新型耐熱輸送帶的研制及核心反應(yīng)特征的研究.pdf

1、近年來,隨著國內(nèi)鋼鐵、水泥、焦炭等行業(yè)的快速發(fā)展,對于輸送高溫物料的耐熱輸送帶的需求日益突出,中國橡膠工業(yè)協(xié)會管帶分會把耐高溫輸送帶的開發(fā)列入行業(yè)十二五發(fā)展規(guī)劃。本文目的在于研制符合GB/T20021-2005的T4/175℃新型耐熱輸送帶,研究耐熱輸送帶的高溫粘合反應(yīng)特征,包括影響高溫粘合的因素、基于覆蓋膠導(dǎo)溫條件下的覆蓋膠厚度設(shè)計和模擬現(xiàn)場高溫條件的粘合強(qiáng)度試驗技術(shù)三項內(nèi)容。
　　根據(jù)EPDM、SBR和NR橡膠及硫化體系的反應(yīng)

2、機(jī)理,結(jié)合基體橡膠種類和分子結(jié)構(gòu)對硫化體系(硫化劑、促進(jìn)劑和活化劑)用量進(jìn)行化學(xué)衡算和試驗驗證。研究表明,EPDM4045的最優(yōu)交聯(lián)度占到其活化基團(tuán)的5％左右;SBR1502/NR的最佳交聯(lián)度占到其活化基團(tuán)的2%左右,硫磺硫化和含硫化合物硫化的交聯(lián)劑用量系數(shù)完全一致。
　　研究了帶體結(jié)構(gòu)對175℃層間粘合強(qiáng)度的影響。研究表明,采用EPDM覆蓋膠+EPDM/NR芯膠雙重結(jié)構(gòu)時,覆蓋膠-1st帆布層界面的常溫和175℃粘合強(qiáng)度均達(dá)到標(biāo)

3、準(zhǔn)規(guī)定。采用EPDM覆蓋膠+EPDM/SBR粘合膠+NR/SBR芯膠三重結(jié)構(gòu)時,覆蓋膠-1st帆布層界面的175℃粘合界面不穩(wěn)定且粘合強(qiáng)度不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,主要原因是EPDM/SBR粘合膠不能同時和EPDM覆蓋膠、NR/SBR芯膠兩個界面得到好的平衡。
　　研究了強(qiáng)力帆布的175℃熱穩(wěn)定、熱老化和熱粘合性能。研究表明,EA型帆布(聚對苯二甲酸乙二酯纖維+聚己二酰己二胺纖維)、AA2型帆布(聚己二酰己二胺纖維+聚己二酰己二胺纖維)和

4、AA型帆布(聚己內(nèi)酰胺纖維+聚己內(nèi)酰胺纖維)及輸送帶試樣的175℃熱穩(wěn)定性能順序是AA2=EA>AA;熱老化性能順序是AA2=EA>AA;熱粘合性能順序是AA2=AA>EA。AA2型帆布具有綜合最優(yōu)的耐熱性能。
　　研究了EPDM覆蓋膠和EPDM/NR芯膠彈性體復(fù)合材料的物理性能、熱老化性能、硫化性能及對常溫/175℃層間粘合強(qiáng)度的影響。研究表明,在175℃×96h老化條件下,規(guī)格為300mm×300mm×12mm的EPDM覆蓋膠

5、試樣,其熱老化性能變化率能較好地達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求;規(guī)格為300mm×300mm×6mm的EPDM覆蓋膠試樣遠(yuǎn)不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。說明EPDM覆蓋膠本身具有較好的耐熱老化性能,其與空氣∕氧氣接觸的深度是影響熱老化性能的關(guān)鍵。BET比表面積為160-180m2/g的白炭黑、馬來酸酐絡(luò)合丁二烯、液體三元乙丙橡膠、RA-RF粘合體系都對增進(jìn)界面常溫/高溫粘合強(qiáng)度具有積極作用。
　　重點研究了耐熱輸送帶175℃粘合強(qiáng)度影響因素。在30℃-175℃

6、范圍內(nèi)研究了實驗溫度與界面粘合強(qiáng)度的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)隨著實驗溫度的升高粘合強(qiáng)度迅速下降。系統(tǒng)實驗了覆蓋膠、芯膠、粘合膠及強(qiáng)力帆布對175℃粘合強(qiáng)度的影響,發(fā)現(xiàn)影響175℃粘合強(qiáng)度的最關(guān)鍵因素是強(qiáng)力帆布的材料組份,與浸膠EA型帆布相比,AA2型帆布與覆蓋膠界面的高溫粘合強(qiáng)度提高到了79%。間甲白粘合體系的配合比例對覆蓋膠的物理性能具有重要影響,RA-65/RF最佳配合比例為1/1.2-1/1.4。
　　通過建立數(shù)學(xué)模型的方式研究了基于覆蓋

7、膠導(dǎo)溫條件下覆蓋膠厚度、界面溫度和界面粘合強(qiáng)度的對應(yīng)關(guān)系。研究表明對于一定厚度的覆蓋膠來說,導(dǎo)溫速度與導(dǎo)溫時間基本呈直線線性關(guān)系;對于不同厚度的覆蓋膠來說其導(dǎo)溫速率截然不同,覆蓋膠越厚其導(dǎo)溫速率越小,覆蓋膠越薄其導(dǎo)溫速率越大;與顆粒狀物料相比,粉末狀物料的導(dǎo)溫速率明顯偏大。提出了基于導(dǎo)溫條件下滿足輸送帶高溫運行層間粘合強(qiáng)度的覆蓋膠厚度設(shè)計方法。
　　提出并研究了耐熱輸送帶模擬現(xiàn)場高溫條件下粘合強(qiáng)度的試驗技術(shù),并與GB/T20021

8、粘合強(qiáng)度的試驗技術(shù)特征做了實驗對比。結(jié)果得出,175℃條件下,采用GB/T20021方法測定的粘合強(qiáng)度值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于模擬方法的測定值。分析認(rèn)為模擬現(xiàn)場粘合強(qiáng)度的試驗方法更能真實地測定粘合強(qiáng)度,更能準(zhǔn)確地判定輸送帶的現(xiàn)場可用性。
　　本文研制的新型T4/175℃耐熱輸送帶,各項性能指標(biāo)符合GB/T20021-2005標(biāo)準(zhǔn),耐175℃穩(wěn)定性能、老化性能和粘合性能突出。該產(chǎn)品取得國家權(quán)威部門的檢驗合格證書,并在高溫物料現(xiàn)場得到應(yīng)用。該產(chǎn)品申