一種輸送帶及其製造方法與流程

2024-01-17 21:03:15

本發明涉及物料輸送領域，具體涉及一種無滷阻燃的輸送帶及其製造方法。

背景技術：

輸送帶作為工業生產的重要運輸工具之一，主要應用於碼頭、礦山、建材、冶金、電力等場所的水泥、礦石、鋼材、煤渣等物料的運送，而針對不同的工作條件以及不同的用途，對輸送帶性能要求的側重點也是不一樣的。

其中，阻燃輸送帶作為一種特殊的材料運輸用工具，主要的應用場所是煤礦井上和井下。我國資源豐富，特別是煤炭資源的儲藏量遠居世界之首，煤炭一半以上是依靠輸送帶運輸的，使得我國成為了世界上輸送帶消耗量最大的國家。隨著煤礦生產效率的提高，煤礦作業趨向於自動化、長距離、高速化、大型化，安全防範也變得困難，由於煤礦運輸條件普遍惡劣，火災成為了威脅生命和生產安全的重大隱患，據調查，煤礦火災很大一部分是由輸送帶引起的，因此研發具有阻燃性能的輸送帶產品變得尤為重要。

目前對輸送帶進行阻燃改性的有效手段是向其中添加各類阻燃劑。用於輸送帶的阻燃劑可分為有滷和無滷兩大類。其中，滷系阻燃劑是應用量最大的一類傳統阻燃劑，1980年以來，含滷阻燃劑得到了廣泛的應用，統治了整個阻燃劑市場。具有阻燃效果顯著和添加量小的優點，但在燃燒過程中會會釋放大量的滷化氫等有毒有害氣體和煙霧維護環境和人體健康，這些毒煙氣極易吸水生成氫滷酸，氫滷酸具強腐蝕性，產生二次公害。

隨著人們環保意識的增強，以及歐盟議會和歐盟理事關於rosh指令的頒布實施，在尋求安全、環保阻燃劑的形勢下，無滷阻燃劑的研究，引起了人們的普遍關注。

本技術方案針對上述這些技術問題，提出一種無滷阻燃的輸送帶及其製造方法，實現輸送帶產品的進一步發展。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種無滷阻燃的輸送帶及其製造方法。

為實現前述目的，本發明採用如下技術方案：一種輸送帶的製造方法，包括如下步驟：

s1：將80-120質量份三元乙丙橡膠、50-100質量份順丁橡膠、30-50質量份可膨脹石墨，70-100質量份聚芳醚腈酮、5-10質量份納米四氮化三矽和2-7質量份矽烷偶聯劑進行電子束輻照接枝，並全程保持攪拌，得混合物a；

s2：將上述混合物a、30-60質量份聚丙烯醯胺、10-30質量份單蓖麻油酸甘油一起加入到開煉機中，升溫混煉，得到混合物b；

s3：將5-15質量份氧化鋅，10-20質量份納米二氧化矽、2-7質量份硬脂酸，10-25質量份納米蝦青素、2-5質量份促進劑，0.5-1質量份四甲基乙二胺、1-5質量份硫磺和上述混合物b一起加入到密煉機中，升溫混煉，即得到混合物c；

s4：將混合物c投入壓延機中，壓延成所需厚度和寬度的覆蓋膠膠片；

s5：使用合片機將上述步驟s4得到的覆蓋膠膠片與貼膠帆布及邊膠貼合成輸送帶帶坯；

s6：將上述步驟s5得到的輸送帶帶胚放在硫化機上進行硫化成型，得到輸送帶。

作為本發明的進一步改進，所述s1中輻照劑量為10-50kgy。

作為本發明的進一步改進，所述s1中的矽烷偶聯劑為n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基矽烷。

作為本發明的進一步改進，所述s2中開煉機的升溫混煉具體為：升溫至60-80℃，混煉100-300秒。

作為本發明的進一步改進，所述s3中密煉機的升溫混煉具體為：升溫至40-60℃，混煉300-500秒。

作為本發明的進一步改進，所述s3中促進劑為過硫酸銨。

作為本發明的進一步改進，所述s4中，壓延機的輥距3-5mm、輥溫80-90℃。

作為本發明的進一步改進，所述s5中，合片機的輥距3-5mm，輥溫50-60℃。

作為本發明的進一步改進，所述s6中，硫化成型的硫化時間為25-30分鐘、溫度為150-180℃、壓力為60-100bar，硫化完畢以後停放4個小時及以上，即得到輸送帶。

一種輸送帶，採用上述的製造方法製造而成。

本發明一種輸送帶的製造方法採用與現有技術不同的原料和配方，製造得到綜合性能優良的輸送帶，無論是機械性能、熱空氣老化性能，還是阻燃性能，都遠超現有的輸送帶，能滿足實際生產的需要，是符合現代環保要求的無滷橡膠輸送帶，值得推廣。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例對技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本發明提出一種輸送帶的製造方法，包括如下步驟：

s1：將80-120質量份三元乙丙橡膠、50-100質量份順丁橡膠、30-50質量份可膨脹石墨，70-100質量份聚芳醚腈酮、5-10質量份納米四氮化三矽和2-7質量份矽烷偶聯劑進行電子束輻照接枝，並全程保持攪拌，得混合物a；

s2：將上述混合物a、30-60質量份聚丙烯醯胺、10-30質量份單蓖麻油酸甘油一起加入到開煉機中，升溫混煉，得到混合物b；

s3：將5-15質量份氧化鋅，10-20質量份納米二氧化矽、2-7質量份硬脂酸，10-25質量份納米蝦青素、2-5質量份促進劑，0.5-1質量份四甲基乙二胺、1-5質量份硫磺和上述混合物b一起加入到密煉機中，升溫混煉，即得到混合物c；

s4：將混合物c投入壓延機中，壓延成所需厚度和寬度的覆蓋膠膠片；

s5：使用合片機將上述步驟s4得到的覆蓋膠膠片與貼膠帆布及邊膠貼合成輸送帶帶坯；

s6：將上述步驟s5得到的輸送帶帶胚放在硫化機上進行硫化成型，得到輸送帶。

在本發明的某些實施例中，所述s1中輻照劑量為10-50kgy。

在本發明的某些實施例中，所述s1中的矽烷偶聯劑為n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基矽烷(簡稱為kh-792)。

在本發明的某些實施例中，所述s2中開煉機的升溫混煉具體為：升溫至60-80℃，混煉100-300秒。

在本發明的某些實施例中，所述s3中密煉機的升溫混煉具體為：升溫至40-60℃，混煉300-500秒。

在本發明的某些實施例中，所述s3中促進劑為過硫酸銨。

在本發明的某些實施例中，所述s4中，壓延機的輥距3-5mm、輥溫80-90℃。

在本發明的某些實施例中，所述s5中，合片機的輥距3-5mm，輥溫50-60℃。

在本發明的某些實施例中，所述s6中，硫化成型的硫化時間為25-30分鐘、溫度為150-180℃、壓力為60-100bar，硫化完畢以後停放4個小時及以上，即得到輸送帶。

同時提出一種輸送帶，採用上述的製造方法製造而成。

本發明下述實施例中所使用的三元乙丙橡膠、順丁橡膠來自於中國石油蘭州石化有限公司。本發明下述實施例中所使用的可膨脹石墨、聚芳醚腈酮、矽烷偶聯劑kh-792來自於長春吉大特塑工程有限公司。本發明下述實施例中所使用的納米四氮化三矽來自於合肥開爾納米能源科技股份有限公司。本發明下述實施例中所使用的蝦青素來自於中國荊州市天然蝦青素有限公司。本發明下述實施例中所使用的聚丙烯醯胺、單蓖麻油酸甘油、硬脂酸來自南京向前化工有限公司。本發明下述實施例中所使用的氧化鋅、納米二氧化矽、過硫酸銨、四甲基乙二胺、硫磺來自國藥集團化學試劑有限公司。本發明下述實施例中所使用的開煉機為sk-160型，來自江都市天源試驗機有限公司。本發明下述實施例中所使用的硫化機為kshr型，來自於廣東深圳科盛機械有限公司。

實施例1。

一種輸送帶的製造方法，包括如下步驟：

s1：將80質量份三元乙丙橡膠、50質量份順丁橡膠、50質量份可膨脹石墨，70質量份聚芳醚腈酮、10質量份納米四氮化三矽和2質量份矽烷偶聯劑kh-792進行電子束輻照接枝，輻照劑量分別為50kgy，並全程保持攪拌，得混合物a。

s2：將上述混合物a、30質量份聚丙烯醯胺、30質量份單蓖麻油酸甘油一起加入到開煉機中，升溫至60℃，混煉100秒，得到混合物b。

s3：將5質量份氧化鋅，20質量份納米二氧化矽、2質量份硬脂酸，25質量份納米蝦青素、2質量份促進劑過硫酸銨，1質量份四甲基乙二胺、1質量份硫磺和上述混合物b一起加入到密煉機中，升溫至60℃，混煉300秒，即得到混合物c。

s4：將混合物c投入壓延機中，輥距5mm，輥溫80℃，壓延成所需厚度和寬度的覆蓋膠膠片。

s5：使用合片機將上述步驟s4得到的覆蓋膠膠片與貼膠帆布及邊膠貼合成輸送帶帶坯，合片機的輥距5mm、輥溫50℃。

s6：將上述步驟s5得到的輸送帶帶胚放在硫化機上進行硫化成型，硫化時間為25分鐘，溫度為150℃，壓力為100bar，硫化完畢以後停放4個小時，即得到輸送帶。

實施例2。

一種輸送帶的製造方法，包括如下步驟：

s1：將120質量份三元乙丙橡膠、100質量份順丁橡膠、30質量份可膨脹石墨，100質量份聚芳醚腈酮、5質量份納米四氮化三矽和7質量份矽烷偶聯劑kh-792進行電子束輻照接枝，輻照劑量分別為10kgy，並全程保持攪拌，得混合物a。

s2：將上述混合物a、60質量份聚丙烯醯胺、10質量份單蓖麻油酸甘油一起加入到開煉機中，升溫至80℃，混煉300秒，得到混合物b。

s3：將15質量份氧化鋅，10質量份納米二氧化矽、7質量份硬脂酸，10質量份納米蝦青素、5質量份促進劑過硫酸銨，0.5質量份四甲基乙二胺、5質量份硫磺和上述混合物b一起加入到密煉機中，升溫至40℃，混煉400秒，即得到混合物c。

s4：將混合物c投入壓延機中，輥距3mm，輥溫90℃，壓延成所需厚度和寬度的覆蓋膠膠片。

s5：使用合片機將上述步驟s4得到的覆蓋膠膠片與貼膠帆布及邊膠貼合成輸送帶帶坯，合片機輥距3mm，輥溫60℃。

s6：將上述步驟s5得到的輸送帶帶胚放在硫化機上進行硫化成型，硫化時間為30分鐘，溫度為180℃，壓力為60bar，硫化完畢以後停放6個小時，即得到輸送帶。

實施例3。

一種輸送帶的製造方法，包括如下步驟：

s1：將100質量份三元乙丙橡膠、80質量份順丁橡膠、40質量份可膨脹石墨，80質量份聚芳醚腈酮、7質量份納米四氮化三矽和5質量份矽烷偶聯劑kh-792進行電子束輻照接枝，輻照劑量分別為30kgy，並全程保持攪拌，得混合物a。

s2：將上述混合物a、40質量份聚丙烯醯胺、20質量份單蓖麻油酸甘油一起加入到開煉機中，升溫至70℃，混煉200秒，得到混合物b。

s3：將10質量份氧化鋅，15質量份納米二氧化矽、5質量份硬脂酸，18質量份納米蝦青素、3質量份促進劑過硫酸銨，0.8質量份四甲基乙二胺、2質量份硫磺和上述混合物b一起加入到密煉機中，升溫至50℃，混煉500秒，即得到混合物c。

s4：將混合物c投入壓延機中，輥距4mm，輥溫85℃，壓延成所需厚度和寬度的覆蓋膠膠片。

s5：使用合片機將上述步驟s4得到的覆蓋膠膠片與貼膠帆布及邊膠貼合成輸送帶帶坯，合片機輥距4mm，輥溫55℃。

s6：將上述步驟s5得到的輸送帶帶胚放在硫化機上進行硫化成型，硫化時間為27分鐘，溫度為170℃，壓力為80bar，硫化完畢以後停放8個小時，即得到輸送帶。

對上述實施例所製備得到的材料性能按照hg/t3714-2003和hg297-92標準進行機械性能和耐空氣老化性能測試，並按照10707-2008標準在jf-3型loi儀器上測試材料的阻燃性能，測試結果如下表：

本發明製備得到的輸送帶具備上述表格所示的優良性能，其原因在於：

a.輻照方法具有反應快、易控制的特點，可連續操作且不需要添加任何的引發劑。通過輻照接枝反應，可以在橡膠和聚芳醚腈酮分子中的主鏈中引入矽烷偶聯劑kh-792，形成共聚物，增加分子量，並破壞橡膠和聚芳醚腈酮分子的捲曲結構，減小分子鏈間距離，形成穩定的大分子結構，從而增加其耐高溫阻燃特性。

b.可膨脹石墨在高溫下釋放出的co2氣體會促使其發生膨脹，形成具有一定厚度的膨脹炭層，炭層包覆在聚合物表面，起到阻燃效果。此外可膨脹石墨還對環境友好、不產生有毒氣體、耐候性強、添加於輸送帶材料中不影響輸送帶本身的強度和其它物理性能。

c.納米四氮化三矽具有價格低廉、高硬度、高強度、耐磨損的優點，可以極大提高其耐磨耐刮性能，確保輸送帶的質量和使用壽命。

d.聚丙烯醯胺受熱分解時，會釋放出大量二氧化碳和水汽，能吸收大量的熱量並稀釋可燃氣體及氧氣濃度，達到阻燃的目的。

e.蝦青素是世界上具有最強抗氧化性能的物質之一，不僅能大幅度降低最大熱釋放速率峰值及質量損失，增強作為傳質、傳熱屏障的有機炭層，而且在燃燒時，可以捕獲氫自由基[h·]，從而中斷燃燒反應。

本發明一種輸送帶的製造方法採用與現有技術不同的原料和配方，製造得到綜合性能優良的輸送帶，無論是機械性能、熱空氣老化性能，還是阻燃性能，都遠超現有的輸送帶，能滿足實際生產的需要，是符合現代環保要求的無滷橡膠輸送帶，值得推廣。

儘管為示例目的，已經公開了本發明的優選實施方式，但是本領域的普通技術人員將意識到，在不脫離由所附的權利要求書公開的本發明的範圍和精神的情況下，各種改進、增加以及取代是可能的。