煤矿用织物整芯输送带阻燃的方法研究.doc

煤矿用织物整芯输送带阻燃的方法研究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好的阻燃体系组合能够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。:整芯输送带阻燃方法研究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、阻燃机理以及解决方法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原料是以聚氯乙烯(PVC)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非常复杂、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)在材料内经传热继续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。科技论文研究。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。[1]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。科技论文研究。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。PVC不仅具有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(HCl)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(HCl)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PVC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整芯输送带加工过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。[2]1.鉴于上述情况并兼顾PVC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。科技论文研究。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Cl)与PVC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]其燃烧反应式如下:含卤阻燃剂M(M代表Br或Cl)M+RHR+HMOH+HMH2O+M2.三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:Sb2O3+6HM2SbM3+3H2O(M代表Br或Cl)Sb2O3+2HM2SbOM+H2O5SbOMSb4O5M2+SbM34Sb4O5M25Sb3O4M+SbM33Sb3O4M4Sb2O3+SbM3[3]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