CN113956821A - 一种难燃型输送带修补胶及其制备方法、使用方法 - Google Patents

一种难燃型输送带修补胶及其制备方法、使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种难燃型输送带修补胶，以质量百分含量计，包括以下组分：氯丁橡胶9.0％～15.0％，增黏树脂5.0％～15.0％，高活性氧化镁0.1％～0.5％，有机阻燃剂1.5％～3.0％，无机除水剂0.3％～0.6％，附着力促进剂0.5％～1.0％，溶剂体系73.5％～83.5％和抗氧剂0.1％～1.0％。本发明同时提供一种难燃型输送带修补胶的制备方法及使用方法。本发明提供的阻燃型输送带修补胶粘接强度高、可实现快速冷硫化粘接；适用于输送带接头搭接修补工艺和配合修补条对输送带进行表面修补；且具有一定阻燃能力，可实现离火自熄，满足煤矿井下等场所的需求。

Description

一种难燃型输送带修补胶及其制备方法、使用方法
技术领域
本发明属于胶黏剂技术领域，特别涉及一种难燃型输送带修补胶及其制备方法、使用方法。
背景技术
橡胶运输带作为运输和传递工具之一，在煤矿、钢铁、电厂、港口、矿山、水泥厂等场所被广泛、大量的采用。橡胶运输带绝大部分是在露天的环境中运行。其中，在冶金采矿、有色金属、煤炭等行业中的使用条件最为恶劣。因此，经常出现纵向撕裂、扯边、打洞、断裂、表面破损等情况，需要及时修补和更换。
橡胶输送带修补时一般采用冷粘法即在室温下，使用胶粘剂对输送带进行修补。采用胶粘剂对橡胶输送带进行修补时一般涉及两种修补工艺，分别为输送带接头搭接和利用修补条或修补片对输送带表面破损修补。目前，虽然国内市场上也有一些用于输送带修补的胶粘剂，但是，现有的用于输送带修补的胶粘剂通常具有如下缺点：1、粘接剂是非阻燃型的，存在安全问题，无法满足煤矿井下等场所的需求；2、常温下固化慢，在使用时需要加热使其快速固化，施工比较复杂；3、配合修补条或修补片对输送带表面破损进行修补时粘结强度小，粘结力不够，不适用于承载重的输送带的粘接。4、生产工艺复杂，能耗高，需利用聚合方法对氯丁橡胶进行接枝改性，制成改性氯丁基料后，再进行胶粘剂制备。
如公开号为CN102492382B的专利公开了一种环保型双组份耐高温输送带粘接剂，以2-氯-1，3-丁二烯和甲基丙烯酸在环保溶剂体系下，通过共聚引进羧基与金属氧化物形成一种离子交联的共聚物，同时加入三乙醇胺加速氯丁分子链与金属氧化物的反应，从而提高产品的耐热性。其对以橡胶和帆布组成的输送带具有良好的粘接能力同时在高温下仍具有较好的粘接能力。但是，该发明提供的粘接剂是非阻燃型的，不适用于煤矿井下等场所的需求。另外，该粘接剂能否配合修补条或修补贴对输送带表面破损进行修补，并无说明。公开号为CN111234745A的专利公开了一种环保型耐高温输送带粘结剂及其制备方法，通过给氯丁橡胶接枝甲基丙烯酸甲酯，使其由线性高分子变成体形高分子，从而提高粘结剂的粘性，由于体形高分子特有的结构优势和耐老化剂的共同作用，粘结剂在高温下仍旧具有优异的粘性。另外，这两项专利中的粘接剂都需要使用引发剂对氯丁橡胶进行接枝改性，制备工艺复杂，耗时耗能。
因此，提供一种制备工艺简单，能在现场室温条件下，可以快速对输送带进行修补的胶粘剂，是非常有必要的。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出了一种难燃型输送带修补胶及其制备方法、使用方法。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：一种难燃型输送带修补胶，以质量百分含量计，包括以下组分：
氯丁橡胶9.0％～15.0％
增黏树脂5.0％～15.0％
高活性氧化镁0.1％～0.5％
有机阻燃剂1.5％～3.0％
无机除水剂0.3％～0.6％
附着力促进剂0.5％～1.0％
溶剂体系73.5％～83.5％
抗氧剂0.1％～1.0％。
进一步地，所述增黏树脂由2402树脂与松香树脂或松香改性树脂组成的混合物，所述松香改性树脂为氢化松香树脂、松香甘油酯或松香季戊四醇酯。
进一步地，所述有机阻燃剂型号为Doher-6002A。
进一步地，所述无机除水剂为无水硫酸镁。
进一步地，所述溶剂体系为甲苯与1，2-二氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯或二氯甲烷中任意的一种或两种混合物。
进一步地，所述附着力促进剂为硅烷偶联剂KH550。
本发明同时提供一种难燃型输送带修补胶的制备方法，包括以下步骤：
A、将溶剂体系投入高速分散动力混合机中，开动搅拌，依次加入氯丁橡胶、增黏树脂、高活性氧化镁、无机除水剂、有机阻燃剂、抗氧剂，搅拌6～8h至物料分散均匀；
B、加入附着力促进剂搅拌2h～4h至物料分散均匀，制得难燃型输送带修补胶。
本发明同时提供一种难燃型输送带修补胶的使用方法：
a、胶液混合：将难燃型输送带修补胶与市售列克纳胶按质量比10:1混合均匀；
b、涂敷：两遍涂胶，将混合后的难燃型输送带修补胶与列克纳胶均匀刮涂在处理过的表面，待胶膜不粘手时，涂第二遍胶，晾置，对准接口进行粘合；
c、压实：用橡胶锤，由中向外，锤击粘接面，排除空气。
进一步地，所述步骤b中涂第二遍胶时，在室温下晾置15min～30min。
相对于现有的技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的胶粘剂为溶剂型氯丁胶，使用的附着力促进剂为硅烷偶联剂KH550，硅烷偶联剂KH550结构上一端带有活泼的氨基(-NH2)，另一端是极易水解的硅氧烷基[-Si(OC2H5)3]。硅烷中的氨基可以与氯丁橡胶分子链的氯原子形成一个连接点，使得氯丁橡胶分子链上带上了一个可以进行一步反应的硅氧烷支链。支链的硅氧烷基就成为反应的交联点。在使用时硅氧烷基吸收环境中的水分而水解进一步缩合，将氯丁橡胶分子链交联成网状结构。
本发明提供的难燃型输送带修补胶使用时与列克纳胶进行混合，列克纳胶的主要有效成分为三苯基甲烷三异氰酸酯，硅烷偶联剂KH550的氨基中的活泼氢还可以与三苯基甲烷三异氰酸酯反应，加速胶液固化。
另外，硅烷偶联剂作为一种双官能团化合物还可以与被粘物(如纤维织物、金属)等材料表面的羟基或氧化物发生化学反应形成化学键，从而进一步提高胶液的粘接强度。
(2)1，2-二氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、二氯甲烷这些极性溶剂的吸水能力较强且工业级的溶剂中一般含有微量的水分，而水分会造成胶液中的硅氧烷基水解而降低作用，同时水分也会促进硅烷偶联剂与氯丁橡胶、2402树脂中的不饱和键发生交联反应，使胶液黏度增大，甚至凝胶。
本发明使用无水硫酸镁作为除水剂加入胶液中进行除水，以提高胶液的稳定性。无水硫酸镁可以在胶液中很好的分散，同时吸收微量水分后变成带上结晶水后的镁盐仍能很好的分散在胶液中，不会影响胶液的稳定性。
(3)一般有机磷系阻燃剂挥发性大、发烟量和毒性高、水解稳定性和热稳定差。本发明使用的有机氮、磷系复合阻燃剂阻燃效率高，具有良好的难燃性，燃烧时低烟、无毒、不污染环境。同时，与胶黏剂相容性好，容易分散。不降低胶液固化后的粘接性能。耐久性好，可长期稳定的分散于胶黏剂中发挥阻燃功能。本发明通过使用的有机氮、磷系复合阻燃剂，提高了体系的氧指数，使得胶粘剂具有一定阻燃能力，可以实现离火自熄的效果。
(4)本发明提供的难燃型输送带修补胶的制备工艺简单，仅需短时间内的物理混合即可完成难燃型输送带修补胶的制备。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。
实施例1
一种难燃型输送带修补胶的组成配比：
Figure BDA0003349103700000051
所述有机阻燃剂为环保无卤氮、磷复配膨胀型阻燃剂，其型号为Doher-6002A。
实施例2
一种难燃型输送带修补胶的组成配比：
Figure BDA0003349103700000052
Figure BDA0003349103700000061
所述有机阻燃剂为环保无卤氮、磷复配膨胀型阻燃剂，其型号为Doher-6002A。
实施例3
一种难燃型输送带修补胶的组成配比：
Figure BDA0003349103700000062
所述有机阻燃剂为环保无卤氮、磷复配膨胀型阻燃剂，其型号为Doher-6002A。
三种实施例制备方法相同，以实施例1为例：
A、将溶剂(三氯乙烯90g、1，2-二氯乙烷90g、甲苯30g)投入高速分散动力混合机中，开动搅拌，依次加入氯丁橡胶、增黏树脂(2402树脂、氢化松香树脂)、高活性氧化镁、无水硫酸镁、有机阻燃剂、抗氧剂264，搅拌6h～8h至物料分散均匀；
B、加入硅烷偶联剂KH550搅拌2h～4h至物料分散均匀，制得难燃型输送带修补胶。
比较例1
一种难燃型输送带修补胶的组成配比：
Figure BDA0003349103700000071
所述有机阻燃剂为环保无卤氮、磷复配膨胀型阻燃剂，其型号为Doher-6002A。
制备方法如下：将溶剂(三氯乙烯90g、1，2-二氯乙烷90g、甲苯30g)投入高速分散动力混合机中，开动搅拌，依次加入氯丁橡胶、增黏树脂(2402树脂、氢化松香树脂)、高活性氧化镁、无水硫酸镁、有机阻燃剂、抗氧剂264，搅拌6h～8h至物料分散均匀，制得难燃型输送带修补胶。
比较例2
一种难燃型输送带修补胶的组成配比：
Figure BDA0003349103700000072
Figure BDA0003349103700000081
所述有机阻燃剂为环保无卤氮、磷复配膨胀型阻燃剂，其型号为Doher-6002A。
制备方法如下：
A、将溶剂(三氯乙烯90g、1，2-二氯乙烷90g、甲苯30g)投入高速分散动力混合机中，开动搅拌，依次加入25g氯丁橡胶、增黏树脂(2402树脂10g、氢化松香树脂6.0g)、高活性氧化镁1.0g、有机阻燃剂、0.3g抗氧剂264，搅拌6h～8h至物料分散均匀；
B、加入硅烷偶联剂KH550搅拌2h～4h至物料分散均匀，制得难燃型输送带修补胶。
比较例3
一种输送带修补胶的组成配比：
Figure BDA0003349103700000082
Figure BDA0003349103700000091
制备方法如下：
A、将溶剂(三氯乙烯90g、1，2-二氯乙烷90g、甲苯30g)投入高速分散动力混合机中，开动搅拌，依次加入氯丁橡胶、增黏树脂(2402树脂10g、氢化松香树脂6.0g)、高活性氧化镁1.0g、无水硫酸镁1.0g、0.3g抗氧剂264，搅拌6h～8h至物料分散均匀；
B、加入1.5g硅烷偶联剂KH550搅拌2h～4h至物料分散均匀，制得输送带修补胶。
比较例4
一种难燃型输送带修补胶的组成配比：
Figure BDA0003349103700000092
所述有机阻燃剂为环保无卤氮、磷复配膨胀型阻燃剂，其型号为Doher-6002A。
制备方法如下：
A、将溶剂(三氯乙烯90g、1，2-二氯乙烷90g、甲苯30g)投入高速分散动力混合机中，开动搅拌，依次加入氯丁橡胶、增黏树脂(2402树脂、氢化松香树脂)、高活性氧化镁、无水硫酸镁、有机阻燃剂、抗氧剂264，搅拌6h～8h至物料分散均匀；
B、加入硅烷偶联剂KH570搅拌2h～4h至物料分散均匀，制得难燃型输送带修补胶。
本比较例1-3和比较例1-4中所用高活性氧化镁均为日本神岛化学生产的神牌高活性氧化镁。
实施例1-3和比较例1-4的输送带修补胶的使用方法，均通过以下步骤实现：
a、混合：粘接时，将难燃型输送带修补胶与列克纳胶按质量比10:1混合使用，混合后两小时内须用完，否则粘接能力将有明显降低；
b、涂敷：两遍涂胶，将混合后的难燃型输送带修补胶与列克纳胶均匀刮涂在处理过的表面，待胶膜不粘手时，涂第二遍胶，晾置一定时间(室温下，15min～30min)，对准接口进行粘合；
c、压实：用橡胶锤，由中向外，锤击粘接面数次，排除空气。
本发明提供的难燃型输送带修补胶使用时与市售列克纳胶进行混合，列克纳胶的主要有效成分为三苯基甲烷三异氰酸酯，KH550的氨基中的活泼氢还可以与三苯基甲烷三异氰酸酯反应，加速胶液固化。
实施例1-3和比较例1-4的输送带修补胶的相关性能采用以下方法测试：
1、修补胶用于“接头搭接”时，其粘接性能按HG/T3659-2020《快速粘接输送带用氯丁胶粘剂》中剪切强度和剥离强度的测试方法进行，养护时间为30min、24h。
2、修补胶的阻燃性能按HG/T3659-2020《快速粘接输送带用氯丁胶粘剂》中明焰持续时间测试方法进行评价。
3、修补胶用于“修补片或修补条修补”时，其粘接性能按HG/T3659-2020《快速粘接输送带用氯丁胶粘剂》中剥离强度的测试方法进行，养护时间为4h、24h。粘接材料为一块200mm(纵向)×150mm(横向)修补条和一块200mm(纵向)×150mm(横向)的输送带基材。
4、修补胶存储稳定下评价：记录胶液出现分层、凝胶现象的时间。
实施例1-3和比较例1-4中得到的输送带修补胶的性能测试结果如表1所示：
表1实施例1-3和比较例1-4的输送带修补胶的性能测试对比
Figure BDA0003349103700000111
从实施例1和比较例1数据可以看出，未使用硅烷偶联剂KH550的修补胶比较例1的24h剪切强度较实施例1下降约47％，24h剥离强度下降约45％。从实施例1和比较例2数据可以看出，未使用无机除水剂的修补胶比较例2在室温存储3个月就出现了黏度增大和少量凝胶。从实施例1和比较例3数据可以看出，未使用有机阻燃剂的修补胶点燃后火焰持续7s，待胶液燃尽后熄灭，比较例3不具有阻燃能力。从实施例1和比较例4数据可以看出,使用硅烷偶联剂KH570作为附着力促进剂时，比较例4的24h剪切强度和24h剥离强度，相较于实施例1分别下降约44.7％和约43.4％，这是由于硅烷偶联剂的KH570结构中不具有活泼的氨基(-NH2)，无法加速胶液固化。
综上所述，本发明提供的阻燃型输送带修补胶粘接强度高、可实现快速冷硫化粘接；适用于输送带接头搭接修补工艺和配合修补条(修补片)对输送带进行表面修补；具有一定阻燃能力，可实现离火自熄，满足煤矿井下等场所的需求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种难燃型输送带修补胶，其特征在于，以质量百分含量计，包括以下组分：
氯丁橡胶9.0％～15.0％
增黏树脂5.0％～15.0％
高活性氧化镁0.1％～0.5％
有机阻燃剂1.5％～3.0％
无机除水剂0.3％～0.6％
附着力促进剂0.5％～1.0％
溶剂体系73.5％～83.5％
抗氧剂0.1％～1.0％。
2.如权利要求1所述的一种难燃型输送带修补胶，其特征在于，所述增黏树脂由2402树脂与松香树脂或松香改性树脂组成的混合物，所述松香改性树脂为氢化松香树脂、松香甘油酯或松香季戊四醇酯。
3.如权利要求1所述的一种难燃型输送带修补胶，其特征在于，所述有机阻燃剂型号为Doher-6002A。
4.如权利要求1所述的一种难燃型输送带修补胶，其特征在于，所述无机除水剂为无水硫酸镁。
5.如权利要求1所述的一种难燃型输送带修补胶，其特征在于，所述溶剂体系为甲苯与1，2-二氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯或二氯甲烷中任意的一种或两种混合物。
6.如权利要求1所述的一种难燃型输送带修补胶，其特征在于，所述附着力促进剂为硅烷偶联剂KH550。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的一种难燃型输送带修补胶的制备方法，包括以下步骤：
A、将溶剂体系投入高速分散动力混合机中，开动搅拌，依次加入氯丁橡胶、增黏树脂、高活性氧化镁、无机除水剂、有机阻燃剂、抗氧剂，搅拌6h～8h至物料分散均匀；
B、加入附着力促进剂搅拌2h～4h至物料分散均匀，制得难燃型输送带修补胶。
8.如权利要求1-6中任意一项所述的一种难燃型输送带修补胶的使用方法，包括以下步骤：
a、胶液混合：将难燃型输送带修补胶与市售列克纳胶按质量比10:1混合均匀；
b、涂敷：两遍涂胶，将混合后的难燃型输送带修补胶与列克纳胶均匀刮涂在处理过的表面，待胶膜不粘手时，涂第二遍胶，晾置，对准接口进行粘合；
c、压实：用橡胶锤，由中向外，锤击粘接面，排除空气。
9.如权利要求8所述的一种难燃型输送带修补胶的使用方法，其特征在于，所述步骤b中涂第二遍胶时，在室温下晾置15min～30min。
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