PVG输送带覆盖胶组合物、覆盖胶及其制备方法和PVG输送带与流程

本发明涉及橡胶输送带领域，具体是pvg输送带覆盖胶组合物、覆盖胶及其制备方法和pvg输送带。

背景技术：

1、pvg输送带主要应用于煤矿井下，对阻燃性能具有较高要求的场所，其主要由覆盖胶和骨架材料两部分组成。骨架材料一般由涤纶经线和尼龙纬线整体编织而成，为物料输送提供强度支撑，但这两种材料属于易燃品，需要浸渍pvc糊树脂及大量阻燃剂以提高阻燃性能。为提高输送带表面的耐磨性，延长使用寿命，在骨架材料表面再贴合硫化一层橡胶覆盖胶。考虑到与pvc树脂相容性问题，一般采用丁腈橡胶作为覆盖胶主体橡胶，但丁腈橡胶也属于易燃品，需要再填充大量阻燃剂以提高覆盖胶的阻燃性能。

2、滚筒摩擦测试是煤炭行业标准mt/t914-2019对pvg输送带要求的基本安全性能。测试样品覆盖胶与滚筒表面在摩擦力的作用下逐步升温，此时因为大量阻燃剂的存在，覆盖胶很快就会高温脱水成碳，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，滚筒摩擦温度很容易超过325℃的标准要求，尤其是覆盖胶厚度大于3mm的条件下。

3、随着现代化大型矿井的发展，对输送带物理强度的要求越来越高，相匹配的覆盖胶的厚度也越来越厚，传统配方的覆盖胶已不能有效满足客户及标准要求，无法快速磨断，使得输送带的滚筒摩擦温度容易超标。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供pvg输送带覆盖胶组合物、覆盖胶及其制备方法和pvg输送带，本发明提供的覆盖胶不仅强度高，而且能够快速磨断，解决了高强度、厚盖胶pvg输送带滚筒摩擦温度易超标的行业难题。

2、本发明提供了一种pvg输送带覆盖胶组合物，包括：

3、丁腈橡胶50~80份；

4、氯丁橡胶5~30份；

5、pvc树脂10~40份；

6、磷酸三苯酯10~30份；

7、三(2-氯乙基)磷酸酯20~40份；

8、三氧化二锑5~15份；

9、炭黑20~40份；

10、白炭黑5~20份；

11、硫化剂2.3~5份；

12、活化剂1.5~7份；

13、防老剂2~6份。

14、在本发明的某些实施例中，所述硫化剂选自硫磺、4,4′-二硫代二吗啉、n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化四甲基秋兰姆中的至少一种；所述活化剂选自氧化锌、硬脂酸、氧化镁中的至少一种；所述防老剂选自n-(1,3-二甲基丁基)-n'-苯基对苯二胺、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物、9,9-二甲基吖啶、微晶石蜡中的至少一种。

15、本发明提供的pvg输送带覆盖胶组合物，通过设计丁腈橡胶与氯丁橡胶并用作为覆盖胶主体胶料，提高主体胶料的阻燃性能，减少阻燃剂的添加量；设计阻燃剂磷酸三苯酯作为固体阻燃增塑剂，利用磷酸三苯酯低熔点特性，使覆盖胶高温摩擦条件下软化，延缓覆盖胶成碳的速度，避免形成稳定、坚固、润滑的碳层；设计白炭黑作为填充剂，利用白炭黑的刚性特征，以白炭黑为核心对其他材料进行研磨，加快软化后覆盖胶的磨损速度，使覆盖胶能够快速磨断；使得该组合物所得到pvg输送带覆盖胶不仅强度高，而且能够快速磨断，解决了高强度、厚盖胶pvg输送带滚筒摩擦温度易超标的行业难题。

16、优选地，本发明提供的pvg输送带覆盖胶组合物还包括：

17、辅助补强剂5~10份；

18、辅助阻燃增塑剂10~30份；

19、阻燃协效剂10~30份。

20、在本发明的某些实施例中，所述辅助补强剂选自碳酸钙、煅烧陶土、硅酸铝中的至少一种；所述辅助阻燃增塑剂选自三芳基磷酸酯、52#氯化石蜡、磷酸三乙酯中的至少一种；所述阻燃协效剂选自氢氧化铝、硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐中的至少一种。

21、本发明提供的pvg输送带覆盖胶组合物采用丁腈橡胶与氯丁橡胶共混作为主体胶料，丁腈橡胶与骨架材料中浸渍pvc糊树脂相容性较好，可以有效保证覆盖胶与骨架材料之间的粘合强度，采用3305型，工艺性能较好。氯丁橡胶具有较高的氧指数，提高了主体胶料的阻燃性，采用sn121型。同时并用pvc糊树脂，具有阻燃和提高与骨架材料相容性，同时160℃以上时开始发生融化，延缓覆盖胶的成碳速度，pvc树脂型号采用cpm-31。在本发明的一些实施例中，所述丁腈橡胶为3305牌号丁腈橡胶，所述pvc树脂为lf-51l牌号的pvc树脂，所述氯丁橡胶为sn121牌号氯丁橡胶。

22、本发明提供的pvg输送带覆盖胶组合物采用阻燃剂磷酸三苯酯和三(2-氯乙基)磷酸酯作为软化增塑体系；其中磷酸三苯酯作为固体阻燃增塑剂，其具有47℃~53℃的低熔点，在摩擦生热的初期即可吸热发生融化，使覆盖胶高温摩擦条件下软化，促进覆盖胶快速磨断，避免形成坚固、润滑、耐磨的表面碳层；并且其磷含量约为9.5%，兼具良好的阻燃性能。而三(2-氯乙基)磷酸酯作为液体阻燃增塑剂，其磷含量约为10.8%，氯含量为37.3%，是一种兼具增塑作用的高效阻燃剂。在本发明的某些实施例中，所述pvg输送带覆盖胶组合物还包括辅助阻燃增塑剂，本发明所述辅助阻燃增塑剂能够起到避免增塑剂析出的作用，所述辅助阻燃增塑剂优选选自三芳基磷酸酯，其作为辅助阻燃增塑剂，兼具阻燃作用。

23、本发明提供的pvg输送带覆盖胶组合物采用三氧化二锑作为阻燃剂，其能够与本发明软化增塑体系中的三(2-氯乙基)磷酸酯共同作为本发明覆盖胶配方的阻燃体系。阻燃体系通过采用氯系与锑系并用，有效减少移去酒精喷灯后的有焰燃烧时间。本发明的阻燃体系还包括阻燃协效剂，优选采用氢氧化铝作为阻燃协效剂，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。

24、本发明提供的pvg输送带覆盖胶组合物采用炭黑和白炭黑作为补强填充体系；本发明的补强填充体系避免易成碳及强酸性材料的使用，采用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。采用白炭黑作为辅助填充剂，利用白炭黑的刚性特征，以白炭黑为核心对其他材料进行研磨，加快软化后覆盖胶的磨损速度，使覆盖胶能够快速磨断。本发明所述组合物还包括辅助补强剂，所述辅助补强剂优选选自碳酸钙，通过同时并用325目碳酸钙，直径较大的碳酸钙兼具研磨作用，可以促进覆盖胶的磨损，同时碳酸钙可以提高pvc树脂的热稳定性。在本发明的一些实施例中，所述炭黑为n234炭黑、n115炭黑或n220炭黑。

25、本发明提供的pvg输送带覆盖胶组合物采用硫化剂构建硫化体系，优选采用低份数的硫磺与硫磺给予体4,4′-二硫代二吗啉并用的有效硫化体系，4,4′-二硫代二吗啉用作硫化剂时，在硫化温度下才能分解出活性硫，不会发生焦烧现象，利于成型过程中夹带在覆盖胶与带胚之间空气的排出。

26、本发明提供的pvg输送带覆盖胶组合物包括活化剂，优选选用氧化锌与硬脂酸作为活化剂。它们通过结合形成硬脂酸锌盐，参与硫化反应过程，减少多硫键的数目，从而改善了耐热、耐老化性能。

27、本发明提供的pvg输送带覆盖胶组合物采用防老剂构建防老体系，优选采用n-(1,3-二甲基丁基)-n'-苯基对苯二胺与微晶石蜡并用作为防老体系，其中n-(1,3-二甲基丁基)-n'-苯基对苯二胺具有优异的抗热氧老化、抗臭氧老化和抗屈挠龟裂性能；而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。

28、在本发明的一些实施例中，本发明所述pvg输送带覆盖胶组合物包括：丁腈橡胶50~80份；氯丁橡胶5~30份；pvc树脂10~40份；磷酸三苯酯10~30份；三(2-氯乙基)磷酸酯20~40份；三芳基磷酸酯10~30份；三氧化二锑5~15份；炭黑20~40份；白炭黑5~20份；碳酸钙5~10份；氢氧化铝10~30份；硫磺0.3~1份；4,4′-二硫代二吗啉2~4份；氧化锌1~5份；硬脂酸0.5~2份；n-(1,3-二甲基丁基)-n'-苯基对苯二胺1~3份；微晶石蜡1~3份。

29、在本发明的另一些实施例中，本发明所述pvg输送带覆盖胶组合物包括：丁腈橡胶50~55份；氯丁橡胶10~15份；pvc树脂35~40份；磷酸三苯酯10~20份；三(2-氯乙基)磷酸酯20~25份；三芳基磷酸酯10~15份；三氧化二锑5~15份；炭黑25~28份；白炭黑8~12份；碳酸钙5~10份；氢氧化铝10~15份；硫磺0.3~1份；4,4′-二硫代二吗啉2~4份；氧化锌1~5份；硬脂酸0.5~2份；n-(1,3-二甲基丁基)-n'-苯基对苯二胺1~3份；微晶石蜡1~3份。

30、本发明提供了一种pvg输送带覆盖胶，其由上述任一技术方案所述的组合物得到。本发明还提供了一种上述pvg输送带覆盖胶的制备方法，包括以下步骤：

31、s1）将丁腈橡胶、氯丁橡胶、pvc树脂、磷酸三苯酯、三氧化二锑、活化剂和防老剂进行第一次混炼，然后加入三(2-氯乙基)磷酸酯、辅助阻燃增塑剂、炭黑和白炭黑进行第一次排胶，得到一段胶；

32、s2）将步骤s1）得到的一段胶静置后再加入硫化剂进行第二次混炼和第二次排胶，硫化后得到pvg输送带覆盖胶。

33、本发明首先将丁腈橡胶、氯丁橡胶、pvc树脂、磷酸三苯酯、三氧化二锑、活化剂和防老剂进行第一次混炼，所述第一次混炼的时间为60 s~120 s，然后加入三(2-氯乙基)磷酸酯、辅助阻燃增塑剂、炭黑和白炭黑进行第一次排胶，所述第一次排胶的温度为110℃~130℃，得到一段胶；

34、本发明得到所述一段胶后，将所得到的一段胶静置后再加入硫化剂进行第二次混炼和第二次排胶；所述静置的时间为4 h~24 h，优选为8 h；所述第二次混炼达到90℃~110℃后开始进行所述第二次排胶。本发明进行第二次混炼和第二次排胶后，将所得物料静置4h~24 h，优选为8 h，然后进行硫化后得到pvg输送带覆盖胶。

35、本发明还提供了一种pvg输送带，其包括基体和覆盖在所述基体表面的覆盖胶，所述覆盖胶为上述的pvg输送带覆盖胶或上述的制备方法得到的pvg输送带覆盖胶；具体而言，所述基体由经线、纬线和糊料组成，所述覆盖胶覆盖在所述糊料表面。在本发明的某些实施例中，所述pvg输送带为顺槽面pvg输送带。在本发明的某些实施例中，所述pvg输送带的基体表面的覆盖胶的厚度为3 mm~6 mm。

36、本发明提供了pvg输送带覆盖胶组合物、覆盖胶及其制备方法和pvg输送带。本发明通过采用低熔点的固体阻燃增塑剂，在摩擦生热的初期即可吸热发生融化，使覆盖胶高温摩擦条件下软化，避免形成坚固、润滑、耐磨的表面碳层，利于高温条件下覆盖胶的磨损。采用刚性强的无机填料，滚筒摩擦测试过程时，以刚性填料为核心对覆盖胶内其他材料进行研磨，加快软化后覆盖胶的磨损速度，使覆盖胶能够快速磨断。试验表明，本发明提供的覆盖胶满足mt/t914-2019指标要求，解决了阻燃与滚筒摩擦性能相矛盾的行业难题。