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1、,刘琦 2013.09.14,输送带工艺及配方发展现况,输送带工艺及配方发展现况,一、输送带生产工艺,1、织物芯输送带生产工艺,输送带工艺及配方发展现况,2、PVC、PVG输送带生产工艺,输送带工艺及配方发展现况,3、钢丝绳芯输送带生产工艺,输送带工艺及配方发展现况,二、输送带配方设计,1、PVC输送带配方的优化设计,煤矿用PVC整芯输送带主要生产原料是聚氯乙烯(PVC)树脂和各种加工助剂，而PVC覆盖胶是输送带的面层材料，它完全包覆着带芯，起着保护带芯延长输送带使用寿命的作用，其主要技术指标为阻燃性和抗静电性。以往通常采用加入大量阻燃剂和抗静电剂的方法来保证这两项性能指标满足国家标准要求而忽
2、略了各组分之间协同作用的有效发挥，造成原材料浪费，生产成本居高不下。为此对PVC覆盖胶配方进行重新研究和试验十分必要。 （1）阻燃体系的选择 PVC覆盖胶所用的主体材料是聚氯乙烯(PVC)高分子材料，其氯含量达到57%，氧指数达到45%，是一种离火自熄的难燃材料，但由于生产PVC覆盖胶过程中加入了大量的增塑剂以提高其加工性能使得PVC中氯含量大幅降低，氧指数随之降低，以至失去自身的阻燃性能而成为易燃材料，故提高PVC覆盖胶的氯含量是保证PVC输送带阻燃的重要前提。在原PVC覆盖胶配方中，我们采用加入三氧化二锑(Sb2O3)、复合阻燃剂和三氯乙基磷酸酯(TCEP)的方法来达到阻燃目的。通过分析，
3、发现原PVC覆盖胶配方中存在阻燃剂重复使用现象，各种阻燃剂之间的协同效应没有充分发挥出来，导致原材料浪费，生产成本居高不下。因此，对原配方采用的阻燃体系,输送带工艺及配方发展现况,进行了理论分析和优化选择，决定使用卤系阻燃剂52%氯化石蜡来替代原配方中的TCEP阻燃剂，与Sb2O3阻燃剂配合使用构成卤-锑协同阻燃体系。 其阻燃机理为:利用卤-氧化锑的吸热分解，降低PVC聚合物的燃烧温度和分解速度;卤化锑蒸汽覆盖在PVC聚合物表面形成隔热、隔氧的“毯子”效应;促进成炭反应，减缓PVC聚合物分解生成可燃气体的速度，生成的炭层阻止可燃气体逸出和进入燃烧区;捕获燃烧区气相中维持燃烧链式反应的活性自由基
4、，改变气相中的反应模式，减少反应热量来使火焰猝灭，达到良好的阻燃效果。 （2）抗静电剂的选择由于PVC是良好的绝缘体，表面电阻大、导电性能差，用PVC材料制成的阻燃输送带在使用过程中会因摩擦造成带体上正、负电荷失去平衡而产生静电荷,在煤矿这一富含瓦斯的场所产生放电火花引起火灾或瓦斯爆炸。因此我们选择了合适的抗静电剂和导电材料来降低PVC阻燃覆盖胶的表面电阻，确保输送带的表面电阻不大于3108。针对原PVC覆盖胶配方中的季铵盐阳离子型抗静电剂CN-3本身耐热性差,容易受热分解,从而降低PVC热稳定性的缺点,我们采用减少其用量，加入导电材料特导电炭黑的方法,输送带工艺及配方发展现况,使PVC阻燃输
5、送带具有良好的抗静电性能。通过两者的合理搭配使用既能利用抗静电剂CN-3的亲水基团增加PVC输送带表面的吸湿性，形成一个单分子的导电膜来提高PVC输送带表面电导率，同时，又能利用特导电炭黑粒子在剪切力作用下，变成粘结粒子在覆盖胶中彼此接触形成大量导电网络，通过电子在网状链中的移动以及电子跃迁而发生导电，来降低PVC阻燃输送带的体积电阻。 （3）填料的选择在PVC阻燃输送带的生产成本中，原辅材料的成本占整个生产成本的70%以上，因此,原辅材料成本的高低直接关系到利润的高低。加入无机填料，是降低材料成本的最佳途径。为此，在保证覆盖胶各项物理性能和安全性能的基础上，加大轻质碳酸钙的用量。轻质碳酸钙是
6、目前最常用的无机粉状填料，为无毒、无味的白色粉末，高温下不易发生分解。而且，轻质碳酸钙质地较软，对捏炼机和成型机械的磨损小；同时，其相对密度较小，在PVC覆盖胶中除具有增量作用外，还能改善PVC覆盖胶的加工性能，提高PVC阻燃输送带的抗冲击强度；加之其价格低廉，来源广泛。故在PVC覆盖胶中使用轻质碳酸钙做填料，来降低PVC覆盖胶的材料成本。 （4）稳定体系的调整由于PVC分子结构中含有双键、支化点和引发剂残基等，在加热到100时伴随有脱氯化氢(HCl)反应而降解，在加工温度(170或更高)下，降解反应加快，最终导致PVC失去其化学和物理性能。,输送带工艺及配方发展现况,故通常在PVC的加工过程
7、中加入性能优良的热稳定剂，使之与PVC树脂组成有协同作用的热稳定体系来改善PVC的耐热性。原PVC覆盖胶配方采用二盐基亚磷酸铅、硬脂酸铅和硬脂酸钡作热稳定剂，鉴于硬脂酸铅用量大时易在制品表面形成喷霜和硬脂酸钡易引起粘辊等缺点，因此需要对原有稳定体系做适当调整，选用耐热性优良、特别适于高温加工的铅盐稳定剂，二盐基亚磷酸铅和三盐基亚硫酸铅作为PVC覆盖胶的热稳定剂。 （5）各组分的最佳用量实验证明，配方中各种组分所发挥的效能不是与其用量成正比例关系的，每种组分加入量都有一个极限值。针对卤-锑阻燃体系、抗静电体系和填料用量做的大量实验发现，Sb2O3有延长燃烧余灰的作用，其用量不宜超过10份，而且X
8、/Sb比为7:1时，阻燃效果最佳；同时发现导电材料特导电炭黑的加入量大于7份后，再添加更多量对PVC覆盖胶的表面电阻影响不大，反而随其用量的不断增加，PVC覆盖胶的拉伸强度、冲击强度和伸长率均大幅度下降，硬度上升，而且在PVC胶片燃烧时产生红烬，降低阻燃效果。另外，由于增塑剂和氯化石蜡均能吸附在轻质碳酸钙的表面，对碳酸钙表面起浸润作用，从而提高了轻质碳酸钙在PVC树脂中的分散性。但由于轻质碳酸钙没有经过表面活性处理，其表面活性不强，故随着碳酸钙用量的增加，PVC覆盖胶的拉伸强度、伸长率均大幅度降低，硬度增大。因此，在PVC覆盖胶中加入轻质碳酸钙要适量。,输送带工艺及配方发展现况,综合以上对PV
9、C覆盖胶配方的分析研究，确定PVC整芯阻燃输送带覆盖胶的最佳配方为:名称 phrPVC 100增塑剂 60液体阻燃剂 15固体阻燃剂 4抗静电剂 2导电填料 5稳定剂 4润滑剂 1.5填料 30改进后的PVC覆盖胶新配方完全能够满足车间实际生产需要，能够生产出各项安全性能指标均达到并超过国家标准的合格产品。,输送带工艺及配方发展现况,2、橡胶输送带配方设计的基本原则,（1）对橡胶输送带产品的性能要求、使用条件要求均要有充分正确的认识，进行有针对性的设计。 （2）对橡胶输送带各部件的特殊性能要求和胶料的加工性能（加工过程中的温度、胶料流动性等）要求要有充分正确的认识，结合产品结构，既要考虑各不同
10、部件在使用、加工过程的差异性，又要考虑它们的共性和相关性，确保各部位的胶料性能达到要求。 （3）对橡胶输送带的硫化条件包括硫化介质、硫化温度、硫化压力等要了解，对整体配方设计时，要充分考虑各个配方的硫化速度的匹配。 （4）对各部位的胶料物理性能的匹配，要在充分了解硫化速度的前提下，对胶料的强度、定伸等性能进行评价。 （5）配方设计时，除考虑同一配方中各配合剂之间的内在联系，同时要考虑相接触的胶料中的配合剂的联系。如，相邻胶料配方的硫黄、促进剂等。 （6）配方设计人员在考虑选取配合剂时，要避免使用有毒原材料，尽力不使用能导致职业病的配合剂和溶剂，减少污染和公害，加强劳动保护，确保操作人员的健康和
11、环境的清洁。 （7）配方设计在保证性能的前提下，一定要体现低成本和材料简单化。,输送带工艺及配方发展现况,普通榆送带一般有覆盖胶、缓冲胶和擦布胶等三种配方。输送带在使用时，其表面受到物料的冲击、磨损、温度变化和大气的作用(臭氧、日光、高温与低温)及微生物的侵蚀等，因此要求覆盖胶具有较高的拉伸强度和耐磨耗、耐日光老化及耐微生物侵蚀等性能，并应具有预热和压延所需的可塑性和抗焦烧性等工艺性能。此外，还要有好的粘合性和挺性。 输送带的缓冲胶位于覆盖胶层和带芯层之间，有增加二者的结合和分散、部分吸收输送物的冲击力的作用，因此，要求此胶有较好的弹性和粘着性能，生热要小，散热性能要好，并要求有良好的抗焦烧性
12、、适当的可塑性等工艺性能。 输送带擦布胶的主要作用是将带芯的帆布层粘合成统一整体，要求耐疲劳老化、对带芯材料有良好的结合性能，并要求有足够的可塑性和优良的抗焦烧等工艺性能。 在设计输送带配方时，要注意整体配合。如硬度由带芯层至覆盖胶层应逐渐增大。由于各层受热时间和受热程度不一致，如覆盖胶先受热硫化，带芯层受热较慢，滞后硫化，因此，要使各层.胶料的硫化速度在受热不同的情况达到等效硫化的程度，并尽可能有最大的硫化平坦范围。,3、普通输送带配方设计,输送带工艺及配方发展现况,（1）覆盖胶设计要点 橡胶普通输送带的覆盖胶一般以天然橡胶为主，掺用适量的丁苯橡胶，重量含胶率为5055%； 炭黑在含丁苯橡胶
13、的胶料中，可使用中超耐磨炉黑、高耐磨炉黑等。其用量为4550份； 合理使用软化剂，以提高胶料弹性和适合工艺操作的可塑性及粘性。一般采用机油、重油、松焦油，固体古马隆和石油树脂等；硫黄在天然橡胶配方中用量为2.5份左右，在丁苯橡胶配方中一般为1.5-2份；促进剂一般采用M和DM并用，CZ和NOBS等后效性促进剂适用于含丁苯橡胶的胶料中；防老剂一般用RD、4010、4020或者RD和4020并用，添加份数在2-3份。 （2）缓冲胶配方设计要点 缓冲胶一般采用天然橡胶，或夭然橡胶与顺丁橡胶并用，含胶率为50%左右； 炭黑常用高耐磨炉黑和半补强炉黑并用，用量为20份左右； 软化剂采用增粘性品种，如松焦油、固体古马隆等，以提高缓冲胶与覆盖胶和带芯的粘合；硫黄用量宜低一些，以利提高与其它层之间的粘合强度，促进剂采用后效性品种较好。如CZ，NOBS等。 防老剂一般用RD、4010、4020，添加份数在3份左右。,
