一種熱塑性彈性體及其制備方法和用于輸送帶的成型工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱塑性彈性體材料領(lǐng)域，具體地說，涉及一種輸送帶用熱塑性彈性體 材料及其制備方法和成型工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 輸送帶是煤礦井下煤炭輸送的主要工具，年消耗量極大。我國現(xiàn)有的輸送帶生產(chǎn) 技術(shù)仍采用橡膠混煉、成型、硫化等一系列復(fù)雜落后工藝，與國外先進(jìn)的輸送帶產(chǎn)品相比， 質(zhì)量水平相差甚遠(yuǎn)，國外已從上世紀(jì)80年代開始研制動(dòng)態(tài)硫化熱塑性彈性體（TPE)在輸送 帶上的應(yīng)用，取得巨大的成功。采用熱塑性彈性體生產(chǎn)的輸送帶可使用塑料成型加工設(shè)備， 通過擠出機(jī)和模具將覆蓋層與帶芯貼合、動(dòng)態(tài)硫化，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，省去了傳統(tǒng)輸送帶生 產(chǎn)過程中的煉膠、壓延、成型、硫化等工藝過程，使生產(chǎn)效率成倍的提高。使用熱塑性彈性體 生產(chǎn)的輸送帶具有使用壽命長(zhǎng)、粘合強(qiáng)度高、節(jié)能環(huán)保，廢棄的產(chǎn)品可以回收利用等特點(diǎn)。 煤礦井下用輸送帶要求具有阻燃抗靜電性能，現(xiàn)有的阻燃輸送帶都是含鹵、銻的，要么膠帶 基體材料含鹵（如氯丁橡膠、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯等），要么添加了大量的 含鹵、銻的阻燃劑和配合劑。使用過程中發(fā)現(xiàn)，這些含鹵、銻的阻燃輸送帶雖然有良好的阻 燃效果，但在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，燃燒的輸送帶會(huì)產(chǎn)生大量的有毒氣體和煙霧，一是妨礙救災(zāi)工作 的順利進(jìn)行，對(duì)生命造成二次災(zāi)害；二是腐蝕設(shè)備和儀器；三是造成環(huán)境污染。中國專利 CN101096244B公布了一種熱塑性彈性體面整芯阻燃輸送帶及其制造方法，但它發(fā)明的熱塑 性彈性體是含有鹵、銻的，燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有毒氣體和煙霧，易產(chǎn)生次生災(zāi)害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種輸送帶用熱塑性彈性體材料， 使其燃燒時(shí)發(fā)煙量小，且不含鹵素。
[0004] 本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供該熱塑性彈性體的制備方法，工藝簡(jiǎn)單，易于制造，生 產(chǎn)成本低。
[0005] 本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供該熱塑性彈性體用于輸送帶的成型工藝，方法簡(jiǎn)單， 效率高。
[0006] 本發(fā)明的目的通過下述方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0007] 所述的輸送帶用熱塑性彈性體材料，其特征在于，按重量份數(shù)計(jì)，由下述原料制 成： 聚乙烯（PE)樹脂30-50份，粉狀丁腈橡膠（PNBR) 30-50份，乙烯-醋酸乙烯共聚物 (EVA) 10-30份，氧化鋅3-5份，硬脂酸1-2份，石蠟油1-3份，聚乙烯蠟3-5份，硫磺1-1. 5 份，過氧化二異丙苯（DCP)l-2份，促進(jìn)劑1-2份，防老劑1-2份，抗氧劑0. 5-1份，導(dǎo)電炭黑 8-10份，納米白炭黑8-10份，抗靜電劑4-6份，無鹵阻燃增塑劑40-60份，無鹵阻燃劑40-60 份，環(huán)氧硅樹脂5-10份，硅烷偶聯(lián)劑0. 5-1份。
[0008] 所述的聚乙烯樹脂是粉狀的線性低密度聚乙烯（PLLDPE)，密度0· 92-0. 93g/cm3， 熔融指數(shù)2-10g/min ;粉狀丁腈橡膠的丙烯腈含量30-36 %，門尼粘度值50-80,不含鹵素 隔離劑，非交聯(lián)型或微交聯(lián)型；乙烯-醋酸乙烯共聚物是粉狀的乙烯-醋酸乙烯共聚物 (PEVA)，VA 含量 50%。
[0009] 所述的促進(jìn)劑可選用2-硫醇基苯并噻唑（促進(jìn)劑M)、二硫化二苯并噻唑（促進(jìn)劑 DM)、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺（促進(jìn)劑CZ)、二硫化四甲基秋蘭姆（促進(jìn)劑TMTD)、 二乙基二硫代氨基甲酸鎘（促進(jìn)劑CED)中的一種或組合。
[0010] 所述的防老劑可選用N-苯基-α萘胺（防老劑A)、N-苯基-β萘胺（防老劑 D)、2, 2,4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體（樹脂狀）（防老劑RD)、2, 2'-硫代雙（4-甲 基-6-叔丁基苯酚）（防老劑2246-S)、Ν-異丙基-N'-苯基對(duì)苯二胺（防老劑4010ΝΑ)中 的一種或組合。
[0011] 所述的抗氧劑可選用四[β- (3, 5-二特丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯 (抗氧劑1010)、β- (3, 5-二特丁基-4-羥基苯基)丙酸十八酯(抗氧劑1076)、2, 6-二特丁 基-4-甲基苯酚(抗氧劑264)中的任意一種。
[0012] 所述的抗靜電劑可選用烷基苯磷酸酯二乙醇胺鹽(抗靜電Ρ)、三羥乙基甲基季銨 甲基硫酸鹽(抗靜電劑ΤΜ)、十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽(抗靜電劑SA)中的任意一 種。
[0013] 所述的無鹵阻燃增塑劑可選用磷酸三甲苯酯（TCP)、三丁氧乙基磷酸酯（ΤΒΕΡ)、 磷酸三辛酯（TOP)中的任意一種。
[0014] 所述的無鹵阻燃劑可選用氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、紅磷、聚磷酸銨、三聚氰胺 氰脲酸鹽的一種或其組合。
[0015] 所述的硅烷偶聯(lián)劑可選用乙烯基三氧基硅烷（A-105)、乙烯基三乙氧基硅烷 (A-151)、乙烯基三甲氧基硅烷（A-171)中的任意一種。
[0016] 所述的輸送帶用熱塑性彈性體材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 原材料準(zhǔn)備：按配方要求稱量原材料； (2) 阻燃劑改性處理： 將納米白炭黑、無鹵阻燃劑、抗氧劑加入捏合機(jī)中加熱攪拌，攪拌速度為375-400轉(zhuǎn)/ 分鐘，加熱至40-60°C，開始噴灑硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)加熱攪拌，在115°C _125°C的溫度下攪拌 10-15分鐘，制成表面改性阻燃劑； (3) 高速混合預(yù)塑化： 將聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氧化鋅、硬脂酸、石蠟油、聚乙烯蠟、促進(jìn)劑、防老 齊U、導(dǎo)電炭黑、抗靜電劑、無鹵阻燃增塑劑、環(huán)氧硅樹脂、表面改性阻燃劑依次加入高速混合 機(jī)中，混合速度為1200-1400轉(zhuǎn)/分鐘，在140°C _150°C的溫度下混合10-15分鐘，制得預(yù) 塑化料； (4) 冷混合： 將經(jīng)高速混合后的預(yù)塑化料冷卻到室溫后加入到冷混合器中，依次加入粉狀丁腈橡 膠、硫磺、過氧化二異丙苯，在常溫下混合5-10分鐘，混合機(jī)速度為375-400轉(zhuǎn)/分鐘； (5) 造粒： 將混合后的粉料通過雙螺桿造粒機(jī)，在螺桿轉(zhuǎn)速300-500轉(zhuǎn)/分鐘、溫度165°C _175°C 的條件下造粒，即得所述的輸送帶用熱塑性彈性體。
[0017] 所述的輸送帶用熱塑性彈性體材料用于輸送帶的成型工藝是： 將造粒后的熱塑性彈性體通過兩臺(tái)擠出機(jī)及模具擠出貼面成型、動(dòng)態(tài)硫化，直接與浸 膠塑化后處于熱狀態(tài)的帶芯在壓力下貼合在一起； 擠出機(jī)轉(zhuǎn)速：25-30轉(zhuǎn)/分； 擠出機(jī)溫度：1 區(qū) 135-145°C ;2 區(qū) 145-155°C ;3 區(qū) 155-165°C ;4 區(qū) 165-175°C ; 模具溫度：1 區(qū)、7 區(qū) 165°C ±2°C ;2 區(qū)、6 區(qū) 162°C ±2°C ;3 區(qū)、5 區(qū) 160°C ±2°C ;4 區(qū) 160。?！?。。； 帶芯表面溫度：140°C _160°C。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果： 1、本發(fā)明不含含鹵的主體材料和含鹵的阻燃劑、配合劑以及發(fā)煙量大的銻類阻燃劑， 所以燃燒時(shí)發(fā)煙量低，且不含有害物質(zhì)，是一種環(huán)保型的阻燃材料。
[0019] 2、本發(fā)明采用乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚乙烯和丁腈橡膠接枝共混、提高了共混 物相容性及動(dòng)態(tài)硫化后的彈性。
[0020] 3、本發(fā)明采用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)無機(jī)阻燃劑進(jìn)行表面改性處理，提高了有機(jī)物和無機(jī) 物的相容性，同時(shí)加入了納米白炭黑，在提高共混物阻燃性能的同時(shí)，同時(shí)提高機(jī)械性能。
[0021] 4、本發(fā)明選用環(huán)氧娃樹脂對(duì)共混物增粘，在提1?共混物粘合性能的同時(shí)，提1?共 混物的阻燃性能和機(jī)械性能。
[0022] 5、本發(fā)明采用擠出機(jī)貼面成型、動(dòng)態(tài)硫化工藝生產(chǎn)輸送帶，具有工藝簡(jiǎn)單、能源消 耗低、生產(chǎn)效率高、可回收利用等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 通過下述實(shí)施例有助于對(duì)本發(fā)明的理解，但不能限制本發(fā)明的內(nèi)容。
[0024] 實(shí)施例1 本實(shí)施例提供一種輸送帶用熱塑性彈性體材料，按重量份數(shù)計(jì)，由下述原料制成： PLLDPE 30份，PNBR 50份，PEVA 20份，氧化鋅5份，硬脂酸2份，石蠟油3份，聚乙烯 蠟5份，硫磺1. 5份，DCP 1份，促進(jìn)劑M 0. 5份，促進(jìn)劑劑DMl份，防老劑RD 1份，防老劑 2246-S 1份，抗氧劑1010 1份，導(dǎo)電炭黑10份，納米白炭黑8份，抗靜電劑P 4份，TCP40 份，氫氧化鋁20份，硼酸鋅10份，聚磷酸銨20份，環(huán)氧硅樹脂6份，硅烷偶聯(lián)劑A105 0. 6 份； PLLDPE的密度0. 92-0. 93g/cm3,熔融指數(shù)2-10g/min ;PNBR的丙烯腈含量30-36 %，門 尼粘度值50-80,隔離劑為碳酸鈣粉，非交聯(lián)型；PEVA的VA含量50%。
[0025] 本實(shí)施例提供的輸送帶用熱塑性彈性體材料的制備方法包括以下步驟： (1) 原材料準(zhǔn)備：按配方要求稱量原材料； (2) 阻燃劑改性處理：將納米白炭黑、無鹵阻燃劑、抗氧劑加入捏合機(jī)中加熱攪拌， 攪拌速度為375-400轉(zhuǎn)/分鐘，加熱至40-60°C，開始噴灑硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)加熱攪拌，在 115°C _125°C的溫度下攪拌10-15分鐘，制成表面改性阻燃劑； (3) 高速混合預(yù)塑化：將聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氧化鋅、硬脂酸、石蠟油、聚乙 烯蠟、促進(jìn)劑、防老劑、導(dǎo)電炭黑、抗靜電劑、無鹵阻燃增塑劑、環(huán)氧硅樹脂、表面改性阻燃劑 以次加入高速混合機(jī)中，混合速