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1、PVC整芯阻燃输送带覆盖胶配方的优化设计作者：程艳华王克峰张蕙萍时间：2009/3/3019:41:27来源：本站原创点击数：328【字体：小大【发表评论】【加入保藏】【告知好友】【打印此文】【关闭窗口】O引言聚氯乙烯(PVe)整芯阻燃输送带是煤矿井下主要运输工具,它是由涤/棉整体带芯浸渍PVC糊塑化后,贴合PVC覆盖胶片经平板塑化成型而成。具有带体轻、强力高、不脱层、抗撕裂等特点。但由于生产技术更新匕匕较缓慢,生产配方中存在各组分的配比不太合理而造成的原料奢侈现象,致使产品成本偏高。为了降1氐生产成本,提高经济效益,增加产品的市场竞争实力,我们对PVC阻燃输送带覆盖胶配方进行了综合的理论分析
2、和探讨,对其原有的阻燃体系、增塑体系和稳定体系进行了重新优化设计,制定了详细的覆盖胶生产配方的改进方案.1试验1.1 主要原材料各种试剂均为工业产品:聚氯乙烯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、氯化石蜡、三氧化二睇、二盐基亚磷酸铅、三盐基亚硫酸铅、硬脂酸铅、硬脂酸钢、硬脂酸、三氯乙基磷酸酯、轻质碳酸钙、抗静电剂、乙焕炭黑、特导电炭黑、复合阻燃剂。1.2 试览设备、仪器双滚筒塑炼机SXK-160A型,上海轻工机械技术探讨所;平板硫化机,Q1.B-Q型江苏省海门县轻工机械厂;高阻计,ZC-46型,上海精密科学仪器有限公司;拉力试验机1.D250型,广州材料试验机厂;酒精喷江河南省南阳镇平县中学工
3、厂;温湿度表,WH-I里河北省东光气象仪器厂.1.3 性能测试全部测试方法均按现行相应国家标准进行。2试验与结果分析2.1 PVC覆盖胶配方的确定煤矿用PVC整芯输送带主要生产原料是聚氯乙烯(PVC)树脂和各种加工助剂,而PVC覆盖胶是输送带的面层材料,它完全包渡着带芯,起着爱护带芯延长输送带运用寿命的作用,其主要技术指标为阻然性和抗静电性.以往,我们通常采纳加入大量阻燃剂和抗静电剂的方法来保证这两项性能指标满意国家标准要求,而忽视了各组分之间协同作用的有效发挥,造成原料奢侈,生产成本居高不下。为此,我们重新对PVC覆盖胶配方进行了探讨和试验。2.1.1 阻燃体系的选择PVC覆盖胶所用的主体材
4、料是聚氯乙烯(PVC)高分子材料,其氮含量达到57%,氧指数达到45%,是一种离火自熄的难燃材料,但由于生产PVC覆盖胶过程中加入了大量的增塑剂以提高其加工性能,使得PVC氯含量大幅度降低氧指数随之降低以至失去自身的阻燃性成为易燃材料,故提高PVC覆盖胶的阻燃性能是保证PVC输送带阻燃的重要前提。在原PVC覆盖胶配方中,我们采纳加入三氧化二睇(Sb23),复合阻燃剂和三氯乙基磷酸酯(TCEP)的方法来达到阻燃目的。通过分析,发觉原PVC猿盖胶配方中存在阻燃剂重复运用现象,各种阻燃剂之间的协同效应没有充分发挥出来,导致原材料奢侈,生产成本居高不下.因此,我们对原配方采纳的阻燃体系进行了理论分析和
5、优化选择,确定运用卤系阻燃剂52%氯化石蜡来替代原配方中的TCEP阻燃剂,与Sb2O3阻燃剂协作运用构成卤-睇协同阻燃体系。其阻燃机理为:利用卤-氧化睇的吸热分解,降低PVC聚合物的燃烧温度和分解速度;卤化睇蒸汽覆盖在PVC聚合物表面形成隔热、隔氧的毯子”效应;促进成炭反应减缓PVC聚合物分解生成可燃气体的速度,生成的炭层阻挡可燃气体逸出和进入燃烧区;捕获燃烧区气相中维持燃烧链式反应的活性自由基,变更气相中的反应模式,削减反应热量来使火焰猝灭,达到良好的阻燃效果.2.1.2 抗静电剂的选择由于PVC是良好的绝缘体,表面电阻大、导电性能差,用PVC材料制成的阻燃输送带在运用过程中会因摩擦造成带体
6、上正、负电荷失去平衡而产生静电荷,在煤矿这一富含瓦斯的场所产生放电火花,引起火灾或瓦斯爆炸.因此,我们选择了合适的抗静电剂和导电材料来降低PVCB且燃覆盖胶的表面电阻,确保输送带的表面电阻不大于3X108o针对原PVC覆盖胶配方中的季技盐阳离子型抗静电剂CN-3本身耐热性差,简单受热分解,从而降低PVC热稳定性的缺点我们采纳削减其用量加入导电材料特导电炭黑的方法,使PVC阻燃输送带具有良好的抗静电性能.通过两者的合理搭配运用,既能利用抗静电剂CN-3的亲水基团增加PVC输送带表面的吸湿性,形成一个单分子的导电膜,来提高PVC输送带表面电导率;同时,又能利用特导电炭黑粒子在剪切力作用下,变成粘结
7、粒子在覆盖胶中彼此接触形成大量导电网络,通过/1电子在网状链中的移动以与电子跃迁而发生导电，来降低PVC阻燃输送带的体积电阻。2.1.3 填料的选择在PVCB且燃输送带的生产成本中,原辅材料的成本占整个生产成本的70%以上因此,原辅材料的成本降低干脆关系到利润的凹凸.加入无机填料,是降低材料成本的最佳途径。为此,我们在保证覆盖胶各项物理性能和平安性能的基5出上,加大轻质碳酸钙的用量.轻质碳酸钙是目前最常用的无机粉状填!斗,为无毒、无味的白色粉末,高温下不易发生分解。而且,轻质碳酸钙质地较软对捏燎机和成型机械的磨损小;同时,其相对密度较小,在PVC覆盖胶中除具有增量作用外,还能改善PVC超盖胶中
8、加工性能力是高PVC阻燃输送带的抗冲击强度;加之其价格低廉,来源广泛.故在PVC药盖胶中运用轻质碳酸钙做填料,来降低PVC覆盖胶的材料成本。2.1.4 稳定体系的调整由于PVC分子结构中含有双键、支化点和引发剂残基等,加热到1000C即伴随有脱氯化氢(Ha)反应降解,在加工温度(170。C或更匐下,降解反应力瞅,最终导致PVC失去其化学和物理性能。故通常在PVC的加工过程中加入性能优良的热稳定剂,使之与PVC树月旨组成有协同作用的热稳定体系来改善PVC的耐热性。原PVC覆盖胶配方采纳二盐基亚磷酸铅、硬脂酸铅和硬脂酸钢作热稳定剂,鉴于硬脂酸铅用量大时易在制品表面形成喷霜和硬脂酸钢易引起粘混的缺点
9、,我们对原有稳定体系做适当调整选用耐热性优良、特殊适于高温加工的铅盐稳定剂二盐基亚磷酸铅和三盐基亚硫酸铅作为PVC覆盖胶的热稳定剂。2.1.5 各组分的最佳用量试睑证明,配方中各种组分所发挥的效能不是与其用量成正比例关系的,每种组分加入量都有一个极限值.我们针对卤-睇阻燃体系、抗静电体系和填料用量做了大量试验,发觉Sb2O3有延长燃烧余辉的作用,其用量不宜超过10份,而且X/Sb比为7:1时,B目燃效果最佳;同时发觉导电材料特导电炭黑的加入量大于7份后,再添加更多量对PVC覆盖胶的表面电阻影响不大,反而随其用量的不断增加,PVC卷盖胶的拉伸弓虽度、冲击强度和伸长率均大幅度下降,硬度上升,而且在
10、PVC胶片燃烧时产生红烬,降f氐阻燃效果.另外,尽管增塑剂和氯化石蜡均能吸附在轻质碳酸钙的表面,对碳酸钙表面起浸润作用才是高轻质碳酸钙在PVC树脂中的分散性。但由于轻质碳酸钙没有经过表面活性处理,其表面活性不强,故随着碳酸钙用量的增加,PVC覆盖胶的拉伸强度、伸长率均大幅度降低硬度增大.因此在PVC巷盖胶中加入轻质碳酸钙要适量.综合以上对PVC覆盖胶配方的分析探讨,我们确定了PVC整芯阻燃输送带嘘胶的最佳配方为：PVC100;增塑剂60;液体阻燃剂15;固体阻燃剂4;抗静电剂2;导电填料5;稳定剂4;润滑剂1.5;填料302.2 PVC覆盖胶试验工艺2.2.1 PVC胶片制备工艺流程PVC树脂
11、和各种助剂协作搅拌塑炼平板压制依据配方比例分别称取PVC树脂、增望剂与各种添加组分在容器中进行协作,搅拌至匀称;将混合好的物料在开放式双混塑炼机上塑炼20min后出胶片,裁取肯定量的塑炼胶片放入平板硫化机中,低压(3MPa)合模,当温度升至150。(:时,加压至IoMPa,在保持压力不变的状况下保温5min后,通水冷却至60C以下,开模出片.2.2.2 PVC胶片制备工艺参数与要求开放式双轻塑炼机温度限制:前辐150155后混145150oC平板硫化机成型温度限制:最高温度不超过1680C0试样表面应平整光滑,无气泡、疙瘩等缺陷。2.3 PVC禧盖胶性能测试依据MT914-2002煤矿用整芯阻
12、燃输送带标准对制得的PVC覆盖胶片进行了酒精喷灯燃烧测试、表面电阻测试和拉伸强度测试测试结果如表1、表2、表3所示.表1PVC覆盖胶片阻麟性能测试结果试验次数试样规格,mm灯燃M.样时间/S灯移走以后试样无焰燃烧时间/S有馆燃烧时间/S1300282150*300.46无330035新粽型VW.vo表2PVC覆盖胶片拉仲强度测试结果测试项目标准实测值拉伸强度/MPaAO13新除毕vorld表3PVC覆盖胶片导电性能测试结果测试m.试样规格/mm室温/1相对涅度/%表面电阻W平均值试样上表面30030025652010,1-8XlO121XlO1197Xl0,试样下表面30030025651.9
13、XlOg23XlOg18XlO12010,新株甲E.试验测试结果表阻我们优化改进后的PVC覆盖胶配方,能够在降f氐产品生产成本的同时,提高产品的阻燃性能和抗静电性能.3结语改进后PVC萄盖胶新配方完全能够满意车间实际生产须要,能够生产出各项平安性能指标均达到并超过国家标准的合格产品。参考文献：1欧育湘好用阻燃技术M1.北京:化学:Dlk出版社,2002:5159.2钱汉英,王秀娴,等.塑料加工好用技术M.北京:机械工业出版1,1999:116-119.作者简介:程艳华（1974-）,女,助理工程师,河南周口人1997年毕业于郑州轻工业学院高分子材料加工专业,现从事技术工作.整芯阻燃输送带整芯阻
14、燃输送带主要用于煤矿井下：特点：带体不脱层、伸长小、抗冲击、耐撕裂,按结构不同可以分PVC为型,（塑料面）PVG型（在PVC基础上加附掾胶面）整芯阻燃带，执行MT/914-2002标准.PVC型适用于16度以下倾角的干燥条件下物料输送。PVG型适用于20度以下倾角的潮湿有水物料输送.型号N/mm拉伸强度：级别4级56级7级8级9级10级型号680S800S1000S1250S1400S1600S1800S平安性能：该输送带已通过阻燃测试与静电测试等试验，并获得了合格证煤安标记与客户认可.机械性能：机械性能优异，可为用户供应具有最长的运用寿命与经济的安装运用。最长运用寿命：带体的运用寿命由以下几
15、点因素确定，由经向、纬向长丝与萄盖棉纺编织而成密实的带芯；浸上特殊配方的PVC料使带芯与盖胶之间达到极高粘合强度；特殊配方的盖胶；从而使带体耐冲击、抗撕裂、抗磨耗。本产品具有整芯阻燃带耐磨、抗静电、防水、阻燃、强度高、平安性能优异以与与其他阻燃输送带相比成本更低、价格更低廉等特点，是目前国内外比较通用、流行的阻燃输送带品种之一，特殊适合于煤矿等井下坡度不大的输送场所.产品特征：产品结构：本产品采纳整体带芯作为骨架材料，经浸渍、涂挂具有极好的抗静电、阻燃等性能的PVC材料后塑化而制成。接头性能：依据带体强力与带芯结构，运用机械扣连接，其强力可达带体强力的50%-90%;运用硫化接头，其强力可达到带强力的60%-90%。多种形式的接头方式可满意客户的不同须要，保障系统的平安、高效运行.输送带种类型号PVC(mm)PVC(mm)680S1.5+12+1800S2+12+11000S2+12+11250S2+22+1.51400S3+22.5+1.51600S3+22.5+1.51800S3+23+22000Sco5+23+2或4+2阻燃性能:滚筒摩擦：滚筒表面温度不大于325喷灯燃烧：全厚试件喷灯火焰时间平均不大于3.0S,去惹盖层平均不大于5.0S丙烷燃烧：无损长度大于250mm表面电阻值：上、下面平均值不大于3.010
