玻璃纖維礦用阻燃導風筒布的研制
隨著煤礦工業的發展,對煤礦防火安全生產的要求更加嚴格。煤礦井下通風用礦用阻燃導風筒布的骨架材料通常為玻璃纖維與棉纖維的混紡基布(以下簡稱玻棉基布),其自身阻燃性較差,難以達到阻燃和防火的安全性能指標要求。
采用全玻璃纖維基布替代玻璃纖維與棉纖維混紡基布試制生產了阻燃導風筒涂覆膠布。通過調整阻燃貼膠配方和加工工藝,全玻璃纖維阻燃導風筒涂覆膠布不僅可提高強度、阻燃性能和抗靜電性能,而且可降低生產成本,各項技術指標均達到了MT 383—1995標準要求。
1996年5月1日國家實施了全玻璃纖維礦用阻燃導風筒基布標準,我廠也于1996年年末開始采用全玻璃纖維基布(以下簡稱全玻纖基布)替代玻棉基布,試制生產了礦用阻燃導風筒涂覆布。現將全玻纖導風筒涂覆膠布試制情況介紹如下。
1 實驗
1.1 主要原材料玻棉基布,營口玻璃纖維廠產品;全玻纖基布;遼寧大洼縣玻璃纖維廠產品;NR,3#煙膠片,海南農墾產品。
1.2 測試儀器及標準XK-160型開煉機,上海橡膠機械廠產品;XYΥ400-3I-1200型壓延機,沈陽橡膠機械廠產品;100 t電加熱平板硫化機,青島橡膠機械廠產品;XL-250型拉力機,廣州儀器廠產品;ZC-46型表面絕緣電阻測試儀,上海電表六廠產品;灑精噴燈燃燒器,上海煤炭科學研究院產品。礦用阻燃導風筒涂覆膠布成品按MT 383—1995標準進行測試。
1.3 全玻纖基布的制備用中堿性玻璃球拉制玻璃纖維絲,在拉制
主要從事橡膠配方設計及生產工藝管理等工作。已發表論文6篇。時必須浸潤一種含有硅烷偶聯劑的浸潤劑。它能較好地附著在玻璃纖維的表面并能與橡膠產生較好的粘合性能。用玻璃纖維絲織成全玻纖基布,再浸漬間苯二酚甲醛膠乳浸漬液,經烘干后制成全玻纖導風筒用基布。浸漬液的用量應適宜,用量不足,則對玻璃纖維與橡膠的粘合力有一定的影響;而用量過多,則加大了玻璃纖維基布的生產成本。
2 結果與討論
2.1 全玻纖基布的性能全玻纖基布與玻棉基布的性能對比見表1。
表1 全玻纖基布與玻棉基布的性能對比項 目全玻纖基布玻棉基布
厚度/mm0.280±0.030 0.400±0.040
單位面積質量/(g·m-2)275±30 300±30
寬度/cm91.5+1.5-1.090.0±1.5
密度/(根·cm-1)
經向10±1 18±1
緯向10±1 12±1
斷裂強力/N
經向1 340 882
緯向1 280 588
覆膠量/(g·m-2) ≥7—
注:玻棉基布有2根21支棉紗;試樣的規格為25 mm×100 mm。
從表1可以看出,全玻纖基布和玻棉基布相比,不僅斷裂強力高,基布的厚度小而且阻燃性能好,適合于作阻燃導風筒涂覆膠布的骨架材料。
2.2 導風筒涂覆膠布的阻燃貼膠配方設計在設計阻燃貼膠配方時,對原玻棉阻燃貼膠配方進行了調整,增大了補強填充劑和具有
723第12期 徐永福等.全玻璃纖維阻燃導風筒涂覆膠布的研制 增塑作用的阻燃劑的用量,使涂覆膠布更加柔軟,阻燃性能提高。全玻纖基布阻燃貼膠與玻棉基布阻燃貼膠
配方比較見表2。
表2 全玻纖基布與玻棉基布的貼膠配方比較份配方組分玻棉基布貼膠配方全玻纖基布
貼膠配方
NR 100 100
硫黃2.3 2.3
促進劑1.6 1.5
活性劑8.0 9.0
防老劑1.5 2.0
補強填充劑80 95
阻燃劑90 100
抗靜電劑3 3
合計286.4 312.8
2.3 導風筒涂覆膠布的加工工藝
(1)膠料混煉由于全玻纖基布的厚度較小,比較硬,如果混煉膠料中含有硬顆粒,在壓延時就會將基布壓壞,造成原材料的浪費,因此混煉過程中要嚴格管理,以免混入雜質。先將NR在開煉機上分段塑煉,使其塑性值達到0.51以上,然后在密煉機上按正常加料順序進行投料混煉(不加硫黃及促進劑,混煉條件為:溫度 120～140℃ ,時間 10 min),將混勻的膠料排放在開煉機上進行搗煉,下片并涂覆隔離劑,然后涼片,冷卻至45℃以下并停放4 h以上。將停放好的膠料預熱(熱煉),采用帶一層100目和一層80目的雙層濾網濾膠機進行濾膠。注意控制好濾膠機頭膠料的溫度。
膠料經稱量后在開煉機上加入硫黃及促進劑,采用打三角包的方法將膠料薄通3遍,再將輥距調整為3～4 mm,打小空心膠卷,直接送到三輥壓延機進行貼膠。
(2)基布干燥
全玻纖基布切勿受潮,使用前不要打開外包裝,以免基布受潮或沾染上雜質影響膠布質量。采用六輥烘干機,在109～121℃溫度下快速卷取烘干。卷取軸一定要同心,軸面要光潔平整,軸芯不能纏繞雜物。若卷取軸不同心,全玻纖基布會出現松緊不均現象,導致在三輥壓延貼膠時損壞基布。
(3)壓延貼膠
在壓延貼膠時,要嚴格執行貼膠工藝技術
參數要求,見表3。
表3 壓延貼膠工藝參數項 目上輥中輥下輥輥筒速比1 1 1輥筒溫度/℃85±5 70±5 60±5采用線速度為20～25 m·min-1進行貼膠壓延,以防止基布變形和因溫度升高而使RFL產生樹脂硬化的現象。貼膠后冷卻,涂隔離劑,最后卷取成卷。
(4)硫化
采用硫化罐硫化。為使膠布從外層到里層的硫化程度能夠均勻一致,硫化前應先預熱罐體30 min,然后再裝罐,用逐步升溫的方法升溫至硫化溫度150℃ ,硫化50 min,壓力為3.4MPa。
要求膠布放在硫化車上進入硫化罐,在硫
化過程中,每罐要放4～5次回水和廢氣,罐口
要密封好,防止松動漏氣。最后將硫化好的膠
布及時導開,并進行檢驗。
2.4 全玻纖阻燃導風筒涂覆膠布的應用
兩種基布的貼膠涂覆膠布測試結果見表
4。
表4 全玻纖基布與玻棉基布貼膠涂覆膠布性能比較項目玻棉膠布
全玻纖膠布標準硫化特性t10/min 5 5—t90/min 8 7—
密度/(Mg·m-3)1.50 1.55—
斷裂強度/[N·(50 mm)-1]
經向2 000 2 400≥1 300
緯向1 712 2 080≥1 300
撕裂強力/N
經向152 161≥150
緯向160 180≥150
酒精噴燈燃燒時間/s
有焰燃燒8.5 6.5<18
無焰燃燒100.5 74.05<120
表面電阻/Ψ2.6×1072.3×107≤3×108
注:硫化條件為150℃ ×15 min;有焰燃燒和無焰燃燒均
為6條試樣燃燒時間的總和。
從表4可以看出,全玻纖涂覆膠布優于玻724 橡 膠 工 業 1999年第46卷棉涂覆膠布,性能指標超過了MT 383—1995標準要求,尤其是斷裂強度和撕裂強力均明顯提高。全玻纖阻燃導風筒涂覆膠布在遼寧撫順等地進行了使用檢驗。結果表明,全玻纖基布導風筒涂覆膠布在井下送風使用時,能承受較大的風量,不容易損壞,并且漏風率較低,阻燃性能較好,膠布的厚度和體積均較小,安裝省力且方便。
2.5 經濟效益分析
全玻纖基布和玻棉基布阻燃導風筒涂覆膠布的成本分析見表5。由于全玻纖基布的售價比玻棉基布售價低,而所采用的生產工藝基本上一樣,因此每米全玻纖阻燃導風筒涂覆膠布的成本可節約1.10元,能夠為企業創造較好的經濟效益。
表5 導風筒涂覆膠布成本分析項 目玻棉基布導
風筒膠布全玻纖基布
導風筒膠布節約成本
基布價格/(元·m-1)5.00 4.50 0.50
覆膠價格/(元·m-1)2.70 2.25 0.45
其它費用/元— —0.15
合計/(元·m-1) — —1.10
3 結論
(1)采用全玻纖基布替代玻棉基布,并調整阻燃貼膠配方和生產工藝,試制的阻燃導風筒
涂覆膠布不僅具有較高的強度、較好的阻燃和抗靜電性能,而且降低了生產成本。
(2)全玻纖基布導風筒涂覆膠布的各項技術指標均達到了MT 383—1995標準要求,適
用于大風量送風,使煤礦井下工作更加安全。收稿日期 1999-06-05
錦州石油化工公司釹系BR加工應用技術座談會在錦州召開中國石油錦州石油化工公司組織的釹系BR加工應用技術座談會于1999年9月14～15日在遼寧省錦州市召開。出席座談會的有中國科學院長春應用化學研究所、北京橡膠工業研究設計院、青島化工學院高分子科學與工程學院及國內部分大型輪胎企業的著名專家27人。錦州石油化工公司生產的“錦龍”牌釹系BR于1998年8月批量上市,國內部分大型輪胎企業將其與我國傳統鎳系BR進行了膠料的加工工藝和物理性能的對比試驗,取得了滿意的效果。會上,遼寧輪胎集團有限責任公司介紹了釹系BR在載重斜交輪胎配方中應用的經驗,北京橡膠工業研究設計院介紹了釹系BR的基本特性及實用性試驗結果。與會專家認為,“錦龍”牌釹系BR與傳統的鎳系BR相比,平均相對分子質量大、相對分子質量分布寬、分子鏈規整性更佳。這些分子結構的重要特征賦予硫化膠優異的抗屈撓裂口性、耐熱穩定性、耐磨性、抗臭氧性、與簾線的粘合性、低生熱、抗濕滑性和低滾動阻力的平衡性。這表明,釹系BR不僅適用于胎冠、胎側膠,也適用于胎體膠。此外,專家們還討論了在載重斜交輪胎胎冠、胎側配方中分別采用釹系BR和鎳系BR的應用情況。在相同的工藝條件下,配方中釹系BR用量分別為40和50份時,膠料的混煉、胎面擠出工藝遠不如鎳系BR。因此,必須對其配方、工藝進行改進,提高混煉膠填充因數,以獲得優異力學性能。錦州石油化工公司對釹有機復合物為主要催化體系、萬噸級工業化生產裝置進行了改進,并于1999年10月投入生產,將“錦龍”牌釹系
