本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料，同時還涉及該復(fù)合材料的制備方法，以及由該復(fù)合材料制得的耐高溫輸送帶。

背景技術(shù)：

耐高溫輸送帶，又名耐熱輸送帶，是一種特種重型輸送帶，主要用于輸送鋼鐵、水泥、焦炭等行業(yè)的高溫物料。一般由骨架層和覆蓋在所述骨架層表面的覆蓋膠層組成，其中，骨架層一般由耐熱材料，如多層耐熱帆布或鋼絲繩芯、金屬螺旋網(wǎng)、鋼簾網(wǎng)等金屬材料構(gòu)成，覆蓋膠層一般為丁苯橡膠、丁基橡膠、乙丙橡膠或三元乙丙橡膠。以多層耐熱帆布為骨架層的耐高溫輸送帶的耐受溫度為200℃以下，當(dāng)溫度高于200℃時，多層耐熱帆布構(gòu)成的骨架層極易被燒穿，而且很難再修復(fù)，導(dǎo)致耐高溫輸送帶使用壽命較短。以金屬材料為骨架層的耐高溫輸送帶的耐灼燒性能較好，適于在溫度較高如300℃的條件下使用，因此又稱作耐灼燒輸送帶，但在300℃的使用環(huán)境中，熱量會使覆蓋膠與骨架層之間的粘合強度降低，從而導(dǎo)致覆蓋膠起泡或剝離、脫落，縮短耐高溫輸送帶的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料，使用該復(fù)合材料粘附在普通耐高溫輸送帶的膠層表面，既能夠滿足輸送物料的基本強度要求，又能夠有效隔離高溫對輸送帶膠層及骨架的老化侵蝕，延長輸送帶的使用壽命。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料，用于粘附在普通耐高溫輸送帶的膠層表面使用，該復(fù)合材料包括以下重量份原料組分：

本發(fā)明的親水膨脹式復(fù)合材料，以特定的原料組分，在合理用量配比下，通過組分物質(zhì)間的結(jié)合形成有機聚合體，從而是該復(fù)合材料具備高強度、耐撕裂、合理吸水性的性能優(yōu)勢。將該復(fù)合材料粘附在耐高溫輸送帶的膠層表面，在使用輸送帶輸送高溫物料過程，利用復(fù)合材料中組分丁苯橡膠、吸水樹脂、聚乙二醇、發(fā)泡劑、膨潤土、立德粉等聚氨酯預(yù)聚體與丙烯酸鈉高分子吸水性樹脂賦予材料的親水特性，使復(fù)合材料在與高溫物料接觸時能夠蓄水膨脹至初始體積的30～50％，形成有效的隔離高溫物料與輸送帶膠層、骨架的隔離層，在隔絕層內(nèi)形成含有大量水分的體系，隔斷高溫物料給橡膠輸送帶傳導(dǎo)熱量的有效途徑，顯著提高輸送帶抵御高溫的影響，降低高溫物料對輸送帶膠層及骨架的老化侵蝕，并使耐高溫輸送帶能夠適應(yīng)更高溫度物料的運輸；同時，該復(fù)合材料能夠滿足輸送物料的基本強度要求及與膠層較好的粘接特性，形成較強的粘結(jié)力，能夠避免輸送高溫物料過程因高溫、負載承壓等作用造成復(fù)合材料與膠層脫離的影響，有效保證復(fù)合材料對輸送帶的保護，延長耐高溫輸送帶的使用壽命。

作為對上述技術(shù)方案的限定，該復(fù)合材料包括以下重量份原料組分：

作為對上述技術(shù)方案的限定，所述聚乙二醇的分子量為600以上。

聚乙二醇分子量在600以上呈半固體狀，平均分子量600，n＝12～13，熔點20～25℃，閃點246℃，相對密度1.13(20℃)；平均分子量4000，n＝70～85，熔點53～56℃。在一般條件下，聚乙二醇是很穩(wěn)定的，但在120℃或更高的溫度下它能與空氣中的氧發(fā)生作用。在惰性氣氛中(如氮和二氧化碳)，它即使被加熱至200～240℃也不會發(fā)生變化，當(dāng)溫度升至300℃會發(fā)生熱裂解。

進一步限定復(fù)合材料的最佳組分用量、聚乙二醇的分子量要求等條件，優(yōu)化復(fù)合材料的性能，提高其在耐高溫輸送帶表面的使用性能。

作為對上述技術(shù)方案的限定，該復(fù)合材料在靜態(tài)蒸餾水中的體積膨脹率為130～150％，拉伸強度達8～10mpa。

進一步限定復(fù)合材料的蓄水體積膨脹率與拉伸強度等性能參數(shù)，以利于與耐高溫輸送帶的結(jié)合使用。

同時，本發(fā)明還提供了如上所述的親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料的制備方法，采用兩段式混煉方法，包括以下步驟：

a、一段混煉：向密煉機內(nèi)加入丁苯橡膠1502、順丁橡膠9000，然后加入炭黑n330、吸水樹脂、聚乙二醇、立德粉、發(fā)泡劑h、膨潤土、二氧化硅，再加入古馬隆樹脂、石蠟，氧化鋅、硬脂酸；之后加入促進劑cz、促進劑dm，最后加入防老劑rd，防老劑4010和防老劑丁，進行混煉；

b、二段混煉：混煉后再一次性投入dtdm得到混煉膠，將混煉膠在開煉機上進行回?zé)挼玫交責(zé)捘z，然后壓延成膠片狀親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料。

本發(fā)明提供的親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料的制備方法，通過將橡膠原料、化學(xué)原料、以及橡膠輔料，經(jīng)特定順序混合后，進行兩段式混煉，結(jié)合形成有機聚合體，以充分發(fā)揮原料組分間的協(xié)同增效作用，獲得強度、耐撕裂性、吸水性、及與輸送帶膠層結(jié)合力等各方面均具有性能優(yōu)勢的復(fù)合材料，利于延長耐高溫輸送帶的使用壽命、提高耐高溫輸送帶的使用范圍。

作為對上述技術(shù)方案的限定，步驟a中所述混煉時間為12～15分鐘，混煉過程控制排膠溫度為130～135℃。

控制溫度和時間條件，使各原料組分在密煉機中充分混煉結(jié)合，得到蓄水體積膨脹率與拉伸強度等性能優(yōu)異的有機聚合體。

一種耐高溫輸送帶，由如上所述的親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料的膠片貼合在普通耐高溫輸送帶的膠層表面，并經(jīng)155～165℃硫化制得。

作為對上述技術(shù)方案的限定，所述硫化時間為耐高溫輸送帶總厚度值與親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料的正硫化點之和。

作為對上述技術(shù)方案的限定，所述親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料與普通耐高溫輸送帶膠層的粘合強度不小于8mpa。

將本發(fā)明的親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料膠片貼合在普通耐高溫輸送帶的膠層表面，在特定硫化工藝下，制得耐高溫輸送帶，其復(fù)合材料與膠層間能夠形成具有較高的粘合強度，更利于發(fā)揮復(fù)合材料對高溫輸送帶膠層及骨架的保護，延長輸送帶的使用壽命、提高使用范圍。

綜上所述，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，獲得的親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料，具備高強度、耐撕裂、合理吸水性的性能優(yōu)勢。將該復(fù)合材料粘附在耐高溫輸送帶的膠層表面，在使用輸送帶輸送高溫物料過程，利用復(fù)合材料與高溫物料接觸時能夠蓄水膨脹的性能，形成有效的隔離高溫物料與輸送帶膠層、骨架的隔離層，降低高溫物料對輸送帶膠層及骨架的老化侵蝕，并使耐高溫輸送帶能夠適應(yīng)更高溫度物料的運輸；同時，該復(fù)合材料能夠滿足輸送物料的基本強度要求及與膠層較好的粘接特性，形成較強的粘結(jié)力，有效保證復(fù)合材料對輸送帶的保護，延長耐高溫輸送帶的使用壽命。本發(fā)明提供的親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料的制備方法，工藝簡單，安全易控，并能夠充分發(fā)揮原料組分間的協(xié)同增效作用，提高復(fù)合材料的性能優(yōu)勢。由本發(fā)明的復(fù)合材料，在特定硫化工藝下，粘附在普通耐高溫輸送帶的膠層表面，形成的耐高溫輸送帶，具有較長的使用壽命和較寬的使用范圍，在僅增加少許成本和簡單的硫化工藝前提下，就能夠顯著提高普通耐高溫輸送帶的使用優(yōu)勢，具有顯著的推廣應(yīng)用意義。

具體實施方式

下面將結(jié)合實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例一

本實施例涉及一種親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料及其制備。

所述親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料組分配方按下表所示：

其制備按以下步驟進行：

a、一段混煉：向密煉機內(nèi)加入主膠丁苯橡膠1502、順丁橡膠9000，然后加入補強劑炭黑n330，填充劑吸水樹脂、聚乙二醇、立德粉、發(fā)泡劑h、膨潤土、二氧化硅，再加入增塑劑古馬隆樹脂、石蠟，活性劑氧化鋅、硬脂酸；之后加入促進劑cz、促進劑dm，最后加入防老劑rd，防老劑4010和防老劑丁，進行混煉，控制混煉時間為12～15分鐘，排膠溫度為130～135℃；

b、二段混煉：混煉后再一次性投入用作硫化劑的dtdm，得到混煉膠，將混煉膠在開煉機上進行回?zé)?，?jīng)三包兩輥薄通成覆蓋膠膠片，即為膠片狀親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料。

實施例二

本實施例涉及實施例一獲得的親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料的性能評價，檢測包括拉伸強度、拉斷伸長率、耐撕裂率和吸水膨脹率等基本性能，檢測結(jié)果如下表所示：

由上表數(shù)據(jù)可見，本發(fā)明的親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料具備高強度、耐撕裂、合理吸水性的性能優(yōu)勢。

實施例三

本實施例涉及由實施例一的親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料制得的耐高溫輸送帶及其使用性能。

將實施例一得到的親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料膠片停放8h后，貼合在普通耐高溫輸送帶(普通耐高溫輸送帶的結(jié)構(gòu)包括上覆蓋膠、緩沖膠、帆布層和下覆蓋膠)的膠層表面，即使膠片與輸送帶帶芯及邊膠貼合成帶坯，膠片與輸送帶的厚度比為1:3，將成型的帶坯放進硫化機進行硫化，控制硫化溫度為160±5℃，硫化時間為帶坯總厚度值與膠片正硫化點之和，最后，將硫化好的耐高溫輸送帶成品按批次進行檢驗，合格后經(jīng)過卷曲打包入庫。在硫化過程需首先選擇好墊鐵、直板將成型好的帶坯裝進硫化模腔內(nèi)，再根據(jù)帶坯的寬度、厚度選擇合適的時間。

本發(fā)明涉及的輸送帶主要應(yīng)用于耐熱性能較高的物料，如燒結(jié)礦、熱焦炭、水泥熟料、熱鑄件等，輸送物料的溫度常在200-500攝氏度，有時候甚至在800攝氏度以上，加上嚴(yán)重的磨損、沖擊和驅(qū)撓作用，因此需要與之相適應(yīng)的耐高溫輸送帶?；ば袠I(yè)hg2297-92將耐熱輸送帶分為t1、t2、t3個等級，其對應(yīng)的試驗溫度分別為100、125和150攝氏度，已經(jīng)明顯的不能適應(yīng)當(dāng)前的使用要求。在上述使用環(huán)境下，將本發(fā)明的耐高溫輸送帶與普通耐高溫輸送帶的使用性能和使用壽命進行對比，檢測結(jié)果如下表所示：

由上表數(shù)據(jù)可見，本發(fā)明的耐高溫輸送帶應(yīng)用于耐熱性能較高的物料運輸時具有較長的使用壽命和較寬的使用范圍。

綜上所述，本發(fā)明的親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料，粘附在耐高溫輸送帶的膠層表面，能夠顯著降低高溫物料對輸送帶膠層及骨架的老化侵蝕，并使耐高溫輸送帶適應(yīng)更高溫度物料的運輸，有效延長耐高溫輸送帶的使用壽命。本發(fā)明提供的親水膨脹式抗壓耐高溫復(fù)合材料的制備方法，工藝簡單，安全易控。制得的耐高溫輸送帶，具有較長的使用壽命和較寬的使用范圍，在僅增加少許成本和簡單的硫化工藝前提下，就能夠顯著提高普通耐高溫輸送帶的使用優(yōu)勢，具有顯著的推廣應(yīng)用意義。