《煤礦用整芯阻燃輸送帶》

編制說明

標準編制組

一、工作簡況

（一）任務來源

任務來源內容包括任務來源、立項計劃編號（SXJPXXXXXX）、主

要起草小組人員組成及所在單位等。

這里按照實際情況寫，以下給出簡要模板：

按照**要求，依據《**》，確定《煤礦用整芯阻燃輸送帶》立項，

立項編號：**。

本標準由**提出，由**歸口。

本標準起草單位為：**,

主要起草小組人員:**

（二）起草工作概況

1.標準預研

2022年7月，成立標準起草工作組，明確相關單位和負責人

員的職責和任務分工；

2022年7月-9月，標準起草工作組積極開展調查研究，檢索

國家及其他省市相關標準及法律法規，調研煤礦用整芯阻燃輸送帶

技術現狀和市場需求情況，并進行分析總結，為標準草案的編制打

下了基礎；

2022年10月-2023年2月，分析研究調研材料，與現有行業

標準MT/T914-2019《煤礦用整芯阻燃輸送帶》相比，本標準將技

術指標縱橫向拉伸強度提高至1399.4、490.7，縱橫向拉斷伸長率

提高至15.5、23.1，阻燃性能總體提高15%，多項指標優于行業標

第1頁

準，符合制定團體標準的技術要求；

2023年3月，確定標準主題、范圍及框架。

2023年4月-2023年5月，組織多次線上會議討論標準框架、

并形成標準草案；

2023年6月，組織多次討論會完善標準草案。

2.標準立項

2023年7月，標準起草工作組通過研討會、電話會議等多種

方式，對標準的主要內容進行了討論，并完成團體標準立項文件。

2023年7月底，《煤礦用整芯阻燃輸送帶》團體標準正式立

項。

3.征求意見稿編寫階段

2023年8月底，標準起草工作組通過討論，確定本標準的主

要內容包括煤礦用整芯阻燃輸送帶的規格、技術要求、試驗方法、

檢驗規則和標志、包裝、貯存和運輸等，初步形成標準草案和編制

說明。經相關標準專家審核后，進行修改完善，最終形成征求意見

稿，線上線下征求意見；

二、標準編制原則和主要內容的論據

本標準的編制遵循“前瞻性、實用性、統一性、規范性”的原

則，注重標準的可操作性，嚴格按照GB/T1.1《標準化工作導則第

1部分：標準化文件的結構和起草規則》最新版本的要求進行編寫。

本文件的主要包括以下內容：

（一）范圍

第2頁

在“范圍”一章中，明確了本文件適用范圍為煤礦用整芯阻燃

輸送帶的生產、檢驗和銷售。

（二）規范性引用文件

在“規范性引用文件”一章中，引用了相關國家標準、行業標

準。

（三）術語和定義

在“術語和定義”一章中，為了更好地理解和使用本標準，參

考國內外相關標準、文獻、工具書，規定MT/T914界定的術語和定

義適用于本文件下列術語和定義適用于本文件。

（四）規格

在“規格”一章中，為了和行業產品保持一致性，規定煤礦用

整芯阻燃輸送帶的規格應符合MT/T914中的規定。

（五）技術要求

在“技術要求”一章中，對產品的外觀質量、寬度極限偏差、

覆蓋層厚度、拉伸強度、拉斷伸長率、額定力伸長率、成槽性、撕

裂力、黏合強度、覆蓋層物理機械性能、表面電阻性能、阻燃性、

接頭強度、接頭動態耐久性、織物接頭等15項技術項目進行了規定，

技術項目與MT/T914一致，技術指標中縱橫向拉伸強度提高至

1399.4、490.7，縱橫向拉斷伸長率提高至15.5、23.1，阻燃性能

總體提高15%，其他技術指標與與MT/T914一致。

（六）試驗方法

在“試驗方法”一章中，對產品的取樣方法、外觀質量、寬

第3頁

度試驗、覆蓋層厚度試驗、直線度試驗、拉伸強度試驗、拉斷伸長

率試驗、額定力伸長率試驗、成槽性試驗、撕裂力試驗、黏合強度

試驗、覆蓋層物理機械性能試驗、表面電阻性能、與阻燃性要求相

關的試驗（滾筒摩擦試驗、噴燈燃燒試驗、巷道丙烷燃燒試驗）、接

頭強度試驗、接頭動態耐久性試驗的方法進行了規定，試驗方法按

照國家標準。行業標準的檢驗方法進行，保障檢驗結果的科學嚴謹

準確。

（七）檢驗規則

在“檢驗規則”一章中，對檢驗報告、出廠檢驗、型式檢驗

和判定規則進行了規定。

（八）標志、包裝、貯存和運輸

在“標志、包裝、貯存和運輸”一章中，對產品的標志、包

裝、貯存和運輸進行了規定。

三、主要試驗（或驗證）情況分析；

（一）技術方案、技術原理和技術特征

本項目實施的總體技術方案如圖1所示。以聚合物基質EPDM和

阻燃輸送帶（PVG型）為研究對象，針對炭黑高溫補強性能差、無

機阻燃劑的阻燃性能和力學性能難以兼顧，以及補強劑、阻燃劑與

高分子材料之間的相容性差、并用橡膠中相態結構不均勻等問題，

本項目開展了無機功能填料研發、特種橡膠性能和組分優化以及產

業化應用示范生產線建設等三個方面的研究，開發了無機納米氧化

硅補強填料的溶膠-凝膠-低溫老化制備技術、片狀納米氫氧化鎂和

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堿式硫酸鎂晶須可控制備技術、材料表面改性及相容性調控、橡膠

并用預混煉技術和聚合物包覆造粒等關鍵技術，建設了萬噸級耐高

溫輸送帶和阻燃輸送帶示范生產線，并進行了工藝優化研究，制備

了二氧化硅耐高溫補強劑、阻燃性能優異的鎂基阻燃材料、耐高溫

和耐灼燒橡膠材料以及用于耐高溫輸送帶的覆蓋層和覆蓋膠、耐高

溫輸送帶和阻燃輸送帶。三個子課題的具體工藝路線和技術方案如

下：

圖1項目實施技術路線示意圖

1.無機功能填料制備、改性及應用

本課題針對現有炭黑補強劑高溫補強性能差、無機阻燃劑阻燃

性能和力學性能難以兼顧，以及補強劑、阻燃劑與高分子材料之間

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的相容性差等問題，重點開展了“納米SiO2的制備、表面改性及其

在耐高溫橡膠中的應用”、“六棱片狀納米氫氧化鎂和堿式硫酸鎂晶

須的可控制備、表面改性與阻燃應用”等研究。

（1）納米SiO2的制備、表面改性及其在耐高溫橡膠中的應用

以粉煤灰預脫硅液和酸浸鋁酸渣為原料，采用直接沉淀法和溶

膠凝膠-低溫老化技術制備了高比表面積的納米SiO2和氣凝膠，然

后以不同硅烷偶聯劑及聚羅丹寧對SiO2進行表面改性并應用于

EPDM中，技術路線如圖2所示。對所制備的納米SiO2產品進行X

射線粉末衍射（XRD）、紅外（FT-IR）、電感耦合等離子體發射光譜

（ICP）、X射線熒光光譜（XRF）、固體核磁共振（MAS-NMR）、掃描

電子顯微鏡（SEM）及低溫物理吸附測試與表征，采用多功能測試儀、

邵氏硬度計和厚度計對橡膠的拉伸性能、撕裂性能測試、硬度和厚

度進行了測試。系統研究了十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）、聚乙二

醇（PEG）、Ca/Fe雜質對納米SiO2純度、粒徑和分散性的影響，溶

劑、改性劑用量、改性條件對納米SiO2表面疏水性的影響，以及氣

凝膠和納米SiO2對橡膠力學性能、熱穩定性、耐高溫等性能的影響，

闡明了SiO2氣凝膠的形成機制及影響因素，以及原料中的雜質（Ca、

Fe）對SiO2純度的影響機制。結果表明，孔結構可通過硅酸的聚合

反應速率與反應程度加以控制，而老化溫度對聚合反應速率影響很

大，溫度越高，聚合反應速率越快，反應程度越高，材料中Si-O-Si

聚合程度越高，材料孔結構越穩定；當原料中Fe2O3與CaO含量過

高時可形成沉淀物Ca2Fe2O5，嚴重影響SiO2的純度，而CaO、Fe2O3

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含量低于6%和15%時，SiO2的純度達到90%以上，產品符合國標要

求。溶膠凝膠-低溫老化的最佳工藝條件為40oC、pH=8的條件下老

化120min，所制備的納米SiO2的比表面積最高可達690m2/g，經

硅烷偶聯劑表面改性后，水接觸角可達140.6°，顯著改善了SiO2

氣凝膠在EPDM中的分散性和相容性，提高了橡膠的力學性能及熱穩

定性。當改性SiO2氣凝膠的添加量為60phr（EPDM質量的60%）

時，橡膠的拉伸強度和撕裂強度分別高達22.25MPa和58.71kN/m，

熱分解溫度由原來的474.7oC提高到481.5oC。該技術路線具有

條件溫和可控、操作簡單、產品性能優異的特點，易實現產業化生

產，且所需硅源為粉煤灰提鋁廢渣，可同時實現煤基固廢資源的高

效利用。

圖2SiO2的制備、改性及應用技術路線圖

（2）六棱片狀氫氧化鎂和堿式硫酸鎂晶須的可控制備、表面改

性與應用

如圖3所示的技術路線，以氯化鎂為原料，采用溶膠凝膠-水熱

晶化法，分別制備了六棱片狀氫氧化鎂和堿式硫酸鎂（MHSH-512）

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晶須，研究了反應物濃度和配比、水熱反應溫度和時間，以及不同

結構導向劑等對氫氧化鎂和MHSH-512晶須的晶相結構、微觀形貌等

的影響，并提出了六棱片狀氫氧化鎂和MHSH-512晶須在不同添加劑

作用下的生長機理；然后通過油酸鈉引入C=C不飽和雙鍵進而實現

甲基丙烯酸甲酯（MethylMethacrylate,MMA）在氫氧化鎂表面的

接枝聚合改性，以硬脂酸鈉對MHSH-512晶須進行表面包覆改性，探

究了油酸鈉、MMA、硬脂酸鈉等的用量和反應條件對材料表面疏水性

能的影響；將改性氫氧化鎂和MHSH-512晶須用于阻燃橡膠和PVG中，

探究了改性前后阻燃劑的添加量對阻燃橡膠和PVG力學性能和阻燃

性能的影響。研究表明，聚乙二醇（PEG-8000）可優先吸附于氫氧

化鎂晶體的(001)和(101)晶面上，對六棱片狀晶體的生長具有較強

的結構導向作用；乙二胺四乙酸二鈉（EDTA-Na）和乙醇在MHSH-512

生長過程中具有耦合作用，EDTA負離子先與Mg2+結合形成絡合物，

降低了溶液中Mg2+的濃度，減緩了[Mg(OH)6]4的生成，從而減少

因晶核生成過快而產生的團聚，同時也阻礙了[Mg(OH)6]4之間的相

互作用以及氫氧化鎂的生成；乙醇分子可吸附在堿式硫酸鎂晶核表

面，增加晶核表面的羥基數，并通過氫鍵作用吸引溶液中游離的

[Mg(OH)6]4和SO42-，促使晶須沿著b軸生長，形成高長徑比的堿

式硫酸鎂晶須。所制備的六棱片狀氫氧化鎂形貌優良、尺寸均勻、

分散性好，MHSH晶須的結晶度高、表面光滑、尺寸均勻，長度為

500~1000μm，長徑比高達150~300。通過化學包覆和接枝聚合分

別對氫氧化鎂和MHSH晶須表面改性后疏水性能優異，接觸角分別可

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達148°和141°，與PVG芯糊和橡膠的相容性良好，使其阻燃性能

顯著提高（優于國際），且對其力學性能影響不大（與傳統的氫氧化

鋁阻燃劑相比，力學性能優于國內同行產品）。所采用的溶膠凝膠-

水熱晶化技術路線簡單，工藝條件可控，易于實現規模化生產。

圖3六棱片狀氫氧化鎂和堿式硫酸鎂晶須制備、改性和應用技術路線圖

2.特種橡膠性能和組分優化

針對現有耐高溫輸送帶的覆蓋膠耐熱溫度低、高溫使用壽命短

以及并用膠相態結構不均勻的問題，分別開展了“三嵌段聚合物相

容劑的制備與表征”、“界面相容劑LMPB-g-KH570-g-SR（Low

MolecularPolybutadiene,LMPB-g-KH570-g-SiliconRubber,SR）

對丁苯橡膠/三元乙丙橡膠（SBR/EPDM）并用膠性能的影響”、“密煉

接枝改性增容SBR/EPDM的性能研究”以及“耐燒蝕硅橡膠復合材料

的制備與性能”四個方面的研究。

（1）三嵌段聚合物相容劑的制備與表征

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以硅烷偶聯劑KH570、LMPB和107硅橡膠為原料，采用溶液自

由基聚合，利用分段接枝反應原理，將具有雙鍵的硅烷偶聯劑KH570

接枝到LMPB大分子上，得到LMPB-g-KH-570，然后利用硅烷化反應，

將LMPB-g-KH-570與羥基封端的SR進行接枝反應，得到三嵌段聚合

物LMPB-g-KH570-g-SR增容劑。采用FTIR、TG等方法對所得產物進

行了表征與分析，反應原理如圖4所示。結果表明，KH-570在LMPB

鏈結構上接枝成功，接枝率隨反應時間和KH-570用量的增加而增

大。在LMPB/KH570配比為8/10，反應時間為6h的條件下，KH-570

的接枝率可達到25%；再繼續反應接枝SR，當SR的加入量與

LMPB-g-KH570中的LMPB質量相同時，SR的接枝率可達到32%。利

用自由基聚合反應，可以得到LMPB/SR配比不同，接枝率可控的嵌

段聚合物，用于增容不同型號的兩種并用橡膠基體。

圖4嵌段聚合物反應原理示意圖

（2）LMPB-g-KH570-g-SR對SBR/EPDM并用膠性能的影響

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以LMPB-g-KH570-g-SR三嵌段聚合物相容劑、EPDM、SBR等為

原料，采用了分段混煉工藝，制備出了雙連續相的EPDM/SBR并用橡

膠基體；研究了嵌段聚合物界面相容劑對并用膠加工性能、硫化性

能以及硫化膠力學性能和耐老化性能的影響，實驗技術方案如圖5

所示。結果表明：未加入相容劑的共混膠的硬度很高，拉伸撕裂強

度非常差，斷裂伸長率很低，在加入相容劑后拉伸撕裂強度以及斷

裂伸長率都得到了明顯的提高。加入4份界面相容劑，其拉伸強度

和撕裂強度分別達到了13.4MPa和32MPa，斷裂伸長率更是達到

了253%；而未加入相容劑的共混膠的拉伸強度、撕裂強度和斷裂伸

長率分別只有5.2MPa、24.3MPa和8.84%。此外，加入相容劑后

硬度也有明顯的下降，未加入相容劑的共混膠的硬度達到了98，而

加入了相容劑的共混膠硬度只有75左右。硬度過高可能會導致填料

在混煉時分散不均勻，這也是不加相容劑的共混膠力學性能差的原

因之一。

圖5相容劑LMPB-g-KH570-g-SR對SBR/EPDM綜合性能影響研究技術方案

（3）密煉接枝改性增容SBR/EPDM研究

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以低分子量丁苯橡膠（LowMolecularStyreneButadiene

Rubber,LSBR）、EPDM為原料，采用反應性密煉接枝改性工藝，利

用自由基反應原理，在EPDM大分子上原位接枝低分子量的LSBR，

得到EPDM-g-LSBR；然后以其作為界面相容劑填充到SBR/EPDM并用

膠中，考察用量變化對并用膠綜合性能的影響（具體研究技術方案

如圖6所示）。結果表明：利用密煉接枝工藝，可以得到接枝率高達

5%的EPDM-g-SBR界面相容劑；將其填充到EPDM/SBR的并用橡膠中，

用量在8phr時，材料的拉伸強度最大，可達16MPa，比未添加的

EPDM/SBR體系提高28%。同時添加EPDM-g-SBR后對體系的斷裂伸長

率可以由未添加時的510%提高到640%，提高率達25.5%。

圖6密煉接枝改性增容SBR/EPDM并用膠性能的研究技術方案

（4）耐燒蝕硅橡膠復合材料的開發

首先，以硅烷偶聯劑KH570、LMPB為原料，利用自由基活性反

應將KH-570與LMPB反應，制備了具有高雙鍵含量和與粉煤灰具有

高反應活性的大分子改性劑LMPB-g-KH570。其次，利用

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LMPB-g-KH570對粉煤灰表面進行干法接枝改性，研究了改性條件對

改性效果的影響。最后，以改性粉煤灰為主陶瓷化物、白炭黑、滑

石粉等為輔助陶瓷化物，在助熔劑B2O3存在下，以硅橡膠為主要基

體制備了耐灼燒硅橡膠復合材料，研究了粉煤灰/輔助陶瓷化物的配

比對材料陶瓷化強度的影響，以確定耐灼燒硅橡膠材料的最佳配。

研究技術路方案圖7、8所示。結果表明：改性粉煤灰填充到硅橡膠

中可以得到綜合性能優良的耐灼燒橡膠材料，填充改性粉煤灰后，

硅橡膠材料的力學強度由未填充的2.3MPa增加到3.4MPa，增長

率達47.8%；硅橡膠材料的撕裂強度由未填充的6.5MPa增加到9.5

MPa，增長率達46.2%；助熔劑的加入可以顯著降低材料的成瓷溫度，

在600-800℃即可成瓷，從而起到保護內層橡膠的作用。

圖7超細粉煤灰表面功能化改性技術方案圖

圖8耐灼燒硅橡膠復合材料性能優化技術方案圖

3.產業化應用示范生產線建設

在優化特種阻燃橡膠制備工藝的基礎上，根據如圖9、圖10所

第13頁

示的耐高溫輸送帶和阻燃輸送帶生產工藝流程進行示范生產線建

設。具體工作包括：阻燃橡膠膠料制備設備的選購；鋼絲繩芯暨織

物芯橡膠輸送帶壓延生產線的規劃與設備選購；設備占地面積的核

算、生產線設計、生產場地規劃、廠房設計以及工程建設；進行設

備購買、安裝調試；根據試生產情況進行工藝和參數的調整；最終

建立萬噸級能穩定生產阻燃輸送帶生產線。

示范線所選設備全名為DLBS-2000X12800X1平板硫化機組，采

購于大連華韓專用機床有限公司。所選設備先進，可用于多種產品

的生產，包括生產高溫特種橡膠輸送帶、煤礦用阻燃鋼絲繩芯輸送

帶、難燃用途織物芯輸送帶等的生產硫化。示范線建成后，項目組

于2021年7月26日至8月26日進行了為期一個月的試生產，分別

生產了煤礦用阻燃鋼絲繩芯輸送帶、難燃用途織物芯輸送帶產品，

檢測后均為合格產品。

圖9耐高溫輸送帶生產工藝流程示意圖

第14頁

圖10阻燃輸送帶生產工藝流程示意圖

（二）總體性能指標

本項目示范線生產的耐高溫橡膠輸送帶和阻燃輸送帶的技術指

標達到了計劃任務書中的要求，具體完成情況如表1和表2所示。

表1.耐高溫橡膠主要技術指標完成情況

指標完成情況

技術指標

任務書要求實際達到

175℃175℃

耐熱試驗溫度

(168h)(168h)

老化前后之差(IRHD)52

硬度

老化后最大值(IRHD)≤7270

拉伸老化前后變化率/%≤-25-13.5

強度老化后最低值/MPa≥1012.2

拉斷老化前后變化率/%≤-29-16.8

伸長

老化后最低值/%≥257278

率

撕裂老化前后變化率/%≤-18-12.1

強度老化后最低值(KN/m)≥2727.5

注：“-”表示降低率

表2.阻燃輸送帶技術指標完成情況

技術指標指標完成情況

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任務書要求實際達到

阻燃性能巷道丙烷燃

合格合格

燒試驗

平均≤0.9s平均值：1.1s

酒精噴燈燃燒全厚度

最大值≤3.2s最大值：3.1s

平均≤1.2s平均值：1.3s

剝去覆蓋層

最大值≤3.5s最大值：3.4s

拉伸強度/MPa≥1617.6

拉斷伸長率≥380385

磨耗量/mm3≤160145

四、產業化情況、推廣應用論證和預期達到的經濟效果等情況

山西是煤炭大省，煤礦用整芯阻燃輸送帶需求尤其突出。公司

在設計開發的輸出端,著重考慮減量化、環保和節能減排的設計開發

理念，主要采用先進的技術，用較少的原料和能源投入滿足既定的

生產或消費需求。本標準所涉及技術解決現有耐高溫橡膠耐熱溫度

低、高溫力學性能差等問題，制備耐高溫特種橡膠(175℃,168h)；

利用聚合物包覆造粒技術，通過無機/有機無鹵阻燃劑復配，提高阻

燃性能和綜合力學性能。本標準的制定，規范了煤礦用整芯阻燃輸

送帶生產，提升了煤礦用整芯阻燃輸送帶質量，對提升企業創新能

力和市場競爭力具有重要作用，若進一步推廣，可促進煤礦用整芯

阻燃輸送帶的生產和應用，有助