一种高耐磨输送带的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种输送带，特别涉及一种高耐磨输送带。
【背景技术】
[0002] 带式输送是一种最普遍、最经济的物料输送方式。特别是超耐磨性能输送带由于 其耐强磨损性、抗冲击性和高弹性的特性，具有其他产品无法替代的独特优势，因此被广泛 应用于冶金、矿山、码头等行业，显示了超耐磨性能输送带在物料输送中广阔的市场前景， 并具有显著的社会经济效益。
[0003] 目前国内外诸多输送带生产厂家都在研制和生产超耐磨性能输送带，但未有大的 进展。目前国内外生产的高耐磨性能输送带在使用过程中出现的主要缺陷：在输送大块、尖 锐物料时，胶带工作面覆盖胶早期磨损、被物料切割成小胶粒而报废，寿命较短。市场上现 有的输送带，骨架基本为帆布上下压延胶层而成，丧失了帆布原有的韧性和弹性。
[0004] 中国专利CN201485013U公开了一种超耐磨输送带，包括上覆盖耐磨层和下覆盖 耐磨层，均由聚氨酯和烟片胶合成，在上下覆盖耐磨层之间从上至下依次设置有浸胶芳纶 帘子布层和金属螺旋芯层，这种结构的输送带耐冲击，耐磨性好，但是由于单层覆盖耐磨 层，整体韧性和抗撕裂性不强，寿命依然不长。中国专利CN203111941U公开了一种耐高温 耐磨输送带，包括上覆盖胶层、带芯和下覆盖胶层，其中带芯为尼龙网布或钢帘线网布，可 降低物料对覆盖胶层的冲击磨损强度，但是缓冲力度不够，对输送带寿命影响不大。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种高耐磨输送带，具有很好的耐磨性、抗冲击性和弹性， 使用寿命长，适合矿山和磨损较大的场合使用。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007] -种高耐磨输送带，包括上覆盖胶层，带芯和下覆盖胶层，所述上覆盖胶层由抗切 割胶层和耐磨胶层组成，所述耐磨胶层与带芯之间设有抗撕裂骨架层。
[0008] 本发明上覆盖胶层（工作面）第一层为抗切割胶层，可以承受大块尖锐物料的冲 击和切割，对不规则的尖锐矿石能很好适应。第二层为耐磨胶层，具有很好的耐磨性和弹 性，对抗切割胶层传递下来的矿石的冲击能起到较好的缓冲效果，避免损失带芯。耐磨胶层 能够弥补抗切割胶层的缺陷，防止抗切割胶层易于被撕裂，配合抗切割胶层协同发挥作用， 整体耐磨性能优异，抗冲击性、抗撕裂好。设置抗撕裂骨架层能更好地抗冲击、抗撕裂。
[0009] 作为优选，所述抗切割胶层的材料配方按重量份计如下：
[0010] 烟片胶85-95份，顺丁橡胶25-35份，炭黑Nl 1040-50份，防穿刺剂8-12份，改性 玻璃纤维10-15份，橡胶操作油8-15份，氧化锌6-8份，硬脂酸1-2份，促进剂NOBS 1-1. 5 份，增粘剂1-3份，防老剂2-4份，硫化剂1. 5-3份。
[0011] 本发明开发了特殊的抗切割胶层材料配方，结构强度好，抗冲击和抗切割性能佳。
[0012] 抗切割胶层材料配方选用烟片胶和顺丁橡胶的组合作为基础胶，抗冲击和抗切割 性能好。抗切割胶层材料配方中加入了防穿刺剂，大大提高了材料的抗冲击和抗切割性能。 抗切割胶层材料配方中加入了改性玻璃纤维，能够提高材料的韧性和强度，进一步提高材 料的抗冲击和抗切割性能。
[0013] 作为优选，所述防穿刺剂由高密度聚乙烯与UHMWPE纤维组成，按重量百分比计， 高密度聚乙烯为70-80%，UHMWPE纤维为20-30%。本发明开发了特殊配比的防穿刺剂，防 穿刺效果好，大大提高了材料的抗冲击和抗切割性能。UHMWPE纤维防穿刺效果好，但是由 于本身特性，与基材的结合强度不好，用同系高密度聚乙烯，高密度聚乙烯不但具有较好地 防穿刺效果，同时既能较好地与UHMWPE纤维结合，又能较好地与基材结合，从而很好地将 UHMWPE纤维与基材结合。高密度聚乙烯与UHMWPE纤维协同发挥作用，大大提高了材料的抗 冲击和抗切割性能。
[0014] 作为优选，所述改性玻璃纤维的制备方法为：将玻璃纤维浸入质量浓度为 15-18%的硝酸溶液中，超声处理10-15min，然后将玻璃纤维在质量浓度为10% -15%硅烷 偶联剂-无水乙醇溶液中浸渍15_30min，取出玻璃纤维，在40-50°C下真空干燥5-8h。通过 将玻璃纤维浸入硝酸溶液溶液中处理，以除去玻纤表面的杂质并使玻璃纤维表面粗造化增 大比表面积，以提升与基体的结合强度。硅烷偶联剂-无水乙醇溶液改性玻璃纤维后，可以 提升玻璃纤维与基体的结合强度。
[0015] 作为优选，所述耐磨胶层的材料配方按重量份计如下：
[0016] 烟片胶45-55份，顺丁橡胶45-55份，炭黑Nl 1035-45份，改性碳纳米管5-8份，橡 胶操作油4-6份，氧化锌6-8份，硬脂酸2-4份，促进剂NOBS 1-2份，增粘剂3-5份，防老剂 2-4份，耐磨剂12-18份，硫化剂1-2份；所述烟片胶和顺丁橡胶的总和为100份。
[0017] 作为优选，所述耐磨剂为四针状氧化锌晶须。四针状氧化锌晶须（Tetra-needle like ZnO whiskers，简称T-ZnOw)于20世纪40年代被发现，最早由日本松下产业于1989 年研制成功。四针状氧化锌晶须外观呈白色疏松状粉体，微观为三维四针状立体结构，即晶 须有一核心，从核心径向方向伸展出四根针状晶体，每根针状体均为单晶体微纤维，任两根 针状体的夹角为109°。晶须的中心体直径0.7-1. 4 μm，针状体根部直径0.5-14 μm，针状 体长度为3-200 μπι，电子衍射图像显示晶须具有位错小、晶格缺陷少的单晶性；原子吸收 光谱显示晶须杂质含量少，氧化锌含量为99. 95%，因此T-ZnOw近似于单晶。它是迄今所有 晶须中唯一具有空间立体结构的晶须，因其独特的立体四针状三维结构，很容易实现在基 体材料中的均匀分布，从而各向同性地改善材料的物理性能，同时赋予材料多种独特的功 能特性。本发明通过在耐磨胶层的材料配方中加入四针状氧化锌晶须为耐磨剂，能极大地 提尚材料的耐磨性能。
[0018] 作为优选，所述改性碳纳米管的制备方法如下：
[0019] (1)将碳纳米管粉加入质量浓度35-45%的甲醇溶液中搅拌混合均匀得预混液， 将预混液与酸溶液按照1:3-5的体积比混合，机械搅拌30-60min，过滤，分别用水和无水 乙醇洗涤碳纳米管，然后在50-60°C下真空干燥3-4h得初级改性碳纳米管；所述酸溶液为 质量浓度为4-6%的硝酸溶液与质量浓度为10-12%的磷酸溶液按照1:1-2体积比的混合 物；
[0020] 通过将碳纳米管加入质量浓度35-45%的甲醇溶液中，能够使得碳纳米管分散均 匀，这样利于后续的酸溶液氧化改性。酸溶液能够使得碳纳米管亲水性降低，亲油性增加， 从而提高碳纳米管与橡胶的结合力，增加增强效果。
[0021 ] (2)将初级改性碳纳米管加质量浓度为6-8%的硅烷偶联剂-无水乙醇溶液中，通 氮气条件下，55-65°C下加热50-80min，无水乙醇洗涤3-4次，70-80°C下真空干燥3-5h得改 性碳纳米管。
[0022] 本发明采用改性碳纳米管，使碳管表面官能基化，以去除碳纳米管在橡胶基材中 的团聚效应提升碳管分散性，同时在碳管表面产生出能与橡胶基材互相连结的共价键，使 有机/无机两界面间形成强而有力的共价键结，当复合材料受到外力冲击时，能将冲击能 量从强度较弱的橡胶基材转移到强度较强的碳管上，藉由碳管弹性形变或扭曲，进而将冲 击能量消散掉，达到最佳的增韧补强效果。
[0023] 硅烷偶联剂分子在水解后产生硅醇基，而碳纳米管在初步改性后在其表面上带有 羟基，硅醇基可与羟基行缩合反应，脱去一个水分子后缩合在一起，使硅烷偶联剂与碳纳米 管之间以共价键结强而有力的连结在一起，并赋予碳纳米管新的官能团，此官能团可进一 步与橡胶作用，进一步提高结合能力，增强材料的强度和韧性。
[0024] 本发明通过在耐磨胶层的材料配方中加入改性碳纳米管，可以显著提高材料的