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提高EP帆布性能的生产实践
2008-04-16

                                             

                                                                          晋丽   粱春霞  连爱敏 神马实业股份有限公司     邮编:467000)

 摘要: 本文介绍了河南神马集团神马实业股份有限公司,充分发挥自身优势,在生产过程中,为提高EP 帆布强力粘合性能、卷曲度改善柔软度等综合性能, 各环节开展的一系列提高产品质量技术攻关活动,明显提高了EP 浸胶帆布综合性能。

关键词:EP帆布、强力粘合力卷曲度 胶带

     我国输送带发展迅速,高强力输送带需要量大幅度增长,给输送带骨架材料提供了广阔的市场,初步统计,我国2007年分层输送带用骨架材料消耗量4~4.5万吨,其中NN帆布1.~1.5万吨,EP帆布3万吨左右,EP输送带具有强力高延伸率低成槽性好的特性。近年来需求量不断增加,成为分成输送带用帆布的主力军。

神马实业股份有限公司是中国神马集团下属的河南省首家在沪挂牌的上市公司,神马是目前国内唯一同时具有锦纶66工业丝涤纶工业丝的厂家,神马依托独有的原料优势,大力开展技术创新和质量改进,在短时间内,帆布发展已取得可喜成绩,目前具有年产3000吨生产能力,NN帆布以强力高,粘合力好,干重轻的显著优势,成为用户放心免检产品,大力开发EP系列化帆布,不断提升EP帆布的综合性能,市场迅速拓展,销兽量连年翻番。

      EP帆布经向原料采用涤纶工业丝,纬向采用锦纶66工业丝,由于涤纶纤维具有模量高,延伸率低的特性,造成帆布出现强力损失大挺度度大粘合力低的问题,为了提高EP帆布强力、粘合等综合性能、改善挺度,我们从原料以及生产各个环节开展了一系列改进试验实践活动收到了良好效果。

1、提高EP帆布强力

由于橡胶输送带所受的各种作用力,几乎由骨架材料承担,断裂强力是帆布的重要指标,而EP帆布经向采用涤纶丝,加捻织布强力损失大,我们在以下方面采取措施提高EP帆布强力:

1.1 原料改进

  EP150以上规格的帆布,经向均采用多股涤纶原丝合股加捻,捻线机开锭少,生产效率低,更重要的是极易造成丝束张力不匀,影响白坯帆布的强力,为此神马开发了性能良好的2222dtex以及3333dtex涤纶工业丝,替代1100dtex/21100 dtex/41670 dtex/21670 dtex/4帆布生产,其效果一方面大大提高加捻效率,节省人工成本。更重要的是避免了多股原丝合股加捻张力不均匀现象,降低了捻线强损,为整经、织布工序提供了优质原料,提高了布面张力一致性。

1.2  捻织改进

    涤纶纤维,即使加轻捻,在高速加捻过程中,丝束与丝道部件摩擦,造成明显的强力损失,通过改进加捻设备部件、捻线供丝通道、罗拉表面质量、筒管质量和表面材质、改进张力垫片控制为张力杆,严格控制锭速等工艺参数,这些措施对降低强损起到良好效果。

     神马采用瑞士苏尔寿片梭织机,通过多年经验,探索出不同品种规格帆布的张力规律,彻底杜绝经线错绞、丝路不畅的现象,提高布面平整,有效地降低EP白坯帆布强力损失,通过改进片梭头以及纬纱捻线工艺,解决了布面纬向毛丝,

在生产过程中,我们发现织物密度过大,在织造过程中反复打纬造成较大的强力损失,通过长期试验探索,我们对EP100~EP300系列帆布的密度进行了改进调整,解决了纬向强力低的质量问题。

 通过大量的技术攻关的生产实践,神马EP帆布强力持续保持优异稳定。

2、提高粘合力

涤纶纤维分子结构决定了其化学惰性,难以与橡胶粘合,极易造成粘合力达不要求,因此EP帆布粘合力,是影响其质量的关键因素,可以说是各帆布生产厂家最重视的指标之一,我们从多方面改进提高粘合力::

2.1 选择涤纶丝纺丝油剂

EP帆布使用的经向原料为涤纶丝,在高速纺丝时,由于丝束与机件摩擦,产生静电,容易出现毛丝和断丝,因此,要附高性能纺丝油剂,油剂的成分对粘合力影响很大,神马利用具有自主生产涤纶丝的条件,研究不同纺丝油剂对EP帆布粘合体系的影响,通过多次对比试验,确定了适合EP 帆布浸胶粘合体系的纺丝油剂,对提高粘合力起到了重要作用。

2. 2  改进帆布结构

在帆布生产实践中,我们先后对EP150以上的帆布的结构上大胆创新,在优化强力和性能的前提下,针对不同规格帆布,在纤度和密度上都做了有益的探索,其效果改善了帆布布面凸凹程度,产生向钉子一样牢牢抓住橡胶的效果,大大提高与橡胶粘合力。

2.3   改进浸胶配方

 浸胶工序是影响粘合力的关键环节,为了获得这些纤维和橡胶之间有很好的粘接,通常使用RFL浸胶。RFL体系是帘线与橡胶粘接最常用的浸胶体系。对于尼龙,用RFL体系可获得足够的粘接力,而对于EP帆布,应以涤纶纤维浸胶配方为主,用一个RFL体系简单浸胶是不够的,因为涤纶纤维性较小,具有很高的结晶性,对RF反应性能低,需要通过特殊的处理,才能使RFL和涤纶纤维有一个良好的粘合,因此,利用神马进口“双浴法”浸胶生产设备先进技术,严格采用“双浴法”浸胶EP帆布。

双浴法”浸胶体系是以异氰酸酯溶剂为基础的,其作用机理是采用封闭剂与异氰酸酯反应生成水溶性物质,而不与水反应,使活泼的异氰酸酯暂时封闭。封闭异氰酸酯在后道工序的高温作用下(220℃以上)会解除封闭,发挥其活性,有效地提高了EP帆布与橡胶的粘合力。

我们在浸胶液配方和热处理工艺上都进行了大幅度的改进和完善。在浸胶液配方上,通过大胆试验,确定了目前EP帆布浸胶使用的优良配方,

2.4 研究改进浸胶工艺

在热处理方面,调整帆布生产的牵伸比,调整干燥温度,减少了帆布布面浆点,也保证了充分的烘干效果。通过以上改进,使生产的帆布表面洁净,鲜亮,较柔软,剥离值较高。

2.5 提高粘合力内控标准

根据胶带行业各厂家胶料配方与国标胶性能差异很大的情况,我们在EP帆布生产中,采用国标胶指导生产,用户胶作参考等一系列措施,同时增加检验频次,提高粘合力内控标准,满足不同用户需求。

通过多方面探索改进,神马EP帆布的粘合力提高2N/mm左右。满足不同层次用户的要求。

3、改善柔软度

    经广泛了解,胶带行业认为浸胶帆布柔软有利于胶带生产贴合平整,布层间不易脱层,胶带在滚筒间反复运转,布层间不易开胶,屈挠性好,成槽性好,使用寿命长。

     由于涤纶纤维模量高,延伸率低,造成EP浸胶帆布挺度大,我们对影响挺度的因素进行研究分析,我公司从白坯组织结构、浸胶配方和浸胶温度等方面探索,控制附胶量,并增加柔软化张力, 使      在一定程度上改善了EP帆布的柔软度

4、提高卷曲度

 为了避免输送带在滚筒上反复使用后,底部输送带起皱,胶带行业总结出提高卷曲度能够解决这个问题, 因此近年来不少用户提出EP帆布卷曲度指标,卷曲度一般要求≥2.5%。卷曲度就是是织物中的纱线的弯曲程度,计算公司为 :

   卷曲度=(L1 拉直长度 — L0原长)/ L1拉直长度

为了适应帆布市场这一发展需要,提高神马EP帆布竞争力,我公司围绕提高EP帆布卷曲度,从提高捻线捻缩率,织布织缩率,减少浸胶牵伸等方面浸胶开展大量的研究试验以及生产实践,初步探索出提高卷曲度的途径,能够满足用户对卷曲度指标的要求。 

5、其它性能改进

   EP帆布的定伸、断裂伸长率、干热收缩率以及厚度,在生产过程中,我公司均开展了大量的改进,上下工序严格控制达到标准。                                                                                                                    

  神马EP帆布性能见表1

1、神马EP帆布性能

项目

EP100

EP125

EP150

EP200

EP250

EP300

优等品

优等品

优等品

优等品

优等品

优等品

经向

纬向

经向

纬向

经向

纬向

经向

纬向

经向

纬向

经向

纬向

断裂强度平均值,

N/mm                         

160

58

188

81

230

84

261

88

339

113

366

89

10%定负荷伸长率,%                        

0.6

 

0.7

0.5

 

0.8

 

0.8

 

0.9

 

断裂伸长率,%

14.5

31.3

15.6

32.5

14.8

30.6

15.0

33.2

16.2

29.6

15

33

干热收缩率

150℃×30min),%  

3.0

0

3.5

0

3.3

0.0

3.0

0.0

3.0

0.1

3.3

0.0

粘合强度,N/mm

13.1

12.5

11.9

12.6

13.0

10.2

平方米干重,g/m2

330

438

528

595

816

777

厚度,mm

0.52

0.60

0.71

0.82

1.09

1.24

宽度,mm

6500-20~14000-20

长度,m/

800+100

400100

400+100

注:以上粘合力检验采用国标胶。

6、提高耐高温EP系列帆布性能

      随着输送带应用领域的扩展,耐高温EP帆布的需求量增加,神马在保证普通EP帆布生产正常质量稳定的前提下,成功开发耐高温EP系列浸胶帆布,经向采用神马高模低缩涤纶工业丝,通过捻线、织造、浸胶工序技术攻关开发的耐高温EP帆布,经向干热收缩率控制在1.8%以下,与普通浸胶EP帆布相比,综合性能更加优异,具有强力高干热收缩率低、尺寸稳定性好、耐热性能好的明显优势,应用于耐热输送带,消除普通EP帆布在输送高温物料时产生荷叶边现象,目前,已形成系列化生产,市场稳步扩大。

    神马耐高温EP帆布在耐热性上体现出显著的使用优势,从用户反馈的结果,采用神马耐高温EP帆布做骨架材料制成的输送带,室内耐老化试验,在175×96h条件下,强力保持率达75%左右,达到国内同行水平,表2是关于神马耐高温EP200输送带热老化试验结果:

2、神马耐高温EP输送带耐老化试验数据

       

  单位

神马耐高温EP200输送带

老化前断裂强度

  N

800

老化后断裂强度

  N

599

老化强度保持率

%

            74.8

老化条件:

 

175烘箱连续进行96小时老化

据用户介绍,普通EP200-1180 输送带, 70℃烘箱连续进行96小时老化,强力保持率在7580%左右,如果在175烘箱连续进行96小时老化,估计帆布发脆,强力严重衰竭,以上老化试验结果对比分析推断,使用神马耐高温EP帆布做骨架材料的耐热胶带,具有强力保持率高,使用寿命长的优异性能:

                   3  神马耐高温EP浸胶帆布性能

项目

EP200

EP150

经向

纬向

经向

纬向

断裂强度平均值,N/mm                         

268

90

232

78

10%定负荷伸长率,%                        

0.8

 

0.5

 

断裂伸长率,%

15.4

30.7

15.6

33.2

干热收缩率

150℃×30min),%  

1.7

0.0

1.6

-0.4

粘合强度,N/mm

13.4

13.6

平方米干重,g/m2

615

538

厚度,mm

0.82

0.76

 

7、束语:

总之,通过原料、捻织和浸胶各环节的生产实践中不断改进,整体提高神马EP 帆布综合性能,产品性能达到国内同行水平,神马EP帆布输送带具有带体柔软、耐疲劳、耐冲击、成槽性好等特点,特别是增强了带体的卷曲度,有效的减缓和防止了带体运行中的脱层现象,延长了使用寿命。适用于长距离、大负荷、化学腐蚀性强等条件苛刻的场合,在电力、钢铁、煤况、码头等行业得到广泛应用。神马EP帆布得到不同层次客户的欢迎,赢得上海胶带公司、无锡宝通胶带公司、青岛华夏公司以及国内外30家用户信任,神马将继续努力,为我国胶带行业的发展提高更加优异的骨架材料。

        

 

                                         帆布项目办公室

                                         2008年4月16