新型耐熱輸送帶的研制及核心反應特征的研究.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特征,包括影響高溫粘合的因素、基于覆蓋膠導溫條件下的覆蓋膠厚度設計和模擬現(xiàn)場高溫條件的粘合強度試驗技術三項內(nèi)容。
　　根據(jù)EPDM、SBR和NR橡膠及硫化體系的反應

2、機理,結(jié)合基體橡膠種類和分子結(jié)構(gòu)對硫化體系(硫化劑、促進劑和活化劑)用量進行化學衡算和試驗驗證。研究表明,EPDM4045的最優(yōu)交聯(lián)度占到其活化基團的5％左右;SBR1502/NR的最佳交聯(lián)度占到其活化基團的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℃粘合強度均達到標

3、準規(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)定且粘合強度不能達到標準規(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到標準要求;規(guī)格為300mm×300mm×6mm的EPDM覆蓋膠試樣遠不能達到標準要求。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鍵。BET比表面積為160-180m2/g的白炭黑、馬來酸酐絡合丁二烯、液體三元乙丙橡膠、RA-RF粘合體系都對增進界面常溫/高溫粘合強度具有積極作用。
　　重點研究了耐熱輸送帶175℃粘合強度影響因素。在30℃-175℃

6、范圍內(nèi)研究了實驗溫度與界面粘合強度的關系,發(fā)現(xiàn)隨著實驗溫度的升高粘合強度迅速下降。系統(tǒng)實驗了覆蓋膠、芯膠、粘合膠及強力帆布對175℃粘合強度的影響,發(fā)現(xiàn)影響175℃粘合強度的最關鍵因素是強力帆布的材料組份,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)學模型的方式研究了基于覆蓋

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

8、粘合強度的試驗技術特征做了實驗對比。結(jié)果得出,175℃條件下,采用GB/T20021方法測定的粘合強度值遠遠小于模擬方法的測定值。分析認為模擬現(xiàn)場粘合強度的試驗方法更能真實地測定粘合強度,更能準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,各項性能指標符合GB/T20021-2005標準,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)場得到應用。該產(chǎn)品申