礦用鋼絲繩芯輸送帶覆蓋膠阻燃性能的研究
煤礦用鋼絲繩芯阻燃輸送帶（簡(jiǎn)稱“阻燃帶”）要求符合《煤礦用鋼絲繩芯阻燃輸送帶》（MT668-2019）標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)前輸送帶覆蓋膠在生產(chǎn)過(guò)程中主要是以CR（氯丁橡膠）為主體膠料，加配一定量的阻燃劑進(jìn)行生產(chǎn)。從生產(chǎn)過(guò)程可知，CR膠料工藝性能較差，加上易焦燒，產(chǎn)品的生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性都存在問(wèn)題。針對(duì)這一情況，開發(fā)了以SBR/BR（丁苯橡膠/丁二烯橡膠）為主體的膠料，調(diào)整相應(yīng)的配方和工藝1]，研制了一種新型阻燃性能優(yōu)異的礦用阻燃帶覆蓋膠新配方。
1試驗(yàn)
1.1主要原材料
SBR1502（丁苯橡膠）、BR9000（丁二烯橡膠）、炭黑N220、氯化石蠟70°、Sb，O、ZnHBO3、TCEP
（磷酸三氯乙酯）。
1.2試驗(yàn)儀器與設(shè)備
X（S）M-80×40密煉機(jī)、QLB-400X400X2框式平板硫化機(jī)、GT-7012-A型阿克隆磨耗試驗(yàn)機(jī)、TCS-2000型伺服控制拉力試驗(yàn)機(jī)、K-R914型酒精噴燈燃燒試驗(yàn)機(jī)。
1.3試件的制備
將SBR和BR膠料按一定比例加入到密煉機(jī)中按常規(guī)工藝進(jìn)行混煉，要注意混煉時(shí)膠料以及阻燃劑的加料順序；將混煉膠置于平板硫化機(jī)中進(jìn)行硫化作業(yè)，硫化條件：145℃+45min。
1.4性能測(cè)試
膠料力學(xué)性能和阻燃性能按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。
2結(jié)果與討論
2.1主體膠料對(duì)阻燃性能的影響橡膠是一種含碳有機(jī)高分子聚合物，燃燒性能較好，其燃燒為熱分解、燃燒、持續(xù)燃燒三個(gè)階段。
（1）熱分解階段。當(dāng)橡膠溫度達(dá)到其燃燒點(diǎn)溫度后，有機(jī)大分子的長(zhǎng)鏈就逐漸發(fā)生斷裂，無(wú)明火出現(xiàn)。
（2）燃燒階段。長(zhǎng)鏈?zhǔn)軣釘嗔押蟮漠a(chǎn)物與O，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，釋放光、熱，促進(jìn)低分子量可燃物的生成。
（3）持續(xù)燃燒過(guò)程，光、熱加速有機(jī)大分子長(zhǎng)鏈的斷裂和低分子量可燃物的生成，直至可燃物燃盡為止。
CR、SBR、BR的氧指數(shù)分別為38-41、
21~22、18~19，CR的氧指數(shù)最大，但是其加工缺點(diǎn)較多。試驗(yàn)確定采用SBR/BR并用具有較好的氧指數(shù)，加人阻燃廁后，其磨損性能也較好，可以有效地保障阻燃行覆蓋校的使用壽命。
選擇SBR/BR并用比為；70/20，30/20.
6040.50/50、40/60五種比例。保持配方中其他組分和用量不變的情況下，對(duì)制備的覆蓋獲進(jìn)行酒精噴燈燃燒試驗(yàn)和力學(xué)性能測(cè)試：試驗(yàn)結(jié)果表明；SBR/BR 并用比為6040時(shí)，無(wú)焰燃燒平均值較高。
無(wú)熔燃燒較大，這時(shí)強(qiáng)度較為合適，翻隨性能較好。綜合混煉膠包錢因素，吃粉遮皮快慢因素，確定配方中SBR/BR并用比為60/40。
2.2阻燃體系對(duì)阻燃性能的影響在覆蓋膠的配方中如果加入一定量的圖燃劑。
會(huì)提高其阻燃性能，但是會(huì)降妖其磨耗性能，因此必須確定合適的阻燃體系，在保障困燃性能的基礎(chǔ)上不影響覆蓋膠的其他性能。
覆蓋膠的燃燒主要分為有焰燃燒和無(wú)熔燃燒兩種方式。在覆蓋膠的有焰燃繞過(guò)程中，試驗(yàn)確定Sb，o；內(nèi)系化合物為較好的烈然體系。選擇SbO，用量分別為5份、10份、15份、20份、25份，保持配方中其他組分和用量不變的情況下，對(duì)制備的覆蓋膠進(jìn)行酒精噴燈然燒試驗(yàn)和力學(xué)性能測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果表明；當(dāng)Sh:O，用量從5份增加到25份時(shí)，有熔燃燒時(shí)間表現(xiàn)為減小趨勢(shì)，拉強(qiáng)度表現(xiàn)為減小趨勢(shì)，拉斷伸長(zhǎng)率表現(xiàn)為減小趨勢(shì)，但是無(wú)焰磁燒時(shí)間表現(xiàn)為增加趨勢(shì)。體積賠耗量表現(xiàn)為增加趨勢(shì)。綜合考慮，確定Sb，0，用量為10份。
在覆蓋膠的無(wú)焰燃燒過(guò)程中，試敢確定ZnHBO，具有最佳的阻燃效果。選擇ZnHBO，用量分別為10份，l5份，20份，25份、30份，保持配方中其他組分和用量不變的情況下，對(duì)制備的覆蓋校進(jìn)行消精噴燈燃燒試驗(yàn)和力學(xué)性能測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果表明：有熔燃燒時(shí)間表現(xiàn)為減小趨勢(shì)（減小幅度小）.拉停強(qiáng)度表現(xiàn)為減小趨勢(shì)。拉斷神長(zhǎng)率表現(xiàn)為減小趨勢(shì)，無(wú)焰燃燒時(shí)間表現(xiàn)為減小趨勢(shì)，體積磨耗量表現(xiàn)為增大趨勢(shì)。綜合考慮，確定ZnHBO，用量為20份：
2.3填克體系對(duì)園燃性能的影響SBR+BR兩者都屬于非結(jié)品橡膠，制備成阻燃帶覆蓋膠時(shí)必須填充一定量的補(bǔ)強(qiáng)填料，這樣才能保障其具有較好的力學(xué)性能。在阻燃帶覆蓋獲中一般都會(huì)添加粒徑較組的炭黑提高材料的耐密耗性能，在生產(chǎn)過(guò)程中炭黑易出現(xiàn)分散不均現(xiàn)象，試驗(yàn)確定添加N330可以做為較好的補(bǔ)強(qiáng)填充劑。選擇炭黑用量分別為40份、45份，50份，55份，60份，保持配方中其他組分和用量不變的情況下。對(duì)制備的覆簽?zāi)z進(jìn)行酒精變燈燃燒試驗(yàn)和力學(xué)性能測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著炭黑用量從40份增加到60份的過(guò)程中，覆蓋校有熔燃澆時(shí)間表現(xiàn)為增大趨勢(shì)（始大幅度?。?，控律強(qiáng)度表現(xiàn)為增加趨勢(shì)，拉斷伸長(zhǎng)率表現(xiàn)為減小趨勢(shì)，無(wú)焰燃燒時(shí)間表現(xiàn)為增大芯勢(shì)，體積磨耗量表現(xiàn)為減小趨勢(shì)。綜合考慮，確定炭黑用量為45份。
2.4增望體系對(duì)阻燃性能的影響試驗(yàn)表明，添加被態(tài)增熟劑可以明顯改善混煉校的均勻性，降低無(wú)始燃燒最大值。試驗(yàn)確定在霞蓋膠中添加一定量的TCEP（硫酸三敘乙酯）后，具有較高的困燃效率。由于Sb，0，肉系化合物阻燃體系當(dāng)中具有的70’氯化石蠅也具有增塑作用，因此綜合確定TCEP用量為5份。
3覆蓋膠配方的確定和性能檢測(cè)
3.1根雖酸配方的確定
通過(guò)試驗(yàn)優(yōu)化，確定本次以SBR+BR為主碎胺料的覆蓋放配方如下：SBR/BR 并用比為6040.
SbO向系化合物體系中Sb0，用量為10份，ZnHBO，用量為20份，炭黑用量為45份，TCEP用量為5份。
3.2產(chǎn)品性能
采用研發(fā)的以SBR/BR并用膠為主體膠料的新型阻燃帶覆蓋校配方生產(chǎn)了釀燃帶覆蓋膠，對(duì)比以CR為主體散料的覆蓋膠，該配方在旅校、壓延、成型各工序性能較為優(yōu)異，混煉膠在常圍存放條件下，無(wú)焦燒現(xiàn)象發(fā)生。
以該覆蓋膠生產(chǎn)的新型粗燃帶的檢測(cè)結(jié)果如下；覆蓋敬性能：拉伸強(qiáng)度為162MPa.拉斷伸長(zhǎng)率為400%，壁耗量為187mm'；70℃-l68h熱空氣老化后，拉強(qiáng)度變化率為4%.拉斷伸長(zhǎng)率變化率為-14%；表畫電阻：上表面電烈為1.7×109.下表面電阻為1.9×10'Ω；輥育醇接試驗(yàn)；裝筒表面最高溫度為291℃.
無(wú)火焰及火屋；消精噴燈燃燒試驗(yàn)：全那度有焰平均值1.7s.
全厚度有焰最大值3.1s；全厚度無(wú)熔平均值1.5s.
全厚度無(wú)焰最大值41s；剩去覆蓋膠有始平均值1.7s，剝?nèi)ジ采w膠有焰最大值4.2s；剝?nèi)ジ采w膠無(wú)焰平均值1.8s.剝?nèi)ジ采w膠無(wú)焰最大值為5.2s。
4總結(jié)
利用SBR/BR并用膠為主體膠料研發(fā)了新型阻燃帶覆蓋膠配方，阻燃帶的生產(chǎn)過(guò)程和生產(chǎn)工藝可控，各項(xiàng)性能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。新型阻燃帶在山西汾西礦業(yè)高陽(yáng)煤礦和山西離柳焦媒集團(tuán)朱家店煤礦的各帶式輸送機(jī)上進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
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