本发明涉及一种超高分子量聚乙烯纤维织物芯/聚脲涂覆的输送带及其制备方法。
背景技术：
输送带是指环绕在两个或两个以上的带轮上，用以将物料从一个位置传递到另一位置的用橡胶或塑料等与其它材料复合制成的柔性条状制品。
我国是世界输送带生产与消费大国，生产能力名列世界第一。输送带工业是橡胶工业的一个重要分支，属传统工业。输送带广泛用于国民经济各个领域，传统的用途与能源、交通、冶金、矿山、运输、港口等密切相关；新型（轻型）的用途与食品、医药、电子、汽车工业装配等流水线等密切相关，其品种、质量以及应用的广泛程度，在一定程度上标志国民经济技术的发展水平。与此相适应的必然是高质量、高品质、高等级输送带的扩大应用，所有这些因素促进了我国输送带工业的高速发展。
输送带现状
长久以来，输送带按其使用功能和结构特点可分为普通用途输送带（根据带芯的材质可分为织物芯输送带和金属芯输送带两大类）、特殊用途输送带（一般具有特殊的使用性能，例如阻燃、抗静电、耐热、耐寒、耐油、耐酸碱、无污染、轻型等等。其使用性能一般通过覆盖层和带芯的性能及胶带结构来实现。其中的耐寒输送带一般以帆布织物芯为带芯，外覆以耐寒覆盖胶和边胶构成。规定的环境温度为-60℃—+50℃。以及特种形状（结构）输送带（如管状输送带等）。当然这种划仅是相对而言，三者之间并无截然的界限。
根据行业产品的划分惯例，输送带产品划分为普通棉布芯输送带和高强力输送带，高强力输送带的占比约为80%。随着我国企业机械化程度的逐步提高，高强力输送带是未来的发展方向。
高强力输送带因为应用区域的不同，产品的发展方向主要包括三个方向，一个是阻燃性，主要应用在煤矿，另一个是耐高温，应用在水泥和钢铁等行业，第三个是高强力，主要应用在港口及矿山。
而输送带产品的骨架材料主流是ep（涤锦）、ee（涤纶）、nn（锦纶）三大类帆布，强度由80～630n·mm十多个等级系列产品，我国都能自己生产，基本上能满足我国织物芯输送带的需要。直经直纬织物和芳纶帆布也处在开发之中。整体织物带芯强度可达580～2500n·mm，但能生产高强度的厂家不多，包括开放型结构在内的钢丝绳品种和质量均可基本满足我国钢丝芯输送带的需要。我国输送带用弹性体材料(橡胶），输送带用热塑性弹性体已得到了进一步开发和应用。
超高分子量聚乙烯纤维从20世纪七十年代诞生以来，就在航空航天、军事防护方面做出极大的贡献，但在普通工业和民用方面的开发因其种种原因而受到限制。超高分子量聚乙烯纤维具有超强的拉伸强度和抗耐磨性能、无比的耐低温性能（-1960c），耐腐蚀性可与聚四氟乙烯相媲美等优异的的综合性能，其超强的拉伸强度比其它合成纤维高出很多倍（尼龙为6cn/dtex，涤纶7cn/dtex，超高分子量聚乙烯纤维20-30cn/dtex），因此应用于输送带骨架材料上面，具有很多比其它材料的优越性。而涂覆的聚脲弹性体，不需要硫化工艺，比橡胶更耐磨。更重要的是减少了设备投资和生产工艺流程。
聚脲是由异氰酸酯组份与氨基化合物组份反应生成的一种弹性体物质。聚脲的最基本的特性就是防腐、防水、耐磨等。密度较小(1.066克/厘米3)，具有良好的耐热性、染色性和耐腐蚀性，不含任何挥发性有机物(voc)，对环境友好，无污染，优异的理化性能，极高的抗张抗冲击强度、柔韧性、耐磨性、防湿滑、耐老化、防腐蚀。具有良好的热稳定性，可在120℃下长期使用，在-60-150℃温度范围内具有良好的热稳定性，可承受350℃的短时热冲击。
聚脲涂层柔韧有余、刚性十足、色彩丰富，它致密、连续、无接缝，完全隔绝空气中水分和氧气的渗入，防腐和防护性能无与伦比。它同时具有耐磨、防水、抗冲击、抗疲劳、耐老化、耐高温、耐核辐射等多种功能，因此应用领域十分广泛。它被称之为：耐磨橡胶；耐磨性能是碳钢的10倍、环氧树脂的3-5倍。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种采用超高分子量聚乙烯纤维和聚脲材料结合制备的高强度输送带。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明发明是将目前已知拉伸强度最高的超高分子量聚乙烯纤维编织为骨架材料，表面涂覆聚脲弹性材料，在常温固化后做成的高强力输送带。
本发明的超高分子量聚乙烯纤维织物芯/聚脲涂覆的输送带，采用超高分子量聚乙烯纤维作为输送带骨架布芯和聚脲为表面涂覆材料。
优选的，所用的超高分子量聚乙烯纤维材料，包括强度从18-40cn/dtex（或以上强度）范围的所有以超高分子量聚乙烯为原料制成的纤维材料。
制备所述的输送带的方法，包括下列步骤：
（1）将超高分子量聚乙烯纤维织布进行表面处理，直接采用有机官能团的水溶性稀释的硅烷偶联剂胶液浸润后烘干处理。
（2）聚脲a组分和聚脲b组分搅拌混合。
聚脲a组份是由端氨基或端羟基化合物与异氰酸酯反应制得的半预聚物。
聚脲b组分是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成的混合物，并不得含有任何羟基成分和催化剂，但允许含有少量颜料及分散的助剂。
（3）带芯成型：将步骤（1）处理的织布进行多层层间的粘合，用步骤（2）制备的聚脲材料涂覆表面后经辊压粘合定型，便能使多层帆布之间很好地粘合成一体，履带式压辊压力为0.5-5kg/m2，常温下时间3-10分钟。
（4）表层涂覆：将步骤（3）处理好的单层芯或者多层芯骨架用步骤（2）制备的聚脲材料涂覆，在定速牵拉经过涂覆聚脲设备，定量供应的聚脲液体经喷嘴均匀的涂覆在芯层正表面和侧边，调整几道喷嘴数量以及喷量和经过速度即可控制0.5-50mm（或以上）的涂覆厚度；以及不同材质的涂覆层。
（5）压花成型：经过步骤（4）涂覆工序的输送带已经初步成型，在履带式刻花模具的牵引压力下，对涂覆表面可根据需要直接压上各种花纹，如人字型花纹、条状花纹、粒状花纹，扇形花纹等等。从表层涂覆到压花到干燥成型的时间在常温24度可以调整控制5-20分钟即可。
（6）定长切割：经卷绕机定长卷绕成卷后，按需要的定长度经激光切割刀切割后即可下线完成全部生产流程。
（7）检验入库。
本发明所用的聚脲材料，包括但并不限制定目前所有的纯聚脲和半聚脲等，包括芳香族聚脲脂肪族聚脲聚天门冬氨酸酯聚脲等几大类。
本发明所述的超高分子量聚乙烯纤维和聚脲材料的输送带，采用单层芯、双层芯、多层芯以及整体织物芯加以涂覆可以生产成高强拉力（高强度、少层化）的输送带（平板带和管状带以及宽幅带等）。
本发明的有益效果：
本发明的输送带高强力、耐低温、耐腐蚀、耐磨损超出传统（ep/ee/nn三大类）帆布材料输送带寿命多倍。尤其是涂覆的聚脲材料，常温固化，摒弃了橡胶硫化工艺，生产过程简单、高效、环保。
具体表现在：
一是这种输送带的生产流程没有硫化等复杂的设备和工艺，节能环保，减少投资。
二是将功能性和特殊要求的输送带综合性生产，在延长了输送带的使用寿命的同时，产品不但轻量化（比重1.0/cm3左右），还比传统的输送带（比重1.5-1.7/cm3）抗拉强度更高，更耐磨和更抗冲击。
三是将带动特殊用途输送带的应用，耐油、耐酸碱腐蚀和耐低温性优异，可应用在港口及矿山和恶劣的寒冷地区使用，比如在环境温度变化较大，夏季的温度高达60℃，而冬季的温度又低至-60℃以下的地面和露天煤矿环境中使用。
四是轻型输送带材料获得了突破性发展，使其逐步在输送带中占据重要地位，轻型带可以在食品生产线、电子装配线、建材生产输送线、物流分拣、汽车装配线等行业使用。
五是加速节能、环保型输送带的应用开发，在防止物料散落、粉尘飞扬的封闭式吊挂、圆管、折叠、双带四大类型输送带中发挥更大的作用，具有显著的社会意义和经济意义。
具体实施方式
实例一：将超高分子量聚乙烯纤维织成宽度500-5000mm和厚度2-50mm（或以上宽度和厚度），无限长度的直经直纬或斜纹单层或整体芯帆布，单层或整体芯布经过硅烷偶联剂浸润表面处理后经烘干箱烘干，再将聚脲混合液涂覆在双面，经履带式压模机快速压花纹，经快速固结后，经连续牵拉卷绕，经定长切割入库。上述工艺生产的输送带，纵向牵拉强度可达700-3000n·mm。
本实施例中用到的聚脲混合液的具体成分是：
聚脲a组份是由端氨基与异氰酸酯反应制得的半预聚物。
聚脲b组分是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成的混合物，且不含有任何羟基成分和催化剂。
实例二：将超高分子量聚乙烯纤维织成宽度500-5000mm和厚度1-50mm（或以上宽度和厚度），无限长度的直经直纬或斜纹帆布，由2-10层（或以上）的多层芯布重叠，多层的布与布之间经过硅烷偶联剂浸润表面处理后烘干，再将聚脲混合液涂覆在双面（多层重复叠加）使其粘合；最外双层表面涂覆聚脲，经履带式压模机快速压花纹，经快速固结后，经连续牵拉卷绕，经定长度切割入库。使用上述工艺生产的输送带，纵向牵拉强度可达700-3000n·mm。
本实施例中用到的聚脲混合液的具体成分是：
聚脲a组份是由端羟基化合物与异氰酸酯反应制得的半预聚物。
聚脲b组分是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成的混合物，不含有任何羟基成分和催化剂。
因输送带是纵向拉力受力，上述输送带芯织物经向和纬向可以同为超高分子量聚乙烯纤维；为节省成本，也可以经向为超高分子量聚乙烯纤维，纬向是涤纶/锦纶/棉线等低价位传统纤维。