一种无锑高耐磨阻燃输送带及其制备方法与流程

本发明涉及橡胶输送带，具体的，涉及一种无锑高耐磨阻燃输送带及其制备方法。

背景技术：

1、输送带已成为我国继轮胎之后的第二大橡胶工业制品。输送带的快速发展，主要是因为能使运输生产实现连续化、高效化，在技术与经济效益上有很大的意义。与其他运输形式相比，橡胶输送运输具有操作安全、使用简单、维修方便、节省人力物力和运费低廉等优点，故近几十年来，在工业、农业和交通运输业等方面已逐步得到广泛应用。

2、输送带主要由芯胶层、骨架材料和覆盖胶层组成。覆盖胶层是骨架材料的保护层，在工作时防止骨架材料受到运输物料的直接冲击、磨损和腐蚀等，以提高输送带的使用寿命，因此，为了满足运送物料的需求，覆盖层材料需要有较好的力学性能、耐磨性能，对于煤矿、化工、电力等领域，需要输送煤炭、矿石、粉状物质等，特别是在煤矿和化工领域，输送带的阻燃性能也是必不可少的，可以有效地提高生产效率和安全性。

3、丁腈橡胶是由丙烯腈单体及丁二烯单体采用乳液聚合的方法聚合而成的橡胶。分子链上带有的极性腈基基团，赋予其耐油、耐苯和烃类溶剂及耐热老化、耐磨性等优异性能，使用温度范围较宽，但是未经阻燃处理的丁腈橡胶通常容易燃烧，燃烧过程中释放出大量的热，并分解出可燃性物质，直至烧尽剩下残渣，阻燃性差，同时由于丁腈橡胶自粘性和互粘性都不是很理想，覆盖胶在成型工艺中要贴在带芯上，粘性不好成型工序将产生困难。

技术实现思路

1、本发明提出一种无锑高耐磨阻燃输送带及其制备方法，解决了相关技术中丁腈橡胶输送带阻燃性差，覆胶层和骨架层互粘性差以及使用含锑阻燃剂不环保的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明提出一种无锑高耐磨阻燃输送带，包括覆胶层和骨架层，所述覆胶层和骨架层利用环氧树脂粘结剂进行粘结；所述覆胶层原料包括以下重量份的组分：丁腈橡胶100份、复合阻燃剂10~20份、填料10~20份、硫磺2~4份、硬脂酸1~2份、氧化锌1~2份、防老剂1~2份；所述复合阻燃剂由氢氧化镁、硼酸盐和磷酸酯组成；所述骨架层原料为芳纶纤维布。

4、作为进一步的技术方案，所述氢氧化镁和硼酸盐与磷酸酯的质量比为2:1:1~3。

5、作为进一步的技术方案，所述复合阻燃剂为硅烷偶联剂包覆改性复合阻燃剂；

6、优选地，所述硅烷偶联剂与复合阻燃剂的质量比为1:20。

7、作为进一步的技术方案，所述硅烷偶联剂包覆改性复合阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：将复合阻燃剂和硅烷偶联剂进行球磨，干燥后得到硅烷偶联剂包覆改性复合阻燃剂。

8、作为进一步的技术方案，所述球磨时间为20~30min，球磨转速为300~500r/min。

9、作为进一步的技术方案，所述复合阻燃剂为聚丙烯酸酯包覆改性复合阻燃剂；所述聚丙烯酸酯包括以下重量份的原料：丙烯酸1~2份、丙烯酸异辛酯0.5~1份、2-甲基丙烯酸乙酯1~2份、引发剂0.01~0.03份、乳化剂2~3份、水10~20份。

10、作为进一步的技术方案，所述聚丙烯酸酯包覆改性复合阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：

11、s1、将丙烯酸、丙烯酸异辛酯、2-甲基丙烯酸乙酯、引发剂、乳化剂和水进行混合，在60～80℃条件下反应1~3h，得到聚丙烯酸酯乳液；

12、s2、将硅烷偶联剂包覆改性复合阻燃剂加入到聚丙烯酸酯乳液中进行搅拌30~50min，经喷雾干燥，得到聚丙烯酸酯包覆改性复合阻燃剂。

13、作为进一步的技术方案，硅烷偶联剂包覆改性复合阻燃剂与聚丙烯酸酯乳液的质量体积比为1g:10ml。

14、作为进一步的技术方案，所述硼酸盐为偏硼酸钠、偏硼酸铵、五硼酸铵和硼酸锌中的一种；所述防老剂为防老剂1010、防老剂4020和防老剂246中的一种；所述填料由质量比为4:1的炭黑和二硫化钼组成；所述磷酸酯为磷酸三丁酯和磷酸三苯酯中的一种；所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵和过氧化氢中的一种；所述乳化剂为阴离子表面活性剂。

15、本发明还提出了一种无锑高耐磨阻燃输送带的制备方法，包括以下步骤：

16、a1、先将丁腈橡胶进行混炼，再依次加入硬脂酸、氧化锌、防老剂、填料和复合阻燃剂进行混炼，最后加入硫磺继续混炼，薄通，出片，得到混炼胶；

17、a2、骨架层浸渍于环氧树脂粘合剂中，得到浸胶骨架层；

18、a3、在浸胶骨架层上下压延贴合混炼胶，经硫化后，得到无锑高耐磨阻燃输送带。

19、作为进一步的技术方案，所述a2中浸渍次数为1~3次；所述a3中压延温度为60~80℃，硫化温度为150~160℃。

20、本发明的工作原理及有益效果为：

21、1、本发明中，采用丁腈橡胶作为覆胶层，芳纶纤维布作为骨架层，利用氢氧化镁、硼酸盐和磷酸酯作为覆胶层的阻燃剂，具有协同阻燃的效果，配合填料等组分，制得的覆胶层不仅阻燃性能优异而且具有高耐磨的特性，再采用环氧树脂粘结剂将覆胶层和骨架层进行粘结，制得的无锑高耐磨阻燃输送带不仅覆胶层和骨架层互粘性强，还具有无锑高耐磨阻燃的特性。

22、2、本发明中，通过调控不含锑的复合阻燃剂中氢氧化镁、硼酸盐和磷酸酯的质量比，实现了协同阻燃，完全可以达到和优于添加含锑阻燃剂的阻燃效果，进一步提高了无锑高耐磨阻燃输送带的阻燃性，还提高了输送带的耐磨性。

23、3、本发明中，对复合阻燃剂表面进行了硅烷偶联剂包覆后，又加入到聚丙烯酸酯乳液进行了再次包覆，加入到丁腈橡胶覆胶层中，使得复合阻燃剂与丁腈橡胶的相容性大大提升，配合炭黑和二硫化钼填料，显著提高了无锑高耐磨阻燃输送带的耐磨性和阻燃性。

技术特征：

1.一种无锑高耐磨阻燃输送带，其特征在于，包括覆胶层和骨架层，所述覆胶层和骨架层利用环氧树脂粘结剂进行粘结；所述覆胶层原料包括以下重量份的组分：丁腈橡胶100份、复合阻燃剂10~20份、填料10~20份、硫磺2~4份、硬脂酸1~2份、氧化锌1~2份、防老剂1~2份；所述复合阻燃剂由氢氧化镁、硼酸盐和磷酸酯组成；所述骨架层原料为芳纶纤维布。

2.根据权利要求1所述的一种无锑高耐磨阻燃输送带，其特征在于，所述氢氧化镁和硼酸盐与磷酸酯的质量比为2:1:1~3。

3.根据权利要求1所述的一种无锑高耐磨阻燃输送带，其特征在于，所述复合阻燃剂为硅烷偶联剂包覆改性复合阻燃剂；

4.根据权利要求3所述的一种无锑高耐磨阻燃输送带，其特征在于，所述硅烷偶联剂包覆改性复合阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：将复合阻燃剂和硅烷偶联剂进行球磨，干燥后得到硅烷偶联剂包覆改性复合阻燃剂。

5.根据权利要求4所述的一种无锑高耐磨阻燃输送带，其特征在于，所述球磨时间为20~30min，球磨转速为300~500r/min。

6.根据权利要求3所述的一种无锑高耐磨阻燃输送带，其特征在于，所述复合阻燃剂为聚丙烯酸酯包覆改性复合阻燃剂；所述聚丙烯酸酯包括以下重量份的原料：丙烯酸1~2份、丙烯酸异辛酯0.5~1份、2-甲基丙烯酸乙酯1~2份、引发剂0.01~0.03份、乳化剂2~3份、水10~20份。

7.根据权利要求6所述的一种无锑高耐磨阻燃输送带，其特征在于，所述聚丙烯酸酯包覆改性复合阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种无锑高耐磨阻燃输送带，其特征在于，所述硼酸盐为偏硼酸钠、偏硼酸铵、五硼酸铵和硼酸锌中的一种；所述防老剂为防老剂1010、防老剂4020和防老剂246中的一种；所述填料由质量比为4:1的炭黑和二硫化钼组成；所述磷酸酯为磷酸三丁酯和磷酸三苯酯中的一种；所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵和过氧化氢中的一种；所述乳化剂为阴离子表面活性剂。

9.根据权利要求1~8任意一项所述的一种无锑高耐磨阻燃输送带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种无锑高耐磨阻燃输送带的制备方法，其特征在于，所述a2中浸渍次数为1~3次；所述a3中压延温度为60~80℃，硫化温度为150~160℃。

技术总结
本发明涉及橡胶输送带技术领域，提出了一种无锑高耐磨阻燃输送带及其制备方法，包括覆胶层和骨架层，覆胶层和骨架层利用环氧树脂粘结剂进行粘结；覆胶层原料包括以下重量份的组分：丁腈橡胶100份、复合阻燃剂10~20份、填料10~20份、硫磺2~4份、硬脂酸1~2份、氧化锌1~2份、防老剂1~2份；复合阻燃剂由氢氧化镁、硼酸盐和磷酸酯组成；骨架层原料为芳纶纤维布。通过上述技术方案，解决了现有技术中的丁腈橡胶输送带阻燃性差，覆胶层和骨架层互粘性差以及使用含锑阻燃剂不环保的问题。

技术研发人员：李佳泽,李佳繁,张腾达,王培,杜占虎
受保护的技术使用者：河北九洲橡胶科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15