科技信息 专题论述 煤矿用织物整蔺输送带阻燃方法研夯 鹤壁煤业运输带有限责任公司 王克峰 [摘好 的阻燃体 系组合 ， 能达到良好 的阻燃效果 ， 大幅度提 高煤矿 织物整芯输送带的阻燃性 能。 [关键词 ]整芯输送带 阻燃 方法研究 要]本文介绍 了煤矿用织物整芯输送 带的阻燃原理 、 配方， 分析 了主要 阻燃组分对阻燃性能的影响。 实践证明，采用协 同效应 1． 前言 目前 ，织物整芯输送 带成 为煤矿井下主要运输工具 ，它具有重量 轻、 寿命长、 耐磨性好、 抗撕裂性好 、 防腐蚀等特点。但由于织物整芯输 送带所用的整体带芯材质多为涤纶和锦纶工业丝以及棉...

  科技信息 专题论述 煤矿用织物整蔺输送带阻燃方法研夯 鹤壁煤业运输带有限责任公司 王克峰 [摘好 的阻燃体 系组合 ， 能达到良好 的阻燃效果 ， 大幅度提 高煤矿 织物整芯输送带的阻燃性 能。 [关键词 ]整芯输送带 阻燃 方法研究 要]本文介绍 了煤矿用织物整芯输送 带的阻燃原理 、 配方， 分析 了主要 阻燃组分对阻燃性能的影响。 实践证明，采用协 同效应 1． 前言 目前 ，织物整芯输送 带成 为煤矿井下主要运输工具 ，它具有重量 轻、 寿命长、 耐磨性好、 抗撕裂性好 、 防腐蚀等特点。但由于织物整芯输 送带所用的整体带芯材质多为涤纶和锦纶工业丝以及棉线 ， 因涤纶、 锦 纶丝和棉线易于燃烧 ， 故织物整芯输送带 的阻燃性 能很难 得到保 证 ， 严 重威胁煤矿的安全 生产 。因此 ， 煤矿用织物整 芯输送带 的阻燃问题越来 越引起人们的重视和关注。本文主要探讨煤矿用织物整芯输送带如何 实现阻燃 的方法 ， 以期指导煤矿用织物整芯阻燃输送带 的生产。 2． 输送带材料的着火燃烧经过、 阻燃机理 以及解决办法 2． 1输送带材料 的着火燃烧经过 生产 煤矿用织物整芯输送带的主要的组成原材料是 以聚氯乙烯( ev c ) 为主 的高分子材料 ， 为 了达到阻燃的 目的 ， 首先必须弄清这些材料 的燃烧 经 过。 生产输送带所用高分子材料 的燃烧是一个很复杂 、激烈 的氧化 反应 ， 其燃烧 的过程是在外界热源不断加热下 ， 输送带材料先与空气 中 的氧发生 自由基链式降解反应 ， 产生挥发性可燃物 ， 当达到一定温度 和 浓度 时， 就开始燃烧 。燃烧一般都经过( 1)材料 的分解 ； (2)挥发性燃烧 气体的液相扩散； (3)燃烧气体的气相扩散； (4)燃烧气体进行氧化反应； 【 5)燃烧热进行辐射 ； ( 6)在材料内经传热接着来进行氧化反应而继续燃 烧 。 2． 2 输送带材料的阻燃机理 针对 上述生 产煤矿 用织物 整芯输送 带所用 材料燃 烧所经 历的过 程 ， 输送带材料的阻燃机理， 不外乎干扰氧、 热和可燃物这三个维持燃 烧 的基本要素 ， 一般通过以下途径来实现 ： 1) 阻燃剂产生较重 的不燃气 体或高沸点液 体 ， 覆盖于输送 带材料 表 面， 将氧和可燃物的联系阻断。 2)阻燃 剂产生大量不燃气体 ， 冲淡燃烧 区域 的可燃性气体 的浓度 和氧 的浓度 。 3)通过阻燃剂的吸热分解 和吸热升华 ， 降低聚合物表面的温度 ， 使 之难燃或延缓燃烧过程。 4)阻燃剂捕捉燃烧链锁 反应中的活性 自由基 ， 中断链式氧化反应 ， 抑制燃烧 。l1 2_ 3 煤矿用织物整芯输送带 的阻燃方法 为使煤矿用整芯输送 带达到所需的阻燃性能 ，确保煤矿井下使用 的安 全性 ，选用 自身阻燃性能 良好的 PVC 作生产输 送带 的主要原材 料 ， 并且采用一组协同性 和相容性很好 的阻燃体系组合。 2． 3． 1煤矿用织物整 芯阻燃输送带主要原材料 PVC 的选择 为了获得 良好的物理机械性能以及优 良的阻燃性能 ，以满足煤矿 井 下安全生产 的需要 ， 我们 采用 PVC 作为生产整芯阻燃输送 带的主要 原材料 。PV C 不仅仅具备较好的力学性能 ， 而且还具有 良好的阻燃性 ， 因 为 PVC 含氯量高 ， 受热发生分解时 ， 首先脱 出氯化氢 (HC1)和活性氯原 子 ， 活性 氯原子又与燃烧 反应的活性氢原 子结 合 ， 而终止一个燃 烧链 ， 并生成一个氯化氢分子( HC1) ， 生成的氯化氢气体冲淡燃烧区域的可燃 性气体 的浓度以及氧的浓度 ， 同时隔离氧气 ， 达到阻碍燃烧的 目的。 2_3． 2 阻燃体系组合 PV C 本身的氧指数是很高的 ， 硬质 PVC 塑料 的氧指 数在 46 以上 。 但在 PVC 整芯输送带工艺流程 中， 大量增塑剂 的加入使其 氧指数大大 下降 ， 降低 了 PVC 整芯阻燃输送带的阻燃性 能。 鉴于上 述情况 ， 并 兼顾 PV C 的加工性 能 ， 本次煤 矿用织物 整芯阻 燃输送带 的阻燃体系组合主要为卤系阻燃剂 + 含锑阻燃剂 + 水合硼酸 锌 + 磷酸酯类 阻燃增塑剂 + 氢氧化铝阻燃剂等。 1)含卤化合物的阻燃 在高温下含 卤阻燃剂分解产 生的卤原子 (Br 或 C1)与 PV C 聚合物 反应生成卤化氢， 卤化氢与高活性羧基自由基反应生成水， 从而中断链 式氧化过程， 使燃烧减缓， 以至停止。同时生成的水又形成水蒸汽带走 大量 热量 ， 降低 PVC 聚合物表面温度 ， 防止火焰 的蔓延 。[1 1 其燃烧反应 式如下 ： 含 卤阻燃剂一 M( M 代表 Br 或 c 1) M + R H R + HM OH + H M H 20 + M 2)三氧化二锑与含卤化合物并用的阻燃 三氧化二锑本身并无阻燃作用， 但在卤化物的存在下却显示出很 大 的协同效应 ，因其 在高温下与卤化物反应生成挥发性的 卤化锑和卤 氧化锑， 卤氧化锑受热后继续反应生成卤化锑， 它们的挥发吸收了大量 热量 ； 同时产生的卤化锑 又是 一种比重较大的不可燃气体 ， 它从输送带 燃烧物中分解出来后 就形成 浓密的烟雾 紧紧的覆盖在输送带燃烧物表 面 ， 隔绝氧气和冲稀可燃气体 以达到灭火作用 。其反应式如下 ： Sb2 0 】 + 6HM-- * -2SbM + 3H2 0 ( M 代表 Br或 C1) Sb2 0 3+ 2H M--+2SbOM + H2 O 5 S bOM S b 5M 2+ S b M3 4 Sb 0 5 M2 ---*5Sb3 O4 M + SbM3 3 Sb3 O,M }4Sb2 0 3+ SbM3 3)水合硼酸锌 与含卤化合物并用的阻燃 水合硼酸锌含有结 晶水 ， 它在吸热分解脱水 时能够吸取 大量热 量， 抑制输送带燃烧部分及其附近的温度上升； 分解出的水蒸汽反过来阻 止可燃气体 的释放 ， 使输送带在燃烧 时产生 的热量和表面温度降低 。同 时硼酸锌又与卤系阻燃剂反应生成不可燃 固体 卤化硼和卤化锌 ，残存 在输送带燃烧物表面 ，这两种物质热熔状态下是 一种致 密的玻璃状熔 融物 ， 在输送带燃烧物表明产生一层保 护覆 盖层 ， 把可燃 物质封闭在 内 部 ， 隔绝氧气， 起到 良好的阻燃作用。其燃烧反应如下 ： 1 3 ] 2Z nO 3B 2 0 3 3． 5H2 0 + 22R M +2Z nM2+ 6 BM3+ 11R 2O + 3． 5H2 0( M代 表 Br 或 c1) 4)磷化合物和氢氧化铝的阻燃 首先 ， 磷 酸酯类阻燃增 塑剂的加入 ， 不仅 使 PVC 树脂 变得易于加 工 ， 制得 的输送带成品有 良好的物理机械性能 ， 更 为重要 的是它 的阻燃 效果相当好。因为磷化合物燃烧生成的聚偏磷酸是一种不易挥发的稳 定化合物， 在输送带燃烧物表明产生隔离层， 隔绝氧和可燃物， 并且聚 偏磷酸的脱水作用， 也促使输送带表面材料炭化形成碳化层， 隔断氧和 可燃物的联系。 燃烧时磷与卤素反应生成的卤化磷具有较大蒸汽密度， 它覆 盖于火焰表面 ， 起到 了隔绝氧气和 冲淡可燃物作用 ， 同时产生 的卤 化氢捕 捉活性 自由基 ， 中断了链 式氧化 反应 。[1 l 其次 ， 环保 型无机 阻燃 剂氢氧化铝[AI(OH)3 ]的加入 ， 在大幅度的降低生 产成本 的同时 ， 起到 了一定的阻燃作用 。氢氧化铝受热分解 时， 放 出结 晶水 ， 吸收大量的热 ， 降低燃烧物表面的温度 ， 从而 防止 PVC 输送带 的 着火 和火焰 的蔓延 ， 同时氢氧化铝又能减少烟雾和有毒气体的产生 。 2． 4 阻燃体系组合在煤矿用织物整芯阻燃输送带中的应 用试验 煤 矿用织物整芯阻燃 输送带 的阻燃体 系组合 的配 比见表 1 表 l 阻燃体系组合 配比表 删 氯溴化 石蜡 三氧化 二锑 原料名称 EPVC 硼酸锌 TCEP 氢氧化铝 配 比 10o 25 8 7 10 l5 通过实践证 明，此阻燃体 系组合在燃烧 时产生大量 不可燃 气体 和 不可燃残余 物， 在气相上起到 了抑制效应 和复盖效应 ， 固相上起 到了封 闭隔离效应 ， 达到 了非常理想的阻燃效果 ， 酒精喷灯燃烧试验结果见表 2 ： 试验条件： 火焰温度960 60~ C ( 下转第 368 页)