输送带配方设计

输送带配方设计,输送带：是胶带运输机等的主导部件，用途极为广阔，大者从矿石开采的现场运输，小到精密机器内的轻量物品传递，可以说到处都能见到输送带的身影。,1、概论,作为搬运手段之一，输送带之所以能够大量地使用在产业各个领域，主要是因为它比其他同类的运输手段简单，而且又十分经济，可以大大降低运输成本和维护保养费用。,1、概论,输送带作为粉状物料(包括粒状、块状)的连续运输手段，以及固体物件的单件运输手段，在世界产业界中具有悠久的历史。,2、发展历程,早在1795年：美国即正式提出了输送带或运输带的概念，并于1858年申请了专利。1933年：英国最早对其进行了标准化。,2、发展历程,20世纪40年代：由于合成纤维、合成橡胶和树脂的迅速发展，并应用于输送带行业，使得输送带产品的面貌发生了划时代的变化，充分显示了输送带的功能性和经济活力。,2、发展历程,60年代：可说是世界输送带发展最快的时期，美欧及日本等工业发达国家，矿山开采的现代化，钢铁、煤炭和化学工业的迅速发展，使得输送带的需求急剧增长，从而形成了输送带行业。,2、发展历程,世界输送带的发展，大体上经历了四个时期。第一个时期：输送带初创发展时期。从19世纪后半叶-20世纪中叶，主体材料为天然橡胶和棉帆布。,2、发展历程,第一个时期：生产工艺采用多次贴合成型和平板分段硫化方式，在使用上，以多驱动方式衬以滑轮作为提高运输能力和长距运输的手段。,2、发展历程,第二个时期：1970s前后，输送带大发展时期，其特点是主体材料由天然橡胶和棉帆布大量改用合成橡胶、化纤帆布及钢丝绳。,2、发展历程,第二个时期：工艺上改用多层一次成型和平板式连续硫化的方式，在使用方面开始实现大运量、远距离运输，做到了功能化。,2、发展历程,第三个时期：输送带技术改革时期。其特征是输送带的长寿命化和效率化，使用材料由合成橡胶扩大到热塑性塑料，输送带开始实现轻量化。,2、发展历程,第三个时期：同时多功能输送带，如耐热、耐油、耐燃、耐酸碱、耐磨、抗冲击、抗滑动输送带得到了进一步发展。,2、发展历程,第四个时期：1990s开始，输送带进入了以整体成型、不用硫化、采用热塑性弹性体、芳纶、无纺布等使结构和工艺简化、强调环保的新时期。,2、发展历程,(1)搬送物料所需的传导强力。(2)在应力下的低伸长和小的拉紧性能。(3)保护搬运物料而用的高性能盖胶。,2、发展历程,现代输送带要求的10项功能：,(4)直行(防止蛇行)要求的尺寸稳定性。(5)可以简易接头的性能。(6)对冲击的扯裂抵抗力。(7)耐负荷运输的构造和宽度。,现代输送带要求的10项功能：,(8)具有防止胶带剥离的牢固粘合力。(9)纵向的柔软性和横向的成槽性。(10)防静电火花及避免由此引起火灾的安全性和阻燃性。,现代输送带要求的10项功能：,通常指的输送带，其结构一般包括抗拉层、覆盖胶层和边胶组成，但由于抗拉层的种类的不同，它们的结构有所差异。,3、输送带的结构,帆布芯输送带，其抗拉材料由多层胶帆布组成；钢丝绳芯输送带，抗拉材料是由多根纵向排列的钢丝绳组成。,3、输送带的结构,输送带在工作过程的全部负荷都由抗拉层承担，要求其有一定的强度和刚度。,3、输送带的结构,覆盖胶、边胶：是带芯的保护层，在工作时能保护带芯不受物料的直接冲击、磨损、腐蚀，防止带芯早期损坏，延长输送的使用寿命。,3、输送带的结构,覆盖胶：一般分上覆盖胶、下覆盖胶，上覆盖胶主要与输送的物料接触，也称工作面，下覆盖胶则与传动辊筒接触，为了防止输送带磨边，一般在输送带的两侧加贴边胶。,3、输送带的结构,较大规格的输送带：在带芯层与覆盖胶之间加贴缓冲层，增大覆盖胶与抗拉层之间的附着力，增大胶带的耐冲击性。,3、输送带的结构,4、抗拉层骨架材料,骨架材料：为输送带提供主要的拉伸性能，并在传递动力、输送物料、抵抗冲击、保持输送带运行轨迹中起重要作用。因此骨架材料的性能：是决定输送带使用性能、工作寿命和加工方法的关键因素。,4、抗拉层骨架材料,用于输送带骨架材料的纤维通常包括棉、维纶、锦纶、涤纶、芳纶、玻璃纤维等。,（一）纤维材料的结构、性能,4、抗拉层骨架材料,棉：作为最古老的抗拉层材料，其特点是强度较低，耐化学腐蚀性、耐热性、耐冲击性较差，并有较大的吸潮性。,（一）纤维材料的结构、性能,4、抗拉层骨架材料,但棉帆布的负荷下伸长较小，与橡胶的粘合较好，现在已不大量应用，逐渐被涤纶、锦纶取代，或与其混纺使用。,（一）纤维材料的结构、性能,4、抗拉层骨架材料,目前经常使用的锦纶、涤纶经浸胶处理后，与橡胶同样有较好的粘合性能，锦纶的强度较高，但模量较低、使用伸长较大、易变形。,（一）纤维材料的结构、性能,涤纶的强度与锦纶相近，并模量较高，尺寸稳定性较好，故轻型输送带和平型输送带大都采用涤纶交织，以保持经向尺寸的稳定，纬向便于成槽和有弹性。,（一）纤维材料的结构、性能,输送带所用的钢丝绳：采用高级碳钢制造，基本单元为钢丝，钢丝直径为012110mm，钢丝捻合成股，多股螺旋排列绞合成绳。,（二）金属抗拉材料,4、抗拉层骨架材料,绳的结构多为7股式，绳径为2101410mm，抗拉强度为18002600MPa，表面镀锌防锈。,（二）金属抗拉材料,4、抗拉层骨架材料,5、输送带配方设计特点,输送带的广泛应用使其对性能与成本的要求更趋于多样化和苛刻化，输送带所用聚合物品种甚多，可分为橡胶类和树脂类。,5、输送带配方设计特点,强度在中量级以上的织物芯带与钢丝绳芯带所用聚合物品种多用橡胶，其中又以天然橡胶NR，丁苯橡胶SBR，异戊橡胶IR和顺丁橡胶BR居多。,NR有较高的抗切割性能，SBR耐磨损，其它如氯丁橡胶CR，丁腈橡胶NBR，乙丙橡胶EPR，则用于有特殊性能要求的输送带。硅橡胶和氟橡胶也有使用，但仅限于某些特殊性能带的表面层。,5、输送带配方设计特点,PVC树脂常用于整体编织芯输送带及轻型输送带，PU树脂则多用于食品工业和表面光滑且耐磨性强的轻型带。,组成输送带的胶料：一般可分为上下覆盖胶、缓冲胶、檫布胶、边胶。,6、普通输送带配方设计,覆盖胶的主要功能：保护带芯，承受输送物料带来的磨损、冲击、切割、腐蚀以及大气环境的作用，满足诸如耐热、耐寒、耐油、耐酸碱、阻燃和导静电等不同的特性要求。,1.覆盖胶,从工艺角度来说：覆盖胶的基本物理性能对输送带的使用寿命影响很大，覆盖胶胶料需有较好的抗焦烧性、压延、挤出和涂覆等加工性能以及自粘和互粘性、硫化或塑化后表面要光滑明亮。,1.覆盖胶,配方设计特点：（1）生胶选择：一般选择天然橡胶就可满足要，因为天然橡胶具有最佳综合性能，亦可选则丁苯橡放、顺丁橡胶等。,1.覆盖胶,配方设计特点：（1）生胶选择：一般以天然橡胶为主，掺用部分丁苯橡胶、顺丁橡胶，一方面可降低成本，另一方面还可改善工艺性能。,1.覆盖胶,配方设计特点：（1）生胶选择：为保证其强度要求、较高的弹性和附着力，一般含胶率在50-55%。,1.覆盖胶,配方设计特点：（2）硫化体系：若全用天然橡胶，则最好选用硫黄作硫化剂，硫黄用量为2.5份。,1.覆盖胶,6、普通输送带配方设计,配方设计特点：（2）硫化体系：若全用丁苯橡胶，硫黄用量为2.0份，若全用顺丁橡胶，硫黄用量为1.2份。,1.覆盖胶,配方设计特点：（2）硫化体系：若天然橡胶与丁苯橡胶按5050并用，则硫黄用量为2.1份左右。,1.覆盖胶,配方设计特点：（2）硫化体系：若天然橡胶与顺丁橡胶按5050并用，则硫黄用量为1.6份左右。,1.覆盖胶,配方设计特点：（2）硫化体系：随着合成橡胶用量的增加，并用胶中的硫黄用量适当减少，而促进剂用量适当增加。,1.覆盖胶,配方设计特点：（2）硫化体系：促进剂一般选用噻唑类，促M和促DM并用为宜，因为这可保证有较快的硫化速度和较长的焦烧时间。,1.覆盖胶,配方设计特点：（2）硫化体系：硫化活性剂一般选用氧化锌和硬脂酸，用量分别为5份和2-3份。,1.覆盖胶,配方设计特点：（3）补强填充体系：补强剂以碳黑为主，常用的有高耐磨碳黑、半补强碳黑、通用碳黑，用量为40-50份。,1.覆盖胶,配方设计特点：（3）补强填充体系：为了降低成本，在不影响产品性能的前提，可加入部分碳酸钙、活性陶土以及其它无机填料。,1.覆盖胶,配方设计特点：（4）软化体系：硫化覆盖胶扯断伸长率在500%左右，硬度在60-70度(邵尔A)，塑炼胶的可塑度控制在0.25-0.30(威氏)，软化剂的合理使用是为了提高胶料的弹性、增加工艺粘和性。,配方设计特点：（4）软化体系：对于NR效果最好的是松焦油，对于SBR效果较好的是石油树脂等，而对于顺丁胶等软化效果较好的是芳烃油等，一般软化剂用量在7-10份。,配方设计特点：防老体系：覆盖胶的使用条件决定其对耐老化性能有一定要求，化学防老剂一般使用胺类防老剂，用量在1-2份，作为物理防老剂的石蜡一般在1份左右。,缓冲胶：位于覆盖胶与带芯之间，在输送带装料和运输过程中起缓冲作用，要求较高的弹性和附着力。,6、普通输送带配方设计,2.缓冲胶,2.缓冲胶,配方设计要点：生胶：NR或并用部分顺丁橡胶BR，含胶率控制在50%左右，使其既柔软又具有弹性。,2.缓冲胶,硫化体系：一般采用硫黄硫化体系，硫黄用量低，一般控制在2.0份以下，目的在于保证体系的弹性和耐曲挠性等。,配方设计要点：,促进剂：一般采用促M、DM并用，活性剂一般采用氧化锌5份，硬脂酸1份，其过多可能影响附着力。,2.缓冲胶,配方设计要点：,补强体系：一般采用软质炭黑(如半补强、通用炭黑等)，用量在20份左右，只能加入少量填料，否则影响硫化胶硬度和弹性。,2.缓冲胶,配方设计要点：,软化体系：缓冲胶可塑度控制在0.37-0.40(威氏)，应该选择增黏性软化剂，以增加胶与骨架的粘和性。,配方设计要点：,2.缓冲胶,软化体系：一般选用松焦油、石油树脂等，石蜡和硬脂酸不要采用或尽量少采用，用量控制在20份以下。,配方设计要点：,2.缓冲胶,防老体系：缓冲胶胶种位于覆盖胶与带芯之间，并考虑其在动态下使用，主要是热疲劳老化，一般使用胺类防老剂等，用量在1-2份。,2.缓冲胶,配方设计要点：,3.擦布胶,通过压延的方式在骨架帆布的两面附着一层胶片，使其与骨架结合成一个整体，并保证在反复弯曲、疲劳下不脱层。,3.擦布胶,对擦布胶的要求：第一应与骨架材料有很好的粘和性能，同时还要求耐屈挠、疲劳老化，生热尽量低些。,6、普通输送带配方设计,3.擦布胶,生胶：一般选用天然橡胶，或并用一定量的丁苯橡胶（20-30份），含胶率控制在50-53%，以保证足够的附着力及耐屈挠性。,配方设计要点：,硫化体系：通常采用硫黄硫化体系，考虑到疲劳热老化，硫黄用量不能过多，应比通常用量偏低。,3.擦布胶,配方设计要点：,硫化体系：促进剂采用促M、促DM并用，活性剂一般选择氧化锌5份，硬脂酸2-3份。,3.擦布胶,配方设计要点：,补强体系：一般采用半补强、通用炭黑，用量在10-30份，为降低成本还可加入少量的碳酸钙和半补强粉。,3.擦布胶,配方设计要点：,软化体系：选用增粘性软化剂，如松焦油、沥青等，以利于胶料在胶布中的渗透，提高胶与骨架的粘和。,3.擦布胶,配方设计要点：,软化体系：丁苯胶用量增大时应增大松焦油的用量，可进一步提高与骨架材料的粘和性和工艺粘和性，另一方面可对丁苯胶有补强作用。,3.擦布胶,配方设计要点：,软化体系：为进一步提高胶料与骨架材料的附着力还应使用间甲白体系。,3.擦布胶,配方设计要点：,6、普通输送带配方设计,间甲白体系：即黏合剂A（六羟甲基三聚氰胺五甲基醚，甲醛释放体）2.5份，黏合剂RS（间苯二酚与硬脂酸2:1共熔物）3.7份，白炭黑10-15份。,配方设计要点：,软化体系：在硫化过程中甲醛与间苯二酚发生酯化反应，提高胶料与织物骨架的粘和强度。,3.擦布胶,配方设计要点：,防老体系：使用一般胺类防老剂，用量1-2份。,3.擦布胶,配方设计要点：,边胶：配方一般与覆盖胶配方相同。,所谓特殊性能要求输送带，一般是指具有特殊的使用性能，包括难燃输送带、耐热、耐灼烧输送带、导静电输送带、食品输送带、耐寒输送带、耐酸碱输送带等。,7、特殊性能要求输送带,目前阻燃输送带应用在矿山等易燃易爆场所，根据对燃烧性能指标要求的不同，阻燃输送带的等级也有所不同。,7、特殊性能要求输送带,1.难燃输送带,阻燃输送带要求其覆盖胶和芯层胶配方都有一定的阻燃要求，并且要保证带体满足一定的使用性能及物理机械性能。,7、特殊性能要求输送带,1.难燃输送带,首先覆盖胶和芯层胶：配方的阻燃性能和导静电性能应该达到相应的性能指标，配方组成一般以氯丁橡胶为主。,1.难燃输送带,7、特殊性能要求输送带,根据不同的阻燃性能要求也可以用PVC与丁腈橡胶，及要求不高时可使用天然胶与丁苯橡胶等，同时配合剂使用一定量的卤系阻燃剂、含水系阻燃剂、磷系阻燃剂等，并且加入导电炭黑。,1.难燃输送带,根据耐热程度的不同，可分为不同的耐热级别，但均要求不产生老化、龟裂。,2.耐热、耐灼烧输送带,7、特殊性能要求输送带,在温度120环境下工作的输送带：（1）生胶：选择以丁本橡胶、氯丁橡胶为主，含胶率55左右。,6、特殊性能要求输送带,2.耐热、耐灼烧输送带,（2）硫化体系：生胶以氯丁橡胶为主，硫化体系宜选择氧化镁4份，氧化锌5份，为加快硫化进度和提高定伸应力，可加入0.5-1.0份的噻唑类促进剂NA-22，但超过1份则易产生焦烧。,2.耐热、耐灼烧输送带,（2）硫化体系：丁苯橡胶硫化体系宜采用低硫高促的硫化体系。（3）补强剂：常用的有高耐磨炭黑等，用量为40-50份。,2.耐热、耐灼烧输送带,（4）软化体系：以选择沸点高、挥发性低的软化剂为主，常用的有沥青、机油等。,2.耐热、耐灼烧输送带,7、特殊性能要求输送带,（5）防老剂：应远托耐热耐老化性好、不易出油的耐老剂，如MB、10l等，用量2-3份。,2.耐热、耐灼烧输送带,7、特殊性能要求输送带,在温度130环境下工作的输送带：（1）生胶：以丁基橡胶为主，含胶率为50左右。,2.耐热、耐灼烧输送带,7、特殊性能要求输送带,（2）硫化体系：由于丁基橡胶不饱和度低，而交联困难，故一般可用树脂交联，但需要较长时间，效率低。,2.耐热、耐灼烧输送带,（2）硫化体系：若采用硫黄硫化，硫黄用量为1.0份，促进剂量要适当多些，如促进剂TT为2.0份，DM用量1.0份。,2.耐热、耐灼烧输送带,（3）补强剂：丁基橡胶本身强度高，补强剂一般可选用高耐磨炭黑和半补强炭黑并用，用量40-50份。,2.耐热、耐灼烧输送带,（4）软化剂：丁基橡胶粘度低，只需少许软化剂即可，一般加入饱和度高的石蜡系操作油。,2.耐热、耐灼烧输送带,7、特殊性能要求输送带,（