CN112321911B - 一种预埋线圈及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种预埋线圈及其制备方法和应用，通过改变预埋线圈的原料，将线圈材料由铜质改为导电橡胶，使线圈更加耐用、耐屈挠，使用寿命更长；由于导电橡胶具有成本低的特点，从而使线圈制作成本大幅下降；另外，本发明根据胶带所用覆盖层、芯胶层(擦贴胶)等的配方结构，根据相似相溶原理，制定相应导电橡胶配方，不需要涂刷粘合胶水，使导电线圈与覆盖层橡胶、粘合芯胶(擦贴胶)粘合在一起，不起鼓、不脱层，耐屈挠、不断裂。
Description
技术领域
本发明属于输送带技术领域，特别涉及一种预埋线圈及其制备方法，以及该预埋线圈的应用。
背景技术
输送带适用于各工序和工段之间粉状、块状物料的运输，方便快捷，生产效率高，是现代化大生产批量物料连续输送的必要手段。
钢丝绳芯输送带是所有输送带中的最大品种，其用量占全部输送带用量的50％以上，其单位价值远远高于其他品种，正常情况下，钢丝绳芯输送带的使用寿命为8-10年，最长寿命可达15年以上。
钢丝绳芯输送带结构如图1所示，主要由骨架层30、粘合芯胶20、上覆盖胶层10、下覆盖胶层50、边胶层40等构成，首先由若干钢丝绳纵向排列作为骨架层，在纵向排列的若干钢丝绳的上下方分别设有上覆盖胶层10和下覆盖胶层50，并在上覆盖胶层10和下覆盖胶层50之间设粘合芯胶20，粘合芯胶20能够将骨架层30固定于上覆盖胶层10与下覆盖胶层50之间，并将上覆盖胶层10与下覆盖胶层50粘固；在粘合芯胶20的两侧、上覆盖胶层10与下覆盖胶层50之间还设有边胶层40。
钢丝绳芯输送带的主要特点是：
(1)纵向强度高，最高可达10000N/mm，适用于大跨度、长距离输送物料；
(2)纬向由纯橡胶构成，强度较低，弹性高、成槽性能好。
钢丝绳芯输送带广泛应用于码头、矿山、冶金、建材等行业。但由于纬向强度低的缺陷，在遇到大块尖锐物质等非正常情况下，很容易出现大面积撕带现象，而造成相应事故。
如何保证钢丝绳芯输送带的正常使用，减少或避免非常事故的发生以及减少事故发生时的损失，是胶带生产者和使用者的共同责任。
目前，多数胶带生产企业采取在上覆盖胶与粘合芯胶之间，预埋扁铜线圈或圆铜线圈的办法，可参照图2所示，纵向排列的钢丝绳形成骨架层3，骨架层3的下方设置下覆盖胶层5，上方先设置线圈6，并在下覆盖胶层5与线圈6之间设粘合芯胶2，粘合芯胶2能够将骨架层3固定于线圈6与下覆盖胶层5之间，并将线圈6与下覆盖胶层5粘固；在粘合芯胶2的两侧、下覆盖胶层5的上方还设有边胶层4，使边胶层4的边缘与下覆盖胶层5的边缘平齐，然后在边胶层4、线圈6的上方设上覆盖胶层1。
结合输送机监测机构特点，按一定的间距进行预埋，达到对钢丝绳芯输送带运行过程的实时监控，减少或防止事故的发生。
在钢丝绳芯输送带运行过程中，除受到进料口物料的冲击外，还不停地受到托辊的纵向屈挠和纬向屈挠。屈挠过程就是弯曲、拉伸的过程，扁铜或圆铜的性质决定了其耐屈挠的有限能力，有些胶带在使用2-3年后，内置的铜芯线圈由于不耐屈挠而出现铜线断裂现象，失去了内置线圈的意义。
通过对钢丝绳芯防撕裂输送带预埋线圈使用效果的长期考察，目前大多采用的是进口铜质线圈，厚度约2.0mm，单个线圈价格为4000-8000元，按间距20米进行设置，每公里胶带线圈成本约20-40万元，如按间距10米进行设置，每公里胶带线圈成本约60-80万元，且线圈供货周期较长，当客户要货较急或临时增减时，给胶带企业带来很大的被动。
为此，采用导电性能好、具有较好柔软性和弹性、耐屈挠、耐老化、尺寸便于变化、外形厚度较薄、成本低廉的导电橡胶制备的线圈，是最理想的防撕裂装置。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种预埋线圈及其制备方法，制备的预埋线圈更加耐用，导电性能良好，且制作成本降低。
本发明的另一目的，在于提供一种预埋线圈的应用，基于预埋线圈制备的输送带无需涂刷粘合脱水，防断裂性能好，耐屈挠。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种预埋线圈，采用导电橡胶冲切制成。
上述导电橡胶的原料以质量比包括：
天然橡胶，40-60；
丁苯橡胶，40-60；
硫黄粉，2.0-2.3；
氧化锌，4-6；
氧化镁，3-5；
硬脂酸，0.6-1.5；
促进剂DM，0.3-0.6；
促进剂NOBS，0.7-1.3；
防老剂4010NA，0.8-1.5；
防老剂RD，0.5-1.2；
防老剂BLE，0.8-1.2；
硼酰化钴，1.2-1.8；
白碳黑，6-12；
导电级乙炔炭黑，15-25；
1000目铜粉，100-150。
上述导电橡胶的原料以质量比包括：
天然橡胶，35-45；
氯丁胶，15-20；
丁苯胶，30-40；
氯化聚乙烯，10-20；
硫黄，1.3-1.8；
氧化锌，3-5；
氧化镁，3-5；
硬脂酸，0.6-1.5；
促进剂DM，0.5-1；
防老剂4010NA，1.5-2；
防老剂RD，1-1.5；
防老剂4020，0.5-0.8；
乙炔炭黑，15-25；
白炭黑，6-12；
1000目铜粉，100-150；
三氧化二锑，5-10；
70％氯化石蜡，20-25；
水合硼酸锌，8-15；
氢氧化铝，25-30。
如前所述的预埋线圈的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将质量比为40-60的天然橡胶塑炼，然后称量质量比为40-60的丁苯橡胶，合并混炼，停放8小时；
步骤2，将质量比：白炭黑6-12、导电级乙炔炭黑15-25、1000目铜粉100-150，投入到搅拌釜中进行搅拌，使之充分均匀；
步骤3，将质量比：氧化锌4-6、氧化镁3-5、硬脂酸0.6-1.5、促进剂DM 0.3-0.6、促进剂NOBS 0.7-1.3、防老剂4010NA 0.8-1.5、防老剂RD 0.5-1.2、防老剂BLE0.8-1.2、硼酰化钴1.2-1.8，配合在一起；
步骤4，将步骤1停放后得到的橡胶，投入到密炼机中塑炼40秒，然后投入步骤3得到的配料，混炼90秒后，再投入步骤2得到的配料，混炼150秒并使最终温度达到140℃后，卸下冷却、停放备用；
步骤5，将步骤4得到的产物投入到密炼机中进行回炼，温度控制在80-90℃，然后投入质量比为2.0-2.3的硫黄粉，混炼80秒，卸下压片急冷，停放备用。
如前所述的预埋线圈的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，将质量比为35-45的天然橡胶塑炼，然后投入质量比：丁苯胶30-40、氯丁胶15-20、氯化聚乙烯10-20，合并混炼，停放8小时；
步骤二，将质量比：白炭黑6-12、乙炔炭黑15-25、铜粉100-150、三氧化二锑5-10、70％氯化石蜡20-25、水合硼酸锌8-15、氢氧化铝25-30，投入到搅拌釜中进行搅拌，使之充分均匀；
步骤三，将质量比：氧化锌3-5、氧化镁3-5、硬脂酸0.6-1.5、促进剂DM 0.5-1、防老剂4010NA 1.5-2、防老剂RD 1-1.5、防老剂4020 0.5-0.8，配合在一起；
步骤四，将步骤一停放后得到的橡胶，投入到密炼机中塑炼40秒，然后投入步骤三得到的配料，混炼90秒后，再投入步骤二得到的配料，混炼150秒并使最终温度达到140℃后，卸下冷却、停放备用；
步骤五，将步骤四得到的产物投入到密炼机中进行回炼，温度控制在80-90℃，然后投入质量比为1.3-1.8的硫黄粉，混炼80秒，卸下压片急冷，停放备用。
如前所述的预埋线圈的应用，用于制备钢丝绳芯输送带。
上述预埋线圈用于制备钢丝绳芯输送带时，预埋线圈设有两只，一只由内而外沿顺时针绕制，另一只由内而外沿逆时针绕制，且两只线圈沿钢丝绳芯输送带长度方向并列设置。
采用上述方案后，本发明具有以下特点：
(1)本发明通过改变预埋线圈的原料，将线圈材料由铜质改为导电橡胶，使线圈更加耐用、耐屈挠，使用寿命更长，经模拟试验(相当于输送带运行8年以上)及成品使用1年半后，导电橡胶线圈的导电性能符合测量要求，线圈磁场显示正常，无脱层、断裂等现象；
(2)本发明采用导电橡胶制备预埋线圈，导电橡胶具有成本低的特点，平均每只成本仅需150元就可制成，从而使线圈制作成本大幅下降，每只线圈由原来的≥4000元，下降到不足200元，并可根据客户需要随时供货，提高了供货能力；
(3)本发明利用导电橡胶的特点，导电橡胶非常柔软，可大幅度变形，同时可根据最终产品的需要，现场制作导电线圈，大小可随时调整，方便快捷；
(4)本发明根据胶带所用覆盖层、芯胶层(擦贴胶)等的配方结构，根据相似相溶原理，制定相应导电橡胶配方，不需要涂刷粘合胶水，使导电线圈与覆盖层橡胶、粘合芯胶(擦贴胶)粘合在一起，不起鼓、不脱层，耐屈挠、不断裂。
附图说明
图1是现有不含线圈的钢丝绳芯输送带结构剖视图；
图2是现有包含线圈的钢丝绳芯输送带结构剖视图；
图3是本发明制备的预埋线圈形态示意图；
图4是本发明制备预埋线圈的整体流程图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
本发明提供一种预埋线圈，其采用导电橡胶制备线圈，并在现有导电橡胶的配方基础上进行调整，以增强其导电性和耐用性。
表1是本发明提供的普通用途导电橡胶的用料和用量：
表1
| 用料 | 质量比 |
| 天然橡胶 | 40-60 |
| 丁苯橡胶 | 40-60 |
| 600目硫黄粉 | 2.0-2.3 |
| 99％氧化锌 | 4-6 |
| 98％氧化镁 | 3-5 |
| 工业一级硬脂酸 | 0.6-1.5 |
| 促进剂DM | 0.3-0.6 |
| 促进剂NOBS | 0.7-1.3 |
| 防老剂4010NA | 0.8-1.5 |
| 防老剂RD | 0.5-1.2 |
| 防老剂BLE | 0.8-1.2 |
| 硼酰化钴 | 1.2-1.8 |
| 工业用白碳黑 | 6-12 |
| 乙炔炭黑(导电级) | 15-25 |
| 1000目铜粉 | 100-150 |
表2是本发明提供的阻燃导电橡胶的用料和用量：
表2
| 用料 | 质量比 |
| 天然橡胶 | 35-45 |
| 氯丁胶 | 15-20 |
| 丁苯胶 | 30-40 |
| 氯化聚乙烯 | 10-20 |
| 硫黄 | 1.3-1.8 |
| 氧化锌 | 3-5 |
| 氧化镁 | 3-5 |
| 硬脂酸 | 0.6-1.5 |
| 促进剂DM | 0.5-1 |
| 防老剂4010NA | 1.5-2 |
| 防老剂RD | 1-1.5 |
| 防老剂4020 | 0.5-0.8 |
| 乙炔炭黑 | 15-25 |
| 白炭黑 | 6-12 |
| 1000目铜粉 | 100-150 |
| 三氧化二锑 | 5-10 |
| 70％氯化石蜡 | 20-25 |
| 水合硼酸锌 | 8-15 |
| 氢氧化铝 | 25-30 |
本发明还提供一种预埋线圈的制备方法，包括如下步骤：
一、导电橡胶的制备
1、先将天然橡胶塑炼，然后按比例称量丁苯胶、氯丁胶、氯化聚乙烯等橡胶，合并混炼，停放8小时后使用。
2、将白炭黑、乙炔炭黑、铜粉、三氧化二锑、70％氯化石蜡、水合硼酸锌、氢氧化铝等大料按比例称量后投入到搅拌釜中进行搅拌，使之充分均匀。
3、将氧化锌、氧化镁、硬脂酸、DM、NOBS、4010NA、RD、4020、BLE、硼酰化钴等小料按比例称量配合在一起。
4、将塑炼停放后的橡胶，投入到密炼机中，再塑炼40秒，投入氧化锌等小料，混炼90秒后，投入铜粉等大料，混炼150秒并使最终温度达到140℃后，卸下冷却、停放备用。
5、将上述初混后的胶料，投入到密炼机中进行回炼，温度控制在80-90℃，投入硫黄粉，混炼80秒，卸下压片急冷，停放备用。
6、测定胶料相关性能，确保：
导电性：电阻≤2Ω(截面1×5mm、长度10m、电压220V)；
扯断强度≥15MPa；
扯断伸长率≥450％；
粘合强度≥12N/mm(与覆盖层、粘合层)；
可塑度：0.2-0.22(小于覆盖胶可塑度0.05以上)。
必要时，测定酒精喷灯阻燃性能。
二、线圈冲模的准备
1、线圈规格的确定：我公司生产钢丝绳芯输送带宽度的最大能力为2200mm，按GB/T4490规定的系列宽度，确定适用胶带公称宽度为800mm、1000mm、1200mm、1400mm、1600mm、1800mm、2000mm、2200mm。其对应的线圈宽度a应小于公称宽度100mm。
2、根据如图3所示线圈，向相关刀具企业定制冲切刀具。
a＝胶带公称宽度(mm)-100mm
a是线圈宽度，其大小，对应了相应输送带的公称宽度。
现有检测方法为：将产生磁场的设备布置在沿输送带运行中心线上，输送带开车后，一直通电产生磁场，当一只线圈进入通过时，瞬间使线圈产生电流。因为两只线圈相通形成闭环，从而使得另一只线圈带电产生磁场，通过错位设置在输送带下方的检测设备，检测到磁场时，则说明线圈正常，没有损坏，同时证明输送带正常，没有损坏，可以继续运行；反之，说明输送带已损坏，通过联锁装置，自动停机，防止了事故扩大，从而减少损失。
上述是本实施例采用的线圈设置方法(两只线圈沿输送带长度方向设置)，可适应大多数用户的现有装置，还有采用两只线圈并列放置的方法，原理相同，检测装置位置有点差异，在与用户签订合同时，予以说明。
三、压机的准备
线圈冲切用压机，平板最大宽度应≥2400mm，长度≥1500mm；
本公司各硫化机均配备了补带硫化压机，可利用其生产间隙冲制线圈。不必重新购置。
四、将预先准备好的导电混炼胶回炼、出片，其厚度控制在0.9-1.0mm，并用具有一定挺性的隔离纸隔离，注意胶片、隔离纸不得皱折，且胶片平整无孔洞，冷却停放24小时以上予以定型后，冲制相应线圈。
图4是本发明提供的导电橡胶线圈的制备工艺流程。
本发明还提供一种预埋线圈的应用，基于预埋线圈制备钢丝绳芯输送带，首先，做好配方试验，确保胶料的导电性能及相关的强度、黏合性能符合内在要求，然后投料混炼、出片、定型、冲制。
制成的结构与图2相同，只是其中的线圈采用本发明提供的预埋线圈。其包括上覆盖胶层1、下覆盖胶层5、位于上覆盖胶层1与下覆盖胶层5之间的骨架层3，以及粘合芯胶2，通过在输送带生产线上成型压合在一起形成带坯。
所述上覆盖胶层1与粘合芯胶层2之间设置有线圈6，以及在上覆盖胶层1、骨架层3与下覆盖胶层5的两端分别设置有边胶层4。所述边胶层4与带坯在输送带生产线经边胶压合装置压合在一起形成基带，经平板硫化机硫化后成为成品。
本发明采用预埋线圈作为输送带内置线圈，采用本线圈后，生产成本大幅下降，客户在订购产品时，可提高线圈密度，同时提高了线圈的耐屈挠性能，延长了线圈的使用寿命，提高了企业经济效益。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (3)
1.一种预埋线圈，其特征在于：采用导电橡胶冲切制成，所述导电橡胶的原料以质量份计包括：
天然橡胶，35-45；
氯丁胶，15-20；
丁苯胶，30-40；
氯化聚乙烯，10-20；
硫黄，1.3-1.8；
氧化锌，3-5；
氧化镁，3-5；
硬脂酸，0.6-1.5；
促进剂DM，0.5-1；
防老剂4010NA，1.5-2；
防老剂RD，1-1.5；
防老剂4020，0.5-0.8；
乙炔炭黑，15-25；
白炭黑，6-12；
1000目铜粉，100-150；
三氧化二锑，5-10；
70%氯化石蜡，20-25；
水合硼酸锌，8-15；
氢氧化铝，25-30；
所述导电橡胶的制备方法具体为：
步骤一，将质量份为35-45的天然橡胶塑炼，然后投入质量份：丁苯胶30-40、氯丁胶15-20、氯化聚乙烯10-20，合并混炼，停放8小时；
步骤二，将质量份：白炭黑6-12、乙炔炭黑15-25、铜粉100-150、三氧化二锑5-10、70%氯化石蜡20-25、水合硼酸锌8-15、氢氧化铝25-30，投入到搅拌釜中进行搅拌，使之充分均匀；
步骤三，将质量份：氧化锌3-5、氧化镁3-5、硬脂酸0.6-1.5、促进剂DM 0.5-1、防老剂4010NA 1.5-2、防老剂RD 1-1.5、防老剂4020 0.5-0.8，配合在一起；
步骤四，将步骤一停放后得到的橡胶，投入到密炼机中塑炼40秒，然后投入步骤三得到的配料，混炼90秒后，再投入步骤二得到的配料，混炼150秒并使最终温度达到140℃后，卸下冷却、停放备用；
步骤五，将步骤四得到的产物投入到密炼机中进行回炼，温度控制在80-90℃，然后投入质量份为1.3-1.8的硫黄粉，混炼80秒，卸下压片急冷，停放备用。
2.如权利要求1所述的预埋线圈的应用，其特征在于：用于制备钢丝绳芯输送带。
3.如权利要求1所述的预埋线圈的应用，其特征在于：所述预埋线圈用于制备钢丝绳芯输送带时，预埋线圈设有两只，一只由内而外沿顺时针绕制，另一只由内而外沿逆时针绕制，且两只线圈沿钢丝绳芯输送带长度方向并列设置。
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