[发明专利]一种高强度叠层阻燃输送带覆盖层橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度叠层阻燃输送带覆盖层橡胶及其制备方法，兼具高的阻燃性能和力学强度，可用于阻燃输送带覆盖层橡胶。

背景技术

输送带是地面运输物料以及煤矿井下输送煤炭的主要工具。由于传统的橡胶输送带是易燃物，遇到火灾以及强烈热辐射时输送带的材料结构强度急剧下降，构件坍塌，输送带屡屡造成重大的火灾事故，不能满足阻燃的要求，因此，输送带材料必须具有阻燃性能[特种橡胶制品，2007，28(5)：47-52]。

经过多年的研究开发，世界各国形成了阻燃输送带的品种、规格多样化的局面。目前阻燃输送带的覆盖层橡胶材料的大致分为两类：第一类是以聚氯乙烯或者橡胶与聚氯乙烯共混料为基体的PVC、PVG阻燃输送带覆盖层橡胶；第二种以氯丁橡胶(CR)为基体的氯丁橡胶阻燃输送带覆盖层橡胶。CN200710130717.8号专利公开了一种矿用阻燃输送带覆盖胶专用料及其制作方法，采用的基体材料为聚氯乙烯树脂以及粉末丁腈橡胶的共混物，增强填料为炭黑，阻燃体系是含卤体系，覆盖胶的拉伸强度达到15MPa左右，酒精喷灯实验具有覆盖层的有焰以及无焰燃烧时间平均值为3s左右，剥去覆盖层的有焰以及无焰燃烧时间平均值为3s左右。CN200910030266.X号专利公开了一种煤矿井下用阻燃帆布叠层芯输送带的表面覆盖胶及其制作方法，该阻燃橡胶材料为炭黑增强的聚氯乙烯树脂以及粉末丁腈橡胶的共混物，采用的阻燃体系为氯化石蜡、聚磷酸铵、有机溴系阻燃剂、硼酸锌以及三氧化二锑。覆盖胶的力学拉伸强度达到15MPa左右，酒精喷灯实验具有覆盖层的有焰以及无焰燃烧时间以及剥去覆盖层的有焰以及无焰燃烧时间均为3s左右。CN200410036243.7号专利公开了一种阻燃输送带覆盖层橡胶材料，所述阻燃覆盖层橡胶材料，采用橡胶基体材料为氯丁橡胶，阻燃剂为三氧化二锑以及三芳基磷酸酯的共混物，同时采用炭黑增强橡胶基体材料。其阻燃性能与力学性能达到一定的平衡，覆盖胶的拉伸强度未达到15MPa以上，酒精喷灯实验具有覆盖层的有焰以及无焰燃烧时间平均值为3s左右，剥去覆盖层的有焰以及无焰燃烧时间平均值为3s左右。

虽然上述阻燃橡胶材料都具有较为适中的力学性能及阻燃性能，特别是阻燃性能优异，但是也存在一些问题：聚氯乙烯为塑料制品，虽然常采用聚氯乙烯与丁腈橡胶共混物为覆盖层橡胶材料，但是其韧性和柔软性仍不及橡胶材料，输送带易打滑、跑偏，屈挠性也差；采用氯丁橡胶为覆盖层橡胶材料，加工性能较差，易黏辊，易焦烧，加工过程中工艺控制困难；传统的以上两种覆盖层橡胶材料在满足阻燃性能的同时，其力学性能较低，均仅能达到15MPa左右，不能在满足阻燃性能的同时达到较高的力学性能。同时，以上两种覆盖层橡胶增强填料均为传统的炭黑填料，成本也较高。

其他不含卤素的橡胶，如通常使用的丁苯橡胶、天然橡胶、聚丁二烯橡胶等，要达到优异的阻燃性能，需要填充大量的阻燃剂，很难兼顾高的力学强度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种高强度叠层阻燃输送带表面覆盖层橡胶及其制备方法，其采用丁苯橡胶，天然橡胶或者顺丁橡胶并用作为基体，填充一定用量的阻燃剂，达到优良的阻燃效果，同时填充一定用量的炭黑以及改性二氧化硅填料，大幅提高力学性能，可以同时达到增强和阻燃的双重效果，最终达到高的力学强度以及优良阻燃性能的平衡。

本发明的技术方案：一种高强度叠层阻燃输送带覆盖层橡胶，先取基体橡胶在双辊开炼机中塑炼，然后依次加入硬脂酸、防老剂、阻燃剂、金属氧化物、补强剂、硫化促进剂和硫化剂，在开炼机中混合均匀得到覆盖层胶，然后将覆盖层胶在成型硫化板上硫化即得产品高强度叠层阻燃输送带覆盖层橡胶复合材料；

具体组分如下：基体橡胶100份，阻燃剂10-50份，补强剂10-80份，金属氧化物3-20份，硬脂酸0.5-5份，防老剂0.5-10份，硫化剂1-3份，硫化促进剂1-5份。

一种高强度叠层阻燃输送带覆盖层橡胶的制备方法，步骤为：

(1)初步塑炼：在双辊开炼机上加入100份基体橡胶，塑炼2-4min。

(2)覆盖层胶的制备：在步骤(1)中所得胶体中依次加入0.5-5份硬脂酸，0.5-10份防老剂，10-50份阻燃剂，3-20份金属氧化物，10-80份补强剂，1-5份硫化促进剂和1-3份硫化剂，在开炼机上混合均匀即得到覆盖层胶，

(3)硫化：将步骤(2)所得覆盖层胶在成型硫化板上140-160℃硫化40-50min，即得到产品高强度叠层阻燃输送带。