[發(fā)明專利]一種超高分子量聚乙烯織物芯輸送帶及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710423254.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN107163472A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊建國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 齊建國(guó)
• 主分類號(hào): C08L47/00
• 分類號(hào): C08L47/00;C08L91/06;C08K13/02;C08K3/06;C08K3/22;C08K5/09;C08K3/04;C08K3/26;B65G15/34;B32B27/02;B32B27/08;B32B27/32;B32B27/18
• 代理公司: 青島申達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司37243
• 代理人: 蔣遙明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輕量化輸送帶，具體而言涉及一種使用超高分子量聚乙烯織物芯制備的輸送帶及其制備方法。

背景技術(shù)

輸送帶是廣泛使用與礦業(yè)、碼頭、化工、電力等行業(yè)的輸送物料的運(yùn)輸工具。而現(xiàn)有的織物芯輸送帶大多數(shù)使用聚酯、尼龍、芳綸、鋼絲繩等作為骨架材料的帶芯。但聚酯、尼龍材料強(qiáng)力低，伸長(zhǎng)率高；芳綸價(jià)格高強(qiáng)力比低；鋼絲繩密度大，帶體重，使用中耗能高，且均需壓延工序和成型工序。目前超高分子量聚乙烯作為骨架材料的大都處于實(shí)驗(yàn)室研究中，尚不能進(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。

超高分子量聚乙烯纖維(UHMWPE)是英國(guó)利茲大學(xué)的Capaccio和Ward在20世紀(jì)70年代成功研發(fā)，后由荷蘭帝斯曼公司推廣產(chǎn)業(yè)化的髙性能纖維，是由分子量超過百萬的聚乙烯在凝膠紡絲或熔融紡絲及高倍拉伸條件下制得的。超高分子量聚乙烯具有優(yōu)良的抗沖擊、抗切割韌性、電絕緣性和耐磨性，但是其自粘和互粘性較差，較難與復(fù)合材料基體材料進(jìn)行粘合。由于超高分子量聚乙烯纖維的表面惰性且熔點(diǎn)低，因此在橡膠復(fù)合材料中的應(yīng)用不多見，目前大多只停留在超高分子量聚乙烯短纖維與橡膠復(fù)合的應(yīng)用。

(UHMWPE)超高分子量聚乙烯，其強(qiáng)力高，強(qiáng)度可達(dá)到30.8cn/detx，高于芳綸141420.2cn/detx(目前芳綸已應(yīng)用于輸送帶的生產(chǎn)中)，但其價(jià)格低于芳綸1414。目前輸送帶常用的有滌綸、尼龍、鋼絲(繩)纖維。除鋼絲強(qiáng)力與芳綸接近，其余兩種強(qiáng)力均低于超高分子量聚乙烯。另外超高分子量聚乙烯密度小于1，為0.98。而鋼絲為7.8，芳綸為1.4，因此用其生產(chǎn)輸送帶，帶體輕，可減輕使用中的動(dòng)力消耗。

在工業(yè)生產(chǎn)中，纖維在復(fù)合材料中的應(yīng)用一般會(huì)經(jīng)過一道浸膠處理。一般認(rèn)為，纖維經(jīng)過浸膠處理，浸膠層可在橡膠與纖維層間形成過渡層膠膜，降低纖維與橡膠間的模量和極性差異，并對(duì)橡膠與纖維層起到粘結(jié)作用。關(guān)于超高分子量聚乙烯使用浸膠處理還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

超高分子量聚乙烯與其他材料復(fù)合需對(duì)其進(jìn)行處理。因其不易與其他材料粘合，本發(fā)明就是在其表面用修飾方法，采用等離子改性浸膠處理等，提高其與橡膠復(fù)合材料的粘合性能，滿足輸送帶的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)其在橡膠制品中的應(yīng)用。本發(fā)明所述運(yùn)輸帶的覆蓋膠體使用雙烯類熱塑性彈性體(TPB)，TPB即間同1,2聚丁二烯，是BR橡膠(順式1,4聚丁二烯)的同分異構(gòu)體，此種材料具有熱彈體的性質(zhì)外還可進(jìn)行硫化。使用硫磺等進(jìn)行硫化，提高其性能，更重要的是，這種材料可以和高分子量聚乙烯材料具有良好的浸膠性能。此外這種材料同樣低溫下使用性能不受影響。因此這兩種材料可以制造低溫地區(qū)使用的輸送帶。本發(fā)明改進(jìn)了高分子量聚乙烯骨架材料的浸膠處理工藝，使用熱塑性彈體TPB，可減去傳統(tǒng)生產(chǎn)輸送帶工藝中的壓近、成型工序，提高生產(chǎn)效率，節(jié)能減排。

超高分子量聚乙烯纖維熔點(diǎn)為144℃，耐熱性較差。在80℃時(shí)其強(qiáng)度和模量大約損失30％，但短時(shí)間接近熔點(diǎn)附近在130℃條件下3小時(shí)內(nèi)，其強(qiáng)度大部分可以保持。這種情況已基本滿足加工復(fù)合材料時(shí)工藝溫度的需求。因此在制造輸送帶中，使用溫度在110-130℃之間，加溫時(shí)間也在30分鐘之內(nèi)，基本不影響質(zhì)量，且加溫后即冷卻定型。

本發(fā)明提供一種超高分子量聚乙烯輸送帶，包括超高分子量聚乙烯骨架以及骨架外的覆蓋膠，所述骨架是高分子力聚乙烯纖維織物經(jīng)過浸膠后得到；所述覆蓋膠的組成包括以下組分：TPB 80-120份，硫磺1.5-2份，雙組份促進(jìn)劑1.5-2.5份，氧化鋅2-5份，硬脂酸1-1.2份，石蠟1-1.5份，二辛脂10-15份，中超碳黑50-55份，輕質(zhì)碳酸鈣10-15份，雙組分防老劑1-2.5份。

優(yōu)選的，所述覆蓋膠的組成包括以下組分：TPB 100-110份，硫磺1.8-2份，雙組份促進(jìn)劑1.5-2.5份，氧化鋅3-4份，硬脂酸1.1-1.2份，石蠟1.3-1.5份，二辛脂13-14份，中超碳黑52-53份，輕質(zhì)碳酸鈣13-15份，雙組分防老劑1.2-2份。

所述雙組份促進(jìn)劑是噻唑類和秋蘭姆類，噻唑類選自促進(jìn)劑M或促進(jìn)劑DM，秋蘭姆類選自促進(jìn)劑TMTD、促進(jìn)劑TETD或促進(jìn)劑DPTT；所述雙組份促進(jìn)劑優(yōu)選是促進(jìn)劑M和促進(jìn)劑TMTD；所述雙組份防老劑選自防老劑RD、防老劑4010NA、防老劑MB、防老劑DNP中任意兩種；所述雙組份防老劑優(yōu)選是防老劑RD和防老劑4010NA；所述中超炭黑即中超耐磨炭黑。