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阻燃耐寒输送带的开发研制

点击数:50 发布时间:6/24/2019 来源:

【摘要】输送带运输是国家工业化发展的一个重要标志,它具有其它运输手段不可比拟的优点,如连续化、高效率和低费用。一个国家工业化程度愈高,工业运输所占的比例就愈大。目前,我....

输送带运输是国家工业化发展的一个重要标志,它具有其它运输手段不可比拟的优点,如连续化、高效率和低费用。一个国家工业化程度愈高,工业运输所占的比例就愈大。

  目前,我国新建的大型矿山、现代化港口、大型发电站、露天煤矿输送系统大都采用高强度一般难燃输送带,然而在我国北方,尤其是超过北纬40°的广大地区,现有的一般难燃输送带却不能适应那里的气候条件,一到冬季,环境气温降到一20°C以下时,胶带就变硬、打滑、盖胶表面龟裂,甚至胶带断裂报废,严重地影响了生产的顺利进行。因此,我国北方、西北等地的一些国家重点工程迫切需要具有高强度、适用于长距离、大运输量、阻燃耐寒高强力输送带。研制阻燃耐寒输送带,解决我国北方大型企业冬季物料输送的困难已势在必行。针对这一状况,我厂决定开发阻燃耐寒输送带

  阻燃耐寒输送带的研制与开发,将进一步扩大我厂在中国地区的市场竞争能力,填补国内空白,并增强企业开拓国际市场,扩大出口能力。

  2阻燃耐寒输送带的产品规格及技术指标GB9770―88〈钢丝绳芯输送带标准执行。

  ―89〈一般用途阻燃输送带标准执行。

  (3)技术指标:复盖胶的拉伸强度>14MPa;复盖胶的拉断伸长率>400 %;复盖胶的磨耗量<0.8cm3/1.61km;复盖胶拉伸强度、拉断伸长率变化率一25%~+25%(老化条件70°CX168h)复盖胶的脆性温度不高于一50安全性能:导静电性能不大于3X108A阻燃性能:三个纵向全厚度试样的火焰持续时间平均值不大于s且任何一个单次结果均无复燃现象。

  3配方的研制阻燃耐寒输送带的研制关键在于复盖胶配方的研制。使之达到在一40°C的条件下能正常使用且具有导静电性能及阻燃性能。即保持输送带在寒冷情况下不打滑、不变硬、不裂口及具有安全性能,使之运行稳定。

  3.1胶种的选择任何橡胶在外界环境中由于温度的不同都存在着玻璃态、皮革态、橡胶态(见)。一般的橡胶在室温或高一些的环境温度下,呈现橡胶态,满足了一般的使用要求。而在低温环境下,如在寒带地区就会呈现出皮革态,甚至玻璃态,失去了使1阻燃耐塞钢丝绳芯输送带的产品。

  在确定的配方体系中它们的低温性各种增塑剂与耐寒性能的关系橡胶模量与温度的关系橡胶种类对胶料配方的性能起着重要的作用,因而我们首先进行的是阻燃耐寒胶种的选择。

  几种常用橡胶的低温性能见表1.表1几种常用橡胶的低温性能橡胶种类炭黑用量重量/份Tg,CTb/C顺丁橡胶超耐磨炉黑50一70以下一70以下天然橡胶超耐磨炉黑50-62-59丁苯橡胶超耐磨炉黑50-51-58丁基橡胶超耐磨炉黑50-61一46氯丁橡胶(W型)超耐磨炉黑50-41-丁腈橡胶(1041)超耐磨炉黑50-15-20氯化丁基橡胶快压出炉黑50一配方:生胶100,促进剂3.活性剂5,防老剂2补强剂40,增塑剂6阻燃剂35.由可以看出,合成系列增塑剂癸二酸二辛酯(DOS)耐寒性能最好,机油20石蜡油、变压器油次之,磷酸酯最差。根据我厂的实际,在综合上述增塑剂的耐寒能力,增塑能力和天然胶、顺丁胶的互溶性能以及原材料价格等因素后,我们选择了癸二酸二辛酯(DOS)。

  3.3阻燃剂的选择说明:Tg由盖曼扭转试验测得的玻璃化温度;Tb由脆性温度计测得的脆性温度从表1可以看出,几种常用橡胶低温性能(脆性温度)的优劣顺序为:顺丁胶、天然橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、氯化丁基橡胶、氯丁胶、丁腈橡胶。

  耐寒性能最优的为顺丁橡胶,其玻璃化温度和脆性温度均在一70°C以下,其次就是天然橡胶,其玻璃化温度为一62,由于顺丁橡胶的工艺性能较差,而天然胶的工艺性能较好,低温性能也较好,因此,我们选择了以顺丁橡胶与天然橡胶并用的配方体系。

  增塑剂不但改善胶料的加工性能及硫化橡胶物理机械性能,而且还具有提高胶料的柔顺性和耐低温性能的作用,因而选择何种增塑剂对阻燃耐寒配方是相当重要的。

  首先,对几种增塑剂的耐低温性能进行了比较,有机油20石蜡油、变压器油、磷酸三甲苯酯(TCP)及癸二酸二辛酯(DOS)。

  一般橡胶和橡胶增塑剂是非阻燃性材料,必须配以阻燃剂才能达到阻燃的目的,因卤化物燃烧时能分解为氯、氢化氧等难燃气体降低可燃气体浓度,抑制了燃烧。HCl可以捕捉HO自由基终止链反应。为使阻燃效果更好,在配方中同时配以70氯化石蜡和三氧化二锑并用,能发生协同效果,在燃烧过程中Sb23能与氯化石蜡分解出的HCl气体反应生成氯化锑,而氯化锑沸点高,比重大,长时间停留在带子周围,阻碍与氧的接触而燃烧,同时氯化锑熔融蒸发生成氯化锑蒸汽时,能吸收热量,也能减少燃烧温度的提高。为了达到降低胶带在燃烧时生热,在配方中加入含有7个结晶水的硼酸锌和氢氧化铝时,当胶带达到一定温度时,会释放出水蒸汽吸收热量,以达到降温阻燃的目的,在阻燃剂方面试验了70氯化石蜡、三氧化二锑、氢氧化铝、硼酸锌、十溴联苯醚等,不同并用和配比效果不一。根据标准,有焰燃烧三个纵向试样平均值不大于60s且任何一个单次均无复燃现象,采取了70氯化石蜡、三氧化二锑与氢氧化铝、十溴联苯醚并用的阻燃体系。

  3.配合体系的设计由于胶种的比例增塑剂的用量、阻燃体系等各因素的交互作用,因此,必须对整体配合体系用如碰科学的方菌调试以取得最佳的效果。我们选。net用了顺丁胶与天然胶、癸二酸二辛酯,阻燃剂为正交试验的三个因素,每个因素选二个水平,进行了试验,其因素位级表见表2°0条件下才正常。

  4主要工艺参数的确定GB9770和GB10822标准,上述国家标准分别参照日本标准ISK6369―1979钢丝绳芯输送带和ISK6234― 77(86)输送带难燃性能规范。从试产的情况看产品全部稳定在标准指标上,见表4.71994-2015ChinaAcademic表2阻燃耐寒盖胶配方正交试验因素位级表位级A:K/BK的比例B增塑剂用量CC阻燃剂用量选择L8(27)正交表进行试验结果见表3.表3选择L8(27)正交表试验结果试验号三个纵向试样试验平均值/S标准/S注:上述8个试验配方的导静电。无焰燃烧。脆性温度均达到标准要求。

  从表2采用直观法分析试验结果可以看出8号试验结果有焰燃烧最小为5s,也就是说最佳条件为A2B2C2,同时也可以看出A、C两个因素是影响有焰燃烧的重要因素。

  通过正交试验,我们确定了A2B2C2为最佳水平组合,配方如下:防老剂2,增塑剂6阻燃剂35,炭黑40.通过小试、中试及试产证明,由正交试验确定的配方其各项物理性能及经济指标都是最佳的。3.5盖胶低温脆性温度性能的实验输送带在低温条件下复盖胶脆性温度的优劣标志着它在低温条件下的实际使用性能,为此,我们用上述研制的阻燃耐寒配方制做了成品阻燃耐寒输送带(放大样),并与一般用途难燃带做复盖胶脆性温度性能的对比试验。实验是在一50°C的条件下严格进行的,在该条件下根据国家标准提出的方法做了脆性温度试验。试验结果表明,新研制的配方在一50°C低温条件下正常,而一般用途难燃带盖胶在一50°C条件下断裂,只在一25阻燃耐寒带的生产要经过混炼、热炼、压延、成型、硫化等工序,各工序加工质量的好坏严重影响着产品的质量。因此,我们对主要工艺参数进行如下确定。

  4.1混炼工序混炼胶的质量对胶料的进一步加工和最终产品质量有着决定性的影响。混炼不好的胶料会出现配合剂分散不均,胶料可塑度过大或过小,焦烧、喷霜等现象,使压延、硫化等工艺不能正常进行,直接影响产品的阻燃耐寒性能。因此,除了对原材料进行入厂检验,严格执行标准外,还对某些品种的配合剂进行筛选,使各种配合剂得以均匀分散。

  根据胶料的硫化曲线,为使混炼胶更加均匀采取二段混炼,并确定了合理的混炼工艺。

  4.2压延工序压延工序的好坏将直接影响产品的外观质量,根据该混炼胶配方的特性,制定了热炼及压延滚温、辊距、揭胶次数、速度及加胶容量,保证了压延出胶片光滑无气孔绉褶,孔洞、焦烧粒子等外观缺陷,从而使胶片光滑无缺欠。

  4.3硫化工序硫化工序是制造产品的最后工序,该工序参数的确定直接影响到生产效益、产品性能及产品外观质量。由于胶带硫化时间的长短及温度的高低对其产品的综合性能有重大影响。经过标定,确定了硫化条件温度在152±2°C的条件下,阻燃耐寒织物芯带的硫化时间为8min+带厚X1min,阻燃耐寒钢丝绳芯胶带的硫化时间为28minX带厚X 5主要物理机构性能与阻燃耐寒安全性能一1997〈阻燃耐寒输送带标准,该标准参照采用辽宁化工表4国外标准、国家标准、本企业标准及我厂实际产品实测值性能我厂实测值市产品检验所测值拉伸强度/MPa拉断伸长率/%老化后拉伸强度变化率/老化后拉断伸长率变化率/%脆性温度/C一50C正常―50C正常导静电性能/三个纵向全厚度试样火焰持续时间平均值及无焰结果<60s任一试样不得有复燃<60s且任何一个单次<60s且任何一个单次结果均无复燃现象结果均无复燃现象有焰5s单次无复燃现象有焰2.32s无复燃现象注:老化条件:70°CX168h 6技术经济效益分析阻燃耐寒输送带的研制成功对于我国开发北方寒冷地区的资源以及向俄罗斯的出口都有重大的意义,满足了北方地区的使甩具有很好的社会效益和经济效益。

    经调研及查阅大量技术资料,国内外没有发现生产即阻燃又耐寒的输送带,该产品的开发填补了国内外空白所以推广应用该系列产品有着极其广阔的前景。