(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntCl5: C08J 5/12 B32B 27/18 C08L 27/06 C08L 21/00 Sposób wytwarzania trudno palnych taśm przenośnikowych pollchlorowinylowych (54) z bieżnikami gumowymi (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 11/91 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 05/94 (73)Uprawniony z patentu: Główny Instytut Górnictwa, Katowice, PL Zakłady Gumowe Górnictwa, Bytom, PL (72)Twórcy wynalazku: Marek Rozensal, Katowice, PL Zdzisław Marchwiński, Bytom, PL Zenon Obacz, Zabrze, PL Bronisław Zyska, Chorzów, PL Andrzej Królikowski, Będzin, PL Piotr Kuziw, Katowice, PL Marta Hławiczka, Katowice, PL Adam Wdowik, Bytom, PL (57) Sposób wytwarzania trudno palnych taśm przenośnikowych polichlorowinylowych z bieżnikami gumowymi, wykonanymi z mieszanek kauczuków naturalnych i chloroprenowych, wyposażonych w rdzeń tkaninowy zaimpregnowany mieszanką polichlorku winylu ze zmiękczaczami fosforanowymi, znamienny tym, że do mieszanek PCW znajdujących się w rdzeniu taśmy dodaje się w znany sposób od 2 do 6% wagowych stałych lub ciekłych żywic fenolowych, a do mieszanek gumowych okładek taśmy dodaje się od 20 do 30% wagowych stałych kauczuków butadieno-akrylonitrylowych, w których zawartość akrylonitrylu wynosi od 20 do 40% wagowych, najkorzystniej 30% wagowych. PL B1

2 Sposób wytwarzania trudno palnych taśm przenośnikowych polichlorow inylow ych z bieżnikami gum owym i Zastrzeżenie patentowe Sposób wytwarzania trudno palnych taśm przenośnikowych polichlorowinylowych z bieżnikami gumowymi, wykonanymi z mieszanek kauczuków naturalnych i chloroprenowych, wyposażonych w rdzeń tkaninowy zaimpregnowany mieszanką polichlorku winylu ze zmiękczaczami fosforanowymi, znamienny tym, że do mieszanek PCW znajdujących się w rdzeniu taśmy dodaje się w znany sposób od 2 do 6% wagowych stałych lub ciekłych żywic fenolowych, a do mieszanek gumowych okładek taśmy dodaje się od 20 do 30% wagowych stałych kauczuków butadienoakrylonitrylowych, w których zawartość akrylonitrylu wynosi od 20 do 40% wagowych, najkorzystniej 30% wagowych. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania trudno palnych taśm przenośnikowych polichlorowinylowych z bieżnikami gumowymi, zwłaszcza do transportu węgla i innych minerałów w podziemnych wyrobiskach górniczych. Dotychczas stosowane gumowe taśmy przenośnikowe charakteryzują się zespołem korzystnych właściwości mechanicznych, przy jednoczesnym braku odporności na działanie ognia. Taśmy te są często powodem pożarów egzogenicznych lub częstym powodem wzrostu pożarów endogenicznych, a ich obecność w podziemnych wyrobiskach górniczych stanowi wielkie zagrożenie pożarowe. W dotychczas stosowanych trudno palnych taśmach przenośnikowych z polichlorku winylu, znanych z licznych na przykład polskich opisów patentowych nr nr , i innych, spełniających najostrzejsze kryteria w zakresie trudnopalności, nie rozwiązano jednakże problemu niższego w stosunku do taśm gumowych współczynnika tarcia. Uniemożliwia to szerokie stosowanie taśm z polichlorku winylu, zwłaszcza w przenośnikach pracujących pod znacznym kątem nachylenia, powyżej 12 oraz w warunkach znacznego zawilgocenia transportowanego urobku. Rozwiązaniem eliminującym wady taśm gumowych i polichlorowinylowych, przy jednoczesnym połączeniu zalet wymienionych typów taśm, są trudno palne taśmy polichlorowinylowe z bieżnikami gumowymi. Jednym z zasadniczych problemów utrudniających wykonanie takich taśm jest jednak brak przyczepności trudnozapalnych mieszanek gumowych do trudno palnego rdzenia tkaninowo-polichlorowinylowgo taśmy. Fakt ten wynika z całkowicie odmiennego charakteru chemicznego sieciowanych mieszanek gumowych i termolastycznych mieszanek z polichlorku winylu. Znane są sposoby poprawy przyczepności mieszanek gumowych do rdzenia taśmy z polichlorku winylu. Brytyjski opis patentowy nr A przewiduje stosowanie w tym celu warstwy wykonanej z kauczuku nitrylowego, łączącej rdzeń z polichlorku winylu z bieżnikami gumowymi. Sposób przedstawiony w tym opisie nie zapewnia jednakże odpowiednio wysokich przyczepności między gumą i PCW, co wynika ze stosunkowo niskich właściwości mechanicznych gumy nitrylowej. Dużym mankamentem wymienionego sposobu jest ponadto konieczność wprowadzenia do procesu produkcyjnego taśmy dodatkowej operacji nakładania warstwy z mieszanki nitrylowej na rdzeń z PCW. Natom iast p rzy wykonywaniu taśmy sposobem znanym z polskiego opisu patentowego nr , stosuje się między warstwę gumową zawierającą części wagowych kauczuku butadieno-akrylonitrylowego, mającą zapewnić przyczepność do plastizolu PCW, którym są powleczone przekładki tekstylne i do okładki gumowej wykonanej z mieszanki zawierającej części wagowych kauczuku chloroprenowego. Rozwiązanie to nie zapewnia odpowiednio wysokiego poziomu przyczepności okładki gumowej do rdzenia tkaninowego taśmy i znacznie obniża poziom

3 jej trudnopalności, ze względu na wysoką zawartość kauczuku butadieno-akrylonitrylowego w międzywarstwie gumowej i niską zawartość kauczuku chloroprenowego w okładce. Polski opis patentowy nr przewiduje stosowanie dodatków kauczuków nitrylowych zarówno do mieszanek PCW jak i bieżnikowych mieszanek gumowych. Również ten sposób nie zapewnia odpowiednio wysokich przyczepności bieżników do rdzenia taśmy. Dodatkowymi mankamentami opisanego rozwiązania jest także obniżenie poziomu trudnopalności rdzenia taśmy z PCW przez wprowadzenie palnych ciekłych kauczuków butadieno-akrylonitrylowych. Ponadto w sposobie wytwarzania taśm według polskiego patentow ego nr nr , wprowadza się do plastizolu PCW ciekłe lub stałe żywice fenolowe dla poprawy przyczepności do przędzy, z której jest wykonana przekładka tekstylna. Celem wynalazku jest wyeliminowanie opisanych wad i mankamentów oraz opracowanie sposobu wytwarzania trudnopalnych taśm przenośnikowych polichlorowinylowych z bieżnikami gumowymi o wysokim stopniu trudnopalności i wysokim poziomie właściwości mechanicznych. Cel ten został osiągnięty za pomocą sposobu wytwarzania taśm przenośnikowych według wynalazku, polegającego na wprowadzaniu różnych dodatków adhezyjnych do mieszanek PCW i gumowej, działających równocześnie w ostatniej fazie procesu produkcyjnego jaką jest proces prasowania cyklicznego. Zgodnie z wynalazkiem do mieszanek polichlorku winylu ze zmiękczaczami fosforanowymi, impregnujących rdzeń tkaninowy taśmy, wprowadza się od 2 do 6% wagowych stałych lub ciekłych żywic fenolowych, natomiast do jej bieżników gumowych, wykonanych z mieszanek kauczuków naturalnych i chloroprenowych, wprowadza się od 10 do 30% wagowych stałych kauczuków butadienoakrylonitrylowych, w których zawartość akrylonitrylu wynosi od 20 do 40% wagowych, najkorzystniej 30% wagowych. W sposobie według wynalazku nie stosuje się międzywarstwy gumowej, a wprowadzenie zgodnie z wynalazkiem różnych dodatków trwale łączących bieżniki gumowe z rdzeniem taśmy tkaninowo-polichlorowinylowym wpływa bardzo korzystnie na właściwości użytkowe taśmy przenośnikowej. Uzyskane parametry w zakresie przyczepności gumowych bieżników do rdzenia taśmy na poziomie 8-10 kn /m oraz odporność taśmy na wielokrotne przegięcie w warunkach dynam i- cznych rzędu 8 milionów cykli, znacznie przewyższają parametry taśm wytwarzanych według dotychczasowych rozwiązań. Nieoczekiwanie uzyskane tak doskonałe rezultaty są praw dopodobnie wynikiem dotychczas nieznanego współdziałania ciekłych lub stałych żywic fenolowych z kauczukiem butadieno-akrylonitrylow ym, dokładnie w tym samym czasie i w tych samych w arunkach termiczno-ciśnieniowych w fazie prasowania taśm. Ponadto, nieoczekiwanie okazało się, że wprowadzony zgodnie z wynalazkiem system adhezyjny, wpływa w sposób istotny na poprawę stopnia trudnopalności tak uzyskanej taśmy PCW z bieżnikami gumowymi. Trudnopalność wykonanej zgodnie z wynalazkiem taśmy PCW-guma jest wyższa od trudnopalności taśm PCW opartych o identyczne mieszanki PCW i wyższa od trudności taśm gumowych wykonanych z mieszanek gumowych o takim samym składzie recepturowym. Mechanizm tego zjawiska jest przypuszczalnie oparty również o synergistyczne działanie żywic fenolowych i kauczuków butadieno-akrylonitrylowych. Przedmiot wynalazku jest dokładniej przedstawiony w poniższych przykładach wykonania. Przykład I. Do mieszalnika o pojemności 500dm3 wprowadza się 210kg fosforanu dwufenylo-krezylowego i 9 kg ciekłego cynoorgniacznego stabilizatora termicznego. Następnie przy ciągłym mieszaniu wprowadza się 300 kg pastotwórczego polichlorku winylu o liczbie K = 68 oraz 25 kg stałego środka adhezyjnego, będącego stałą dyspersją żywicy rezorcynowourotropinowej w wodorotlenku glinu i polichlorku winylu, po czym zawartość miesza się przez 15 minut z prędkością 1000s-1, utrzymując temperaturę poniżej 30. Otrzymanym plastizolem o lepkości 2,0 Pa s impregnuje się rdzeń jednolicie tkany w urządzeniu impregnacyjnym wyposażonym w rolki zwrotne i dociskowe, w ilości 3800 g plastizolu na 1m2 rdzenia, po czym rdzeń żeluje się wstępnie w ciągu 6 minut w temperaturze 140 C. Mieszankę gumową przeznaczoną na bieżniki taśm wykonuje się w następujący sposób. Do miksera wprowadza się 35 kg kauczuku butadienoakrylonitrylowego o zawartości 28% akrylonitrylu, 8 kg kauczuku naturalnego, 42 kg kauczuku chloroprenowego, a także 15 kg sadzy, 2 kg tlenku cynku, 1kg tlenku magnezu oraz środki ograniczające palenie w postaci 60 kg wodorotlenku glinu, 7 kg trójtlenku antym onu, 10 kg kao-

4 linu, 25 kg polichlorku winylu, 20 kg fosforanu trójkrezylu, a także środek pomocniczy w postaci 1kg siarki, po czym miesza się w czasie 6 minut, przy prędkości rotorów 30 min-1 i 25 min-1. Tak otrzymaną mieszankę uplastycznia się na walcarce, po czym wprowadza ją na kalander trójwalcowy, gdzie wprowadza się również zaimpregnowany polichlorkiem winylu rdzeń jednolicie tkany, uzyskując nałożenie bieżnika gumowego o grubości 3,0 mm. W powtórnym przejściu uzyskuje się drugi bieżnik gumowy o grubości 2,5 mm. Tak otrzymany rdzeń z nałożonymi bieżnikami wprowadza się na hydrauliczne, ogrzewane prasy półkowe, gdzie w czasie 25 minut, w temperaturze 165 C i pod ciśnieniem 2,0 MPa uzyskuje się gotową taśmę przenośnikową z jednolicie tkanym rdzeniem polichlorowinylowym i bieżnikami z trudno palnej gumy. Przykład II. W mieszalniku i w sposób jak w przykładzie I wykonuje się plastizol PCW o lepkości 2,5Pa s z udziałem 185 kg fosforanu trójkrezylowego, 8 kg cynoorganicznego, ciekłego stabilizatora termicznego, 300 kg pastotwórczego polichlorku winylu o liczbie K = 76 oraz 200 kg ciekłej żywicy fenolowo-formaldehydowej. Plastizolem PCW impregnuje się jak w przykładzie I rdzeń jednolicie tkany w ilości 3500 g na 1 m2 rdzenia. Zaimpregnowany rdzeń żeluje się jak w przykładzie I. W mikserze i w sposób jak w przykładzie I wykonuje się mieszankę gumową o składzie jak w przykładzie I, po czym na kalandrze i w sposób jak w przykładzie I nakłada się warstwy gumo grubości 0,5 mm z każdej strony, przeznaczone na warstwy łączące rdzeń taśmy z okładkami gumowymi. Następnie w mikserze i w sposób jak w przykładzie I wykonuje się mieszankę gumową zawierającą 87 kg kauczuku chloroprenowego, 12 kg kauczuku naturalnego, 4 kg tlenku magnezu, 5 kg tlenku cynku, 5 kg sadzy, 30 kg wodorotlenku glinu, 25 kg trójtlenku antym onu, 20 kg kaolinu, 5 kg zmiękczacza fosforanowego oraz 1,5 kg siarki. Po czym na urządzeniu i w sposób jak w przykładzie I nanosi się bieżniki gumowe o grubości 2,0 i 2,5 mm na zaimpregnowany rdzeń z naniesionymi międzywarstwami oraz prasuje się ta śm ę PCW z bieżnikami gumowymi na urządzeniu i w sposób jak w przykładzie I. Przykład III. Na urządzeniu i w sposób jak w przykładzie I wykonuje się plastizol PCW o lepkości 2,8 Pa s w temperaturze 25 C, zawierający 205 kg fosforanu/heksylofenylo-fenylo-/2- chloro-3-oktoksy/propylowego, 8 kg ciekłego, estrocynowego stabilizatora termicznego, 300 kg pastotwórczego polichlorku winylu o liczbie K = 71 oraz 17 kg stałej żywicy fenolowoformaldehydowej. Następnie na urządzeniu i w sposób jak w przykładzie I, plastizolem PCW impregnuje się przekładkę tkaninową nanosząc 1100 g na 1 m2,po czym przekładkę żeluje się jak w przykładzie I. Suchą mieszankę zmiękczonego PCW, przeznaczoną na warstwy rozdzielające przekładki wykonuje się w następujący sposób. Do mieszalnika fluidalnego, zaopatrzonego w płaszcz chłodzący oraz mieszadło o prędkości obrotowej 1500 s-1 wprowadza się 150 kg suspensyjnego polichlorku winylu o liczbie K = 67,3 kg stabilizatora termicznego barowo-kadmowego, 0,25 kg stearyny i 0,4 kg sadzy acetylenowej. Zawartość miesza się aż do osiągnięcia temperatury 70 C, po czym dozuje się w sposób ciągły, nie przekraczając temperatury 110 C, 35 kg fosforanu trójkrezylowego. Tak otrzymaną suchą mieszankę schładza się do temperatury 40 C w mieszalniku wolnoobrotowym i zasila się nią wytłaczarkę walcową urządzenia do nakładania warstw rozdzielających przekładki. Z wytłaczarki stopiony PCW podawany jest na walce powlekające, gdzie przekładki środkowe taśmy powlekane są z obu stron, a przekładki zewnętrzne tylko od strony wewnętrznej warstwą plastyfikatu PCW o grubości 0,4 mm. Następnie zaimpregnowane i pokryte plastyfikatem przekładki łączy się wstępnie w pakiet składający się z 3 do 5 przekładek, stanowiący rdzeń taśmy. Następnie na urządzeniu i w sposób jak w przykładzie I wykonuje się mieszankę gumową zawierającą 35 kg kauczuku nitrylowego o zawartości akrylonitrylu 31%, 40 kg kauczuku chloroprenowego, 20 kg kauczuku naturalnego, 30 kg PCW, 35 kg sadzy, 110 kg wodorotlenku glinu, 15 kg arsilu, 5 kg trójtlenku antymonu, 25 kg zmiękczacza fosforanowego, 11 kg kaolinu oraz środki pomocnicze, po czym postępuje jak w przykładzie I uzyskując taśmę przenośnikową przekładkową z rdzeniem polichlorowinylowym i bieżnikami gumowymi. Przykład IV. W mieszalniku i w sposób jak w przykładzie I wykonuje się plastizol PCW o lepkości 3,0 Pa s w temperaturze 25 C, z udziałem 205 kg fosforanu trójkrezylowego, 9 kg ciekłego, estrocynowego stabilizatora termicznego, 300 kg pastotwórczego polichlorku winylu o liczbie K = 70 oraz 25 kg ciekłej żywicy fenolowo-formaldehydowej. Następnie na urządzeniu i w

5 sposób jak w przykładzie I impregnuje się przekładkę tkaninową nanosząc 850 g plastizolu na 1m2 przekładki, po czym żeluje się ją jak w przykładzie I. Z kolei na urządzeniu i w sposób jak w przykładzie III wykonuje się suchą mieszankę PCW zawierającą 150 kg suspensyjnego polichlorku winylu o liczbie K = 70, 3,5 kg barowo-kadmowego stabilizatora termicznego, 0,30 kg stearyny oraz 0,5 kg sadzy piecowej, a także 100 kg fosforanu nonylo-fenylo-fenylo-aktylo/2-chloro-3- metoksy/propylowego. Na urządzeniach i w sposób jak w przykładzie III nanosi się na zaimpregnowane przekładki warstwy stopnionego PCW o grubości 0,3 mm i łączy się je w pakiet składający się z 3 do 5 przekładek. Następnie na urządzeniu i w sposób jak w przykładzie I wykonuje się mieszankę gumową zawierającą 40 kg kauczuku nitrylowgo o zawartości akrylinitrylu 35%, 40 kg kauczuku chloroprenowego, 20 kg kauczuku naturalnego, 20 kg wodorotlenku glinu, 15 kg trójtlenku antymonu, 5 kg sadzy, 25 kg kaolinu, 5 kg zmiękczacza oraz środki pomocnicze, po czym na kalandrze i w sposób jak w przykładzie I nakłada się z obu stron warstwę gumy o grubości 0,45 mm. Następnie na urządzeniu i w sposób jak w przykładzie I wykonuje się mieszankę gumową zawierającą 75 kg kauczuku chloroprenowego, 25 kg kauczuku nitrylowego, 5 kg PCW, 25 kg wodorotlenku glinu, 10 kg trójtlenku antymonu, 6 kg sadzy, 30 kg kaolinu, 10 kg zmiękczacza oraz środki pomocnicze. Z kolei na urządzeniu i w sposób jak w przykładzie I nanosi się bieżniki gumowe o grubości 3,0 i 2,5 mm na rdzeń taśmy z naniesionymi warstwami łączącymi, po czym prasuje się taśmę PCW z bieżnikami gumowymi na urządzeniu i w sposób jak w przykładzie I. Trudno palne taśmy przenośnikowe z rdzeniem polichlorowinylowym i okładkami z trudno palnej gumy wykonane według przykładów I, II, III i IV mogą być stosowane w wyrobiskach górniczych o dużym stopniu zagrożenia pożarowego, przy czym taśmy według przykładów I i III przeznaczone są do pracy w warunkach bardzo mokrych i przy wysokich nachyleniach, natomiast taśmy według przykładów II i IV mogą pracować przy bardzo dużych ilościach przenoszonego urobku. Właściwości fizyko-mechaniczne taśmy wytworzonych zgodnie z wynalazkiem w stosunku do właściwości taśm produkowanych obecnie w kraju przedstawia tabela: Tabela W artość dla taś m produkow anych P aram etr Jednostk a m iary według w ynalazku PCW gumowych W ytrzymałość na rozwarstwienie kn /m W ytrzymałość zmęczeniowa na fleksom etrze h W spółczynnik tarcia o stal 0,9 1/ 0,45 0,7 0,7 2 / W ytrzymałość okładki na rozciąganie MPa 10 1 / / Wydłużenie okładki przy zerwaniu % 350 1/ Trudnopalność m etodą w skaźnika tlenowego % O 2 28,6 29,1 24,0 T rudnopalność m etodą m inisztolni cm T rudnopalność m etodą płom ieniową s 0,8 0,6 60 1/ dla taśm według przykładów I i III 2 / dla taśm według przykładów II i IV Taśmy wytworzone sposobem według wynalazku chrakteryzują się w stosunku do produkowanych obecnie taśm gumowych zdecydowanie wyższym poziomem trudnopalności i wyższą wytrzymałością na rozwarstwienie, natomiast w stosunku do produkowanych obecnie taśm PCW zdecydowanie wyższym współczynnikiem tarcia, nieco lepszymi właściwościami trudno palnymi i wyższą wytrzymałością na rozwarstwienie.

6 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena zł