的能量耗散的有利減少。

4、與優(yōu)化硫化橡膠的滾動阻力的現(xiàn)有技術(shù)方法相比，本發(fā)明的基本概念在于使用熱塑性彈性體。這提供了在傳送帶材料已經(jīng)超過其壽命之后再循環(huán)傳送帶材料的更具成本效益和更有效的可能性的附加優(yōu)點，因為熱塑性彈性體可以被再熔融、再加工并且然后再用作可成型的彈性體材料。這提供了優(yōu)于硫化橡膠的顯著優(yōu)點，硫化橡膠更難再循環(huán)，因為硫化/交聯(lián)是永久性的，使得只可能通過研磨或切割將橡膠加工成更小的顆粒。然后可以通過摻入基質(zhì)中將顆粒摻入新產(chǎn)品中，然而，這限制了新產(chǎn)品中再循環(huán)材料的含量。

5、用于本發(fā)明的傳送帶中的特別合適的熱塑性彈性體是熱塑性聚氨酯和熱塑性硫化橡膠(即彈性材料，其在單獨的聚合物分子之間具有交聯(lián)，但仍可以在升高的溫度下形成)。因此，如果本發(fā)明的傳送帶中的熱塑性彈性體選自熱塑性聚氨酯和熱塑性硫化橡膠，則是優(yōu)選的。

6、特別合適的熱塑性聚氨酯是基于聚醚多元醇、優(yōu)選聚四亞甲基二醇或聚酯多元醇作為多元醇組分的那些。特別有利的聚酯多元醇是例如基于己二酸酯的聚酯多元醇，特別是呈聚己二酸丁二醇酯的形式，或基于聚己內(nèi)酯的聚酯多元醇。為了提供相應的熱塑性聚氨酯，使多元醇與多異氰酸酯或多異氰酸酯的混合物反應，其中多異氰酸酯優(yōu)選地包含芳香族多異氰酸酯并且在一個實施例中由其組成。用于生產(chǎn)用于本發(fā)明的熱塑性聚氨酯的特別優(yōu)選的芳香族多異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯(tdi)、亞甲基二異氰酸酯(mdi)或其混合物。除了聚合物多元醇之外，熱塑性聚氨酯還可以包含由單體多元醇、特別是α,ω-二醇如1,4-丁二醇的摻入產(chǎn)生的鏈段。

7、特別合適的熱塑性聚氨酯是基于基于聚酯或聚醚的多元醇、二異氰酸酯和短鏈二醇作為增量劑(特別是c1-6并且尤其是c1-4α,ω-二醇)，其具有在60至95范圍內(nèi)的肖氏a硬度(根據(jù)iso?48-4)和在4至9mpa范圍內(nèi)的100％模量(根據(jù)iso?37:2017)。

8、如果在本發(fā)明的傳送帶中使用的熱塑性彈性體是熱塑性硫化橡膠，則優(yōu)選的是該硫化橡膠是由乙烯-丙烯-二烯橡膠(epdm)和聚丙烯通過其相應混合物的動態(tài)硫化形成的。在此類混合物中，epdm優(yōu)選地以30至70份的量存在，并且聚丙烯優(yōu)選地以20至60份的量存在。

9、對于熱塑性硫化橡膠，此外優(yōu)選的是它具有至少70并且特別是在75至95范圍內(nèi)的肖氏a硬度(根據(jù)iso?48-4)以及在3至9mpa范圍內(nèi)的100％模量。在此，100％模量是根據(jù)iso37:2017測定的。

10、傳送帶的皮帶輪面特別優(yōu)選地是具有在0℃至-50℃的范圍內(nèi)0.05mpa-1/3或更小、優(yōu)選0.04mpa-1/3或更小并且更優(yōu)選0.03mpa-1/3的滾動阻力系數(shù)(rrf)的材料，該滾動阻力系數(shù)是如根據(jù)din?53513經(jīng)由rrf＝tan(δ)/e’^(1/3)確定的，其中tan(δ)是e”/e’。出于本發(fā)明的目的，滾動阻力系數(shù)是如在實例部分中所指示的來確定的。

11、本發(fā)明的傳送帶的皮帶輪面的覆蓋層優(yōu)選地具有0.5mm至30mm、更優(yōu)選地0.5mm至10mm、甚至更優(yōu)選地1mm至8mm、并且甚至更優(yōu)選地1mm至6mm的厚度。

12、在本發(fā)明的傳送帶中，承載面覆蓋層可以由任何適當?shù)膹椥泽w材料制備，其中作為合適的可以提及苯乙烯-丁二烯橡膠(sbr)、天然橡膠(nr)、異戊二烯橡膠(ir)和丁二烯橡膠(br)以及這些材料的適當共混物。承載面覆蓋層的材料因此包括本領域已知的材料和材料混合物以及din-x、din-w、din-y和din-z橡膠配混物，其中din是din?22102-01。

13、在一個特別優(yōu)選的實施例中，傳送帶的承載面覆蓋層包含熱塑性彈性體，其中特別地承載面覆蓋層中的全部彈性體材料是熱塑性彈性體。在一個實施例中，承載面覆蓋層由熱塑性彈性體組成。在另一個實施例中，承載面覆蓋層由作為彈性體組分的熱塑性彈性體組成并且進一步含有常規(guī)添加劑，包括填料。在最優(yōu)選的實施例中，本發(fā)明的傳送帶在負載和皮帶輪面覆蓋層中包含相同的熱塑性彈性體，這使生產(chǎn)過程的復雜性最小化并且允許兩個層的有效再循環(huán)。

14、如上所述，除了負載和皮帶輪面覆蓋層之外，本發(fā)明的傳送帶還包括帶芯，該帶芯具有嵌入其中的一個或多個增強構(gòu)件。用于提供本發(fā)明中的增強構(gòu)件的材料不受任何相關(guān)限制，并且包括鋼絲簾線、uhmwpe簾線、織物、優(yōu)選地基于來自聚烯烴(確切地是聚乙烯(包括uhmwpe)和/或聚丙烯)、聚酯、聚酰胺、聚芳酰胺、聚噁二唑和棉的紗線。如果增強構(gòu)件是多個簾線，則簾線在帶芯中規(guī)則地彼此平行對齊。如果增強構(gòu)件是一種或多種織物，則它們可以被布置為單層或呈多層的形式。

15、作為第二組成部分，帶芯包括基質(zhì)材料，一個或多個增強構(gòu)件嵌入該基質(zhì)材料中?；|(zhì)材料最經(jīng)常也是彈性體材料并且可以是橡膠彈性體、熱塑性彈性體、兩者的組合或甚至熱塑性塑料與熱塑性彈性體的組合。此外，彈性體材料也可能是熱塑性彈性體，其中，如在帶芯中，主要由增強構(gòu)件提供對損壞的恢復力，可以使用較低品質(zhì)的等級。

16、可能的是，帶芯中的基質(zhì)材料和承載面覆蓋層由相同的材料制備，在這種情況下，帶芯與承載面覆蓋層之間可能不存在“邊界”。因此，在這種配置中，帶芯和承載面覆蓋層也可以形成為與傳送帶相當?shù)囊惑w，傳送帶在承載面的橡膠厚度比在運行層面高。本發(fā)明的傳送帶還涵蓋其中帶芯和承載面覆蓋層形成為一體的實施例，該傳送帶具有帶芯以及至少負載面和施加在其上的皮帶輪面覆蓋層。

17、除了如上所述的層之外，本發(fā)明的帶還可以包括另外的層以優(yōu)化操作特性，這些層可以布置在帶芯與外覆蓋層之間。此類附加層包括例如附加的橫向增強層(也稱為緩沖層)，這些橫向增強層可以施加在帶芯與覆蓋層之間。此外，可以在覆蓋層之間布置另外的彈性體層，這些彈性體層由熱塑性彈性體形成，該熱塑性彈性體不同于皮帶輪面覆蓋層中的熱塑性彈性體，或者由一種或多種不同的橡膠材料形成。