CN105540134B - 环保型芳纶线绳芯阻燃输送带的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矿井用阻燃输送带，具体是涉及一种环保型芳纶线绳芯阻燃输送带及其生产工艺。它由芳纶浸胶线绳骨架层、防撕裂缓冲层、上下覆盖胶层以及边胶层构成，芳纶浸胶线绳骨架层的上下侧各设置一个防撕裂缓冲层，芳纶浸胶线绳骨架层与防撕裂缓冲层之间、防撕裂缓冲层与上下覆盖胶层和边胶层之间通过阻燃粘合胶粘合并经过硫化后形成一整体；芳纶浸胶线绳骨架层为对位芳纶长丝捻制的股线复捻成线绳，经过浸胶，并按照一定的间距和张紧度排列组成。环保型芳纶线绳芯阻燃输送带阻燃、抗静电、烟密度小，满足阻燃环境安全要求，在火焰燃烧下低烟低毒，对环境友好。产品运行动能消耗少，设备投资低，综合性能优异。

Description

环保型芳纶线绳芯阻燃输送带的生产工艺

技术领域

本发明涉及一种矿井用阻燃输送带，具体是涉及一种环保型芳纶线绳芯阻燃输送带及其生产工艺，特别是一种以芳纶线绳作为抗拉层，所采用的阻燃橡胶具有低烟低毒等特性的环保型芳纶线绳芯阻燃输送带。

背景技术

煤矿井下等应用场所由于特定的应用环境和条件，要求使用的输送带具有很高的阻燃抗静电和物理机械性能要求。目前煤矿井下使用的输送带品种主要有PVC/PVG织物整芯阻燃输送带、织物叠层阻燃输送带和钢丝绳芯阻燃输送带。每种胶带品种受材料限制，都存在固有的缺陷。织物芯输送带强度超过2000N/mm后芯体厚度过大，成槽性差无法使用。钢丝绳芯阻燃输送带自重大，运行能耗高，易撕裂，钢丝绳易锈蚀，对驱动辊筒的直径要求较大。现有的胶带品种燃烧后有毒烟气产生量大，无法满足现代要求高阻燃、低发烟量和有毒含量小、高强度、耗能少、使用寿命长等综合性能好的需求。

对位芳纶纤维最大断裂强度大于28克/旦，是钢材的5倍，一般有机化学纤维的2倍以上，使用芳纶为骨架可以满足高带强的要求；其密度低，与普通化纤差别不大，可以降低骨架消耗降低输送带重量；本体阻燃，可减少橡胶中阻燃剂用量，提高橡胶的强度和耐磨抗冲击性能；耐热性和尺寸稳定性好，在200℃的条件下可以正常使用，使用伸长率＜0.5％，可以满足长运距的要求；耐水和酸碱等化学品腐蚀，避免了潮湿环境和酸性阻燃剂对金属材料锈蚀造成的强度下降；芳纶经浸胶处理后和橡胶的粘合强度高，长期运行也不会产生骨架同橡胶脱离现象。使用芳纶为骨架的输送带成槽性、抗折叠和耐疲劳性、抗物料冲击性都好于钢丝绳带，更主要的是滚筒直径小，输送机投资少，同型号强度要求芳纶胶带较钢丝绳胶带重量降低30～40％，运行动能消耗降低15％以上。芳纶纤维由于突出的综合性能，是制造阻燃输送带最理想的骨架材料。

但是，输送带用芳纶骨架层通常采用直径直纬结构织造，由于芳纶纤维的耐压缩性能较差，只能单层使用，最高强度不大于3150N/mm。强度越高，经线排列紧密、厚度越后，浸胶浸透效果越差，经线和纬线接触点存在浸胶盲区。只能采用指状硫化接头，接头长度较长，接头效率最高只能达到本体强度85％。受芳纶线绳捻制、织造、浸胶设备的限制，直径直纬芳纶帆布的单卷长度不能太长，材料浪费大，造成产品成本增加，价格过高，严重影响了芳纶骨架材料的推广使用。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种环保型芳纶线绳芯阻燃输送带及其生产工艺，是以芳纶线绳作为抗拉层，所采用的阻燃橡胶具有低烟低毒等特性，同时输送带还具有高强、节能、环保等综合性能优势。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种环保型芳纶线绳芯阻燃输送带，由芳纶浸胶线绳骨架层、防撕裂缓冲层、上下覆盖胶层以及边胶层构成，芳纶浸胶线绳骨架层的上下侧各设置一个防撕裂缓冲层，芳纶浸胶线绳骨架层与防撕裂缓冲层之间、防撕裂缓冲层与上下覆盖胶层和边胶层之间通过阻燃粘合胶粘合并经过硫化后形成一整体；芳纶浸胶线绳骨架层为对位芳纶长丝捻制的股线复捻成线绳，经过浸胶，并按照一定的间距和张紧度排列组成。

芳纶线绳骨架层承担物料输送过程中的全部拉力。由于对位芳纶长丝的单位强度高，采用线绳结构比直径直纬制造方法减少了织造过程，强度保持率高，同强度的芳纶线绳比钢丝绳直径要小，或者说相同直径的芳纶线绳可达到更高强度级别，通过线绳直径和间距的匹配调节可达到更高强度，满足不同强度要求。骨架层厚度小，重量轻，减小了重型胶带对输送设备的要求，减小了克服胶带自重运行的能量消耗。芳纶长丝的单丝长度可以达到上万米，理论上线绳的长度也能达到相同长度，每根线绳无需接头，能够很好地满足输送带对骨架长度和强度的要求。线绳捻制后单根浸胶，避免了帆布结构排列紧密造成的浸胶通透差和浸胶盲区，浸透性和均匀性比帆布结构好，同橡胶的动态和静态粘合强度得到提高，粘合胶在硫化过程中受热流动能够均匀地渗透、包覆在线绳的四周，避免了帆布结构的脱层和钢丝绳胶带镀层脱落对胶带使用寿命的影响。

在芳纶线绳骨架层的上下设置防撕裂缓冲层，可以更好地保护芳纶骨架，从而尽可能长地延长芳纶阻燃带的使用寿命。防撕裂缓冲层材料根据应用环境条件可选用芳纶帘子布或网眼布、尼龙聚酯帘布或网眼布、钢丝绳防撕裂网。防撕裂缓冲层需经浸胶或镀层处理，保障和阻燃粘合胶的粘合性能。

阻燃粘合胶按重量份数计，由如下原料制成：50～80份天然橡胶、50～20份顺丁橡胶、3～10份氧化锌、0.5～5份氧化镁、0.5～3份硬脂酸、1～3份防老剂RD、1～3份防老剂BLE、10～25份N330炭黑、20～75份白炭黑、5～15份APP、10～20份硼酸锌、5～15份铝酸锌、20～50份超细氢氧化铝、3～8份粘合剂PM-18、0～3份促进剂DM、0.1～1份促进剂TMTD、0.5～2份硫黄。

阻燃粘合胶层具有很高的粘合力和流动性能，保证芳纶线绳骨架层、防撕裂缓冲层、覆盖胶层相互连接成一个牢固的整体，具有良好的动态和静态的结合性能和环保阻燃性能。选用综合性能好的天然和顺丁橡胶并用保障强伸性能和流动性能，选用粘合剂PM-18同白炭黑、少量细粒径炭黑并用保障粘合性能，由于芳纶本体阻燃，且粘合胶所占比例小，环保阻燃剂、销烟剂添加比例可以适当减少，相应提高了胶料的物理机械性能。

上下覆盖胶层和边胶层按重量份数计，由如下原料制成：80～100份POE、0～20份天然橡胶、3～10份氧化锌、1～5份活性氧化镁、0.5～3份硬脂酸、3～8份防老剂MC、0～2份防老剂RD、0.5～1份微晶石蜡、10～25份N234炭黑、15～50份硅烷偶联改性脱硫钢渣、10～25份白炭黑、5～20份APP、0～5份季戊四醇、10～30份硼酸锌、5～15份铝酸锌、20～50份超细氢氧化铝、1～5份膨胀性石墨、5～15份磷酸酯、0.5～5份二硫化钼、0.5～2.5份促进剂DM、0.5～1份促进剂TMTD、3～7份DCP、2～3份TAIC、0.2～1份硫磺。

阻燃覆盖胶料选择强伸性能好、生烟量小的热塑性弹性体为主体胶料，并用少量天然橡胶改善同粘合胶的粘合性能，采用过氧化物硫化体系减少燃烧时二氧化硫生成量，使用少量硫磺改善撕裂性能。通过调整原材料配合比例，采用细粒径炭黑和白炭黑并用，选用APP、季戊四醇、膨胀性石墨、硼酸锌、氢氧化铝为阻燃剂，磷酸酯为阻燃软化剂改善操作性能，并用铝酸锌、二硫化钼为销烟剂，特别是通过填充具有补强、销烟、阻燃功能的偶联改性脱硫钢渣等多种措施提高胶料的阻燃性能，降低燃烧时烟毒气体的生成，通过各种体系的匹配、协效，保障胶料的强伸性能、耐磨抗冲击性能、阻燃抗静电性能及同芯体各组成的协调性，从而制造出综合性能优益的阻燃覆盖胶层。

本发明的环保型芳纶线绳芯阻燃输送带的生产工艺，步骤如下：

(1)、阻燃粘合胶、上下覆盖胶层以及边胶层采用二段混炼，停放8小时后使用；

(2)、防撕裂缓冲层经过四辊压延机双面贴合阻燃粘合胶，贴胶厚度每面附胶0.5～1.0mm；在防撕裂缓冲层上靠芳纶线绳的一面贴合一层阻燃粘合胶，厚度为芳纶线绳直径的一半，防撕裂缓冲层的另一面在压延机上直接贴合所需规格宽度和厚度的覆盖胶层；

(3)、生产前把芳纶浸胶线绳打开包装，芳纶线绳左右捻向交替吊挂、牵引、分梳、张紧后，把按照步骤(2)复合好的上、下复合胶片在成型小车导开，阻燃粘合胶层对准芳纶线绳，上下胶片对齐后经冷压、裁边，装锅硫化。

步骤(3)的硫化工艺是：硫化温度145～150℃，硫化单位压力2.5～3.5MPa，压缩比5～10％，硫化时间(min)＝15+1.2×带厚(mm)。

本发明的环保型芳纶线绳芯阻燃输送带及其生产工艺，其有益效果表现在：

(1)、环保型芳纶线绳芯阻燃输送带阻燃、抗静电、烟密度小，满足阻燃环境安全要求，在火焰燃烧下低烟低毒，对环境友好。产品运行动能消耗少，设备投资低，综合性能优异。

(2)可制造高中低不同强度级别，满足高、中、低多种带强要求；延伸率低、尺寸稳定性好，可长、中、短使用环境要求；成槽性好，抗撕裂、耐折弯性好，可满足长、中、短运距，管状、大倾角、强冲击等特殊使用条件要求。

(3)自重轻，运行能耗低，传动辊筒直径小，设备成本低。长距离接头次数少，综合成本低。

(4)可采用搭接、插接、指状接头硫化方式，接头强度保持率高，稳定性好，特殊情况下还可采用冷粘或机械接头方式满足应急要求。

附图说明

图1为本发明的环保型芳纶线绳芯阻燃输送带的结构示意图。

图1中，1、边胶层，3、上覆盖胶层，4、下覆盖胶层，5、芳纶浸胶线绳骨架层，6、防撕裂缓冲层，7、阻燃粘合胶层。

具体实施方式

为进一步描述本发明的环保型芳纶线绳芯阻燃输送带及其生产工艺，下面结合附图对其作进一步说明。

实施例1

图1所示的一种环保型芳纶线绳芯阻燃输送带，是由芳纶浸胶线绳骨架层5、防撕裂缓冲层6、上覆盖胶层3、下覆盖胶层4以及边胶层1构成，芳纶浸胶线绳骨架层5的两侧各设置一个防撕裂缓冲层6。芳纶浸胶线绳骨架层5与防撕裂缓冲层6之间、防撕裂缓冲层6与上下覆盖胶层和边胶层1之间通过阻燃粘合胶(成型后的输送带结构中即为阻燃粘合胶层7)粘合并经过硫化后形成一整体。

实施例2

原使用1000mm ST/S1000￠4.0-6-6阻燃钢丝绳带，钢丝绳胶带的安全系数为6～8倍。使用环保阻燃芳纶线绳芯阻燃输送带替代。芳纶线绳结构胶带安全系数为8～10倍，考虑安全系数要求，带的破断强度设计为1300N/mm。其中的芳纶浸胶线绳，规格型号为1670dtex×4×5，断裂强度4500N，线绳直径2.3mm，1000mm带宽使用300根，芳纶线绳二边留有0.46mm间隙便于胶料包覆。上、下覆盖胶厚度同钢丝绳芯胶带相同，均为6.0mm，缓冲撕裂层使用普通尼龙66网眼布。

阻燃粘合胶配方，按重量份计：天然橡胶75份、顺丁橡胶25份、氧化锌5份、氧化镁2份、硬脂酸1份、防老剂RD1.5份、防老剂BLE2份、N330炭黑15份、白炭黑35份、APP12份、硼酸锌12份、铝酸锌7份、超细氢氧化铝35份、PM-18粘合剂6份、促进剂DM1.5份、促进剂TMTD0.7份、硫黄1.6份。

阻燃覆盖胶料配方，按重量份计：1810POE88份、天然橡胶12份、氧化锌5份、活性氧化镁2份、硬脂酸0.8份、防老剂MC5份、防老剂RD1份、微晶石蜡0.7份、N234炭黑15份、偶联改性脱硫钢渣20份、白炭黑20份、APP14份、季戊四醇3、硼酸锌15份、铝酸锌7份、超细氢氧化铝25份、膨胀性石墨3份、磷酸酯10份、二硫化钼1份、促进剂DM2份、促进剂TMTD0.7份、DCP6份、TAIC2.3份、硫磺0.6份。

按照如下工艺生产：

(1)、阻燃粘合胶、上下覆盖胶层以及边胶层采用二段混炼，停放8小时后使用；

(2)、防撕裂缓冲层经过四辊压延机双面贴合阻燃粘合胶，贴胶厚度每面附胶0.5～1.0mm；在防撕裂缓冲层上靠芳纶线绳的一面贴合一层阻燃粘合胶，厚度为芳纶线绳直径的一半，防撕裂缓冲层的另一面在压延机上直接贴合所需规格宽度和厚度的覆盖胶层；

(3)、生产前把芳纶浸胶线绳打开包装，芳纶线绳左右捻向交替吊挂、牵引、分梳、张紧后，把按照步骤(2)复合好的上、下复合胶片在成型小车导开，阻燃粘合胶层对准芳纶线绳，上下胶片对齐后经冷压、裁边，装锅硫化。硫化温度145～150℃，硫化单位压力2.5～3.5MPa，压缩比5～10％，硫化时间(min)＝15+1.2×带厚(mm)。所得产品的主要技术指标如表1：

表1芳纶线绳芯阻燃输送带主要性能检测结果

实施例2生产的环保型芳纶线绳芯阻燃输送带与钢丝绳芯输送带相比较：

1、带体厚度和重量：钢丝绳胶带钢丝绳直径4.0mm，钢丝绳根数79根，钢丝绳百米重量6.3千克，每米胶带消耗钢丝绳5.0千克，胶带厚度16mm，单位重量25千克/平方米，环保阻燃芳纶线绳芯阻燃输送带线绳直径2.3mm，线绳300根，芳纶浸胶线绳百米重量0.4千克，每米胶带消耗芳纶线绳1.2千克，胶带厚度14.5mm，单位重量18.2千克/平方米。

2、有益效果比较：使用ST/S1000钢丝绳胶带主驱动辊筒直径不小于600mm，芳纶线绳芯胶带主驱动辊筒直径350mm，机架、托辊以及改向滚筒的规格结构都得以降低，设备投资减少。胶带单位重量减小6.8千克/平方米，对于输送线路1000米，带速2.0m/s的输送线路，需用皮带2000米，按照MT/T467计算，电机轴功率减小10.64KW，电机功率减小12KW，节电效果明显。接头数量减少一半，维护费用下降。芳纶线绳芯胶带防撕裂效果更好。

实施例3

原使用1000mm EP250×4(6+3)叠层阻燃带，带强1000N/mm，安全系数为10～12倍。使用环保阻燃芳纶线绳芯阻燃输送带替代，芳纶线绳结构胶带安全系数为8～10倍，考虑到EP胶带在热硫化过程中的强度损失15％，远大于芳纶5％的强度变化，带的破断强度设计为800N/mm。其中的芳纶浸胶线绳，规格型号为1670dtex×3×5，断裂强度3500N，线绳直径2.0mm，线绳单位重量300克/100米，1000mm带宽使用300根，芳纶线绳二边间隙0.6mm，每米胶带消耗线绳重量0.9千克。上、下覆盖胶厚度和叠层带相同，缓冲防撕裂层使用普通帘子布。阻燃覆盖胶和阻燃粘合胶同实施例2，环保芳纶线绳芯阻燃输送带同织物叠层阻燃输送带的效果比较见表2：

表2环保芳纶线绳芯阻燃输送带同织物叠层阻燃输送带的比较

从表2可以看出，芳纶线绳芯阻燃输送带的芯体薄、重量轻，和叠层带相比，对驱动辊筒的直径要求较小，节电效果好。由于带的柔韧性更好，可以满足大倾角、管状等特殊运输环境要求。胶-布间的粘合力高，不会出现叠层带长期使用易分层现象，加之抗冲击抗撕裂性能好，带的综合性能优异，使用寿命成倍增加，效果明显。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种环保型芳纶线绳芯阻燃输送带的生产工艺，其特征在于，

环保型芳纶线绳芯阻燃输送带由芳纶浸胶线绳骨架层、防撕裂缓冲层、上下覆盖胶层以及边胶层构成，芳纶浸胶线绳骨架层的上下侧各设置一个防撕裂缓冲层，芳纶浸胶线绳骨架层与防撕裂缓冲层之间、防撕裂缓冲层与上下覆盖胶层和边胶层之间通过阻燃粘合胶粘合并经过硫化后形成一整体；芳纶浸胶线绳骨架层为对位芳纶长丝捻制的股线复捻成线绳，经过浸胶，并按照一定的间距和张紧度排列组成；

阻燃粘合胶按重量份数计，由如下原料制成：50～80份天然橡胶、50～20份顺丁橡胶、3～10份氧化锌、0.5～5份氧化镁、0.5～3份硬脂酸、1～3份防老剂RD、1～3份防老剂BLE、10～25份N330炭黑、20～75份白炭黑、5～15份APP、10～20份硼酸锌、5～15份铝酸锌、20～50份超细氢氧化铝、3～8份粘合剂PM-18、0～3份促进剂DM、0.1～1份促进剂TMTD、0.5～2份硫黄；

上下覆盖胶层和边胶层按重量份数计，由如下原料制成：80～100份POE、0～20份天然橡胶、3～10份氧化锌、1～5份活性氧化镁、0.5～3份硬脂酸、3～8份防老剂MC、0～2份防老剂RD、0.5～1份微晶石蜡、10～25份N234炭黑、15～50份硅烷偶联改性脱硫钢渣、10～25份白炭黑、5～20份APP、0～5份季戊四醇、10～30份硼酸锌、5～15份铝酸锌、20～50份超细氢氧化铝、1～5份膨胀性石墨、5～15份磷酸酯、0.5～5份二硫化钼、0.5～2.5份促进剂DM、0.5～1份促进剂TMTD、3～7份DCP、2～3份TAIC、0.2～1份硫磺；

防撕裂缓冲层为经浸胶或镀层处理的芳纶帘子布、芳纶网眼布、尼龙聚酯帘布、尼龙聚酯网眼布、钢丝绳防撕裂网其中之一；

环保型芳纶线绳芯阻燃输送带的生产工艺，步骤如下：

(1)、阻燃粘合胶、上下覆盖胶以及边胶采用二段混炼；

(2)、防撕裂缓冲层经过四辊压延机双面贴合阻燃粘合胶，贴胶厚度每面附胶0.5～1.0mm；在防撕裂缓冲层上靠芳纶线绳的一面贴合一层阻燃粘合胶，厚度为芳纶线绳直径的一半，防撕裂缓冲层的另一面在压延机上直接贴合所需规格宽度和厚度的覆盖胶；

(3)、生产前把芳纶浸胶线绳打开包装，芳纶线绳左右捻向交替吊挂、牵引、分梳、张紧后，把按照步骤(2)复合好的上、下复合胶片在成型小车导开，阻燃粘合胶层对准芳纶线绳，上下胶片对齐后经冷压、裁边，装锅硫化；硫化工艺是：硫化温度145～150℃，硫化单位压力2.5～3.5MPa，压缩比5～10％，硫化时间(min)＝15+1.2×带厚(mm)。