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          阻燃耐寒輸送帶的開發研制

          點擊數:2124 發布時間:6/24/2019 來源:

          【摘要】輸送帶運輸是國家工業化發展的一個重要標志,它具有其它運輸手段不可比擬的優點,如連續化、高效率和低費用。一個國家工業化程度愈高,工業運輸所占的比例就愈大。目前,我....

          輸送帶運輸是國家工業化發展的一個重要標志,它具有其它運輸手段不可比擬的優點,如連續化、高效率和低費用。一個國家工業化程度愈高,工業運輸所占的比例就愈大。

            目前,我國新建的大型礦山、現代化港口、大型發電站、露天煤礦輸送系統大都采用高強度一般難燃輸送帶,然而在我國北方,尤其是超過北緯40°的廣大地區,現有的一般難燃輸送帶卻不能適應那里的氣候條件,一到冬季,環境氣溫降到一20°C以下時,膠帶就變硬、打滑、蓋膠表面龜裂,甚至膠帶斷裂報廢,嚴重地影響了生產的順利進行。因此,我國北方、西北等地的一些國家重點工程迫切需要具有高強度、適用于長距離、大運輸量、阻燃耐寒高強力輸送帶。研制阻燃耐寒輸送帶,解決我國北方大型企業冬季物料輸送的困難已勢在必行。針對這一狀況,我廠決定開發阻燃耐寒輸送帶。

            阻燃耐寒輸送帶的研制與開發,將進一步擴大我廠在中國地區的市場競爭能力,填補國內空白,并增強企業開拓國際市場,擴大出口能力。

            2阻燃耐寒輸送帶的產品規格及技術指標GB9770―88〈鋼絲繩芯輸送帶標準執行。

            ―89〈一般用途阻燃輸送帶標準執行。

           。3)技術指標:復蓋膠的拉伸強度>14MPa;復蓋膠的拉斷伸長率>400 %;復蓋膠的磨耗量<0.8cm3/1.61km;復蓋膠拉伸強度、拉斷伸長率變化率一25%~+25%(老化條件70°CX168h)復蓋膠的脆性溫度不高于一50安全性能:導靜電性能不大于3X108A阻燃性能:三個縱向全厚度試樣的火焰持續時間平均值不大于s且任何一個單次結果均無復燃現象。

            3配方的研制阻燃耐寒輸送帶的研制關鍵在于復蓋膠配方的研制。使之達到在一40°C的條件下能正常使用且具有導靜電性能及阻燃性能。即保持輸送帶在寒冷情況下不打滑、不變硬、不裂口及具有安全性能,使之運行穩定。

            3.1膠種的選擇任何橡膠在外界環境中由于溫度的不同都存在著玻璃態、皮革態、橡膠態(見)。一般的橡膠在室溫或高一些的環境溫度下,呈現橡膠態,滿足了一般的使用要求。而在低溫環境下,如在寒帶地區就會呈現出皮革態,甚至玻璃態,失去了使1阻燃耐塞鋼絲繩芯輸送帶的產品。

            在確定的配方體系中它們的低溫性各種增塑劑與耐寒性能的關系橡膠模量與溫度的關系橡膠種類對膠料配方的性能起著重要的作用,因而我們首先進行的是阻燃耐寒膠種的選擇。

            幾種常用橡膠的低溫性能見表1.表1幾種常用橡膠的低溫性能橡膠種類炭黑用量重量/份Tg,CTb/C順丁橡膠超耐磨爐黑50一70以下一70以下天然橡膠超耐磨爐黑50-62-59丁苯橡膠超耐磨爐黑50-51-58丁基橡膠超耐磨爐黑50-61一46氯丁橡膠(W型)超耐磨爐黑50-41-丁腈橡膠(1041)超耐磨爐黑50-15-20氯化丁基橡膠快壓出爐黑50一配方:生膠100,促進劑3.活性劑5,防老劑2補強劑40,增塑劑6阻燃劑35.由可以看出,合成系列增塑劑癸二酸二辛酯(DOS)耐寒性能最好,機油20石蠟油、變壓器油次之,磷酸酯最差。根據我廠的實際,在綜合上述增塑劑的耐寒能力,增塑能力和天然膠、順丁膠的互溶性能以及原材料價格等因素后,我們選擇了癸二酸二辛酯(DOS)。

            3.3阻燃劑的選擇說明:Tg由蓋曼扭轉試驗測得的玻璃化溫度;Tb由脆性溫度計測得的脆性溫度從表1可以看出,幾種常用橡膠低溫性能(脆性溫度)的優劣順序為:順丁膠、天然橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠、氯化丁基橡膠、氯丁膠、丁腈橡膠。

            耐寒性能最優的為順丁橡膠,其玻璃化溫度和脆性溫度均在一70°C以下,其次就是天然橡膠,其玻璃化溫度為一62,由于順丁橡膠的工藝性能較差,而天然膠的工藝性能較好,低溫性能也較好,因此,我們選擇了以順丁橡膠與天然橡膠并用的配方體系。

            增塑劑不但改善膠料的加工性能及硫化橡膠物理機械性能,而且還具有提高膠料的柔順性和耐低溫性能的作用,因而選擇何種增塑劑對阻燃耐寒配方是相當重要的。

            首先,對幾種增塑劑的耐低溫性能進行了比較,有機油20石蠟油、變壓器油、磷酸三甲苯酯(TCP)及癸二酸二辛酯(DOS)。

            一般橡膠和橡膠增塑劑是非阻燃性材料,必須配以阻燃劑才能達到阻燃的目的,因鹵化物燃燒時能分解為氯、氫化氧等難燃氣體降低可燃氣體濃度,抑制了燃燒。HCl可以捕捉HO自由基終止鏈反應。為使阻燃效果更好,在配方中同時配以70氯化石蠟和三氧化二銻并用,能發生協同效果,在燃燒過程中Sb23能與氯化石蠟分解出的HCl氣體反應生成氯化銻,而氯化銻沸點高,比重大,長時間停留在帶子周圍,阻礙與氧的接觸而燃燒,同時氯化銻熔融蒸發生成氯化銻蒸汽時,能吸收熱量,也能減少燃燒溫度的提高。為了達到降低膠帶在燃燒時生熱,在配方中加入含有7個結晶水的硼酸鋅和氫氧化鋁時,當膠帶達到一定溫度時,會釋放出水蒸汽吸收熱量,以達到降溫阻燃的目的,在阻燃劑方面試驗了70氯化石蠟、三氧化二銻、氫氧化鋁、硼酸鋅、十溴聯苯醚等,不同并用和配比效果不一。根據標準,有焰燃燒三個縱向試樣平均值不大于60s且任何一個單次均無復燃現象,采取了70氯化石蠟、三氧化二銻與氫氧化鋁、十溴聯苯醚并用的阻燃體系。

            3.配合體系的設計由于膠種的比例增塑劑的用量、阻燃體系等各因素的交互作用,因此,必須對整體配合體系用如碰科學的方菌調試以取得最佳的效果。我們選。net用了順丁膠與天然膠、癸二酸二辛酯,阻燃劑為正交試驗的三個因素,每個因素選二個水平,進行了試驗,其因素位級表見表2°0條件下才正常。

            4主要工藝參數的確定GB9770和GB10822標準,上述國家標準分別參照日本標準ISK6369―1979鋼絲繩芯輸送帶和ISK6234― 77(86)輸送帶難燃性能規范。從試產的情況看產品全部穩定在標準指標上,見表4.71994-2015ChinaAcademic表2阻燃耐寒蓋膠配方正交試驗因素位級表位級A:K/BK的比例B增塑劑用量CC阻燃劑用量選擇L8(27)正交表進行試驗結果見表3.表3選擇L8(27)正交表試驗結果試驗號三個縱向試樣試驗平均值/S標準/S注:上述8個試驗配方的導靜電。無焰燃燒。脆性溫度均達到標準要求。

            從表2采用直觀法分析試驗結果可以看出8號試驗結果有焰燃燒最小為5s,也就是說最佳條件為A2B2C2,同時也可以看出A、C兩個因素是影響有焰燃燒的重要因素。

            通過正交試驗,我們確定了A2B2C2為最佳水平組合,配方如下:防老劑2,增塑劑6阻燃劑35,炭黑40.通過小試、中試及試產證明,由正交試驗確定的配方其各項物理性能及經濟指標都是最佳的。3.5蓋膠低溫脆性溫度性能的實驗輸送帶在低溫條件下復蓋膠脆性溫度的優劣標志著它在低溫條件下的實際使用性能,為此,我們用上述研制的阻燃耐寒配方制做了成品阻燃耐寒輸送帶(放大樣),并與一般用途難燃帶做復蓋膠脆性溫度性能的對比試驗。實驗是在一50°C的條件下嚴格進行的,在該條件下根據國家標準提出的方法做了脆性溫度試驗。試驗結果表明,新研制的配方在一50°C低溫條件下正常,而一般用途難燃帶蓋膠在一50°C條件下斷裂,只在一25阻燃耐寒帶的生產要經過混煉、熱煉、壓延、成型、硫化等工序,各工序加工質量的好壞嚴重影響著產品的質量。因此,我們對主要工藝參數進行如下確定。

            4.1混煉工序混煉膠的質量對膠料的進一步加工和最終產品質量有著決定性的影響;鞜挷缓玫哪z料會出現配合劑分散不均,膠料可塑度過大或過小,焦燒、噴霜等現象,使壓延、硫化等工藝不能正常進行,直接影響產品的阻燃耐寒性能。因此,除了對原材料進行入廠檢驗,嚴格執行標準外,還對某些品種的配合劑進行篩選,使各種配合劑得以均勻分散。

            根據膠料的硫化曲線,為使混煉膠更加均勻采取二段混煉,并確定了合理的混煉工藝。

            4.2壓延工序壓延工序的好壞將直接影響產品的外觀質量,根據該混煉膠配方的特性,制定了熱煉及壓延滾溫、輥距、揭膠次數、速度及加膠容量,保證了壓延出膠片光滑無氣孔縐褶,孔洞、焦燒粒子等外觀缺陷,從而使膠片光滑無缺欠。

            4.3硫化工序硫化工序是制造產品的最后工序,該工序參數的確定直接影響到生產效益、產品性能及產品外觀質量。由于膠帶硫化時間的長短及溫度的高低對其產品的綜合性能有重大影響。經過標定,確定了硫化條件溫度在152±2°C的條件下,阻燃耐寒織物芯帶的硫化時間為8min+帶厚X1min,阻燃耐寒鋼絲繩芯膠帶的硫化時間為28minX帶厚X 5主要物理機構性能與阻燃耐寒安全性能一1997〈阻燃耐寒輸送帶標準,該標準參照采用遼寧化工表4國外標準、國家標準、本企業標準及我廠實際產品實測值性能我廠實測值市產品檢驗所測值拉伸強度/MPa拉斷伸長率/%老化后拉伸強度變化率/老化后拉斷伸長率變化率/%脆性溫度/C一50C正常―50C正常導靜電性能/三個縱向全厚度試樣火焰持續時間平均值及無焰結果<60s任一試樣不得有復燃<60s且任何一個單次<60s且任何一個單次結果均無復燃現象結果均無復燃現象有焰5s單次無復燃現象有焰2.32s無復燃現象注:老化條件:70°CX168h 6技術經濟效益分析阻燃耐寒輸送帶的研制成功對于我國開發北方寒冷地區的資源以及向俄羅斯的出口都有重大的意義,滿足了北方地區的使甩具有很好的社會效益和經濟效益。

              經調研及查閱大量技術資料,國內外沒有發現生產即阻燃又耐寒的輸送帶,該產品的開發填補了國內外空白所以推廣應用該系列產品有著極其廣闊的前景。