專利名稱：納米傳送帶及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤礦用傳送帶，具體涉及一種煤礦用納米安全型傳送帶及其制備 方法。
背景技術(shù)：
橡膠、塑料原系易燃燒易積累靜電的高電阻率材料，材料的表面電阻率高達 IO13 Ω。這種材料在與其它物體相互摩擦或接觸分離時極易積累大量的靜電，在有瓦斯的煤 礦環(huán)境中，特別是在干燥的采煤區(qū)，材料隨時都會因為接觸分離或摩擦產(chǎn)生靜電火花放電， 引爆瓦斯，目前一些企業(yè)生產(chǎn)的抗靜電傳送帶實際上不少是靜電指標超標的。比如“防止靜 電通用導(dǎo)則”國家標準GB12158-20067. 2. 1條指出，正常情況下，普通環(huán)境所用的材料的表 面電阻率、體電阻率應(yīng)分別低于IO11 Ω和IOkiQ ·πι時，不會因靜電積累引起危害，而對于燃 爆危險程度較高的環(huán)境，表面電阻率和體電阻率應(yīng)分別低于108Ω和106Ω ·πι。而目前不 少單位煤礦使用的高聚物材料抗靜電標準仍是執(zhí)行的前者，即表面電阻率低于10"Ω或表 面電阻低于IO9 Ω (表面電阻率單位=81. 4 X表面電阻單位)，這在有瓦斯的煤礦環(huán)境表面 電阻率大于國標三個數(shù)量級，自然就存在著靜電放電引爆瓦斯的安全隱患。要解決高聚物 材料防靜電問題，采用傳統(tǒng)的抗靜電劑填充塑料橡膠等高聚物的改性技術(shù)或用炭黑填充高 聚物的改性技術(shù)是根本不行的，這兩種方法最多使材料的表面電阻率達到1(ΓΩ水平，距 離防靜電標準仍然還差兩個數(shù)量級，不會消除因材料靜電積累造成的靜電安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是橡膠、塑料在與其它物體相互摩擦或接觸分離時極易 積累大量的靜電而存在安全隱患，提供一種納米安全型傳送帶。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種納米傳送帶，由簾子布或帆布和覆蓋在簾子布或帆布 上的高聚物復(fù)合材料組成，所述高聚物復(fù)合材料由包括如下重量份數(shù)的原料組成氯丁橡 膠20 40、丁腈橡膠5 10、天然橡膠5 10、聚氯乙烯5 15、二辛脂10 20、氯化石 蠟2 5、三氧化二銻2 5、磷酸三甲苯脂2 5、鈦酸異丙脂0. 1 0. 3、對苯二酚二芐 醚0. 1 0. 5、二硫化四甲基秋蘭姆0. 1 0. 5、硫磺0. 3 0. 6、炭黑2 5、納米顆粒1 3. 6 ；所述納米顆粒由如下重量份數(shù)的物質(zhì)組成納米炭黑0. 1 1、納米氧化鋅0. 5 1. 5、 納米二氧化鈦0. 2 0. 5、納米碳酸鈣0. 2 0. 6。所述高聚物復(fù)合材料還包括1 15重量份數(shù)的陶土。納米傳送帶的制備方法，它是由下述步驟制備先用鈦酸異丙脂包覆納米顆粒，再 將其余原料放在攪拌器中攪拌均勻，然后將上述混合物放入膠煉機中膠煉成片狀，再將片 狀的高聚物復(fù)合材料覆蓋在阻燃簾子布或帆布上，在硫化機中硫化成型，收卷最后進行檢 測。所述膠煉溫度為40 60°C。所述硫化條件是溫度150 160°C，時間20 25分鐘。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明制備的納米傳送帶，在開封鐵塔橡膠集團機械系能 檢測結(jié)果為縱向全厚度拉斷強度817N/mm ；縱向全厚度拉斷伸長率20. 7% ；橫向全厚度拉 斷強度344N/mm ；橫向全厚度拉斷伸長率18. 3%。本發(fā)明制備的納米傳送帶在溫度18°C，相對濕度40%的環(huán)境條件下，表面電阻率 為1.5Χ105Ω，體電阻率為3.0Χ103Ω ·πι，續(xù)燃時間為1. 3秒，陰燃時間為0秒，而且經(jīng)水 浸泡70小時后，其抗靜電、阻燃性能均無明顯變化，樣品經(jīng)中國科學(xué)院應(yīng)用物理研究所掃 描電鏡觀察分析，納米顆粒在高聚物中呈葡萄狀優(yōu)良結(jié)構(gòu)分布。該復(fù)合材料在納米顆粒表 面處理及填充工藝中，使納米填料成溶膠狀態(tài)，有效地防止了納米材料填充工藝對環(huán)境的 污染，同時適量的添加了微量的納米碳酸鈣，有效地提高了傳送帶的力學(xué)性能。合成時由于 填充了大量的陶土，大大降低了材料的價格，使項目產(chǎn)業(yè)化成為可能。
具體實施例方式實施例1一種納米傳送帶，按下述重量配比稱取原料氯丁橡膠240g、丁腈橡膠60g、天然 橡膠60g、聚氯乙烯100g、二辛脂100g、氯化石蠟40g、磷酸三甲苯脂20g、三氧化二銻30g、 陶土 100g、二硫化四甲基秋蘭姆4. 5g、對苯二酚二芐醚4g、硫磺5g、鈦酸異丙脂4g、炭黑 20g、納米炭黑4g、納米碳酸鈣3g、納米氧化鋅9g、納米二氧化鈦5g。制備方法先用鈦酸異丙脂包覆納米顆粒，再將其余原料放在攪拌器中攪拌均勻， 然后將上述混合物放入膠煉機中在溫度為40°C的條件下膠煉成片狀，再將片狀的高聚物復(fù) 合材料覆蓋在阻燃簾子布或帆布上，在硫化機中在溫度為150°C的條件下硫化成型20分 鐘，收卷最后進行檢測。實施例2一種納米傳送帶，按下述重量配比稱取原料氯丁橡膠230g、丁腈橡膠50g、天然橡膠50g、聚氯乙烯100g、二辛脂110g、氯化石 蠟36g、磷酸三甲苯脂40g、三氧化二銻40g、陶土 90g、二硫化四甲基秋蘭姆4g、對苯二酚二 芐醚3. 5g、硫磺4. 5g、鈦酸異丙脂3. 5g、炭黑50g、納米碳酸鈣4. 5g、納米氧化鋅7g、納米炭 黑lg、納米二氧化鈦lg。制備方法先用鈦酸異丙脂包覆納米顆粒，再將其余原料放在攪拌器中攪拌均勻， 然后將上述混合物放入膠煉機中在溫度為60°C的條件下膠煉成片狀，再將片狀的高聚物復(fù) 合材料覆蓋在阻燃簾子布或帆布上，在硫化機中在溫度為160°C的條件下硫化成型25分 鐘，收卷最后進行檢測。實施例3一種納米傳送帶，按下述重量配比稱取原料氯丁橡膠230g、丁腈橡膠50g、天然橡膠50g、聚氯乙烯90g、二辛脂110g、納米氧 化鋅6g、氯化石蠟34g、磷酸三甲苯脂30g、三氧化二銻40g、陶土 85g、二硫化四甲基秋蘭姆 3. 5g、對苯二酚二芐醚3g、硫磺4g、鈦酸異丙脂3. 5g、炭黑30g、納米碳酸鈣3. 5g、納米炭黑 3g、納米二氧化鈦4g。制備方法先用鈦酸異丙脂包覆納米顆粒，再將其余原料放在攪拌器中攪拌均勻， 然后將上述混合物放入膠煉機中在溫度為50°C的條件下膠煉成片狀，再將片狀的高聚物復(fù)合材料覆蓋在阻燃簾子布或帆布上，在硫化機中在溫度為155°C的條件下硫化成型22分 鐘，收卷最后進行檢測。實施例4一種納米傳送帶，按下述重量配比稱取原料氯丁橡膠220g、丁腈橡膠40g、天然橡膠40g、聚氯乙烯80g、二辛脂110g、納米氧 化鋅6g、氯化石蠟34g、磷酸三甲苯脂30g、三氧化二銻40g、陶土 80g、二硫化四甲基秋蘭姆 3. 5g、對苯二酚二芐醚3g、硫磺4. 5g、鈦酸異丙脂3g、炭黑25g、納米碳酸鈣3g、納米炭黑 2g、納米二氧化鈦3g。制備方法先用鈦酸異丙脂包覆納米顆粒，再將其余原料放在攪拌器中攪拌均勻， 然后將上述混合物放入膠煉機中在溫度為60°C的條件下膠煉成片狀，再將片狀的高聚物復(fù) 合材料覆蓋在阻燃簾子布或帆布上，在硫化機中在溫度為150°C的條件下硫化成型25分 鐘，收卷最后進行檢測。實施例5一種納米傳送帶，按下述重量配比稱取原料氯丁橡膠200g、丁腈橡膠50g、天然橡膠50g、聚氯乙烯50g、二辛脂100g、氯化石 蠟20g、三氧化二銻20g、磷酸三甲苯脂20g、鈦酸異丙脂lg、對苯二酚二芐醚lg、二硫化四甲 基秋蘭姆lg、硫磺3g、炭黑20g、納米炭黑lg、納米氧化鋅5g、納米二氧化鈦2g、納米碳酸鈣 2g。制備方法先用鈦酸異丙脂包覆納米顆粒，再將其余原料放在攪拌器中攪拌均勻， 然后將上述混合物放入膠煉機中在溫度為60°C的條件下膠煉成片狀，再將片狀的高聚物復(fù) 合材料覆蓋在阻燃簾子布或帆布上，在硫化機中在溫度為160°C的條件下硫化成型25分 鐘，收卷最后進行檢測。實施例6一種納米傳送帶，按下述重量配比稱取原料氯丁橡膠400g、丁腈橡膠100g、天然橡膠100g、聚氯乙烯150g、二辛脂200g、氯化 石蠟50g、三氧化二銻50g、磷酸三甲苯脂50g、鈦酸異丙脂3g、對苯二酚二芐醚5g、二硫化四 甲基秋蘭姆5g、硫磺6g、炭黑50g、陶土 150g、納米炭黑10g、納米氧化鋅15g、納米二氧化鈦 5g、納米碳酸鈣6g。制備方法先用鈦酸異丙脂包覆納米顆粒，再將其余原料放在攪拌器中攪拌均勻， 然后將上述混合物放入膠煉機中在溫度為60°C的條件下膠煉成片狀，再將片狀的高聚物復(fù) 合材料覆蓋在阻燃簾子布或帆布上，在硫化機中在溫度為160°C的條件下硫化成型25分 鐘，收卷最后進行檢測。實施例7一種納米傳送帶，按下述重量配比稱取原料氯丁橡膠200g、丁腈橡膠100g、天然橡膠50g、聚氯乙烯50g、二辛脂200g、氯化石 蠟20g、三氧化二銻50g、磷酸三甲苯脂20g、鈦酸異丙脂1 3g、對苯二酚二芐醚lg、二硫化 四甲基秋蘭姆lg、硫磺6g、炭黑20g、納米炭黑lg、納米氧化鋅15g、納米二氧化鈦2g、納米 碳酸鈣2g。制備方法先用鈦酸異丙脂包覆納米顆粒，再將其余原料放在攪拌器中攪拌均勻，然后將上述混合物放入膠煉機中在溫度為40°C的條件下膠煉成片狀，再將片狀的高聚物復(fù) 合材料覆蓋在阻燃簾子布或帆布上，在硫化機中在溫度為150°C的條件下硫化成型20分 鐘，收卷最后進行檢測。實施例8一種納米傳送帶，按下述重量配比稱取原料氯丁橡膠300g、丁腈橡膠80g、天然橡膠60g、聚氯乙烯75g、二辛脂165g、氯化石蠟 45g、三氧化二銻38g、磷酸三甲苯脂48g、鈦酸異丙脂2g、對苯二酚二芐醚3g、二硫化四甲基 秋蘭姆4. 5g、硫磺5. 5g、炭黑35g、陶土 120g、納米炭黑Sg、納米氧化鋅13g、納米二氧化鈦 4g、納米碳酸鈣5g。制備方法先用鈦酸異丙脂包覆納米顆粒，再將其余原料放在攪拌器中攪拌均勻， 然后將上述混合物放入膠煉機中在溫度為50°C的條件下膠煉成片狀，再將片狀的高聚物復(fù) 合材料覆蓋在阻燃簾子布或帆布上，在硫化機中在溫度為155°C的條件下硫化成型25分 鐘，收卷最后進行檢測。實施例9一種納米傳送帶，按下述重量配比稱取原料氯丁橡膠200g、丁腈橡膠100g、天然橡膠90g、聚氯乙烯130g、二辛脂180g、氯化石 蠟40g、三氧化二銻30g、磷酸三甲苯脂35g、鈦酸異丙脂3g、對苯二酚二芐醚lg、二硫化四甲 基秋蘭姆3g、硫磺5g、炭黑35g、納米炭黑9g、納米氧化鋅13g、納米二氧化鈦5g、納米碳酸 鈣6g。制備方法先用鈦酸異丙脂包覆納米顆粒，再將其余原料放在攪拌器中攪拌均勻， 然后將上述混合物放入膠煉機中在溫度為50°C的條件下膠煉成片狀，再將片狀的高聚物復(fù) 合材料覆蓋在阻燃簾子布或帆布上，在硫化機中在溫度為155°C的條件下硫化成型25分 鐘，收卷最后進行檢測。實施例10一種納米傳送帶，按下述重量配比稱取原料氯丁橡膠400g、丁腈橡膠90g、天然橡膠80g、聚氯乙烯130g、二辛脂175g、氯化石 蠟45g、三氧化二銻45g、磷酸三甲苯脂35g、鈦酸異丙脂3g、對苯二酚二芐醚3g、二硫化四 甲基秋蘭姆5g、硫磺6g、炭黑45g、陶土 120g、納米炭黑7g、納米氧化鋅13g、納米二氧化鈦 5g、納米碳酸鈣2 6g。制備方法先用鈦酸異丙脂包覆納米顆粒，再將其余原料放在攪拌器中攪拌均勻， 然后將上述混合物放入膠煉機中在溫度為50°C的條件下膠煉成片狀，再將片狀的高聚物復(fù) 合材料覆蓋在阻燃簾子布或帆布上，在硫化機中在溫度為155°C的條件下硫化成型25分 鐘，收卷最后進行檢測。上述實施例中，納米碳酸鈣購自舟山明日納米材料有限公司，其余材料均購自開 封鐵塔橡膠集團有限公司。
權(quán)利要求
一種納米傳送帶，由簾子布或帆布和覆蓋在簾子布或帆布上的高聚物復(fù)合材料組成，其特征在于所述高聚物復(fù)合材料由包括如下重量份數(shù)的原料組成氯丁橡膠20～40、丁腈橡膠5～10、天然橡膠5～10、聚氯乙烯5～15、二辛脂10～20、氯化石蠟2～5、三氧化二銻2～5、磷酸三甲苯脂2～5、鈦酸異丙脂0.1～0.3、對苯二酚二芐醚0.1～0.5、二硫化四甲基秋蘭姆0.1～0.5、硫磺0.3～0.6、炭黑2～5、納米顆粒1～3.6；所述納米顆粒由如下重量份數(shù)的物質(zhì)組成納米炭黑0.1～1、納米氧化鋅0.5～1.5、納米二氧化鈦0.2～0.5、納米碳酸鈣0.2～0.6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米傳送帶，其特征在于所述高聚物復(fù)合材料還包括 1 15重量份數(shù)的陶土。
3.如權(quán)利要求1或2所述的納米傳送帶的制備方法，其特征在于它是由下述步驟制 備先用鈦酸異丙脂包覆納米顆粒，再將其余原料放在攪拌器中攪拌均勻，然后將上述混合 物放入膠煉機中膠煉成片狀，再將片狀的高聚物復(fù)合材料覆蓋在阻燃簾子布或帆布上，在 硫化機中硫化成型，收卷最后進行檢測。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米傳送帶的制備方法，其特征在于所述膠煉溫度為40 60 "C。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米傳送帶的制備方法，其特征在于所述硫化條件是溫度 150 160°C，時間20 25分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種納米傳送帶，由簾子布或帆布和覆蓋在簾子布或帆布上的高聚物復(fù)合材料組成，所述高聚物復(fù)合材料由包括如下重量份數(shù)的原料組成氯丁橡膠20～40、丁腈橡膠5～10、天然橡膠5～10、聚氯乙烯5～15、二辛脂10～20、氯化石蠟2～5、三氧化二銻2～5、磷酸三甲苯脂2～5、鈦酸異丙脂0.1～0.3、對苯二酚二芐醚0.1～0.5、二硫化四甲基秋蘭姆0.1～0.5、硫磺0.3～0.6、炭黑2～5、納米顆粒1～3.6。本發(fā)明制備的納米傳送帶表面電阻率為1.5×105Ω，體電阻率為3.0×103Ω·m，續(xù)燃時間為1.3秒，陰燃時間為0秒，而且經(jīng)水浸泡70小時后，其抗靜電、阻燃性能均無明顯變化。
文檔編號C08L27/06GK101927893SQ200910172720
公開日2010年12月29日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者張景昌, 邊亞東 申請人:中原工學(xué)院