阅读说明：本技术 具有耐高温、阻燃与耐油的橡胶输送带及其制造工艺 (High-temperature-resistant, flame-retardant and oil-resistant rubber conveyer belt and manufacturing process thereof ) 是由 李警 李论 李陈东旭 李丹 黄奕钢 陈青 王若文 李思全 于 2020-06-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有耐高温、阻燃与耐油的橡胶输送带及其制造工艺,该输送带包括骨架层,骨架层的两侧均设有边胶,顶部设有上盖胶,底部设有下盖胶；其中上盖胶包括由上至下依次设置的第一上盖胶层、第二上盖胶层、第三上盖胶层、第四上盖胶层和第五上盖胶层,第一上盖胶层的基体材料为氟橡胶,第二上盖胶层的基体材料为丙烯酸酯橡胶和或乙烯丙烯酸酯橡胶,第三和第五上盖胶层的基体材料为氟橡胶,第四上盖胶层的基体材料为硅橡胶。该输送带制备成型后经过2段硫化得到成品,其采用氟橡胶、硅橡胶、和丙烯酸酯橡胶的复合橡胶结构,既具有优异的耐高低温性能,又具有阻燃性能和耐油性能。(The invention discloses a high-temperature-resistant, flame-retardant and oil-resistant rubber conveyer belt and a manufacturing process thereof, wherein the conveyer belt comprises a framework layer, edge rubber is arranged on two sides of the framework layer, upper cover rubber is arranged on the top of the framework layer, and lower cover rubber is arranged on the bottom of the framework layer; wherein the upper cover glue comprises a first upper cover glue layer, a second upper cover glue layer, a third upper cover glue layer, a fourth upper cover glue layer and a fifth upper cover glue layer which are sequentially arranged from top to bottom, the base material of the first upper cover glue layer is fluororubber, the base material of the second upper cover glue layer is acrylate rubber andor ethylene acrylate rubber, the base material of the third upper cover glue layer and the base material of the fifth upper cover glue layer are fluororubber, and the base material of the fourth upper cover glue layer is silicon rubber. The conveyor belt is prepared and molded, and then is vulcanized in 2 sections to obtain a finished product, the finished product adopts a composite rubber structure of fluororubber, silicon rubber and acrylate rubber, and has excellent high and low temperature resistance, flame retardance and oil resistance.)

具有耐高温、阻燃与耐油的橡胶输送带及其制造工艺

技术领域

本发明涉及橡胶制品领域，具体为一种具有耐高温、阻燃与耐油的橡胶输送带及其制造工艺。

背景技术

橡胶输送带广泛应用于煤炭、水泥、冶金、港口、建材、化工等行业，水泥、冶金等行业对橡胶输送带的耐高温、阻燃与耐油等性能要求越来越高，比如用于传送烧结矿石、焦炭、水泥熟料、烘干水泥、化肥及石灰时，必须具有耐高温、阻燃性能，同时具有一定的耐油性能，才能有效规避橡胶输送带在使用过程中因输送设备润滑油品对橡胶输送带的影响，避免因油品降低输送带的使用寿命；目前，提供具有耐高温、阻燃与耐油橡胶输送带，使其应用于水泥、冶金行业高温或超高温物料的输送，已成为主流趋势。

耐高温、阻燃橡胶输送带通常由上盖胶层、中间增强骨架层与下盖胶层复合而成。工作面为上盖胶层，其通常采用丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁基系列橡胶(IIR、CIIR、BIIR)、氯化聚乙烯橡胶(CM)与氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)等构成。上盖胶层在输送温度达到200℃以上的高温物料时，其表面会在接触高温炙热物料的瞬间灼烧，如果温度继续增高，将急剧加速橡胶输送带上盖胶层的老化，在高温物料的冲击与输送带运动曲绕等复合受力的作用下，同时输送带上盖胶层还因长期受热、氧、臭氧、油等作用，导致性能下降，使高温热量被直接传递至带体内部，带体老化与性能下降，产生开裂导致漏料，甚至断裂而报废。

为了解决橡胶输送带在高温条件下的使用寿命极短的问题，橡胶输送带行业厂家一般采取以下几种办法：一是在橡胶本体中大量添加阻燃剂，不仅增加了成本，而且大大降低了输送带抗冲击、抗撕裂、层间粘合等性能；二是采用耐高温骨架材料，如价格昂贵的芳纶、影响层间粘合的玻璃纤维、降低物性的石黑织物以及导热系数大、传热快且不隔热的各类钢丝结构，通过骨架材料的结构变化，如在输送带上盖胶层上覆盖一层石棉布或玻璃纤维布、带芯抗拉体采用金属钢丝层等。以上结构虽然可一定程度提高了橡胶输送带的耐热性能，但由于本体橡胶材料天生的耐高温性能的缺陷，是不能完全通过这些辅助增强措施加以解决的。

发明内容

本发明提供一种具有耐高温、阻燃与耐油的橡胶输送带及其制造工艺，采用氟橡胶、硅橡胶及丙烯酸酯橡胶的复合橡胶结构，既具有优异的耐高低温性能，又具有阻燃性能和耐油性能。

本发明的技术方案是，一种具有耐高温、阻燃与耐油的橡胶输送带，该输送带包括骨架层，骨架层的两侧均设有边胶，顶部设有上盖胶，底部设有下盖胶；其中上盖胶包括由上至下依次设置的第一上盖胶层、第二上盖胶层、第三上盖胶层、第四上盖胶层和第五上盖胶层，第一上盖胶层的基体材料为氟橡胶，第二上盖胶层的基体材料为丙烯酸酯橡胶和/或乙烯丙烯酸酯橡胶，第三和第五上盖胶层的基体材料为氟橡胶，第四上盖胶层的基体材料为硅橡胶。

进一步地，骨架层位于上盖胶和下盖胶之间，为芳纶纤维或聚酯纤维增强层，骨架层上下部均设有擦贴胶层，其中擦胶和贴胶的基体材料均为丙烯酸酯橡胶和/或乙烯丙烯酸酯橡胶。

进一步地，第三上盖胶层与第五上盖胶层厚度均控制在0.15±0.05mm。

进一步地，第三上盖胶层、第四上盖胶层和第五上盖胶层除了基体材料外，均加入过氧化物硫化剂。

进一步地，所述下盖胶和边胶的基体材料均为丙烯酸酯橡胶和/或乙烯丙烯酸酯橡胶。

进一步地，其中各胶层除了基体材料外，还包括添加助剂。

本发明还涉及所述橡胶输送带的制备方法，包括以下步骤：

1)分别加工各胶层的胶料，制备成混炼胶，然后压延成片；

2)通过压延机在骨架层上先擦后贴胶片，形成擦贴胶层；

3)通过输送带成型机将上盖胶层各层胶进行复合，将骨架层复合完整，并在骨架层的两侧安装边胶条；再将上盖胶层、骨架层与下盖胶层复合成输送带半成品；

4)在输送带半成品上擦抺脱模剂并牵引导入橡胶平板硫化机中，合模排气，进行一段硫化；硫化后牵引导出，进行修边处理并卷取；

5)步骤4)得到的产品牵引导入热空气硫化烘道中或硫化罐进行二段硫化，得到具有耐高温、阻燃与耐油的橡胶输送带。

进一步地，其中一段硫化的蒸汽压力为0.4-0.5Mpa，温度为145-155℃，硫化时间为45-90分钟。

进一步地，其中二次硫化温度为170℃-180℃，硫化时间为1-4小时。

本发明还涉及所述耐高温、阻燃与耐油的橡胶输送带在220～800℃高温或超高温条件下物料输送中的用途。如上述橡胶输送带在水泥、冶金行业输送中的应用。

本发明所述橡胶输送带为管状输送带、挡边输送带或提升输送带。

本发明具体以下有益效果：

1、本发明中采用氟橡胶/丙烯酸酯橡胶/氟橡胶/硅橡胶/氟橡胶/丙烯酸酯橡胶的复合结构制作的输送带，是输送带行业超耐高温产品结构的一个重大的突破。其在最外层设置氟橡胶，具有优异的耐高温性能，另外氟橡胶与硅橡胶的层间粘合是橡胶行业的全球的技术难题。本发明通过控制氟橡胶的厚度在0.1-0.2mm，厚度薄，低温屈绕性能提高，能有效的提高材料间的层间粘合，并改善氟橡胶的低温性能，其低温脆性可由-18℃提高到-40℃，同时能有效降低成本。

2、通过在第三上盖胶层、第四上盖胶层和第五上盖胶层加入过氧化物硫化剂，有助于粘合性能的提高，其层间粘合性能达到或超过了德国大众52600标准、美国GMW13408标准、美国斯CUMMINS25023标准及美国卡车TMS6034标准。

3、由于本发明在上盖胶层采用氟橡胶(FPM)、硅橡胶(VMQ)与丙烯酸酯橡胶(AEM、AEM/ACM)的复合结构，并采用过氧化物硫化体系，硫化剂分解高聚物反应后，一是生成了低分子化合物(如苯和苯甲酸等)，存在于橡胶中将影响橡胶机械性能；二是其在第一段加热后，产品的交联密度不够。因此本发明在制备时采用二段硫化工艺，能够有效的提高氟橡胶(FPM)、硅橡胶(VMQ)与丙烯酸酯橡胶(AEM、ACM、AEM/ACM)的交联密度、拉伸强度等力学性能、压缩永久变形性能、回弹性、热稳定性。如果在二段硫化时采用烘道热空气硫化，烘道热空气连续硫化效率高，且二段硫化产品受热更均匀、性能更均衡。

附图说明

图1是本发明提供橡胶输送带的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。

如图1所示，一种具有耐高温、阻燃与耐油的橡胶输送带，该输送带包括骨架层2，骨架层的两侧均设有边胶4，顶部设有上盖胶1，底部设有下盖胶3；其中上盖胶包括由上至下依次设置的第一上盖胶层1-1、第二上盖胶层1-2、第三上盖胶层1-3、第四上盖胶层1-4和第五上盖胶层1-5，第一上盖胶层的基体材料为氟橡胶，第二上盖胶层的基体材料为丙烯酸酯橡胶，第三和第五上盖胶层的基体材料为氟橡胶，第四上盖胶层的基体材料为硅橡胶。其中第一上盖胶层优选双酚氟橡胶，第三和第五上盖胶层的优选过氧氟橡胶。第四上盖胶层优选气相法硅橡胶。第二上盖胶层的基体材料可以为丙烯酸酯橡胶、乙烯丙烯酸酯橡胶或两者的组合。

优选地，骨架层2位于上盖胶1和下盖胶3之间，为芳纶纤维或聚酯纤维增强层，骨架层2上下部均设有擦贴胶层，其中擦胶和贴胶的基体材料均为丙烯酸酯橡胶和/或乙烯丙烯酸酯橡胶。

优选地，第三上盖胶层与第五上盖胶层厚度均控制在0.15±0.05mm。

优选地，第三上盖胶层1-3、第四上盖胶层1-4和第五上盖胶层1-5除了基体材料外，均加入过氧化物硫化剂。

优选地，所述下盖胶3和边胶4的基体材料均为丙烯酸酯橡胶和/或乙烯丙烯酸酯橡胶。

优选地，各胶层除了基体材料外，还包括添加助剂。

具体的案例中，各胶层的用料配比如下，均以重量份计，具体用量根据配比按制造设备尺寸大小来进行选择。

实施例1：

1)第一上盖胶层：双酚氟橡胶：100份，氧化镁：5份，N990炭黑：20份，N330炭黑：10份，3.5H₂O硼酸锌：3份，三氧化二锑：2份，氢氧化钙：6份，氟橡胶胶粉：5份，莱茵分散剂：1份，棕榈蜡：2份，硫化剂AF：1.5份，硫化剂BPP：0.5份。

2)第二上盖胶层：AEM橡胶：100份，N330炭黑：20份，N550炭黑：50份，陶土：10份，硫化剂：1份，硫化助剂：3份，磷酸酯(TCP)：15份，3.5H₂O硼酸锌：10份，三氧化二锑：3份，防老剂445：2份，防焦剂18D：1份，莱茵分散剂：3份，气相法白炭黑：3份，石蜡：1份。

3)第三上盖胶层：过氧氟橡胶：100份，氧化镁：3份，N990炭黑：15份，N330炭黑：3份，白炭黑：3份，氢氧化钙：6份，莱茵分散剂：1份，棕榈蜡：2份，粘合剂：1.5份，硫化剂DCP：0.5份。

4)第四上盖胶层：气相法硅橡胶：100份，色母：1份，特种粘合剂：1份，硫化剂DCP：1份，三氧化二锑：3份，3.5H₂O硼酸锌：10份，氧化铁红：2份，气相法白炭黑：3份。

5)第五上盖胶层：过氧氟橡胶：100份，氧化镁：3份，N990炭黑：15份，N330炭黑：3份，白炭黑：3份，氢氧化钙：6份，莱茵分散剂：1份，棕榈蜡：2份，粘合剂：1.5份，硫化剂DCP：0.5份。

其中第三上盖胶层厚度为0.1mm，第五上盖胶层厚度为0.12mm；

骨架层：在橡胶输送带上盖胶层和下盖胶层之间以芳纶纤或聚酯纤维为增强层，其上擦贴有ACM橡胶层。

6)骨架层擦胶层：ACM橡胶：100份，N330炭黑：10份，N550炭黑：30份，陶土：5份，增塑剂：15份，硫化剂：1份，硫化助剂：3份，防老剂445：2份，防焦剂18D：1份，莱茵分散剂：3份，气相法白炭黑：10份，粘合剂：5份。

7)骨架层贴胶层：ACM橡胶：100份，N330炭黑：20份，N550炭黑：40份，陶土：10份，增塑剂：10份，硫化剂：1份，硫化助剂：3份，防老剂445：2份，防焦剂18D：1份，莱茵分散剂：3份，气相法白炭黑：3份。

8)下盖胶层：AEM/ACM橡胶：100份，N330炭黑：20份，N550炭黑：50份，陶土：10份，硫化剂：1份，硫化助剂：3份，磷酸酯(TCP)：15份，3.5H₂O硼酸锌：10份，三氧化二锑：3份，防老剂445：2份，防焦剂18D：1份，莱茵分散剂：3份，气相法白炭黑：3份，石蜡：1份。

9)边胶：ACM橡胶：100份，N330炭黑：20份，N550炭黑：30份，陶土：5份，硫化剂：1份，硫化助剂：3份，磷酸酯(TCP)：10份，3.5H₂O硼酸锌：10份，三氧化二锑：3份，防老剂445：2份，防焦剂18D：1份，莱茵分散剂：3份，气相法白炭黑：3份，石蜡：1份。

实施例2：

1)第一上盖胶层：双酚氟橡胶：100份，氧化镁：10份，N990炭黑：25份，N330炭黑：15份，3.5H₂O硼酸锌：6份，三氧化二锑：5份，氢氧化钙：10份，氟橡胶胶粉：15份，莱茵分散剂：2份，棕榈蜡：4份，硫化剂AF：2.5份，硫化剂BPP：1.0份。

2)第二上盖胶层：AEM/ACM橡胶：100份，N330炭黑：30份，N550炭黑：80份，陶土：30份，硫化剂：2份，硫化助剂：5份，磷酸酯(TCP)：35份，3.5H₂O硼酸锌：20份，三氧化二锑：5份，防老剂445：3份，防焦剂18D：3份，莱茵分散剂：4份，气相法白炭黑：6份，石蜡：2份。

3)第三上盖胶层：过氧氟橡胶：100份，氧化镁：6份，N990炭黑：25份，N330炭黑：8份，白炭黑：6份，氢氧化钙：10份，莱茵分散剂：2份，棕榈蜡：4份，粘合剂：2.5份，硫化剂双-25：1.0份。

4)第四上盖胶层：气相法硅橡胶：100份，色母：2份，粘合剂：2份，硫化剂双-25：2份，三氧化二锑：6份，3.5H₂O硼酸锌：20份，氧化铁红：5份，气相法白炭黑：6份。

5)第五上盖胶层：过氧氟橡胶：100份，氧化镁：6份，N990炭黑：25份，N330炭黑：8份，白炭黑：6份，氢氧化钙：10份，莱茵分散剂：2份，棕榈蜡：4份，粘合剂：2.5份，硫化剂双-25：1.0份。

其中第三上盖胶层厚度为0.15mm，第五上盖胶层厚度为0.16mm；

骨架层：在橡胶输送带上盖胶层和下盖胶层之间以芳纶纤或聚酯纤维为增强层，其上擦贴有AEM/ACM橡胶层。

6)骨架层擦胶层：AEM/ACM橡胶：100份，N330炭黑：20，N550炭黑：50份，陶土：10份，增塑剂：30份，硫化剂：2份，硫化助剂：5份，防老剂445：3份，防焦剂18D：3份，莱茵分散剂：4份，气相法白炭黑：15份，粘合剂：7份。

7)骨架层贴胶层：AEM/ACM橡胶：100份，N330炭黑：30份，N550炭黑：60份，陶土：200份，增塑剂：20份，硫化剂：2份，硫化助剂：5份，防老剂445：3份，防焦剂18D：3份，莱茵分散剂：4份，气相法白炭黑：6份。

8)下盖胶层：AEM/ACM橡胶：100份，N330炭黑：30份，N550炭黑：80份，陶土：30份，硫化剂：2份，硫化助剂：5份，磷酸酯(TCP)：35份，3.5H₂O硼酸锌：20份，三氧化二锑：5份，防老剂445：3份，防焦剂18D：3份，莱茵分散剂：4份，气相法白炭黑：6份，石蜡：2份。

9)边胶：AEM/ACM橡胶：100份，N330炭黑：30份，N550炭黑：50份，陶土：15份，硫化剂：2份，硫化助剂：5份，磷酸酯(TCP)：25份，3.5H₂O硼酸锌：20份，三氧化二锑：5份，防老剂445：3份，防焦剂18D：3份，莱茵分散剂：4份，气相法白炭黑：6份，石蜡：2份。

上述具有耐高温、阻燃与耐油橡胶输送带的制造工艺，其不同于其他橡胶输送带工艺的最大特点是产品需要进行二段硫化，具体步骤如下：

a、按照上盖胶层、骨架层擦贴胶层和下盖胶层的配方组份重量，分别称量(人工或自动)，并在开炼机上或密炼机内进行混炼，分别加工成上盖胶层混炼胶、骨架层擦贴胶层混炼胶和下盖胶层混炼胶，并按工艺要求停放。

b、通过三辊或四辊压延机将上盖胶层混炼胶和下盖胶层混炼胶根据工艺要求压延成片不同厚度、宽度与长度的胶片与垫布一同卷取停放。

c、通过三辊或四辊压延机将芳纶纤或聚酯纤维为增强层上根据工艺要求先擦后贴不同厚度的胶片与垫布一同卷取停放。

d、将不同规格的完整的输送带半成品导开过程中擦抺上脱模剂并牵引导入橡胶平板硫化机中，在胶带带胚的合适位置放置冲有产品名称、规格型号、生产厂家、生产日期等内容金属标识转移牌，合模排气，在硫化蒸汽压力为0.4-0.5Mpa条件下，根据产品的厚度硫化45-90分钟。

e、将上述硫化后的胶带从橡胶平板硫化机牵引导出，进行修边等处理并卷取，完成产品的第一段硫化。

f、将第一段硫化的产品牵引导入热空气硫化烘道中或硫化罐进行二段硫化，二次硫化温度为170℃-180℃，硫化时间为1-4小时后，经过卷取、再标识与卷取，即为成品。

本发明提供的具有耐高温、阻燃与耐油的橡胶输送带，具有优异的阻燃性能，能达到UL94中的V0级标准、《帆布带芯耐热输送带》(GB/T 20021-2005)标准、《煤矿用钢丝绳芯阻燃输送带》(MT668-2008)标准、《煤矿用织物整芯阻燃输送带》(MT914-2008)标准、《耐油输送带》(HG/T 3714-2014)标准。

本发明提供的输送带包括氟橡胶(FPM)、硅橡胶(VMQ)和丙烯酸酯橡胶(AEM、ACM或AEM/ACM)，都具有极佳的耐高温性能、耐油性能及阻燃性能。这些材料耐高温性能远远高于输送带行业耐高温输送带普遍使用的过氧化物硫化的EPDM的最高150℃条件下长期使用温度。其复合结构的产品能在200-600℃高温下较长时间使用，其使用寿命是传统的丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁基系列橡胶(IIR、CIIR、BIIR)、氯化聚乙烯橡胶(CM)与氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)等材料的耐高温输送带的2-5倍。