煤礦用低煙低鹵整芯阻燃輸送帶性能分析

徐曉云+陳瑜

摘 要：本文通過添加無鹵阻燃劑，使得煤礦用整芯阻燃輸送帶鹵酸氣體釋放量及產煙密度有效地降低。對比了低煙低鹵聚氯乙烯（PVC）類整芯阻燃輸送帶與普通PVC類整芯阻燃輸送帶的拉伸強度、酒精噴燈燃燒試驗、滾筒摩擦試驗、巷道丙烷燃燒試驗、鹵酸氣體釋放量及比光密度性能，認為煤礦用低煙低鹵阻燃輸送帶的推廣是可行的。

關鍵詞：低煙低鹵；鹵酸氣體釋放量；產煙密度

中圖分類號：TD601 文獻標志碼：A

0 前言

煤礦用非金屬制品是引發煤礦火災的重要原因之一， 煤礦用非金屬制品的阻燃性能、發生燃燒事故后釋放出的氣體，嚴重影響煤礦的安全生產和礦工的生命安全。輸送帶、電纜和風筒3種非金屬制品號稱煤礦的3條“火龍”。由于井下用非金屬制品所引發的安全事故也屢見不鮮。近年來，人們發現火災事故中的人員致死原因80%以上與材料產生的濃煙和有毒氣體有關。同時，由于聚氯乙烯（PVC）機械性能優越、耐化學腐蝕、工藝性能優良、成本低等優點，被廣泛應用于非金屬制品中，PVC在燃燒時會釋放大量的鹵酸氣體及濃煙，會嚴重影響人員逃亡及救援工作。隨著人們環保意識的提高，使用無鹵、低煙的環境友好型與健康無害型化工原材料已成為當今社會發展的一個必然趨勢。

1 實驗

1.1 試樣

樣品主要分為兩種，一種添加含鹵素阻燃劑，制備成煤礦用整芯阻燃輸送帶。一種添加無鹵阻燃劑，制備成煤礦用低煙低鹵阻燃整芯阻燃輸送帶試驗共7個樣品，試樣1～5是煤礦用阻燃輸送帶、試樣6、7是煤礦用低煙低鹵阻燃輸送帶，試樣型號均為PVC 800S（型號規格參考MT914-2008）。

1.2 試驗設備

拉力試驗機、酒精噴燈燃燒試驗臺、滾筒摩擦試驗臺及丙烷燃燒試驗臺（均按照MT/T 914—2008標準的規定進行試驗）；鹵酸氣體釋出測定裝置（按照GB/T 17650.1—1998標準的規定進行試驗）；SDB型NBS煙密度測試箱（按照GB/T 10671—2008標準的規定進行試驗）。

2 實驗結果

2.1 拉伸強度試驗

試樣1～7的拉伸性能試驗數據見表1，數據說明試樣6～7的縱向拉伸強度為846N/mm及868N/mm，橫向拉伸強度分別為316N/mm及338N/mm，較試樣1～5的拉伸強度略有降低，但均大于MT914—2008標準規定的縱向拉伸強度最小值800N/mm及橫向拉伸強度280N/mm。同時，7個試樣的縱向拉斷伸長率為19%～23%，橫向拉斷伸長率為25%～28%，縱/橫向拉斷伸長率基本一致的，均大于標準值規定的縱向拉斷伸長率最小值15%及橫向拉斷伸長率18%。數據表明低煙低鹵阻燃輸送帶的拉伸強度及拉斷伸長率均可以滿足MT914—2008的相關規定。

2.2 酒精噴燈燃燒試驗

試樣1～7的酒精噴燈燃燒試驗測試數據見表2。數據說明，試樣1～7的有焰燃燒時間及無焰燃燒時間是基本一致的。其中，試樣6～7的有焰燃燃燒時間及無焰燃燒時間數值略小一些，說明低煙低鹵阻燃輸送帶在酒精噴燈燃燒性能方面與普通阻燃輸送相比略好，但沒有明顯優勢，二者測試結果均符合MT914-2008的相關規定。

2.3 滾筒摩擦試驗

試樣1～7的滾筒摩擦試驗數據見表3，這些數據說明，低煙低鹵阻燃輸送帶滾筒摩擦試驗的滾筒表面最高溫度與普通阻燃輸送帶基本一致，二者的測試結果均符合MT914—2008的相關規定，每塊試件經滾筒摩擦試驗時，其任何部位未發生有焰和無焰燃燒現象，滾筒表面溫度均低于325℃。低煙低鹵整芯阻燃輸送帶在滾筒摩擦試驗中沒有明顯優勢。

2.4 巷道丙烷燃燒試驗

試樣1～7的巷道丙烷燃燒試驗測試數據見表3，數據說明，試樣1～7的巷道丙烷燃燒未損壞長度值均大于MT914—2008中規定的最小值600mm，試樣1～5普通整芯阻燃輸送帶的巷道丙烷燃燒未損壞長度值依次為604mm、607mm、628mm、624mm及634mm，試樣6、7巷道丙烷燃燒未損壞長度值分別為724mm及716mm，其巷道丙烷燃燒試驗的效果更佳，且遠高于標準值的規定。說明低煙低鹵整芯阻燃輸送帶的巷道丙烷燃燒性能中有明顯優勢。

2.5 鹵酸氣體釋放量

試樣1～7的鹵酸氣體釋放量數據見表3，數據表明，試樣1～5的鹵酸氣體釋放量介于120mg/g～140mg/g，試樣6、7的鹵酸氣體釋放量為101mg/g及106mg/g，明顯低于普通阻燃輸送帶。煤礦用低煙低鹵阻燃輸送帶的鹵酸氣體釋放量得到了有效地降低。

2.6 比光密度

試樣1～7的比光密度試驗測試數據見表3，可以看出試樣1～5有焰模式燃燒下的最大比光密度均高于700 mg/g，試樣6～7有焰模式燃燒下的最大比光密度僅為238 mg/g及322 mg/g，低煙低鹵阻燃輸送帶的產煙密度明顯低于普通阻燃輸送帶，低煙低鹵阻燃輸送帶在抑制產煙密度方面的效果還是明顯的。

結論

（1）無鹵阻燃劑的添加，使得煤礦用低煙低鹵阻燃輸送帶的拉伸強度略有降低，但該性能還是符合MT914—2008的相關規定的。

（2）煤礦用輸送帶中無鹵阻燃劑的添加，使得輸送帶的鹵酸氣體釋放量及產煙密度方面得到了有效的控制。

（3）通過數據分析，認為低煙低鹵阻燃輸送帶在煤礦中推廣是可行的。

參考文獻

[1]于永忠，吳啟明.阻燃材料手冊[M].北京：群眾出版社，1997：554.

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