CN1974661B - 一种煤矿用聚氨酯输送带及其制造方法 - Google Patents

一种煤矿用聚氨酯输送带及其制造方法 Download PDF

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本发明涉及一种煤矿用阻燃抗静电耐磨聚氨酯输送带及其制造方法。本发明采用聚氨酯弹性体为覆盖胶，聚氨酯弹性体具体是指低聚物多元醇/甲苯二异氰酸酯体系或低聚物多元醇/二苯基甲烷二异氰酸酯体系；并对聚氨酯配方进行优化和改性，即合成时加入磷系阻燃剂或卤系阻燃剂或磷-卤复合阻燃剂，阻燃剂用量为预聚体质量的5～20％之间；聚氨酯弹性体覆盖胶浇注时加入季铵盐型表面活性剂或导电碳黑作抗静电剂，其用量为预聚体质量的2～8％之间。优化和改性后的聚氨酯弹性体为覆盖胶同时具备阻燃、抗静电、耐磨的特性，且使用寿命长，输送效率高，特别适用煤矿。本法设备投入少，成型工艺简单，易于实现工业化生产。

Description

一种煤矿用聚氨酯输送带及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯弹性体，更具体地说，涉及一种煤矿用阻燃抗静电耐磨聚氨酯输送带及其制造方法。
技术背景
根据覆盖胶种类的不同，目前煤矿用输送带分为两类：橡胶输送带和塑料输送带。橡胶输送带表面弹性好，不易打滑，输送效率高。但由于橡胶在加工过程中需要加入大量的碳黑补强，导致橡胶输送带容易燃烧，造成火灾隐患。为了提高橡胶覆盖胶的阻燃性能，需要在橡胶配方中添加大量的阻燃剂，使得橡胶的性能特别是耐磨耗性能大幅度下降，从而影响输送带的使用寿命。以塑料如聚氯乙烯为覆盖胶的输送带有较好的阻燃性能，但其表面胶弹性差，摩擦系数低，尤其在运载带水湿煤时，在输送带表面上易打滑，运载效率低。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述煤矿用输送带的不足之处，提出一种适应煤矿阻燃抗静电要求且使用寿命长的聚氨酯输送带。
本发明的另一个目的是提出一种成型工艺简单，设备投资少，容易工业化的聚氨酯输送带制造方法。
本发明通过下述技术方案予以实现。
一种煤矿用阻燃抗静电耐磨聚氨酯输送带的制造方法，采用聚氨酯弹性体为覆盖胶，并对聚氨酯配方进行优化和改性，具体是指：
(1)聚氨酯弹性体是指低聚物多元醇/甲苯二异氰酸酯体系或低聚物多元醇/二苯基甲烷二异氰酸酯体系；
(2)体系按常规方法合成，合成时加入磷系阻燃剂或卤系阻燃剂或磷-卤复合阻燃剂，阻燃剂用量为预聚体质量的5～20％之间；
(3)聚氨酯弹性体覆盖胶浇注时加入季铵盐型表面活性剂或导电碳黑作抗静电剂，其用量为预聚体质量的2～8％之间。
所述低聚物多元醇/甲苯二异氰酸酯体系的聚氨酯预聚体中异氰酸根含量为4.5～5.0％之间；低聚物多元醇/二苯基甲烷二异氰酸酯体系的聚氨酯预聚体中异氰酸根含量为5.0～6.5％之间。
所述低聚物多元醇为分子量在1000～2000之间的聚四氢呋喃二醇或聚己内酯二醇。
所述磷系阻燃剂是指NceydXP30或Fyrol PNX或间苯二酚双(二苯基磷酸酯)；
卤系阻燃剂是指乙烷1，2双(五溴苯)或四溴苯酐衍生物；
磷-卤复合阻燃剂是指PUR3或Antiblaze V610或Firemaster550。
所述作抗静电剂用的季铵盐型表面活性剂是指三羟乙基甲基季铵甲基硫酸酯或N-烷基二甲基乙铵硫酸乙酯盐或SH-105。
上述的制造方法制造的一种煤矿用聚氨酯输送带为阻燃抗静电耐磨聚氨酯输送带。
与现有输送带相比，本发明的聚氨酯输送带有如下优点：
采用并优化和改性的聚氨酯弹性体为覆盖胶，使其同时具备阻燃、抗静电、耐磨特性，特别适用煤矿，优点分述如下：
1、耐磨性好
聚氨酯弹性体是目前最耐磨的弹性体，其耐磨性是天然橡胶的5～10倍，用聚氨酯做覆盖胶，输送带的使用寿命可达到目前现有输送带的2倍以上。
2、阻燃及抗静电性能好
聚氨酯弹性体是一种较好的阻燃基材，稍做改进即可达到煤矿的阻燃要求，同时通过使用抗静电剂来提高抗静电性能。
3、输送效率高
聚氨酯弹性体的表面弹性及摩擦系数均与橡胶相当，表面弹性好，在潮湿状态下不打滑，输送效率高。
4、设备投入少，成型工艺简单，易于实现工业化生产。
具体实施方式
通过如下实施例对本发明作进一步的阐述。
实施例1
本发明包括下述步骤和工艺条件：
步骤一：带坯的准备
选用目前通用的经聚氯乙烯糊浸渍并经高温塑化定型的编织带芯作为带坯。用乙酸乙酯将表面擦拭干净，喷涂或刷涂上专利200510101982.4所制备的粘合剂，即可用于浇注聚氨酯输送带。
步骤二：聚氨酯覆盖胶体系的制备
本实施例覆盖胶聚氨酯弹性体采用分子量为1000的聚四氢呋喃二醇/甲苯二异氰酸酯体系，阻燃剂采用间苯二酚双(二苯基磷酸酯)或商品名为NceydXP30的磷系阻燃剂，体系按常规方法合成。
称取平均分子量为1000的聚四氢呋喃二醇100质量份，投入反应釜中，加热至120±10℃，抽真空至余压小于500Pa，脱除水分2小时，降温至65±5℃后，投入甲苯二异氰酸酯30.9质量份，逐步升温至80±2℃，反应2小时，测得异氰酸根含量约为5％，加入20质量份的间苯二酚双(二苯基磷酸酯)或NceydXP30，搅拌均匀，即制得覆盖胶用聚氨酯预聚体。
步骤三：聚氨酯输送带的浇注
(1)备料
将步骤二合成的预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机A罐中，加热至80±5℃，抽真空至余压小于500pa，脱泡30分钟后备用；将扩链剂3，3′二氯-4，4′-二氨基二苯甲烷放在B罐中，将3质量份的抗静电剂N-烷基二甲基乙铵硫酸乙酯盐(商品名catafor CA-100)也放到B罐中；按常规计算扩链剂用量，并调节好聚氨酯弹性体浇注机A、B两罐的计量泵。
(2)浇注
将长条形模具涂上脱模剂并预热至100±5℃，开动浇注机进行浇注，浇注至一定厚度后将步骤一预备好的带芯放入，带芯两边用夹持器夹持使带芯表面平整，带芯位于模具深度方向中间部位，再开始浇注至模具满；浇注后保持温度100±5℃，40分钟后出模，接着浇注下一段；最好将已浇注好的整条输送带放入110±5℃烘箱中后处理15小时，即制得成品。
实施例2
本发明包括下述步骤和工艺条件：
步骤一：带坯的准备
将经高温塑化定型并卷取好的带坯导开，用乙酸乙酯将表面擦拭干净，刷涂同实施例1的粘合剂，即可用于浇注聚氨酯输送带。
步骤二：聚氨酯覆盖胶体系的制备
本实施例覆盖胶聚氨酯弹性体采用分子量为1000的聚己内酯二醇/二苯基甲烷二异氰酸酯体系，阻燃剂采用卤系阻燃剂乙烷1，2双(五溴苯)或四溴苯酐衍生物，体系按常规方法合成。
称取平均分子量为1000的聚己内酯二醇100质量份，投入反应釜中，加热至120±10℃，抽真空至余压小于500Pa，脱除水分2小时，降温至65±5℃后，投入二苯基甲烷二异氰酸酯55质量份，逐步升温至80±2℃，反应2小时，测得异氰酸根含量约为6.5％，加入16质量份的乙烷1，2双(五溴苯)或四溴苯酐衍生物，搅拌均匀，即制得覆盖胶用聚氨酯预聚体。
步骤三：聚氨酯输送带的浇注
(1)备料
将步骤二合成的预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机A罐中，加热至85±5℃，抽真空至余压小于500pa，脱泡20分钟后备用；将扩链剂1，4-丁二醇放在B罐中，将4质量份的抗静电剂导电碳黑也放到B罐中；按常规计算扩链剂用量，并调节好聚氨酯弹性体浇注机A、B两罐的计量泵。
(2)浇注
将长条形模具涂上脱模剂并预热至110±5℃，开动浇注机进行浇注，浇注至一定厚度后将步骤一预备好的带芯放入，带芯两边用夹持器夹持使带芯表面平整，带芯位于模具深度方向中间部位，再开始浇注至模具满；浇注后保持温度110±5℃，60分钟后出模，接着浇注下一段；最好将已浇注好的整条输送带放入120±5℃烘道中后处理18小时，即制得成品。
实施例3
本发明包括下述步骤和工艺条件：
步骤一：带坯的准备
带坯高温塑化定型后，用丙酮将表面擦拭干净，喷涂同实施例1的粘合剂，即可用于浇注聚氨酯输送带。
步骤二：聚氨酯覆盖胶体系的制备
本实施例覆盖胶聚氨酯弹性体采用分子量为2000的聚己内酯二醇/甲苯二异氰酸酯体系，阻燃剂采用磷-卤复合阻燃剂PUR3或磷系阻燃剂FyrolPNX，体系按常规方法合成。
称取平均分子量为2000的聚己内酯二醇100质量份，投入反应釜中，加热至120±10℃，抽真空至余压小于500Pa，脱除水分2小时，降温至65±5℃后，投入甲苯二异氰酸酯19.9质量份，逐步升温至80±2℃，反应2小时，测得异氰酸根含量约为4.5％，加入6质量份的PUR3或磷系阻燃剂FyrolPNX，搅拌均匀，即制得覆盖胶用聚氨酯预聚体。
步骤三：聚氨酯输送带的浇注
(1)备料
将步骤二合成的预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机A罐中，加热至75±5℃，抽真空至余压小于500pa，脱泡25分钟后备用；将扩链剂3，5-二甲硫基甲苯二胺放在B罐中，将8质量份商品名为SH-105的季铵盐抗静电剂也放到B罐中；按常规计算扩链剂用量，并调节好聚氨酯弹性体浇注机A、B两罐的计量泵。
(2)浇注
将长条形模具涂上脱模剂并预热至105±5℃，开动浇注机进行浇注，浇注至一定厚度后将步骤一预备好的带芯放入，带芯两边用夹持器夹持使带芯表面平整，带芯位于模具深度方向中间部位，再开始浇注至模具满；浇注后保持温度105±5℃，50分钟后出模，接着浇注下一段；最好将已浇注好的整条输送带放入100±5℃烘箱中后处理20小时，即制得成品。
实施例4
本发明包括下述步骤和工艺条件：
步骤一：带坯的准备
将经高温塑化定型并卷取好的带坯导开，用甲乙酮将表面擦拭干净，刷涂同实施例1的粘合剂，即可用于浇注聚氨酯输送带。
步骤二：聚氨酯覆盖胶体系的制备
本实施例覆盖胶聚氨酯弹性体采用分子量为2000的聚四氢呋喃二醇/二苯基甲烷二异氰酸酯体系，阻燃剂采用商品名为Antiblaze V610或Firemaster550的磷-卤复合阻燃剂，体系按常规方法合成。
称取平均分子量为2000的聚四氢呋喃二醇100质量份，投入反应釜中，加热至120±10℃，抽真空至余压小于500Pa，脱除水分2小时，降温至65±5℃后，投入二苯基甲烷二异氰酸酯32质量份，逐步升温至80±2℃，反应2小时，测得异氰酸根含量约为5％，加入10质量份的Antiblaze V610或Firemaster550，搅拌均匀，即制得覆盖胶用聚氨酯预聚体。
步骤三：聚氨酯输送带的浇注
(1)备料
将步骤二合成的预聚体移至聚氨酯弹性体浇注机A罐中，加热至85±5℃，抽真空至余压小于500pa，脱泡20分钟后备用；将扩链剂氢醌-双(β-羟乙基)醚放在B罐中，将5质量份的抗静电剂三羟乙基甲基季铵甲基硫酸酯(商品名抗静电剂TM)也放到B罐中；按常规计算扩链剂用量，并调节好聚氨酯弹性体浇注机A、B两罐的计量泵；
(2)浇注
将长条形模具涂上脱模剂并预热至115±5℃，开动浇注机进行浇注，浇注至一定厚度后将步骤一预备好的带芯放入，带芯两边用夹持器夹持使带芯表面平整，带芯位于模具深度方向中间部位，再开始浇注至模具满。浇注后保持温度115±5℃，80分钟后出模，接着浇注下一段。最好将已浇注好的整条输送带放入125±5℃烘道中后处理22小时，即制得成品。

Claims (5)

1.一种煤矿用聚氨酯输送带的制造方法，其特征在于：采用聚氨酯弹性体为覆盖胶，并对聚氨酯配方进行优化和改性，具体是指：
（1）聚氨酯弹性体是指低聚物多元醇/甲苯二异氰酸酯体系或低聚物多元醇/二苯基甲烷二异氰酸酯体系；
（2）体系按常规方法合成，合成时加入磷系阻燃剂或卤系阻燃剂或磷-卤复合阻燃剂，阻燃剂用量为预聚体质量的5～20%之间；
（3）聚氨酯弹性体覆盖胶浇注时加入季铵盐型表面活性剂或导电碳黑作抗静电剂，其用量为预聚体质量的2～8%之间；
所述低聚物多元醇为分子量在1000～2000之间的聚四氢呋喃二醇或聚己内酯二醇。
2.权利要求1所述的一种煤矿用聚氨酯输送带的制造方法，其特征在于：所述低聚物多元醇/甲苯二异氰酸酯体系的聚氨酯预聚体中异氰酸根含量为4.5～5.0%之间；低聚物多元醇/二苯基甲烷二异氰酸酯体系的聚氨酯预聚体中异氰酸根含量为5.0～6.5%之间。
3.权利要求1所述的一种煤矿用聚氨酯输送带的制造方法，其特征在于：所述磷系阻燃剂是指NceydXP30或Fyrol PNX或间苯二酚双；卤系阻燃剂是指乙烷1，2双或四溴苯酐衍生物；磷﹣卤复合阻燃剂是指PUR3或AntiblazeV610或Firemaster550。
4.权利要求1所述的一种煤矿用聚氨酯输送带的制造方法，其特征在于：所述作抗静电剂用的季铵盐型表面活性剂是指三羟乙基甲基季铵甲基硫酸酯或N﹣烷基二甲基乙铵硫酸乙酯盐或SH﹣105。
5.权利要求1～5任意一项所述的制造方法制造的一种煤矿用聚氨酯输送带。
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Patentee before: Dongguan SCUT Bestry Technology Co., Ltd.