CN112708179A - 一种煤矿用织物芯叠层阻燃输送带覆盖胶及其制备方法 - Google Patents

一种煤矿用织物芯叠层阻燃输送带覆盖胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种煤矿用织物芯叠层阻燃输送带覆盖胶及其制备方法，属于阻燃煤矿输送带技术领域。其包括氯丁胶，顺丁胶，碳黑为，白炭黑，防老剂，氢氧化物复合阻燃剂，金属氧化物复合硫化剂；通过一段混炼胶的制备、二段混炼胶的制备、三段压出混炼胶片的制备和硫化制备得到煤矿用织物芯叠层阻燃输送带。本发明满足一种煤矿用织物芯叠层阻燃输送带对覆盖胶阻燃性能的要求，重点攻克了煤矿用织物芯叠层阻燃输送带在巷道丙烷燃烧性能方面技术难关；本发明的制备方法具有步骤简单、易于操作等优点。

Description

一种煤矿用织物芯叠层阻燃输送带覆盖胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种煤矿用织物芯叠层阻燃输送带覆盖胶及其制备方法，属于阻燃煤矿输送带技术领域。
背景技术
输送带是由橡胶覆盖胶材料、骨架材料、界面粘合材料组成的大型复合材料制件。目前国内煤矿用织物芯叠层阻燃输送带主要的技术难题：巷道丙烷燃烧性能在煤研所进行煤安认证时很难通过，这使得许多输送带生产厂家无法正常生产阻燃输送带供应国内煤矿市场，另一方面国内煤矿市场对阻燃输送带需求旺盛，国外进口的阻燃输送带的价格往往又是国内阻燃输送带价格的好几倍，无形中增加国内煤矿的采煤成本，故而，攻克煤矿用织物芯叠层阻燃输送带巷道丙烷燃烧性能技术难关，满足国内煤矿对阻燃输送带的需求，本发明应运而生。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种煤矿用织物芯叠层阻燃输送带覆盖胶及其制备方法，具有性能高，制备步骤简单、易于操作等优点。
本发明的技术方案，一种煤矿用织物芯叠层阻燃输送带覆盖胶，包括以下各组分：氯丁胶80～90份，顺丁胶10～20份，碳黑为20～40份，白炭黑10～20份，防老剂1～3份，氢氧化物复合阻燃剂20～50份，金属氧化物复合硫化剂1～8份。
进一步地，所述氢氧化物复合阻燃剂成分由A和B两类组成，A类为2500目～5000目的氢氧化镁和800目～5000目的氢氧化铝；氢氧化镁的和氢氧化铝目数的大小直接影响阻燃效果的好坏。所以这两类阻燃剂目数通过反复试验最终确定。B类为氯化石蜡和锑络合物。氯化石蜡和锑络合物的配比不仅影响覆盖胶阻燃效果，而且直接影响覆盖胶的物理机械性能。所以这两类阻燃的配比通过大量试验最终确定。
进一步地，当覆盖胶强度要求大于15MPa，伸长率大于350％，磨耗小于200mm3时，A类复合阻燃剂氢氧化镁：氢氧化铝和B类复合阻燃剂氯化石蜡：锑络合物，按质量比依次为：1：1：5：1；
当覆盖胶强度要求大于17MPa，伸长率大于400％，磨耗小于160mm3时，A类复合阻燃剂氢氧化镁：氢氧化铝和B类复合阻燃剂氯化石蜡：锑络合物，按质量比依次为：2：1.5：4：1.5；
当覆盖胶强度要求大于18MPa，伸长率大于450％，磨耗小于150mm3时，A类复合阻燃剂氢氧化镁：氢氧化铝和B类复合阻燃剂氯化石蜡：锑络合物，按质量比依次为：2.5：1.5：4.5：1.5。
进一步地，所述金属氧化物复合硫化剂为纳米氧化锌，活性氧化镁活性值在80～150和400目～800目硫磺。其中活性氧化镁的活性值，硫磺的目数直接影响覆盖胶的物理机械性能，活性氧化镁活性值和硫磺的目数通过大量试验最终确定。
进一步地，当覆盖胶强度要求大于15MPa，伸长率大于350％，磨耗小于200mm3时，金属氧化物复合硫化剂中纳米氧化锌：活性氧化镁：硫磺按质量比5：4：1配置；
当覆盖胶强度要求大于17MPa，伸长率大于400％，磨耗小于160mm3时，金属氧化物复合硫化剂中纳米氧化锌：活性氧化镁：硫磺按质量比4：2.5：1.5配置；
当覆盖胶强度要求大于18MPa，伸长率大于450％，磨耗小于150mm3时，金属氧化物复合硫化剂中纳米氧化锌：活性氧化镁：硫磺按质量比4.5：2.5：1.8配置。
煤矿用织物叠层阻燃输送带覆盖胶的制备方法，步骤如下：
(1)一段混炼胶的制备：将氯丁胶在开炼机塑炼8～12分钟，混入顺丁胶，混炼8～12分钟，打卷，停放6～10小时；放入密炼机进行塑炼30～50秒，接着加入防老剂和氢氧化物复合阻燃剂，混炼1～2分钟；继续加入碳黑和白炭黑，混炼温度控制在80～90℃，混炼2～3分钟；；得到一段混炼胶，冷却至室温；
(2)二段混炼胶的制备：将步骤(1)制备所得一段混炼胶、金属氧化物复合硫化剂继续放入密炼机进行混炼1～2分钟，混炼温度控制在90～100℃，得到二段混炼胶，冷却至室温；
(3)三段压出混炼胶片的制备：将步骤(2)制备所得二段混炼胶放入压延机进行压出，压出温度控制在90～100℃，压延速度控制在3～5米/秒，得到三段压出混炼胶片；
(4)硫化：将步骤(3)制备所得三段混炼胶片在成型机成型好带胚后，用硫化机进行硫化，硫化温度控制在145～150℃，硫化时间控制在45～50分钟，硫化压力控制在10～12MPa，得到煤矿用织物叠层阻燃输送带。
进一步地，步骤(3)所述压延机为四辊压延机。
进一步地，步骤(4)所述硫化机为单层平板硫化机。
本发明通过氢氧化物复合阻燃剂未使用前和使用后的巷道丙烷燃烧安全性能进行比对，用以验证氢氧化物复合阻燃剂和金属氧化物复合硫化剂的阻燃效果。
本发明的有益效果：本发明满足煤矿用织物芯叠层阻燃输送带对覆盖胶阻燃性能的要求，重点攻克了煤矿用织物芯叠层阻燃输送带在巷道丙烷燃烧性能方面技术难关；本发明的制备方法具有步骤简单、易于操作等优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
以下实施例使用的氯丁胶的生产厂家是四川长寿生物工程责任有限公司。
实施例1
按要求取如下重量份的各组分原料：氯丁胶：85份，顺丁胶：15份，碳黑：25份，白炭黑：15份，防老剂：2.5份，氢氧化物复合阻燃剂：40份，金属氧化物硫化剂：4.0份。
步骤如下：
(1)一段混炼胶的制备：将85重量份的氯丁胶在开炼机塑炼10分钟，加入15重量份的顺丁胶混炼10分钟，打卷，停放8小时。放入密炼机进行塑炼30～50秒，接着加入防老剂为2.5重量份，一种氢氧化物阻燃剂为40重量份，混炼1～2分钟，再接着碳黑25重量份，白炭黑15重量份，混炼2～3分钟，混炼温度控制在80～90℃，得到一段混炼胶；将一段混炼胶冷却至室温；
(2)二段混炼胶的制备：将一段混炼胶、一种金属氧化物硫化剂为4.0重量份继续放入密炼机进行混炼1～2分钟，混炼温度控制在90～100℃，得到二段混炼胶；将二段混炼胶冷却至室温；
(3)三段压出混炼胶片的制备：将二段混炼胶放入压延机进行压出，压出温度控制在90～100℃，压延速度控制在3～5米/秒，得到三段压出混炼胶片；
(4)硫化：将三段混炼胶片在成型机成型好带胚后，用硫化机进行硫化，硫化温度控制在145～150℃，硫化时间控制在45～50分钟，硫化压力控制在10～12MPa，得到煤矿用织物芯叠层阻燃输送带覆盖胶。
实施例2
按要求取如下重量份的各组分原料：氯丁胶：80份，顺丁胶：20份，碳黑：30份，白炭黑：10份，防老剂：2.0份，氢氧化物复合阻燃剂：45份，金属氧化物硫化剂：3.5份。
步骤如下：
(1)一段混炼胶的制备：将80重量份的氯丁胶在开炼机塑炼10分钟，加入20重量份的顺丁胶，混炼10分钟，打卷，停放8小时。放入密炼机进行塑炼30～50秒，接着加入防老剂为2重量份，一种氢氧化物复合阻燃剂为45重量份，混炼1～2分钟，再接着碳黑为30份，白炭黑10份，混炼2～3分钟，混炼温度控制在80～90℃，得到一段混炼胶；将一段混炼胶冷却至室温；
(2)二段混炼胶的制备：将一段混炼胶、一种金属氧化物硫化剂为3.5份继续放入密炼机进行混炼1～2分钟，混炼温度控制在90～100℃，得到二段混炼胶；将二段混炼胶冷却至室温；
(3)三段压出混炼胶片的制备：将二段混炼胶放入压延机进行压出，压出温度控制在90～100℃，压延速度控制在3～5米/秒，得到三段压出混炼胶片；
(4)硫化：将三段混炼胶片在成型机成型好带胚后，用硫化机进行硫化，硫化温度控制在145～150℃，硫化时间控制在45～50分钟，硫化压力控制在10～12MPa，得到煤矿用织物芯叠层阻燃输送带覆盖胶。
对比实施例1
按要求取如下重量份的各组分原料：氯丁胶：90份，顺丁胶：10份，碳黑：30份，白炭黑：10份，防老剂：1.5份，氢氧化物复合阻燃剂：0份，金属氧化物硫化剂：4.5份。
制备方法如下：
(1)一段混炼胶的制备：将90重量份的氯丁胶在开炼机塑炼10分钟，混入10份顺丁胶，混炼10分钟，打卷，停放8小时。放入密炼机进行塑炼30～50秒，接着加入防老剂为1.5重量份，混炼1～2分钟，再接着碳黑30重量份，白炭黑10重量份，混炼2～3分钟，混炼温度控制在80～90℃，得到一段混炼胶；将一段混炼胶冷却至室温；
(2)二段混炼胶的制备：将一段混炼胶、一种金属氧化物硫化剂为4.5重量份继续放入密炼机进行混炼1～2分钟，混炼温度控制在90～100℃，得到二段混炼胶；将二段混炼胶冷却至室温；
(3)三段压出混炼胶片的制备：将二段混炼胶放入压延机进行压出，压出温度控制在90～100℃，压延速度控制在3～5米/秒，得到三段压出混炼胶片；
(4)硫化：将三段混炼胶片在成型机成型好带胚后，用硫化机进行硫化，硫化温度控制在145～150℃，硫化时间控制在45～50分钟，硫化压力控制在10～12MPa，得到煤矿用织物芯叠层阻燃输送带覆盖胶。
应用实施例
对上述实施例制备所得煤矿用织物芯叠层阻燃输送带进行阻燃安全性能测试。
1、抗静电性能测试。
依据标准：AS4606-2012，Clause6.1.6。
根据AS1334.9标准测试，在输送带的运输侧测量两组抗静电性，平均值不得超过300MΩ；在输送带的滚筒侧测量两组抗静电性，平均值不得超过300MΩ。具体结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002857593960000041
。
2、实验室规模燃烧测试。
依据标准：AS4606-2012,条款6.1.4。
根据AS1334.10标准测试，完整覆盖层和剥除覆盖层，最大允许明焰时间应当满足表2中的要求。
表2
Figure BDA0002857593960000042
Figure BDA0002857593960000051
测试结果如表3所示。
表3
Figure BDA0002857593960000052
。
3、滚筒摩擦测试。
依据标准：AS4606-2012，条款6.1.3。
根据AS1334.11测试，滚筒表面温度不应超过325℃，并且不应该出现明焰和火星。测试结果如表4所示。
表4
滚筒温度(℃) 结果
对比实施例1 375 未通过
实施例1 236 通过
实施例2 232 通过
。
4、巷道燃烧测试
依据标准：AS4606-2012条款6.1.2：样品尺寸：长度2000mm,宽度1200mm；
根据AS1334.12测试，一个测试样，明焰和火星消失后，全宽度的为破坏长度不少于250mm。具体结果如表5所示。
表5
Figure BDA0002857593960000053
。

Claims (9)

1.一种煤矿用织物芯叠层阻燃输送带覆盖胶，其特征是按重量份计包括以下各组分：氯丁胶80～90份，顺丁胶10～20份，碳黑为20～40份，白炭黑10～20份，防老剂1～3份，氢氧化物复合阻燃剂20～50份，金属氧化物复合硫化剂1～8份。
2.如权利要求1所述煤矿用织物芯叠层阻燃输送带覆盖胶，其特征是：所述氢氧化物复合阻燃剂成分由A和B两类组成，A类为2500目～5000目的氢氧化镁和800目～5000目的氢氧化铝；B类为氯化石蜡和锑络合物。
3.如权利要求2所述煤矿用织物芯叠层阻燃输送带覆盖胶，其特征是：
当覆盖胶强度要求大于15MPa，伸长率大于350%，磨耗小于200mm3时，A类复合阻燃剂氢氧化镁：氢氧化铝和B类复合阻燃剂氯化石蜡：锑络合物，按质量比依次为：1：1：5：1；
当覆盖胶强度要求大于17MPa，伸长率大于400%，磨耗小于160 mm3时，A类复合阻燃剂氢氧化镁：氢氧化铝和B类复合阻燃剂氯化石蜡：锑络合物，按质量比依次为：2：1.5：4：1.5；
当覆盖胶强度要求大于18MPa，伸长率大于450%，磨耗小于150 mm3时，A类复合阻燃剂氢氧化镁：氢氧化铝和B类复合阻燃剂氯化石蜡：锑络合物，按质量比依次为：2.5：1.5：4.5：1.5。
4.如权利要求1所述煤矿用织物芯叠层阻燃输送带覆盖胶，其特征是：所述金属氧化物复合硫化剂为纳米氧化锌、活性氧化镁和硫磺的混合物。
5.如权利要求4所述煤矿用织物芯叠层阻燃输送带覆盖胶，其特征是：所述活性氧化镁的活性值为80～150；硫磺目数为400目～800目。
6.如权利要求5所述煤矿用织物芯叠层阻燃输送带覆盖胶，其特征是：
当覆盖胶强度要求大于15MPa，伸长率大于350%，磨耗小于200mm3时，金属氧化物复合硫化剂中纳米氧化锌：活性氧化镁：硫磺按质量比5：4：1配置；
当覆盖胶强度要求大于17MPa，伸长率大于400%，磨耗小于160 mm3时，金属氧化物复合硫化剂中纳米氧化锌：活性氧化镁：硫磺按质量比4：2.5：1.5配置；
当覆盖胶强度要求大于18MPa，伸长率大于450%，磨耗小于150 mm3时，金属氧化物复合硫化剂中纳米氧化锌：活性氧化镁：硫磺按质量比4.5：2.5：1.8配置。
7.煤矿用织物叠层阻燃输送带覆盖胶的制备方法，其特征是步骤如下：
（1）一段混炼胶的制备：将氯丁胶在开炼机塑炼8~12分钟，混入顺丁胶，混炼8~12分钟，打卷，停放6~10小时；放入密炼机进行塑炼30～50秒，接着加入防老剂和氢氧化物复合阻燃剂，混炼1～2分钟；继续加入碳黑和白炭黑，混炼温度控制在80～90℃，混炼2～3分钟；；得到一段混炼胶，冷却至室温；
（2）二段混炼胶的制备：将步骤（1）制备所得一段混炼胶、金属氧化物复合硫化剂继续放入密炼机进行混炼1～2分钟，混炼温度控制在90～100℃，得到二段混炼胶，冷却至室温；
（3）三段压出混炼胶片的制备：将步骤（2）制备所得二段混炼胶放入压延机进行压出，压出温度控制在90～100℃，压延速度控制在3～5米/秒，得到三段压出混炼胶片；
（4）硫化：将步骤（3）制备所得三段混炼胶片在成型机成型好带胚后，用硫化机进行硫化，硫化温度控制在145～150℃，硫化时间控制在45～50分钟，硫化压力控制在10～12MPa，得到煤矿用织物叠层阻燃输送带。
8.如权利要求7所述煤矿用织物叠层阻燃输送带覆盖胶的制备方法，其特征是：步骤（3）所述压延机为四辊压延机。
9.如权利要求7所述煤矿用织物叠层阻燃输送带覆盖胶的制备方法，其特征是：步骤（4）所述硫化机为单层平板硫化机。
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