[01548715]特种高性能橡胶复合材料关键技术及工程应用

兼具柔性和高强度的连续纤维/橡胶复合材料输送带及其系统，广泛应用于冶金、建材、矿山、煤矿等重点产业恶劣工况和复杂地形区的物料输送，每年输送物料数百亿吨，作用巨大。我国橡胶输送带产量居世界第一位，但具有长寿命耐高温、高抗撕耐磨、高阻燃耐磨等特种性能的高端输送带及复合材料技术，因难度很高，长期被美国固特异、德国大陆等国外巨头掌握和垄断。该项目产学研强强联合，在国家“863”计划等的持续支持下，历经数年攻关，发明了系列特种高性能橡胶材料，开发了其与连续纤维增强体的先进复合加工工艺技术及关键装备，研制出了冶金、建材行业用耐高温输送带、矿山行业用高抗撕耐磨输送带、煤矿行业用高阻燃耐磨输送带等高端产品，产品寿命和性能可与美国固特异等国际知名大公司同类产品比肩，形成了自主知识产权，打破了国外垄断，实现了国际并跑，有力提升了我国橡胶工业的形象。 主要科技创新：（1）建立了输送带复合材料结构及纤维增强体编织结构三维实体有限元分析优化方法，指导了输迭带产品的设计与开发；（2)创新微纳复合改性及化学接枝改性新技术，发明了具有高温高强抗老化、高抗撕耐磨、高阻燃耐磨性能的系列特种髙性能橡胶材料，攻克了橡胶材料“高温下抗老化兼具高温强度”、“高抗撕兼具高耐磨性”、“高阻燃兼具高耐磨性”等瓶颈问题，显著提升了在不同复杂服役工况下橡胶材料的性能；（3）开发了与不同纤维材料增强体相匹配的高粘合强度界面层橡胶材料，解决了高粘度橡胶与纤维增强体的界面粘合难题，有效解决了复杂服役工况下层间易脱层破坏的难题；（4）研发了宽幅连续挤出t压延及在线复合、钢丝绳均匀排布与恒张力拉伸精准控制复合等先进工艺及关键装备，解决了连续纤维橡胶复合材料特种大型输送带制造过程中内在缺陷多、尺寸控制精度差等难题，实现了高质量制造。发表英文文章69篇，SCI引用1500余次，获中国石油和化学工业联合会科技进步奖4项，授权专利54项(发明专利44项），获得2项软件著作权，主持或参与修订国家/行业标准7项。 利用该技术形成年产2000万m²输送带生产线,累计实现销售收入逾42亿元，近三年实现销售收入13.9亿元，出口创汇超3000万美元；装备推广应用10台套，价值逾1.3亿元。研制的特种高性能橡胶材料及输送带产品的主要性能指标优于相应国际及国家标准，产品已在世界最大矿业集团澳大利亚必和必拓公司、全球矿物处理和岩石加工引领者芬兰美卓公司、欧洲第五大能源公司瑞典大潘布电力公司、国家能源集团、中国平煤神马集团等上百家国内外知名用户使用，表明使用寿命可提高约1倍，并成为他们的唯一中国供应商或优秀/卓越供应商。耐高温输送带以及高阻燃耐磨输送带全国市场占有率第一，芳香纶织物阻燃输送带获2018年单项产品销售冠军，并制造出了世界最长的煤矿井下用芳纶织物阻燃输送带，引领了行业发展。该技术成果可推广应用到各种高速高载轮胎、军民两用耐压高强橡胶制件等领域，对推动我国橡胶工业技术进步具有重要意义。