一种PVG输送带覆盖胶和一种PVG输送带的制作方法

一种pvg输送带覆盖胶和一种pvg输送带
技术领域
1.本发明涉及输送带技术领域，尤其涉及一种pvg输送带覆盖胶和一种pvg输送带。


背景技术：

2.使用输送带运输散装物料时，一般都使用滚筒进行驱动。正常情况下输送带的速度与滚筒表面的线速度是相同的，相互之间不会摩擦生热。但在一些特殊条件下，例如输送带卡带或者带负荷启动时，输送带的运行速度会小于滚筒表面的线速度，输送带与滚筒之间就会发生相对移动，摩擦而产生热量，对安全产生潜在的影响。
3.阻燃pvg输送带主要运用于煤矿井下，对安全性能要求非常苛刻，mt/t 914-2019标准对滚筒摩擦性能的要求是：阻燃带经滚筒摩擦试验时，其任何部位不得发生有焰燃烧和无焰燃烧现象，滚筒表面温度不得大于325℃。阻燃pvg输送带覆盖胶配方设计时，一般是加入大量阻燃剂及少量润滑剂，使覆盖胶在滚筒摩擦温度没有达到325℃之前被磨断。输送带级别在1400s以下、覆盖胶厚度在2mm以内的情况下，覆盖胶一般在10min之内就能磨断，滚筒摩擦温度不超过260℃。
4.随着现代化大型矿井的发展，输送带每小时运煤量越来越多，对输送带的级别要求越来越高，覆盖胶厚度也越来越厚。覆盖胶越厚散热越难，厚度大于3mm时，橡胶大分子材料在高温及阻燃剂作用下，易脱水成碳，当成碳速度大于覆盖胶的磨损速度，覆盖胶表面形成一层稳定、坚固、润滑的碳层，滚筒在输送带表面打滑无法磨断带体。输送带是热的不良导体，当摩擦所产生的热量大于系统散热时，滚筒摩擦温度会慢慢升高，长时间持续摩擦条件下，存在摩擦温度超过325℃的潜在风险。鉴于上述说明，传统的覆盖胶配方已不能满足行业发展需求，需要设计一种低成碳、高导热阻燃配方，使厚度在3mm以上的覆盖胶能快速磨断，解决高强度、厚盖胶pvg输送带滚筒摩擦温度易超标的行业难题。


技术实现要素：

5.本发明解决的技术问题在于提供一种pvg输送带覆盖胶，其具有低成碳、高导热及阻燃性，使厚度在3mm以上的覆盖胶能快速磨断，解决高强度、厚盖胶pvg输送带滚筒摩擦温度易超标的问题。
6.有鉴于此，本技术提供了一种pvg输送带覆盖胶，包括：
[0007][0008]
优选的，所述增塑剂包括主增塑剂和辅助增塑剂，所述主增塑剂的含量为10～30重量份，所述辅助增塑剂的含量为5～15重量份。
[0009]
优选的，所述主增塑剂选自邻苯二甲酯二辛酸，所述辅助增塑剂选自52#氯化石蜡。
[0010]
优选的，所述防老剂包括1～3重量份的防老剂4010na、1～3重量份的微晶石蜡和1～3重量份的钙锌稳定剂。
[0011]
优选的，所述硫化剂选自硫磺，所述活化剂选自硬脂酸，所述促进剂选自促进剂cz。
[0012]
优选的，所述丁腈橡胶的含量为45～60重量份，所述pvc树脂的含量为50～65重量份，所述氧化镁的含量为6～8重量份。
[0013]
优选的，所述三氧化二锑的含量为5～8重量份，所述70#氯化石蜡的含量为30～35重量份，所述氢氧化铝的含量为15～30重量份，氯化聚乙烯的含量为3～8重量份。
[0014]
本技术还提供了所述的覆盖胶的制备方法，包括以下步骤：
[0015]
按照配比将丁腈橡胶、pvc树脂、纳米氧化锌、氧化镁、三氧化二锑、70#氯化石蜡、氢氧化铝、硼酸锌、氯化聚乙烯、硫化剂、活化剂和防老剂进行第一次混炼，得到混炼胶；
[0016]
在所述混炼胶中加入补强剂和增塑剂，第一次排胶，得到一段胶；
[0017]
将所述一段胶静置后再加入促进剂，混炼，第二次排胶后得到覆盖胶。
[0018]
优选的，所述第一次排胶的温度为110～130℃，所述第二次排胶的温度为100～110℃。
[0019]
本技术还提供了一种pvg输送带，由经线、纬线、糊料和覆盖胶组成，其特征在于，所述覆盖胶为所述的覆盖胶或所述的制备方法所制备的覆盖胶。
[0020]
本技术提供了一种pvg输送带覆盖胶，其采用丁腈橡胶与pvc树脂进行橡塑共混改性，丁腈橡胶为输送带提供较好的弹性和耐磨性能，提高输送带的使用寿命，pvc树脂在滚筒摩擦过程中，160℃以上时开始发生融化，有利于覆盖胶的快速磨损，使磨损速度大于成碳速度，避免形成稳定、坚固、润滑的碳层，解决高强度、厚盖胶pvg输送带滚筒摩擦温度易超标的行业难题；纳米氧化锌作为主导热剂，其导热系数约为丁腈橡胶的20倍，提高带体的散热速度，避免温度在摩擦点集中快速升高，延缓滚筒摩擦温度的上升速度，解决滚筒摩擦试验在1小时内温度可能超过325℃的潜在风险，氧化镁作为辅助导热剂，通过并用降低导热剂对覆盖胶物理性能的不利影响，保证覆盖胶的拉伸强度不小于14mpa。因此，本发明通过丁腈橡胶与pvc树脂为覆盖胶主体胶料，使覆盖胶磨损速度快于成碳速度，避免形成稳定、坚固、润滑的碳层；以氧化锌、氧化镁作为导热材料，提高带体的散热速度，避免温度在摩擦点集中快速升高，延缓滚筒摩擦温度的上升速度；并通过其他添加剂的配合，得到pvg输送带覆盖胶具有低成碳、高导热及阻燃性，使厚度在3mm以上的覆盖胶能快速磨断，解决高强度、厚盖胶pvg输送带滚筒摩擦温度易超标的问题。
附图说明
[0021]
图1为本发明提供的pvg输送带剖面图。
具体实施方式
[0022]
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0023]
鉴于现有技术中pvg输送带覆盖胶成碳、摩擦和导热不能兼顾的问题，本技术提供了一种pvg输送带覆盖胶，其通过设计丁腈橡胶和pvc树脂进行橡塑共混作为覆盖胶主体胶料，使覆盖胶磨损速度快于成碳速度，避免形成稳定、坚固、润滑的碳层；同时以氧化锌和氧化镁作为导热材料，提高了输送带的散热速度，避免温度在摩擦点集中快速升温，延缓了滚筒摩擦温度的上升速度。具体的，本发明实施例公开了一种pvg输送带覆盖胶，包括：
[0024][0025][0026]
在本技术提供的pvg输送带覆盖胶中，采用丁腈橡胶与pvc树脂作为主体胶料；其中，丁腈橡胶为输送带提供较好的弹性和耐磨性能，提高输送带的使用寿命，优选采用3305型丁腈橡胶，具有较高的工艺性能；pvc树脂在滚筒摩擦过程中，160℃以上时开始发生融化，有利于覆盖胶的快速磨损，使磨损速度大于成碳速度，避免形成稳定、坚固、润滑的碳层，pvc树脂优选采用cpm-31树脂。所述丁腈橡胶的含量为40～70重量份，具体的，所述丁腈橡胶的含量为45～60重量份。所述pvc树脂的含量为40～70重量份，具体的，所述pvc树脂的含量为45～60重量份。
[0027]
在本技术中，导热体系由主导热剂和辅助导热剂组成；其中，纳米氧化锌作为主导热剂，其导热系数约为丁腈橡胶的20倍，提高带体的散热速度，避免温度在摩擦点集中快速升高，延缓滚筒摩擦温度的上升速度，解决滚筒摩擦试验在1小时内温度可能超过325℃的潜在风险；氧化镁作为辅助导热剂，通过并用可降低导热剂对覆盖胶物理性能的影响，保证覆盖胶的拉伸强度不小于14mpa。所述纳米氧化锌的含量为5～15重量份，具体的，所述纳米氧化锌的含量为8～12重量份。所述氧化镁的含量为5～10重量份，具体的，所述氧化镁的含量为5～8重量份。
[0028]
同样的，本技术的阻燃剂包括主阻燃剂、阻燃协助剂和辅助阻燃剂。其中，采用三氧化二锑和70#氯化石蜡作为主阻燃剂，可有效减小移去酒精喷灯后的有焰燃烧时间；氢氧化铝和硼酸锌作为阻燃协效剂，氢氧化铝受热分解时释放出结晶水，该过程为强吸热反应，吸收大量的热量，可起到冷却聚合物的作用，同时反应产生的水蒸气可以稀释可燃气体，抑制燃烧的蔓延，硼酸锌在高温条件下发生熔融，形成玻璃态包覆体，然后脱水，水的蒸热和其它水汽作用有利于阴燃自熄，可以减小移去酒精喷灯后的无焰燃烧时间；氯化聚乙烯
(cpe)作为辅助阻燃剂，其具体选自135b氯化聚乙烯，以解决因pvc的大量加入造成的混炼胶强度太低问题，提高炼胶过程中的工艺性能。所述三氧化二锑的含量为3～10重量份，在具体实施例中，所述三氧化二锑的含量为5～8重量份；所述70#氯化石蜡的含量为20～40重量份，具体的，所述70#氯化石蜡的含量为30～35重量份；所述氢氧化铝的含量为10～40重量份，具体的，所述氢氧化铝的含量为15～30重量份；所述氯化聚乙烯的含量为2～10重量份，具体的，所述氯化聚乙烯的含量为3～8重量份。
[0029]
在本技术中，所述增塑剂包括主增塑剂和辅助增塑剂，选用邻苯二甲酯二辛酸(dop)作为主要增塑剂，对pvc树脂具有良好的增塑作用，有效降低硫化胶的硬度，提高耐寒性能；选用52#氯化石蜡作为辅助增塑剂，兼具阻燃作用。所述dop的含量为10～30重量份，具体的，所述dop的含量为15～25重量份；所述52#氯化石蜡的含量为5～15重量份，具体的，所述52#氯化石蜡的含量为8～12重量份。
[0030]
本技术中，硫化剂优选采用硫磺，促进剂优选采用焦烧时间较长的次磺酰胺类cz，增加覆盖胶的焦烧时间，利于成型过程中夹带在覆盖胶与带胚之间空气的排出，活化剂优选采用硬脂酸。所述硫化剂的含量为0.5～2重量份，具体的，所述硫化剂的含量为1.0～1.5重量份；所述促进剂的含量为0.5～2重量份，具体的，所述促进剂的含量为0.8～1.5重量份。
[0031]
本技术对于补强填充体系的选择，需要避免易成碳及强酸性材料的使用，本发明优选选用n115炭黑或n220炭黑作为补强填充体系，保证物理强度的基础上，尽可能减少炭黑的使用份数。所述补强剂的含量为20～30重量份，具体的，所述补强剂的含量为22～27重量份。
[0032]
防老体系本技术采用了主防老剂和辅助防老剂。其中，主防老剂选用4010na与微晶石蜡并用，4010na具有优异的抗热氧老化、抗臭氧老化和抗屈挠龟裂性能；微晶石蜡可以在覆盖胶表面形成一层保护膜，隔绝空气中的氧和臭氧的侵蚀；辅助防老剂选用钙锌稳定剂，防止pvc树脂在加工和使用过程中分解，保证加工和使用过程正常进行。所述防老剂4010na的含量为1～3重量份，所述微晶石蜡的含量为1～3重量份，所述钙锌稳定剂的含量为1～3重量份。
[0033]
在本技术提供的pvg输送带覆盖胶中，成碳(主体胶)和导热(导热体系)协同作用，成碳的条件需要有碳源(主体胶提供)、酸源(阻燃体系提供)和高温(滚筒摩擦提供)，碳源由主体胶料丁腈橡胶和pvc树脂提供，高温通过滚筒摩擦提供；加入导热剂后，散热能力变强，温度升高速度变慢，成碳速度变慢，这样的条件下，滚筒摩擦过程中会将样品表面的材料不断的磨掉，样品表面不能形成坚固、稳定、润滑的碳层，样品就可以顺利磨断，滚筒摩擦的温度也就不会超标；由此主体胶料和导热剂实现了协同增效。进一步的，碳源的提供者丁腈橡胶和pvc树脂也有协作关系，丁腈橡胶可以硫化形成交联网络，是一种热固性材料，pvc树脂是塑料，无法被硫化，高温下流动性增加。所以丁腈橡胶的含量越高越容易成碳，pvc树脂的含量越高越不容易成碳。
[0034]
阻燃体系一般主要有两种类别，一种氯系与锑系并用实现阻燃(隔绝氧气、降温两种路径)，还有一种高温条件下可以生成酸性材料的物质(硼酸锌)，酸可以对碳基材料进行脱水，有利于成碳，不利于滚筒的磨断。但是生成的水有利于无焰燃烧时间的减少(不添加的无焰燃烧时间容易超标)，所以要控制阻燃剂的量。
[0035]
增塑体系要避免选用磷酸酯类，因为磷酸酯可以脱水成碳，有利于成碳不利于滚筒磨断，选用含氯的52#氯化石蜡既可以阻燃又可以增塑。
[0036]
本技术还提供了覆盖胶的制备方法，包括以下步骤：
[0037]
按照配比将丁腈橡胶、pvc树脂、纳米氧化锌、氧化镁、三氧化二锑、70#氯化石蜡、氢氧化铝、硼酸锌、氯化聚乙烯、硫化剂、活化剂和防老剂进行第一次混炼，得到混炼胶；
[0038]
在所述混炼胶中加入补强剂和增塑剂，第一次排胶，得到一段胶；
[0039]
将所述一段胶静置后再加入促进剂，混炼，第二次排胶后得到覆盖胶。
[0040]
更具体的，所述覆盖胶的制备方法具体为：
[0041]
密炼机转速设定为20～40r/min，将丁腈橡胶、pvc树脂、纳米氧化锌、氧化镁、三氧化二锑、70#氯化石蜡、氢氧化铝、硼酸锌、氯化聚乙烯、硫磺、硬脂酸、防老剂4010na、微晶石蜡、钙锌稳定剂投入密炼机混炼30～90s，然后加入炭黑、52#氯化石蜡、dop，温控110～130℃排胶，制成一段胶；一段胶停放8h后，投入密炼机加入促进剂cz，混炼到100～110℃温控排胶，停放8h后即得到覆盖胶。
[0042]
本技术还提供了一种pvg输送带，由经线、纬线、糊料和覆盖胶组成，具体如图1所示，所述覆盖胶为上述方案所述的覆盖胶。
[0043]
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的pvg输送带覆盖胶进行具体说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0044]
实施例1
[0045]
一种低成碳高导热阻燃pvg输送带覆盖胶配方由以下重量份的成分组成：丁腈橡胶60，pvc树脂40，纳米氧化锌15，氧化镁5，三氧化二锑5，70#氯化石蜡35，氢氧化铝15，硼酸锌5，氯化聚乙烯2，硫磺1，硬脂酸1，防老剂4010na 1.5，微晶石蜡1，钙锌稳定剂1，炭黑22，52#氯化石蜡5，dop 20，促进剂cz 1；
[0046]
将丁腈橡胶、pvc树脂、纳米氧化锌、氧化镁、三氧化二锑、70#氯化石蜡、氢氧化铝、硼酸锌、氯化聚乙烯、硫磺、硬脂酸、防老剂4010na、微晶石蜡、钙锌稳定剂投入密炼机混炼60s，然后加入炭黑、52#氯化石蜡、dop，温控125℃排胶，制成一段胶；一段胶停放8小时后，投入密炼机加入促进剂cz，混炼到100℃温控排胶，停放8小时后进入下道工序。
[0047]
实施例1制备出的输送带覆盖胶性能指标如表1所示(输送带级别2000s，覆盖胶厚度3.5mm 3.5mm)：
[0048]
表1实施例1制备的覆盖胶性能数据表
[0049]
检测项目单位mt/t914-2019指标要求试验结果拉伸强度mpa≥10.016.6拉断伸长率％≥350490磨耗量mm3≤200153滚筒摩擦性能℃≤325286
[0050]
由表1可知，实施例1配方拥有较好的物理及导热性能，适用于覆盖胶厚度为3～4mm的pvg输送带，可以保证滚筒摩擦试验，覆盖胶在12分钟以内磨断。
[0051]
制备出的输送带样品滚筒摩擦性能指标如下(输送带级别2000s，覆盖胶厚度3.5mm 3.5mm)：
[0052]
表2实施例1制备的覆盖胶滚筒摩擦性能数据表
[0053]
检测项目单位mt/t914-2019指标要求试验结果滚筒摩擦最高温度℃≤325286磨断时间min≤6010
[0054]
由表2可知，采用导热体系的条件下，输送带级别2000s(覆盖胶厚度3.5mm 3.5mm)的样品能够快速磨断，滚筒摩擦最高温度距离标准要求的最高温度还有一定富余。
[0055]
实施例2
[0056]
一种低成碳高导热阻燃pvg输送带覆盖胶配方由以下重量份的成分组成：丁腈橡胶50，pvc树脂50，纳米氧化锌10，氧化镁5，三氧化二锑3，70#氯化石蜡30，氢氧化铝20，硼酸锌5，氯化聚乙烯3，硫磺0.8，硬脂酸1，防老剂4010na 1.5，微晶石蜡1，钙锌稳定剂2，炭黑22，52#氯化石蜡10，dop 20，促进剂cz 0.7。
[0057]
将丁腈橡胶、pvc树脂、纳米氧化锌、氧化镁、三氧化二锑、70#氯化石蜡、氢氧化铝、硼酸锌、氯化聚乙烯、硫磺、硬脂酸、防老剂4010na、微晶石蜡、钙锌稳定剂投入密炼机混炼50s，然后加入炭黑、52#氯化石蜡、dop，温控120℃排胶，制成一段胶；一段胶停放8小时后，投入密炼机加入促进剂cz，混炼到100℃温控排胶，停放8小时后进入下道工序。
[0058]
实施例2制备出的输送带覆盖胶性能指标如表3所示(输送带级别2000s，覆盖胶厚度4.5mm 4.5mm)：
[0059]
表3实施例2制备的覆盖胶性能数据表
[0060]
检测项目单位mt/t914-2019指标要求试验结果拉伸强度mpa≥10.015.1拉断伸长率％≥350498磨耗量mm3≤200166滚筒摩擦性能℃≤325272
[0061]
由表3可知，实施例2配方拥有较低的成碳性及适中的物理性能，适用于覆盖胶厚度为4～5mm的pvg输送带，可以保证滚筒摩擦试验，覆盖胶在8分钟以内磨断。
[0062]
实施例3
[0063]
一种低成碳高导热阻燃pvg输送带覆盖胶配方由以下重量份的成分组成：丁腈橡胶45，pvc树脂55，纳米氧化锌8，氧化镁5，三氧化二锑3，70#氯化石蜡30，氢氧化铝20，硼酸锌5，氯化聚乙烯5，硫磺0.8，硬脂酸1，防老剂4010na 1.5，微晶石蜡1，钙锌稳定剂2.5，炭黑22，52#氯化石蜡5，dop 23，促进剂cz 0.7。
[0064]
将丁腈橡胶、pvc树脂、纳米氧化锌、氧化镁、三氧化二锑、70#氯化石蜡、氢氧化铝、硼酸锌、氯化聚乙烯、硫磺、硬脂酸、防老剂4010na、微晶石蜡、钙锌稳定剂投入密炼机混炼40s，然后加入炭黑、52#氯化石蜡、dop，温控115℃排胶，制成一段胶；一段胶停放8小时后，投入密炼机加入促进剂cz，混炼到100℃温控排胶，停放8小时后进入下道工序。
[0065]
实施例3制备出的输送带覆盖胶性能指标如表4所示(输送带级别2000s，覆盖胶厚度5.5mm 5.5mm)：
[0066]
表4实施例3制备的覆盖胶性能数据表
[0067]
检测项目单位mt/t914-2019指标要求试验结果拉伸强度mpa≥10.014.3
拉断伸长率％≥350482磨耗量mm3≤200185滚筒摩擦性能℃≤325262
[0068]
由表4可知，实施例3配方拥有较低的成碳性能及较高的导热性能，适用于覆盖胶厚度为5～6mm的pvg输送带，可以保证滚筒摩擦试验，覆盖胶在5分钟以内磨断。
[0069]
对比例1
[0070]
与实施例1相同，区别在于：导热体系为0时，即氧化锌为0，氧化镁为0。制备出的输送带样品滚筒摩擦性能指标如表5所示(输送带级别2000s，覆盖胶厚度3.5mm 3.5mm)：
[0071]
表5对比例1制备的覆盖胶滚筒摩擦性能数据表
[0072]
检测项目单位mt/t914-2019指标要求试验结果滚筒摩擦最高温度℃≤325356磨断时间min≤60磨不断
[0073]
由表5可知，缺乏导热体系的条件下，输送带级别2000s(覆盖胶厚度3.5mm 3.5mm)的样品不能磨断而且滚筒摩擦温度超标，不能满足标准要求。
[0074]
对比例2
[0075]
与实施例1相同，区别在于：导热体系缺失氧化锌时，即氧化锌为0，氧化镁为5。制备出的输送带样品滚筒摩擦性能指标如表6所示(输送带级别2000s，覆盖胶厚度3.5mm 3.5mm)：
[0076]
表6对比例2制备的覆盖胶滚筒摩擦性能数据表
[0077][0078][0079]
由表6可知，缺乏导热剂氧化锌的条件下，输送带级别2000s(覆盖胶厚度3.5mm 3.5mm)的样品较难磨断，滚筒摩擦最高温度也接近超标，富余系数不多。
[0080]
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
[0081]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。