加氢石油树脂在输送带覆盖胶中的耐磨性增强机制

输送带覆盖胶作为直接与物料接触、承受摩擦损耗的关键部件，其耐磨性直接决定输送带的使用寿命与运行成本。丁苯橡胶（SBR）、顺丁橡胶（BR）及天然橡胶（NR）是覆盖胶常用基材，虽具备良好弹性与力学基础，但纯胶料在面对矿石、煤炭等硬质物料的冲击摩擦时，易因表面磨损过快、内部结构破坏导致失效。加氢石油树脂作为一种低分子量、高相容性的功能性添加剂，通过调控覆盖胶的微观结构与界面作用，成为提升其耐磨性的高效技术路径，其增强机制可从“表面耐磨优化”“内部结构强化”及“动态摩擦调控”三个维度展开。

从表面耐磨优化来看，加氢石油树脂能通过改善覆盖胶的表面硬度与摩擦特性，减少物料摩擦造成的表面损耗。一方面，加氢石油树脂分子链中不含不饱和双键，结构稳定且与橡胶基材（尤其是饱和或低不饱和橡胶）具有优异的热力学相容性，共混后可均匀分散于橡胶基质中，形成“树脂-橡胶”互穿网络。树脂自身的刚性链段能提升覆盖胶的表面邵氏硬度（通常可提升 5-15度），增强表面抗变形能力 —— 当物料与覆盖胶表面发生滑动摩擦时，较高的表面硬度可减少胶料表面因挤压产生的塑性形变，避免“犁沟磨损”（即硬质物料颗粒在胶面划出沟槽导致的损耗）的加剧。另一方面，加氢石油树脂的加入可降低覆盖胶的表面摩擦系数，其低极性分子链能在胶料表面形成一层“润滑性薄膜”，减少物料与胶面的直接粘连，从而降低“粘着磨损”（即物料与胶面因分子吸附产生的表面材料剥离）的发生概率。尤其在输送潮湿或粘性物料时，这表面润滑效应能进一步减少物料对胶面的摩擦损伤。

在内部结构强化方面，加氢石油树脂通过调控橡胶的交联网络与填料分散性，提升覆盖胶的整体力学性能，为耐磨性提供“内在支撑”。先加氢石油树脂的分子链中常含有少量极性基团（如残留的羟基、酯基），这些基团可与橡胶分子链上的活性位点（如硫化过程中形成的自由基）发生弱相互作用，促进交联点的均匀分布，减少交联密度过低的“薄弱区域”。均匀的交联网络能使覆盖胶在承受摩擦应力时，应力更易被整体网络分散，避免局部应力集中导致的分子链断裂与材料脱落。其次，对于覆盖胶中常用的补强填料（如炭黑、白炭黑），加氢石油树脂可发挥“分散助剂”的作用 —— 其低分子量特性使其能快速渗透至填料团聚体内部，削弱填料颗粒间的范德华力，促进填料在橡胶基质中均匀分散。分散均匀的填料能在橡胶内部形成“刚性支撑点”，不仅提升覆盖胶的拉伸强度、撕裂强度（通常可提升10%-20%），还能增强胶料的抗疲劳磨损能力，避免因摩擦过程中反复受力导致的内部裂纹扩展。此外，加氢石油树脂自身具有一定的韧性，能在橡胶网络中形成“柔性缓冲层”，当覆盖胶受到物料冲击摩擦时，可通过自身分子链的形变吸收部分冲击能量，减少对橡胶主链的损伤。

动态摩擦调控则是加氢石油树脂提升覆盖胶耐磨性的另一核心机制，尤其针对输送带运行过程中“动态摩擦-温度升高-性能衰减”的恶性循环。输送带在长期运行中，覆盖胶与滚筒、物料的持续摩擦会产生大量热量，导致胶料温度升高（可能达到60-80℃），而橡胶在高温下易出现分子链热运动加剧、交联网络松弛，进而导致表面硬度下降、力学性能衰减，耐磨性显著降低。加氢石油树脂具有良好的热稳定性（因氢化度高，分子链不易发生热氧化降解），其加入可提升覆盖胶的玻璃化转变温度（Tg），拓宽胶料的弹性工作温度范围。同时，均匀分散的树脂分子链能通过与橡胶分子链的相互作用，抑制橡胶分子链的热运动，减少高温下的分子链松弛，这使得覆盖胶在动态摩擦过程中，即使温度升高，仍能保持相对稳定的表面硬度与力学性能，避免因高温软化导致的磨损加剧。此外，加氢石油树脂还能改善覆盖胶的导热性 —— 其分子链的规整结构有助于热量在橡胶内部的传递，减少局部热量积聚，进一步缓解高温对胶料耐磨性的负面影响，尤其在高速、重载输送带（如矿山长距离输送带）中，这动态摩擦调控效应能显著延长覆盖胶的使用寿命。

在实际应用中，加氢石油树脂的性能参数对耐磨性增强效果具有关键影响。一是氢化度，高氢化度（通常≥90%）的树脂结构更稳定，与橡胶的相容性更强，能更均匀地分散于基质中，避免因相分离形成的“微孔洞”成为摩擦损耗的起点；低氢化度树脂因残留双键，易在硫化过程中与橡胶发生竞争反应，反而可能破坏交联网络，降低耐磨性。二是软化点，软化点过低（＜80℃）的树脂在高温下易发生迁移，导致覆盖胶表面失去树脂的支撑与润滑作用，耐磨性下降；软化点过高（＞130℃）的树脂则难以在橡胶加工过程中充分熔融分散，易形成团聚颗粒，成为摩擦过程中的“应力集中点”，加剧局部磨损。通常选择氢化度≥95%、软化点在90-120℃范围内的加氢石油树脂，既能兼顾加工分散性与热稳定性，又能很大程度发挥其耐磨性增强效果。

对比传统的耐磨性提升手段（如单纯增加炭黑用量、使用高耐磨橡胶基材），加氢石油树脂具有显著优势。单纯增加炭黑用量（需达到橡胶质量的40%-60%）虽能提升耐磨性，但会导致覆盖胶弹性下降、生热增加，反而加剧动态摩擦下的性能衰减；而加氢石油树脂在低添加量（10%-20%）下即可实现耐磨性的显著提升（通常可延长使用寿命30%-50%），且对覆盖胶的弹性、耐寒性影响较小，能更好地适应不同工况（如低温露天输送、高温矿井输送）的需求。此外，加氢石油树脂还能改善覆盖胶的加工流动性，降低混炼、挤出过程中的能耗，提升生产效率。

然而，应用中也需注意潜在问题：若树脂与橡胶的相容性控制不当（如树脂分子量分布过宽），长期使用可能出现树脂析出，导致覆盖胶表面性能波动；同时，树脂的加入可能略微提升胶料的压缩永久变形，需通过调整硫化体系（如优化硫化剂用量、选用高效促进剂）平衡耐磨性与弹性恢复性。总体而言，通过合理选择加氢石油树脂的类型、控制添加量及优化加工工艺，可有效强化输送带覆盖胶的耐磨性，为恶劣工况下（如矿山、冶金、建材行业）的高效输送提供可靠保障。

本文来源：河南向荣石油化工有限公司 http://www.upresinchem.com/