一種耐寒阻燃覆蓋層及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及輸送帶技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐寒阻燃覆蓋層及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 輸送帶是地面運(yùn)輸物料以及煤礦井下輸送煤炭的主要工具。一般輸送帶的結(jié)構(gòu)包 括上下覆蓋層、中間骨架層、中間骨架層與覆蓋層之間的粘合層三個(gè)主要部分，而覆蓋層橡 膠的性能是決定輸送帶性能的關(guān)鍵。由于傳統(tǒng)的橡膠輸送帶是易燃物，遇到火災(zāi)以及強(qiáng)烈 的輻射時(shí)輸送帶的材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度急劇下降，構(gòu)件塌陷，輸送帶屢屢造成重大的火災(zāi)事故，不 能滿足阻燃的要求。因此，輸送帶材料必須具有阻燃性能。
[0003] 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(qiáng)度的阻燃輸送帶的需求量越來越大。當(dāng)前國際上新一代阻燃輸送帶的要求 為強(qiáng)阻燃、高環(huán)保(無鹵低煙）和長壽命（8~10年）。國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的高強(qiáng)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(jìn)而提高阻燃效果。
[0004] 在我國西北和東北地區(qū)，露天采礦或熱電廠需要應(yīng)用大量的一般阻燃輸送帶。申 請(qǐng)?zhí)枮?007101307178的中國專利文獻(xiàn)報(bào)道了一種礦用阻燃輸送帶覆蓋膠專用料及其制 作方法，采用的基體材料為聚氯乙烯以及粉末丁腈橡膠的共混物，增強(qiáng)料為炭黑，阻燃體系 是含鹵體系。申請(qǐng)?zhí)枮?00410036243的中國專利文獻(xiàn)報(bào)道了一種阻燃輸送帶覆蓋層橡膠 材料，采用橡膠基體材料為氯丁橡膠，阻燃劑為三氧化二銻以及三芳基磷酸酯的共混物，同 時(shí)采用炭黑作為增強(qiáng)橡膠基體材料。
[0005] 雖然上述阻燃橡膠材料都具有適中的力學(xué)性能以及阻燃性能，但是其低溫性能較 差，并未考慮阻燃輸送帶高寒條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的后果，從而在嚴(yán)寒的氣候條件下，導(dǎo)致許多阻燃 輸送帶產(chǎn)品在使用中出現(xiàn)覆蓋層崩紋、斷裂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了輸送帶的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種耐寒阻燃覆蓋層及其制備方法，該阻燃覆蓋 層在低溫下具有良好的力學(xué)性能和阻燃效果。
[0007] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種耐寒阻燃覆蓋層，由以下原料制備： 順丁橡膠BR9000 5(T70重量份，天然橡膠2(T30重量份，氯丁橡膠2(T30重量份，碳黑 3(T50重量份，三氧化二銻1(T15重量份，氯化石蠟5?10重量份，聚磷酸銨8?15重量份，阻 燃軟化劑5~10重量份，硫化劑1. 9~2. 6重量份，硫化促進(jìn)劑1. 2~2重量份，氧化鋅:T6重量 份，氧化鎂1~2重量份，硬脂酸1~2重量份，防老劑1. 5~3重量份。
[0008] 優(yōu)選的，所述氯丁橡膠為氯丁橡膠CR322或氯丁橡膠CR1211。
[0009] 優(yōu)選的，所述碳黑為碳黑N330、碳黑N220和碳黑N754中的一種或多種。
[0010] 優(yōu)選的，所述氯化石蠟為含氯量不小于70%的氯化石蠟。
[0011] 優(yōu)選的，所述聚磷酸銨為高聚合度聚磷酸銨。
[0012] 優(yōu)選的，所述阻燃軟化劑為磷酸三苯酯和/或磷酸三甲苯酯。
[0013] 優(yōu)選的，所述硫化劑為硫化劑DTDM和/或硫化劑TMTD。
[0014] 優(yōu)選的，所述促進(jìn)劑為促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑NOBS和促進(jìn)劑DM中的一種或多種。
[0015] 優(yōu)選的，所述防老劑為第一防老劑和石蠟，所述第一防老劑為防老劑甲和/或防 老丁。
[0016] 相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種耐寒阻燃覆蓋層的制備方法，包括以下步驟： 步驟a)將50?70重量份順丁橡膠BR9000、2(T30重量份天然橡膠和20?30重量份氯丁 橡膠在密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，密煉機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)為3(T35r/min，壓力為0. 3~0. 5MPa ; 步驟b)向密煉機(jī)中加入3(T50重量份碳黑、1(T15重量份三氧化二銻、5?10重量份氯 化石蠟、8~15重量份聚磷酸銨、5~10重量份阻燃軟化劑、1~2重量份硬脂酸和1. 5~3重量份 防老劑，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. 9~2. 6重量份硫化劑、1. 2~2重量份硫化促進(jìn)劑、3飛重量份 氧化鋅和1~2重量份氧化鎂在密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，密煉機(jī)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(shí)，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，得到阻燃覆蓋層。
[0017] 本發(fā)明提供了一種耐寒阻燃覆蓋層及其制備方法，該阻燃覆蓋層由以下原料制 備：順丁橡膠BR9000 5(T70重量份，天然橡膠2(T30重量份，氯丁橡膠2(T30重量份，碳黑 3(T50重量份，三氧化二銻1(T15重量份，氯化石蠟5?10重量份，聚磷酸銨8?15重量份，阻 燃軟化劑5~10重量份，硫化劑1. 9~2. 6重量份，硫化促進(jìn)劑1. 2~2重量份，氧化鋅:T6重量 份，氧化鎂1~2重量份，硬脂酸1~2重量份，防老劑1.5~3重量份。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明 通過采用冷流性強(qiáng)、玻璃體化慢的順丁橡膠BR9000、天然橡膠和氯丁橡膠，同時(shí)配合阻燃軟 化劑，改善橡膠交聯(lián)鍵的柔軟性，彌補(bǔ)阻燃輸送帶在高寒地區(qū)動(dòng)態(tài)條件下橡膠彈性的不足， 從而保證了該阻燃覆蓋層具有良好的阻燃特性，同時(shí)在低溫條件下具有良好的力學(xué)性能。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是 應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的 限制。
[0019] 本發(fā)明實(shí)施例公開了一種耐寒阻燃覆蓋層，由以下原料制備：順丁橡膠BR9000 50?70重量份，天然橡膠2(T30重量份，氯丁橡膠2(T30重量份，碳黑3(T50重量份，三氧化 二銻1(T15重量份，氯化石蠟5~10重量份，聚磷酸銨8~15重量份，阻燃軟化劑5~10重量份， 硫化劑1. 9~2. 6重量份，硫化促進(jìn)劑1. 2~2重量份，氧化鋅:T6重量份，氧化鎂1~2重量份， 硬脂酸1~2重量份，防老劑1. 5~3重量份。
[0020] 從橡膠結(jié)構(gòu)上看，橡膠主鏈中含有雙鍵（C=C)或醚鍵（R-0-R')的橡膠具有高耐 寒性，因此，本發(fā)明采用了具有此種特性的順丁橡膠和天然橡膠。順丁橡膠分子間力小，分 子量高，因而分子鏈柔性大，玻璃化溫度低故=110°C，在常溫?zé)o負(fù)荷時(shí)呈無定形態(tài)，承 受外力時(shí)有很高的形變能力，是彈性和耐寒性良好的合成橡膠。本發(fā)明還采用了具有良 好的阻燃效果的氯丁橡膠，該氯丁橡膠具有以下特性：阻燃性好，結(jié)晶性強(qiáng)，玻璃化溫度為 40~ - 50° C，碎化點(diǎn)35° C，耐寒性和貯存穩(wěn)定性較差。本發(fā)明將順丁橡膠與天然橡 膠、氯丁橡膠并用，配合以適量的阻燃劑，在保持原有標(biāo)準(zhǔn)要求的阻燃特性的同時(shí)滿足高寒 條件下較高的物理機(jī)械性能的目的。
[0021] 作為優(yōu)選方案，所述天然橡膠為國標(biāo)天然橡膠1號(hào)或馬來西亞進(jìn)口 3號(hào)中的任意 一種；所述氯丁橡膠為氯丁橡膠CR322或氯丁橡膠CR1211。
[0022] 碳黑在橡膠覆蓋層中的主要作用在于補(bǔ)強(qiáng)、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和碳黑N754中的一種或多種。
[0023] 對(duì)于阻燃體系而言，一般要求阻燃體系具有混煉膠門尼黏度低、硫化膠硬度低的 特點(diǎn)，因此，盡管現(xiàn)有技術(shù)中的聚磷酸銨APP、包覆紅磷類的阻燃劑阻燃效果較高，且具有環(huán) 保性，但是存在混煉膠時(shí)門尼黏度高，不利于壓延、成型、出片等工藝，且硫化膠的硬度高等 缺點(diǎn)，因此，本發(fā)明采用三氧化二銻與氯化石蠟配合，并用了適量的聚磷酸銨，從而達(dá)到并 超過了阻燃指標(biāo)，且使覆蓋層的硬度下降了 3~5°，提高了覆蓋層的柔軟性和耐寒系數(shù)。
[0024] 按照本發(fā)明，所述的三氧化二銻優(yōu)選為含量大于99%三氧化二銻；所述氯化石蠟 為含氯量不小于70%的氯化石蠟；所述聚磷酸銨為高聚合度聚磷酸銨。
[0025] 耐寒橡膠中使用阻燃軟化劑的目的在于增加橡膠分子的柔性，降低分子間的作用 力，使分子鏈段易于運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明所述阻燃軟化劑優(yōu)選為磷酸三苯酯和/或磷酸三甲苯酯， 該阻燃軟化劑在增加橡膠分子的柔性的同時(shí)達(dá)到促進(jìn)阻燃的目的，可有效降低硫化膠的 Tg，大大提高橡膠覆蓋層在高寒地帶中使用時(shí)的柔軟性和阻燃效果。
[0026] 在本發(fā)明中，硫化體系的加入可以改善交聯(lián)鍵的品種與交聯(lián)密度。順丁橡膠和天 然橡膠屬于非結(jié)晶性橡膠，對(duì)于非結(jié)晶性橡膠，交聯(lián)密度低對(duì)耐寒性更有利，因此，本發(fā)明 優(yōu)選采用硫化劑DTDM和/或硫化劑TMTD作為硫化劑。
[0027] 所述促進(jìn)劑為促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑NOBS和促進(jìn)劑DM中的一種或多種。所述防老劑 為第一防老劑和石蠟，所述第一防老劑為防老劑甲和/或防老丁。
[0028] 按照本發(fā)明，采用的原料的重量份優(yōu)選為：順丁橡膠BR9000 55~70重量份，天然 橡膠25?30重量份，氯丁橡膠25?30重量份，碳黑35?50重量份，三氧化二銻12?15重量份， 氯化石蠟6~10重量份，聚磷酸銨9~15重量份，阻燃軟化劑6~10重量份，硫化劑2~2. 6重量 份，硫化促進(jìn)劑1. 3~2重量份，氧化鋅:T6重量份，氧化鎂1~2重量份，硬脂酸1~2重量份， 防老劑1. 5~3重量份。
[0029] 相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種上述耐寒阻燃覆蓋層的制備方法，包括以下步驟：步驟