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阻燃叠层输送带用弹性体复合材料的制备及性能研究

刘焕章  
【摘要】:我国是世界产煤大国,输送带是煤矿运输的重要工具,然而在过去的几十年里输送带引发的火灾事故屡屡出现,对生命和财产造成严重危害,因而引发世界各国对阻燃输送带的研究热潮。叠层输送带价格低廉、使用寿命长、带体轻薄、接头性能好,与现在煤矿企业广泛采用的阻燃整芯输送带相比,更适合现代化煤矿生产需要,但叠层输送带阻燃难度大、阻燃效果不明显,很难实现阻燃性能和力学强度的平衡。针对这些情况,本课题选用具有阻燃性能的氯丁橡胶为主体材料,用多种阻燃剂协效阻燃,通过配方设计与优化,制备了一种符合阻燃标准的阻燃叠层输送带覆盖胶用弹性体复合材料,具体的研究内容包括: 1)以CR橡胶为主体材料,多种阻燃剂复配的方法制备阻燃弹性体复合材料,通过正交试验对阻燃配方进行设计,有效提高弹性体阻燃效率,而不影响其力学强度,进一步的优化配方,可以有效降低燃烧中有毒物质的产生。应用扫描电镜和热重-差热联用,分析添加阻燃体系对弹性体燃烧成炭效果和热分解过程的影响,发现添加阻燃剂能够促进生成坚固的炭层结构,并对橡胶的热分解具有较好的抑制作用,从而进一步明确阻燃体系的合理性。 2)滚筒与输送带之间的摩擦造成输送带温度升高,输送带的骨架层强度损伤较大而不易觉察,给生产留下很大的安全隐患。这就需要保证中低温度条件下弹性体具有一定强度的同时,还需要在高温条件下强度迅速降到较低的水平,使盖胶及时从带体上脱落。通过热力学性能分析和高温力学性能研究明确CR橡胶中并用一部分EVA的方法可以降低弹性体高温力学性能,使得输送带覆盖层及时磨断脱落,避免打滑生热而引发安全事故。 3)以混合溶剂替代传统毒性较大的苯类溶剂搅拌溶解氯丁橡胶制备氯丁胶浆,通过测试动态接触角对胶浆的浸渍性能进行预测,并利用扫描电镜对浸胶帆布浸渍程度进行深入的观察。研究浸渍工艺发现采用二浴法浸渍法,通过调整烘干条件,可以获得较好的浸渍效果,通过在阻燃弹性体复合材料和氯丁胶浆母胶料中添加粘合体系(粘合剂RF和粘合剂RA),有效提高阻燃弹性体复合材料与骨架材料的粘合强度。


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