CN102382412A - 一种用于阻燃帆布叠层芯输送带橡胶混炼胶的增粘阻燃母粒及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于阻燃帆布叠层芯输送带橡胶混炼胶的增粘阻燃母粒及制备方法，该增粘阻燃母粒选用热塑性弹性体、氯化聚乙烯、增塑剂、阻燃剂、阻燃助剂、抗氧化助剂、骨架填料等材料，所有原料按不同比例经过计量后，加入到带有液料斗的低速粉料混合进行搅拌，搅拌总时间为5～10分钟，速度约100～300转/分钟，上述混合好的物料喂入挤出机进行挤出造粒。采用该母粒生产的阻燃帆布叠层芯输送带解决了粘贴胶高阻燃性与高粘着力之间的矛盾，克服了覆盖胶的摩擦生热成碳与滚筒摩擦试验条件下带体熔断之间的难点，能够满足MT830-1999煤矿行业标准。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于输送带橡胶混炼胶的增粘阻燃母粒配方及制备方法，特别是一种用于阻燃帆布叠层芯输送带覆盖胶和粘贴胶的增粘阻燃母粒及制备方法。
背景技术
煤矿井下回采工作面广泛使用胶带式输送机，其上所配置的输送带是能够快速裁断并快速连接的高强度织物芯输送带。这种输送带有两个品种：一是整体编织芯输送带，二是帆布叠层芯输送带。普通型帆布叠层芯输送带的力学性能好，运行稳定，使用寿命长，但不具有阻燃性。为了煤矿井下的生产安全，自上世纪八十年代直至如今，煤矿井下回采工作面只能使用整体编织芯输送带(简称PVG整芯带)。
PVG整芯带是一种在整体编织带芯体内浸渍填充聚氯乙烯塑料糊制作成的输送带。这种输送带在设计上的优势与劣势并存：一方面，利用聚氯乙烯的阻燃性和塑化成型性能，使带芯体的阻燃与成型相统一。然而，由于聚氯乙烯的玻璃化温度高(85℃)，常温下输送带的成槽性不好，影响输送的稳定性；输送带的耐寒性差，当在低于零下15℃装机时，带体容易弯曲折断。另一方面，为了克服聚氯乙烯粘着力差而把各层经线纬线穿插编织为一体，线绳的各层间不再需要粘着连接。这样的设计也带来相应的问题——各层纱之间由于编织路径不同，在带体的单位长度内各根经纱纬纱的长度与弯曲度均不同，因此应力应变也不同，在输送带的负载张力下极易造成带体的不规则变形，使输送带运行稳定性变差，易于跑偏报废。
鉴于PVG整芯带的设计缺陷，近三十年来，世界各大输送带厂都在不懈的研究阻燃帆布叠层芯输送带。我国早在1999年即制定了关于 这种输送带的行业标准——MT830-1999标准。据悉，国家已经把这种输送带列为第十二个五年计划中在煤矿领域的重点推进项目。MT830-1999标准煤矿井下用阻燃帆布叠层芯输送带的技术难点在于标准中的力学性能与安全性能之间的矛盾难以平衡：
第一、标准要求覆盖胶的强度≥14MPa，标准磨耗＜200；粘贴胶对帆布层间的剥离粘着强度≥4.5N/mm；两种胶料必须符合酒精喷灯试验时离火自熄时间≤3秒的阻燃安全要求。
高阻燃性能是依赖在橡胶混炼胶中掺混大量阻燃剂来获得的。橡胶在掺入高份量阻燃剂之后，一方面由于橡胶被稀释，力学强度下降，磨耗加大；另一方面，橡胶以及增粘助剂的活性基团被阻燃剂中游离卤素封闭，粘合力下降严重。这是一个难以兼得的矛盾。
第二、标准要求输送带在进行滚筒摩擦试验时表面温度＜325℃的情况下磨断带体——籍以确保在发生打滑摩擦事故时输送带可以依赖自动断带，从而终止摩擦火源的出现。
这个要求与橡胶的本质有很大冲突，因为橡胶在高温摩擦状态下结碳能力很强，结碳后耐磨与储热能力均大为提高，表面温度上升很快，一般情况下在摩擦试验3分钟后其表面温度均会超过325℃。这一对矛盾更难以解决。
在申请号分别为200910030268.9(一种阻燃帆布叠层芯输送带的表面覆盖胶及其制备方法)、200910030270.6(一种阻燃帆布输送带的叠层带芯体粘贴胶及其制备方法)、200910030266.X(一种阻燃帆布叠层芯输送带混炼胶用塑料糊及其制备方法)、200910030269.3(一种阻燃帆布叠层芯输送带的阻燃缓冲胶及其制备方法)四个专利申请中，发明人采取的是氯丁橡胶与丁腈橡胶分别单用或并用+聚氯乙烯塑料糊+硫化体系+阻燃体系(十溴二苯醚+三氧化二锑)体系。这类体系的产品只能够满足MT830-1999标准中较低级别输送带的制作(输送带强度级别≤1400Ds)，它有明显的不足之处：
1、当覆盖胶厚度＞3mm时，由于丁腈橡胶、氯丁橡胶+聚氯乙烯塑料糊并用体系容易高温结碳，滚筒摩擦试验时温度容易超标且输送带不易磨断；
2、帆布层之间的粘合强度(剥离强度)只能勉强达到4～5N/mm， 当帆布的单层厚度增加时(布层硬度增加)，仅能保持3～4N/mm，难以满足高级别输送带对层间粘合实用强度(≥6.0N/mm)的要求。
3、由于大量聚氯乙烯的使用，输送带的硫化工艺只能采取冷锅进出的方法，即硫化时间到了以后不能立即开模出料，必须向硫化板内注水降温，等到板温降到80℃以后才可以开模出料。冷锅进出时，硫化一板输送带需要50～80分，比正常硫化时间(20～30分)延长2～3倍，导致设备利用率很低，生产成本高。
因此如何提供一种用于阻燃帆布叠层芯输送带橡胶混炼胶的增粘阻燃母粒能够很好解决粘贴胶高阻燃性与高粘着力之间的矛盾，同时还能够克服覆盖胶的摩擦生热成碳与滚筒摩擦试验条件下带体熔断之间的难点，使输送带的制造能够比较容易的满足MT830-1999煤矿行业标准，成为目前亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种用于阻燃帆布叠层芯输送带橡胶混炼胶的增粘阻燃母粒，采用该母粒生产的阻燃帆布叠层芯输送带解决了粘贴胶高阻燃性与高粘着力之间的矛盾，能够满足MT830-1999煤矿行业标准。
本发明的又一目的在于提供一种用于阻燃帆布叠层芯输送带橡胶混炼胶的增粘阻燃母粒，解决了覆盖胶的摩擦生热成碳与滚筒摩擦试验条件下带体熔断之间的难点。
本发明的再一目的在于提供一种上述增粘阻燃母粒的制备方法。
为实现上述目的，本发明的增粘阻燃母粒组成及质量份数分别是：
热塑性弹性体 10～60份；
氯化聚乙烯 5～30份；
增塑剂： 3～10份；
阻燃剂： 20～50份；
阻燃助剂： 3～20份；
抗氧化助剂： 2～10份；
骨架填料： 10～50份。
其中，该热塑性弹性体可以是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、 苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)、聚氨酯热塑性弹性体混合物(TPU)，也可是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)与苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物的混合物(SIS)。
该增塑剂是邻苯二甲酸二丁酯、二辛脂类增塑剂、液体氯化石蜡、环氧氯烃中的一种。
该阻燃剂可以是四溴双酚A、溴代三嗪、六溴环十二烷、70号氯化石蜡中的一种或任意几种。
该阻燃助剂可以是三氧化二锑或由三氧化二锑和磷酸三(2-氯丙基)酯组成的混合物。
该抗氧化助剂为碱式硫酸盐、硬酯酸盐、橡胶防老剂复配而成。上述碱式硫酸盐是碱式硫酸铅，硬酯酸盐可以是硬酯酸锌、硬酯酸钙，该橡胶防老剂可以是防老剂4010NA和防老剂RD。
该骨架填料是由白炭黑、轻质碳酸钙、氢氧化铝中的任意一种或几种复配。
一种用于阻燃帆布叠层芯输送带橡胶混炼胶的增粘阻燃母粒制备方法，该制备方法包括下列步骤：将热塑性弹性体等所有粉状原料按不同比例经过计量后，加入到带有液料斗的低速粉料混合器，液态的增塑剂经计量后，加入到低速粉料混合器上的液料斗中。所有原料进入混合器后进行搅拌。搅拌总时间为5～10分钟，速度约100～300转/分钟。注意保持物料温度不能高于70℃。
将上述混合好的物料喂入挤出机进行挤出造粒。挤出机的温度设置为：最高段165℃，出料口135℃。挤出颗粒长径尺寸为：2.5×2.5mm。
在制造阻燃帆布叠层芯输送带中使用添加该增粘阻燃母粒的覆盖和胶贴胶，很好的解决粘贴胶的高阻燃性与高粘着力之间的矛盾，同时也克服覆盖胶的摩擦生热成碳与滚筒摩擦试验条件下带体熔断之间的难点，从而使这种输送带的制造能够比较容易的满足MT830-1999煤矿行业标准。
具体实施方式
实施例1
热塑性弹性体：SBS 20份；SIS 10份；TPU 5份。
氯化聚乙烯10份；
增塑剂：邻苯二甲酸二丁酯5份。
阻燃剂：70号氯化石蜡30份；四溴双酚A20份。
阻燃助剂：三氧化二锑5份。
抗氧化助剂：碱式硫酸铅2份；硬酯酸锌2份；防老剂4010NA2份。
骨架填料：氢氧化铝25份。
合计：136份。
实施例2
热塑性弹性体：SBS 20份；SIS 5份；TPU 5份。
氯化聚乙烯：20份；
增塑剂：环氧氯烃5份。
阻燃剂：四溴双酚A20份；六溴环十二烷15份。
阻燃助剂：三氧化二锑5份；；磷酸三(2-氯丙基)酯5份。
抗氧化助剂：硬酯酸锌2份；硬脂酸钙2份；防老剂RD1份；防老剂4010NA 1份。
骨架填料：白炭黑10份；轻质碳酸钙20份。
合计：136份。
实施例3
热塑性弹性体：SIS 30份；SBS 15份。
氯化聚乙烯：5份；
增塑剂：邻苯二甲酸二辛脂：5份。
阻燃剂：70号氯化石蜡20份；溴代三嗪：20份。
阻燃助剂：三氧化二锑5份。
抗氧化助剂：碱式硫酸铅3份；硬酯酸锌3份；防老剂4010NA1份。
骨架填料：白炭黑10份；氢氧化铝20份。
合计：137份。
按照现有的生产方法，分别加入安上述实施例1-3生产出的阻燃母 粒，生产出相应的覆盖胶和贴胶，根据国标MT830-1999，对上述胶料进行检测，得出的结果表明，利用本发明制造的母粒生产出的胶料，能够满足国标的要求，下表为具体指标结果。
一种用于阻燃帆布叠层芯输送带橡胶混炼胶的增粘阻燃母粒制备方法，该制备方法包括下列步骤：将热塑性弹性体等所有粉状原料按不同比例经过计量后，加入到带有液料斗的低速粉料混合器，液态的增塑剂经计量后，加入到低速粉料混合器上的液料斗中。所有原料进入混合器后进行搅拌。搅拌总时间为5～10分钟，速度约100～300转/分钟。注意保持物料温度不能高于70℃。
将上述混合好的物料喂入挤出机进行挤出造粒。挤出机的温度设置为：最高段165℃，出料口135℃。挤出颗粒长径尺寸为：2.5×2.5mm。
Claims (9)
1.一种用于阻燃帆布叠层芯输送带橡胶混炼胶的增粘阻燃母粒，其特征在于：该增粘阻燃母粒的组成及质量份数分别是：
热塑性弹性体 10～60份；
氯化聚乙烯 5～30份；
增塑剂： 3～10份；
阻燃剂： 20～50份；
阻燃助剂： 3～20份；
抗氧化助剂： 2～10份；
骨架填料： 10～50份。
2.如权利要求1所述的增粘阻燃母粒，其特征在于：该热塑性弹性体可以是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、聚氨酯热塑性弹性体混合物，或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物与苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物的混合物。
3.如权利要求1所述配方体系，其特征在于：该增塑剂是邻苯二甲酸二丁酯、二辛脂类增塑剂、液体氯化石蜡、环氧氯烃中的一种。
4.根据权利要求1所述的增粘阻燃母粒，其特征在于：该阻燃剂可以是四溴双酚A、溴代三嗪、六溴环十二烷、70号氯化石蜡中的一种或任意几种。
5.如权利要求1所述的增粘阻燃母粒，其特征在于：该阻燃助剂可以是三氧化二锑或由三氧化二锑和磷酸三(2-氯丙基)酯组成的混合物。
6.如权利要求1所述的增粘阻燃母粒，其特征在于：该抗氧化助剂为碱式硫酸盐、硬酯酸盐、橡胶防老剂复配而成。
7.如权利要求7所述的抗氧化助剂，其特征在于：该碱式硫酸盐是碱式硫酸铅，该硬酯酸盐可以是硬酯酸锌、硬酯酸钙，该橡胶防老剂可以是防老剂4010NA和防老剂RD。
8.如权利要求1所述的增粘阻燃母粒，其特征在于：该骨架填料为白炭黑、轻质碳酸钙、氢氧化铝中的任意一种或几种复配。
9.一种用于阻燃帆布叠层芯输送带橡胶混炼胶的增粘阻燃母粒制备方法，其特征在于：该制备方法包括下列步骤：将热塑性弹性体等所有粉状原料按不同比例经过计量后，加入到带有液料斗的低速粉料混合器，液态的增塑剂经计量后，加入到低速粉料混合器上的液料斗中。所有原料进入混合器后进行搅拌。搅拌总时间为5～10分钟，速度约100～300转/分钟。注意保持物料温度不能高于70℃。
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