一種橡膠覆蓋層及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種橡膠覆蓋層及其制備方法，該橡膠覆蓋層由以下原料制備：丁苯橡膠65~90重量份，順丁橡膠BR900010~35重量份，碳九石油樹脂8~15重量份，碳黑30~60重量份，無鹵復合阻燃劑35~45重量份，硼酸鋅15~30重量份，硫化劑1.5~2.5重量份，促進劑1.5~2.5重量份，氧化鋅3~8重量份，硬脂酸1~3重量份，防老劑2~5重量份，軟化劑3~10重量份。該橡膠覆蓋層具有優(yōu)良的拉伸強度、優(yōu)異的耐磨耗性，尤其是在突發(fā)火災事故中，阻燃不助燃，燃燒時釋放的燃燒和未燃燒氣體少，且煙氣中無鹵化元素的存在，能有效提高事故發(fā)生后在場操作人員的逃生安全率，降低國家和人民生命財產(chǎn)的損失。
【專利說明】一種橡膠覆蓋層及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及輸送帶【技術領域】，尤其涉及一種橡膠覆蓋層及其制備方法。

【背景技術】
[0002] 隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，一大批500萬噸甚至超過千萬噸的大型礦井陸續(xù)建成，從 而大規(guī)格、高強度的阻燃輸送帶的需求量越來越大。由于鹵系阻燃劑的阻燃效率高、用量 少，對材料的性能影響小，且價格適中，其效能、價格比非其他阻燃劑所能匹敵，從而在當前 國內(nèi)外使用的阻燃輸送帶中，無論是PVC整芯阻燃輸送帶、PVG整芯阻燃輸送帶還是一般鋼 絲繩難燃輸送帶的覆蓋層和粘合層（芯膠層）配方中，鹵系阻燃劑一直占領著重要地位。
[0003] 當前國際上新一代阻燃輸送帶的要求為強阻燃、高環(huán)保(無鹵低煙）和長壽命 (8~10年）。國內(nèi)應用比較廣泛的高強度阻燃輸送帶多為MT668煤礦用鋼絲繩芯阻燃輸送 帶，骨架層為鋼絲，覆蓋層多使用含鹵素的氯丁橡膠為主體，以三氧化二銻與氯化石蠟為鹵 素阻燃劑，從而提高氧指數(shù)，進而提高阻燃效果。
[0004] 但是自1986年起，鹵系阻燃劑受到了二惡英問題的困擾，并且以鹵系阻燃的高分 子材料在熱裂及燃燒時生成大量的煙塵及腐蝕性氣體，對于井下意外事故中阻燃輸送帶燃 燒時會帶來的二次傷害，給人們的生命財產(chǎn)安全造成極大威脅，從而給鹵系阻燃劑的前景 蒙上了一層陰影，也讓輸送帶行業(yè)的工程技術人員對鹵系阻燃劑持審慎態(tài)度。因此，開發(fā)研 制具有低鹵或無鹵阻燃橡膠覆蓋層成為輸送帶行業(yè)內(nèi)工程技術人員的重要課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明解決的技術問題在于提供一種橡膠覆蓋層及其制備方法，該橡膠覆蓋層不 含鹵素，燃燒時釋放低煙量。
[0006] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種橡膠覆蓋層，由以下原料制備： 丁苯橡膠65?90重量份，順丁橡膠BR9000 1(Γ35重量份，碳九石油樹脂8?15重量份， 碳黑3(Γ60重量份，無鹵復合阻燃劑35~45重量份，硼酸鋅15~30重量份，硫化劑1. 5~2. 5重 量份，促進劑1. 5~2. 5重量份，氧化鋅:Γ8重量份，硬脂酸1~3重量份，防老劑2飛重量份， 軟化劑3~10重量份。
[0007] 優(yōu)選的，所述丁苯橡膠為丁苯橡膠SBR1500、丁苯橡膠SBR1502、丁苯橡膠 SBR1500E和丁苯橡膠SBR1712中的任意一種。
[0008] 優(yōu)選的，所述碳九石油樹脂是軟化點為90°C的碳九石油樹脂、軟化點為100°C的 碳九石油樹脂、軟化點為110 °C的碳九石油樹脂和軟化點為120°C的碳九石油樹脂中的任 意一種。
[0009] 優(yōu)選的，所述碳黑為碳黑N330、碳黑N220、碳黑N660和碳黑N754中的一種或多 種。
[0010] 優(yōu)選的，所述無鹵復合阻燃劑包括聚磷酸銨和AOH，A為Mg或A1。
[0011] 優(yōu)選的，所述硼酸鋅為3. 5水硼酸鋅或7水硼酸鋅。
[0012] 優(yōu)選的，所述硫化劑為硫化劑TDTM、硫化劑DTDM和硫化劑TMTD中的一種或多種。
[0013] 優(yōu)選的，所述促進劑為促進劑CZ、促進劑NOBS、促進劑DM和促進劑DZ中的一種或 多種。
[0014] 優(yōu)選的，所述防老劑為防老劑4010、防老劑4010NA、防老劑BLE-W、防老劑甲和防 老丁中的一種或多種，所述軟化劑為三芳基磷酸酯、磷酸三苯酯和磷酸三甲苯酯中的一種 或多種。
[0015] 相應的，本發(fā)明還提供一種橡膠覆蓋層的制備方法，包括以下步驟： 步驟a)將65?90重量份丁苯橡膠、1(Γ30重量份順丁橡膠BR9000、8?15重量份碳九石 油樹脂、3~8重量份氧化鋅、1~3重量份硬脂酸和2飛重量份防老劑在密煉機中進行混煉，密 煉機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)為3(T35r/min，壓力為0· 3?0· 6MPa ; 步驟b)向密煉機中加入3(Γ60重量份碳黑、35~45重量份無鹵復合阻燃劑、15~30重量 份硼酸鋅和:Γ10重量份軟化劑，混煉后得到膠料； 步驟c)將步驟b)得到的膠料壓制成膠片，干燥； 步驟d)將干燥后的膠片、1. 5~2. 5重量份硫化劑和1. 5~2. 5重量份促進劑在密 煉機中進行混煉，密煉機最低投料溫度不小于22°C，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)為18~22 r/min，壓力為 0. 3~0. 4MPa，溫度升至90°C時，打開卸料門排出膠料； 步驟e)將步驟d)得到的膠料壓制成型，得到橡膠覆蓋層。
[0016] 本發(fā)明提供了一種橡膠覆蓋層及其制備方法，該橡膠覆蓋層由以下原料制備：丁 苯橡膠65?90重量份，順丁橡膠BR9000 ΚΓ35重量份，碳九石油樹脂8?15重量份，碳黑 3(Γ60重量份，無鹵復合阻燃劑35?45重量份，硼酸鋅15?30重量份，硫化劑1. 5?2. 5重量 份，促進劑1. 5~2. 5重量份，氧化鋅:Γ8重量份，硬脂酸1~3重量份，防老劑2飛重量份，軟 化劑:Γ10重量份。與現(xiàn)有技術相比，該橡膠覆蓋層具有優(yōu)良的拉伸強度、優(yōu)異的耐磨耗性， 尤其是在突發(fā)火災事故中，阻燃不助燃，燃燒時釋放的燃燒和未燃燒氣體少，且煙氣中無鹵 化元素的存在，能有效提高事故發(fā)生后在場操作人員的逃生安全率，降低國家和人民生命 財產(chǎn)的損失。

【具體實施方式】
[0017] 為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是 應當理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權利要求的 限制。
[0018] 本發(fā)明實施例公開了一種橡膠覆蓋層，由以下原料制備： 丁苯橡膠65?90重量份，順丁橡膠BR9000 1(Γ35重量份，碳九石油樹脂8?15重量份， 碳黑3(Γ60重量份，無鹵復合阻燃劑35~45重量份，硼酸鋅15~30重量份，硫化劑1. 5~2. 5重 量份，促進劑1. 5~2. 5重量份，氧化鋅:Γ8重量份，硬脂酸1~3重量份，防老劑2飛重量份， 軟化劑3~10重量份。
[0019] 丁苯橡膠（SBR)是丁二烯與苯乙烯的無規(guī)共聚物，其物理機構性能，加工性能及 制品的使用性能接近于天然橡膠，有些性能如耐磨、耐熱、耐老化及硫化速度較天然橡膠更 為優(yōu)良。根據(jù)當前天然膠市場價格，大量應用天然橡膠的成本非常昂貴，因此本發(fā)明以丁苯 橡膠和順丁橡膠并用的方式作為生膠主體。其中，所述丁苯橡膠優(yōu)選為丁苯橡膠SBR1500、 丁苯橡膠SBR1502、丁苯橡膠SBR1500E和丁苯橡膠SBR1712中的任意一種，更優(yōu)選為丁苯 橡膠 SBR1500。
[0020] 碳九石油樹脂（C9石油樹脂)是石油裂解所副產(chǎn)的C9餾份，經(jīng)前處理、聚合、蒸餾 等工藝生產(chǎn)的一種熱塑性樹脂，是分子量介于30(Γ3000的低聚物。橡膠中加入碳九石油樹 脂能起到增粘、補強、軟化的作用。所述碳九石油樹脂是軟化點為90°C的碳九石油樹脂、軟 化點為l〇〇°C的碳九石油樹脂、軟化點為110°C的碳九石油樹脂和軟化點為120°C的碳九石 油樹脂中的任意一種。
[0021] 碳黑在橡膠覆蓋層中的主要作用在于補強、提高耐磨性、降低成本。本發(fā)明采用的 碳黑優(yōu)選為碳黑N330、碳黑N220、碳黑N660和碳黑N754中的一種或多種。
[0022] 無機阻燃劑具有低毒、低煙、低腐蝕，且價格低廉等優(yōu)點，但由于所需添加量較大， 往往會影響材料的機械性能，從而限制了它們的應用。磷系阻燃劑制作為三大類阻燃劑之 一，因其低煙、無毒、低鹵或無鹵等優(yōu)點，在環(huán)保要求越來越高的今天，逐漸受到人們的青 睞。本發(fā)明采用的無鹵復合阻燃劑優(yōu)選包括聚磷酸銨和AOH，A為Mg或A1，所述無鹵復合 阻燃劑更優(yōu)選包括聚磷酸銨、納米氫氧化鋁和包覆紅磷，所述無齒復合阻燃劑更優(yōu)選為聚 磷酸銨、納米氫氧化鋁和包覆紅磷，所述聚磷酸銨、納米氫氧化鋁和包覆紅磷的比例優(yōu)選為 3 :2 :5。其中，聚磷酸銨作為磷系阻燃劑在燃燒過程中產(chǎn)生磷酸酐或磷酸，促使可燃物脫水 炭化，阻止或減少可燃氣體的產(chǎn)生。磷酸酐在熱解時還形成熔融物覆蓋在可燃物表面，使其 氧化生成二氧化碳，起到阻燃作用。
[0023] 本發(fā)明以磷酸酯類作為軟化劑，所述軟化劑優(yōu)選為三芳基磷酸酯、磷酸三苯酯和 磷酸三甲苯酯中的一種或多種。該磷酸酯類阻燃劑對含有羥基的聚氨酯、聚酯、纖維等高分 子材料的阻燃效果好。
[0024] 硼酸鋅是一種環(huán)保型的非鹵素阻燃劑，具有無毒、低水溶性、高熱穩(wěn)定性、粒度小、 比重小、分散性好等特點，同時，該硼酸鋅具有消煙作用。所述硼酸鋅優(yōu)選為3. 5水硼酸鋅 或7水硼酸鋅。
[0025] 作為優(yōu)選方案，所述硫化劑為硫化劑TDTM、硫化劑DTDM和硫化劑TMTD中的一種或 多種。所述促進劑為促進劑CZ、促進劑NOBS、促進劑DM和促進劑DZ中的一種或多種。所 述防老劑優(yōu)選為防老劑4010、防老劑4010NA、防老劑BLE-W、防老劑甲和防老丁中的一種或 多種。
[0026] 按照本發(fā)明，采用的原料的重量份優(yōu)選為：丁苯橡膠7(Γ85重量份，順丁橡膠 BR9000 15?30重量份，碳九石油樹脂1(Γ15重量份，碳黑4(Γ55重量份，無鹵復合阻燃劑 4(Γ45重量份，硼酸鋅2(Γ30重量份，硫化劑1. 5~2重量份，促進劑1. 5~2重量份，氧化鋅5~8 重量份，硬脂酸2~3重量份，防老劑:Γ5重量份，軟化劑5~8重量份。
[0027] 相應的，本發(fā)明還提供一種上述橡膠覆蓋層的制備方法，包括以下步驟：步驟a) 將65?90重量份丁苯橡膠、1(Γ30重量份順丁橡膠BR9000、8?15重量份碳九石油樹脂、3?8 重量份氧化鋅、1~3重量份硬脂酸和2飛重量份防老劑在密煉機中進行混煉，密煉機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 數(shù)為3(T35r/min，壓力為0. 3?0. 6MPa ;步驟b)向密煉機中加入30?60重量份碳黑、35?45 重量份無齒復合阻燃劑、15~30重量份硼酸鋅和:Γ10重量份軟化劑，混煉后得到膠料；步驟 c)將步驟b)得到的膠料壓制成膠片，干燥；步驟d)將干燥后的膠片、1. 5~2. 5重量份硫化 劑和1. 5~2. 5重量份促進劑在密煉機中進行混煉，密煉機最低投料溫度不小于22°C，轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)數(shù)為18~22 r/min，壓力為0. 3~0. 4MPa，溫度升至90°C時，打開卸料門排出膠料；步驟e) 將步驟d)得到的膠料壓制成型，得到橡膠覆蓋層。
[0028] 具體的，所述步驟a)優(yōu)選為：密煉機最低投料溫度不小于22°C，將65~90重量份丁 苯橡膠、ΚΓ30重量份順丁橡膠BR9000、8~15重量份碳九石油樹脂、3~8重量份氧化鋅、1~3 重量份硬脂酸和2飛重量份防老劑投入到密煉室內(nèi)，降上頂栓，混煉溫度至80°C，升上頂栓 到位，密煉機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)為3(T35r/min，壓力保持0· 3?0· 6MPa。
[0029] 所述步驟b)優(yōu)選為：向密煉機中加入3(Γ60重量份碳黑、35~45重量份無鹵復合 阻燃劑、15?30重量份硼酸鋅和:Γ10重量份軟化劑，降上頂栓，密煉機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)為3(T35r/ min，壓力保持0. 3~0. 6MPa，當溫度升至105°C時，升上頂栓到位，保持10秒，降上頂栓，保持 0. 3~0. 6MPa壓力，至溫度升到120°C升上頂栓到位，同時打開卸料門排出膠料。
[0030] 所述步驟C)優(yōu)選為：將步驟b)得到的膠料在開煉機內(nèi)降溫，壓延成膠片，將膠片 通過隔離水隔離，風干后，溫度不超過30°C條件下，停放不小于8小時，不大于15天。
[0031] 所述步驟d)優(yōu)選為：將停放后的膠片加入密煉機內(nèi)，并加入1. 5~2. 5重量份硫化 劑和1. 5~2. 5重量份促進劑，降上頂栓到位，密煉機最低投料溫度不小于22°C，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù) 18?22 r/min，壓力0. 3?0. 4MPa，溫度升至90°C時，升上頂栓到位，同時打開卸料門排出膠 料。
[0032] 所述步驟e)優(yōu)選為：將步驟d)得到的膠料在壓延機降溫并出成要求規(guī)格寬度厚 度的覆蓋層，將半成品覆蓋層用專用墊布隔離并防護，溫度不超過30°C條件下，停放不小于 8小時，不大于15天，得到橡膠覆蓋層。
[0033] 本發(fā)明采用的無鹵復合阻燃劑優(yōu)選包括聚磷酸銨和AOH，A為Mg或A1，所述無鹵 復合阻燃劑更優(yōu)選包括聚磷酸銨、納米氫氧化鋁和包覆紅磷，所述無齒復合阻燃劑更優(yōu)選 為聚磷酸銨、納米氫氧化鋁和包覆紅磷。
[0034] 本發(fā)明制備的低煙無鹵阻燃橡膠覆蓋層是環(huán)保型阻燃輸送帶的工作層，通過應用 無鹵橡膠和無鹵阻燃劑的配合，在滿足橡膠阻燃要求的前提下，符合燃燒或揮發(fā)氣體中不 含有鹵素成分的要求，燃燒中低煙塵的發(fā)散，從而使采用低煙無鹵阻燃橡膠覆蓋層制成的 環(huán)保型阻燃輸送帶成為可能。該橡膠覆蓋層在燃燒時避免和減少有害煙霧產(chǎn)生，最大程度 上保障了煤礦事故發(fā)生后操作人員的生還幾率。
[0035] 為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的橡膠覆蓋層進行詳細說 明，本發(fā)明的保護范圍不受以下實施例的限制。
[0036] 實施例1 低煙無鹵阻燃橡膠覆蓋層由以下原料制備：按重量份計算，丁苯橡膠SBR1500 85重量 份，順丁橡膠BR9000 15重量份，90°C碳九石油樹脂10重量份，碳黑N330 45重量份，無 鹵復合阻燃劑(聚磷酸銨、納米氫氧化鋁和包覆紅磷的混合物，所述聚磷酸銨、納米氫氧化 鋁和包覆紅磷的比例為3 :2 :5) 35重量份，3. 5水硼酸鋅18重量份，硫化劑DTDM 0. 7重量 份TMTD 1. 4重量份，促進劑DM 0. 8重量份CZ 1. 1重量份，氧化鋅5重量份，硬脂酸1. 5 重量份，防老劑4010 1. 5重量份BLE-W 2重量份，軟化劑磷酸三苯酯5重量份。
[0037] 其制作方法包括以下步驟： 步驟a)密煉機最低投料溫度不小于22°C，將按配方要求稱量好的丁苯橡膠、順丁橡 膠、碳九石油樹脂、氧化鋅、硬脂酸、防老劑投入到密煉室內(nèi)，降上頂栓，混煉溫度至80°C，升 上頂栓到位；密煉機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)為3(T35r/min，壓力保持0. 3?0. 6MPa ; 步驟b)加入碳黑、無鹵復合阻燃劑、硼酸鋅、軟化劑降上頂栓，密煉機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)為 3(T35r/min，壓力保持0. 3?0. 6MPa，當溫度升至105°C時，升上頂栓到位，保持10秒，降上頂 栓，保持0. 3~0. 6MPa壓力，至溫度升到120°C升上頂栓到位，同時打開卸料門排出膠料； 步驟c)將排出的膠料在開煉機內(nèi)降溫，壓延成膠片，將膠片通過隔離水隔離，風干后， 溫度不超過30°C條件下，停放不小于8小時，不大于15天； 步驟d)將停放后的膠片按配方稱量后加入密煉機內(nèi)，并加入配方要求配合量的硫化 劑和促進劑，降上頂栓到位，密煉機最低投料溫度不小于22°C，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)18~22 r/min，壓力 0. 3~0. 4MPa，溫度升至90°C時，升上頂栓到位，同時打開卸料門排出膠料； 步驟e)將排出的膠料在壓延機降溫并出成要求規(guī)格寬度厚度的覆蓋層，將半成品覆蓋 層用專用墊布隔離并防護，溫度不超過30°C條件下，停放不小于8小時，不大于15天。低煙 無鹵阻燃橡膠覆蓋層生產(chǎn)完成，隨時都可上機硫化使用。
[0038] 對本實施例制備的橡膠覆蓋層進行性能檢測，結(jié)果如表1所示。
[0039] 表1本發(fā)明實施例1制備的橡膠覆蓋層的物理性能

【權利要求】
1. 一種橡膠覆蓋層，其特征在于，由以下原料制備： 丁苯橡膠65?90重量份，順丁橡膠BR9000 1(Γ35重量份，碳九石油樹脂8?15重量份， 碳黑3(Γ60重量份，無鹵復合阻燃劑35~45重量份，硼酸鋅15~30重量份，硫化劑1. 5~2. 5重 量份，促進劑1. 5~2. 5重量份，氧化鋅:Γ8重量份，硬脂酸1~3重量份，防老劑2飛重量份， 軟化劑3~10重量份。
2. 根據(jù)權利要求1所述的橡膠覆蓋層，其特征在于，所述丁苯橡膠為丁苯橡膠 SBR1500、丁苯橡膠SBR1502、丁苯橡膠SBR1500E和丁苯橡膠SBR1712中的任意一種。
3. 根據(jù)權利要求1所述的橡膠覆蓋層，其特征在于，所述碳九石油樹脂是軟化點為 90°C的碳九石油樹脂、軟化點為100°C的碳九石油樹脂、軟化點為110°C的碳九石油樹脂和 軟化點為120°C的碳九石油樹脂中的任意一種。
4. 根據(jù)權利要求1所述的橡膠覆蓋層，其特征在于，所述碳黑為碳黑N330、碳黑N220、 碳黑N660和碳黑N754中的一種或多種。
5. 根據(jù)權利要求1所述的橡膠覆蓋層，其特征在于，所述無鹵復合阻燃劑包括聚磷酸 銨和AOH，A為Mg或A1。
6. 根據(jù)權利要求1所述的橡膠覆蓋層，其特征在于，所述硼酸鋅為3. 5水硼酸鋅或7水 硼酸鋅。
7. 根據(jù)權利要求1所述的橡膠覆蓋層，其特征在于，所述硫化劑為硫化劑TDTM、硫化劑 DTDM和硫化劑TMTD中的一種或多種。
8. 根據(jù)權利要求1所述的橡膠覆蓋層，其特征在于，所述促進劑為促進劑CZ、促進劑 NOBS、促進劑DM和促進劑DZ中的一種或多種。
9. 根據(jù)權利要求1所述的橡膠覆蓋層，其特征在于，所述防老劑為防老劑4010、防老劑 4010NA、防老劑BLE-W、防老劑甲和防老丁中的一種或多種，所述軟化劑為三芳基磷酸酯、磷 酸三苯酯和磷酸三甲苯酯中的一種或多種。
10. -種橡膠覆蓋層的制備方法，包括以下步驟： 步驟a)將65?90重量份丁苯橡膠、1(Γ30重量份順丁橡膠BR9000、8?15重量份碳九石 油樹脂、3~8重量份氧化鋅、1~3重量份硬脂酸和2飛重量份防老劑在密煉機中進行混煉，密 煉機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)為3(T35r/min，壓力為0· 3?0· 6MPa ; 步驟b)向密煉機中加入3(Γ60重量份碳黑、35~45重量份無鹵復合阻燃劑、15~30重量 份硼酸鋅和:Γ10重量份軟化劑，混煉后得到膠料； 步驟c)將步驟b)得到的膠料壓制成膠片，干燥； 步驟d)將干燥后的膠片、1. 5~2. 5重量份硫化劑和1. 5~2. 5重量份促進劑在密 煉機中進行混煉，密煉機最低投料溫度不小于22°C，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)為18~22 r/min，壓力為 0. 3~0. 4MPa，溫度升至90°C時，打開卸料門排出膠料； 步驟e)將步驟d)得到的膠料壓制成型，得到橡膠覆蓋層。
【文檔編號】C08K5/09GK104098809SQ201310121292
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月9日 優(yōu)先權日:2013年4月9日
【發(fā)明者】李昭欽 申請人:保定華月膠帶有限公司