化工毕业论文-天然橡胶与合成橡胶并用在输送带中的应用

发布时间：2024-10-11

化工毕业论文

开封大学

学生毕业论文

论文题目：天然橡胶与合成橡胶并用在输送带中的应用班级：姓名：学号：指导教师：起止时间：

化工毕业论文

论文摘要 .......................................................................................................... 4

Abstract ...................................................................................................................... 5

一、输送带的发展简介 ................................................................................................ 6

（一）普通输送带 ................................................................................................ 6

（二）新材料输送带的发展与特点 ....................................................................... 7

（三）国外输送带行业的发展 .............................................................................. 9

（四）国内输送带发展现状 ................................................................................. 9

二、输送带的类别和工艺 .......................................................................................... 13

（一）高强度输送带 .......................................................................................... 14

（二）大倾角输送带 .......................................................................................... 14

（三）轻型输送带 .............................................................................................. 15

（四）管状输送带 .............................................................................................. 15

三、输送带的工艺流程 .............................................................................................. 16

（一）炼胶 ........................................................................................................ 17

（二）带芯成型 ................................................................................................. 17

（三）硫化 ........................................................................................................ 17

（四）质检入库 ................................................................................................. 17

（五）带钢丝绳的输送带 ................................................................................... 17

四、关于并用胶制作输送带的实验探索 ..................................................................... 18

（一）实验部分 ................................................................................................. 18

（二）结果与讨论 .............................................................................................. 19

化工毕业论文

（三）结论 ........................................................................................................ 22

五、总结 ................................................................................................................... 23

参考文献 ................................................................................................................... 24

致谢 ....................................................................................................................... 25

化工毕业论文

论文摘要

输送带又叫运输带，是用于皮带输送机中起承载和运送物料作用的橡胶与纤维、金属复合制品，或者是塑料和织物复合制品，本文探究的是橡胶材料的输送带。在现代化输送中，采用输送带输送是最经济，最简单的方法。而在输送设备中输送带又是磨损几率较大的部件。本文将从橡胶材料方面寻找适合于输送带生产的天然橡胶与合成橡胶并用材料。

关键词：天然橡胶合成橡胶输送带

化工毕业论文

Abstract

Called transport conveyor belt, the conveyor belt is used to play the role of carrying and transporting rubber material and fibers, metal composite products or articles of plastics and composite fabric article is to explore the belt rubber materials. In modern transport, the use of conveyor transport is the most economical and simple way. The conveyor belt conveying device is a greater chance of wear parts. This article from the aspect of the rubber material on the conveyor belt looking for the production of natural rubber and synthetic rubber and materials.

Key words: Natural rubber Synthetic rubber Conveyor belt

化工毕业论文

天然橡胶与合成橡胶并用在输送带中的应用

一、输送带的发展简介

轻型输送带是输送带中的精细产品,以棉、聚酰胺(PA)、涤纶等织物作为带芯或骨架材料,以橡胶(包括橡塑)或塑料作为覆盖层(也可无覆盖层),带表面可以是光滑的,也可以有各种图案深浅花纹或横向型条、挡板和波纹挡边。轻型输送带具有带体轻薄、尺寸稳定性好、精度高、色彩明快、张力高、安全无毒等特点。同时,随着制备技术的发展,可供用户选择的产品种类和性能范围越来越广,可具有防静电、耐腐蚀、阻燃、低噪音等各种特殊性能。

（一）普通输送带

输送带在工业生产机械制造中应用颇多，根据不同用途也种类繁多，如普通输送带、橡胶输送带、帆布(CC)输送带、尼龙(NN)输送带、聚脂(EP)输送带、耐热输送带等。

以普通输送带为例：

1、本产品由全棉帆布（CC）或维棉交织浸胶帆布（VC）经压延、成型、硫化等工序精制而成。

2、本产品适应不同使用条件的要求，可制成包边式、开边式、中梯型、边梯型等不同结构，规格：

（1）带芯材质：涤棉交织布TC-70型、全棉帆布CC-56型

（2）带宽：300mm-3000mm

化工毕业论文

（3）布层：1-12层

（4）覆盖胶厚度：工作面：1.5-10mm 非工作面：0mm-6mm。

这种输送带用纤维织物作带芯，用一般橡胶作覆盖材料，表面光滑平整(如图1）。带芯是由棉、尼龙、聚酯或维尼纶等纤维编织成的分层或整体织物。棉纤维是应用最早的带芯材料，易与橡胶粘合，湿态时强度略有提高，但破断强度低〔大多在56牛/(毫米·层)左右〕,防腐防霉性差,使用日渐减少。20世纪50年代末开始用尼龙纤维织物作带芯材料，并已成为用量最大的一种。尼龙纤维强度高达 700牛/（毫米·层），耐水，抗腐蚀，耐弯曲疲劳；但弹性伸长较大。聚酯纤维性能与尼龙纤维相近，而使用时弹性伸长仅为尼龙纤维的一半，是一种有发展前途的材料。维尼纶纤维强度达200牛/（毫米·层）,弹性伸长比尼龙纤维小，易与橡胶粘合，耐热性能好，但湿态时强度要降低10～25%，仅在中国、日本等少数国家应用。在编织带芯时可以只用一种纤维，也可用两种纤维混纺或交织。普通输送带结构（横断面）如下图。

图1 普通输送带结构横断面图

（二）新材料输送带的发展与特点

根据国家标准GB/T 23677-2009《轻型输送带》,按轻型输送带的覆盖层的材料类型可将其分为两大类:橡胶型(包括橡塑型)和塑料型[包括聚氯乙烯（PVC）、热塑性聚氨酯弹性体（TPU）、聚乙烯（PE）等]。

以橡胶为主的传统轻型输送带和以新型材料为主的现代轻型输送带在材料、用途、特性、生产制造环境及主要制造国等方面的不同。其特点总结归入下表（表1）。

化工毕业论文

表1 新材料轻型输送带的特点

项目传统橡胶输送带新材料轻型输送带

涂层材料天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡

胶、丁苯橡胶、其他橡胶 PVC、TPU、热塑性聚酯弹性体（TPEE）、PA、热塑性聚烯烃弹性体（TPO）、其他高

分子材料

带芯材料 PA、棉帆布、带芯织物

外观形状及颜色单一,基带厚

度平均5~20mm,常规适用厚度

为10mm,产品精度达到涤纶织物、芳纶织物、棉布外观形状多样、颜色丰富,基带厚度平均

0.6~6mm,常规适用厚度为2.5mm,产品精度

达到0.02mm,最大定伸强力可达100N/mm,

最小辊轮直径3mm(刀口),比重(使用耗能指

标)为3.3kg/m2,允许最高工作温度为250℃ 物理性能 0.3mm,最大定伸强力可达30N/mm,最小辊轮直径80mm;比重(使用耗能指标)为

14kg/m2,允许最高工作温度为

130℃

符合美国FDA、欧盟2002/72/EC要求,符合

卫生性能不符合食品行业要求《ISO22196:2007塑料制品表面抗菌性能评

价》标准,满足与食品接触的要求

生产环境大量使用炭黑作为填充剂,生

产现场不卫生,污染大,耗能大原料主要是PVC（PVC糊状树脂）、TPU、PE、TPEE等,基本为浆状和颗粒状,生产现场

清洁、无污染、节能

食品加工、电子、轻工业（大理石、木材、

应用领域矿山、港口、电厂、水泥厂、

钢铁厂、其他重型物品陶瓷等）、烟草行业、健身娱乐行业、物流行业（机场、邮政、快递服务等）、农业（花

卉种植以及家禽类养殖）、汽车制造（钢板、

轮胎输送）

主要生产国中国（最主要生产国）、印度、

越南等瑞士、荷兰、德国、日本、意大利等

化工毕业论文

（三）国外输送带行业的发展

输送带最初是由传送带发展而来,早在1795年,美国就正式提出输送带（conveyo rbelt）的概念,但它是帆布带,1858年出现了增强骨架,1868年出现了2层骨架的橡胶输送带,1933年英国首次对其进行了标准化（BS490）。20世纪60年代是世界输送带发展最快的时期,随着矿山开采的现代化,钢铁、煤炭和重化学工业,以及水泥、发电厂的不断大型化,欧美及日本等工业发达国家对输送带的需求急剧增长,从而形成了输送带行业。20世纪80~90年代是输送带技术改革时期,使用的材料由合成橡胶扩大到塑料，输送带开始实现轻量化,同时多功能的耐热、耐油、阻燃、耐酸碱、耐磨、抗冲击、抗滑动等输送带得到了进一步发展。表2列举了各时期的输送带的特点。

表2 国外输送带行业发展的4个时期

项目

骨架材料

产品特点第一时期棉强度增大第二时期人造丝、维纶、面维纶功能化第三时期 PA、钢丝绳多功能化

橡胶（橡塑）、树

脂（PVC等）

长寿命、多功能、

轻型化第四时期涤纶、芳纶、钢丝绳结构简单橡胶（橡塑）、树脂（PVC、PE、TPU等）安全环保覆盖层橡胶橡胶使用要求提高搬运能力大量运输、远距

离运输

自20世纪90年代至今,随着新材料轻型输送带行业技术的快速发展以及上游原材料性能的日趋成熟,新材料轻型输送带发展十分迅速,其品种、规格、产量不断增加,性能不断改善,用途也越来越广泛,在有些领域已可取代传统普通橡胶输送带,并且新的应用领域不断涌现。

（四）国内输送带发展现状

1、行业发展现状

我国输送带行业起源于大型工矿企业内部,在“七五”期间就致力于特种输送带的研制。改革开放后,我国经济持续快速增长,煤炭、钢铁、水泥、建材和纺织、轻工、食品、

化工毕业论文

机械等下游行业的需求为输送带开拓了广阔的市场空间,输送带市场迅速膨胀,吸引了越来越多的民营资本和外资进入本行业,厂商数量急剧增多,产业规模迅速扩大,技术水平有很大提高。

市场竞争也从以价格为主要手段转向价格、性能、服务等全方位的竞争,竞争秩序逐步规范。近几年,随着我国各生产领域自动化、机械化水平的不断提高,对输送带的需求也逐年增加。

但是,由于技术的限制,国内主要的输送带产品还是以传统橡胶型输送带为主,此类输送带存在带体自重大、能耗高、耐油性差、安装不方便等问题,也难以符合食品卫生标准。虽然原化工部把开发轻型树脂输送带列入“八五”计划,也引进了2条生产线,其中沈阳胶带总厂和无锡橡胶厂各1条,开始在国内生产各种新材料轻型输送带,以提升新材料轻型输送带的生产能力,但由于各种原因,导致热熔性差、环形输送带的接头强度低等问题始终无法解决,其性能同国外的轻型输送带相比相差甚远,使得众多烟草、食品和电子等厂商不得不进口符合自动化生产线需求的轻型输送带产品,沈阳胶带总厂与德国西格林合资的公司也被西格林全资收购。

进入2000年以后,中国的轻型输送带市场逐渐放量,发展轻型输送带的时机已趋成熟,表现在几个方面：

（1）市场迫切需要。诸多行业进行大规模技术改造,大量国外先进生产设备进入国内,而与之配套的高品质输送带产品还主要依赖进口。

（2）树脂合成纤维的发展提供了一些优良材料,特别是多家氯碱厂引进国外技术生产了众多牌号的新型优良树脂。

（3）各工厂的不断探索为发展轻型输送带积累了一些经验。

（4）人们已认识到发展轻型树脂输送带的必要性。

2、行业技术水平

近年来,国内企业抓住市场机会,采用新材料、新工艺、新技术开发各种新的产品,使我国的新材料轻型输送带技术有了大幅提高。一些优势企业在借鉴和消化吸收欧洲先进的新材料轻型输送带制造工艺技术的基础上,充分发挥自主研发能力,不断追求产品技术创新、工艺技术创新、制造设备创新,向市场推出了一系列适合食品加工、烟草机械、娱

化工毕业论文

乐健身、物流运输、电子制造、木材加工、石材加工、纺织印染、印刷包装、农产品加工、金属加工等行业的新材料轻型输送带产品,在工艺技术、生产设备、测试设备、产品结构、产品品质等方面已达到或接近国际先进水平,改变了国内在上述领域完全依赖进口的状况,填补了国内空白。

总体来说,国内企业由于技术水平的限制,合资或独资企业出于技术流失的担心,产品并未完全本土化,因此我国在新材料轻型输送带行业并没有体现出明显的优势,表现在以下几个方面的差距：

（1）制造装备

只有高品质的轻型输送带,才能具备与国外企业的竞争能力。一方面,设备精度不足是我国输送带产品与国际先进水平存在差距的主要原因,由于我国制造装备精度不足,无法生产精度要求高的高端输送带产品。因此,从根本上解决输送带产品品质缺陷需要在提高制造装备的精度方面下功夫;另一方面,国内输送带生产企业由于受制于设备的原因无法生产满足市场需求的特殊规格和要求的新材料轻型输送带,如宽幅新材料轻型输送带、食品级新材料轻型输送带等。

（2）新材料研发

各种新功能材料的研发跟不上国际市场的发展步伐。为应对欧盟提出的REACH法规(化学品注册、评估、许可和限制),许多输送带生产厂家对一些化工材料能否继续使用或寻找到性能相似的替代品等问题比较茫然。与此同时,国内上游材料的发展水平也在一定程度上制约了高端新材料轻型输送带产品的研发,缺乏相应配套材料的支持也是与国际先进水平存在差距的原因之一。

（3）产品品质

国内多数新材料轻型输送带厂商未能根据客户具体需求进行产品研发,品牌意识差,只求价格低,内在品质不够稳定,而且使用寿命短,由此造成产品的档次低于国外产品。产品国内销售为主,出口量较少,不能在国际市场上占据一定的份额。高技术含量和高附加值产品比重偏低,高端产品(如食品、纺织印染、印刷行业、机场物流行业用的新材料轻型输送带等)依赖进口。

（4）产品结构

化工毕业论文

近年来,我国输送带行业的整体水平与国外的差距逐渐缩小,但大部分企业都是在生产同一档次的传统性产品,总体上产品档次低于国外产品,使用寿命较短,有的仅为国外产品的1/2甚至1/3;产品结构单一,只能在市场上进行价格比拼,对于高品质和特殊性能的输送带还需部分进口,而进口的正是国内欠缺的一些高品质、高性能的输送带。

（5）综合解决方案能力

输送带下游客户由于所处行业的差异性,对新材料轻型输送带有不同的功能需求,这便需要新材料轻型输送带厂商具有丰富的行业经验和技术积累。为客户提供完整的解决方案是国际知名企业的核心竞争力之一,国内多数企业在一体化设计方面还存在较大差距。

3、市场竞争格局

目前国内的高端市场绝大部分被进口产品所垄断,国内厂商生产的新材料轻型输送带大部分仍属于中低端产品。本行业在国内市场中参与竞争的各类企业依据其装备和工艺水平、产品品质的控制能力、原材料的改性研制能力等因素可划分为以下几类：

（1）专门从事新材料轻型输送带开发的知名跨国厂商。这些厂商经过多年的经验积累,形成了较高的技术水平,他们通常拥有独特的配方,关键原材料一般由特定供应商提供或自主生产,关键助剂由自己合成并独享技术秘密,通过优化工艺路线组合形成较高的技术水平;产品品质检测体系齐全、专业、与实际应用相结合;拥有大量技术储备、具有前瞻性并引导行业发展;拥有比较完整产品系列,并能根据市场要求派生出不同种类、不同用途的产品。

（2）新材料轻型输送带跨国厂商在中国的独资或合资公司。这类厂商依托国际公司在市场中的定位,充分发挥销售网络、市场开发、产品设计、管理理念等方面的优势,但这些外资公司担心技术流失,以及中外双方的经营理念、文化等差异的影响,导致其合资公司的产品并没有完全本土化;同时,此类厂商在客户技术支持和售后服务等方面投入较少,导致新材料轻型输送带的外资在华子公司的发展受阻,远未达到合资双方当初设定的经营目标,这也为中国本土新材料轻型输送带生产厂家的发展提供了良好的契机。

（3）国内市场份额占优势地位的输送带生产厂商。这类厂商属于民族品牌中的佼佼者,面对全国市场,同时能够进行产品生产和提供相关服务,虽然不具有与跨国厂商一样的技术优势和市场规模,但此类企业通过自主研发,替代进口,结合市场需求研发出一批拥

化工毕业论文

有自有知识产权的新材料轻型输送带产品,拥有独特配方,工艺路线亦不断摸索完善,可根据自身工艺流程特点设计制造设备,已具备能够根据客户需求研发不同性能产品的研发力量。

（4）生产新材料轻型输送带的国内中小企业。这类企业目前在区域市场有一定发展,多数自主研发能力较弱,利用现有通用技术,生产仅限个别市场容量大的产品,个别企业的产品品质有待提高,以成本战为主要竞争手段,此类企业多为区域性市场的厂商,立足本地,以提升区域市场占有率为发展方向。

（5）代理商(后加工商)。这类企业本身不进行输送带生产,只是引进国外厂家提供的加工机械设备进行后加工,拥有整理车间,为各行业的客户提供专业、及时的工业皮带加工及现场维修、接头服务。

4、我国新材料轻型输送带行业的发展趋势和前景

从全球来看,输送带行业未来将向着轻薄、节能、安全、环保的方向发展,新材料轻型输送带在输送带行业中所占比例将逐步提升

（1）消费品产业持续快速增长

随着居民生活品质的不断提高,食品、电子、印刷、造纸、物流、娱乐等行业发展迅速,为新材料轻型输送带的发展提供了极大的发长空间

（2）环保、节能产品是行业的发展要求

随着国际对新型绿色环保材料的研发和应用以及环保、节能意识的不断增强,欧美和日本等发达国家对轻型输送带的需求向着更环保、更节能的方向发展,在越来越多的领域,新材料轻型输送带已经开始逐步取代普通的橡胶输送带。

二、输送带的类别和工艺