本技术涉及修复材料领域，尤其是涉及一种矿用传送带快速修复材料及其制备方法。
背景技术：
1、矿用传送带对于采矿业来说是一种非常重要的运输工具，能够将矿山中采挖的煤炭、矿石等原料运送出来，且可实现长距离的高效输送。但是由于矿山中的使用环境较为恶劣，长期使用会对传送带造成严重的磨损，因此常常需要进行维护和修理。
2、为了尽可能地不耽误生产进度，传送带的快速修复技术应运而生。目前，常见的用于修复矿用传送带的修复材料大致有以下四类：
3、1.热固性橡胶：热固性橡胶是一种常用的传送带修补材料，具有高强度和抗磨损性能，可以有效地修复矿用传送带上的损伤，如撕裂和切割；可以在高温环境下使用，不易受到热损伤，适用于矿山等高温环境。但是热固性橡胶缺点也有一些缺点：其通常含有有害物质，可能对环境造成污染，环保性较差；热固性橡胶一旦固化就难以撤销，如果修复方法出现错误，可能会导致传送带损坏得更严重；而且相比于其他修复材料，热固性橡胶的耐腐蚀性能相对较差，可能会受到化学物质的腐蚀。
4、2.冷延铝箔：冷延铝箔是一种轻便的材料，具有良好的耐腐蚀性能，可以在潮湿和腐蚀性环境下使用，修复时可以在输送带表面直接粘贴，不需要使用胶水或其他附属品，安装简单方便；可以在高温环境下使用，不易受到热损伤，适用于矿山等高温环境；可适用于小面积的修复。冷延铝箔的缺点主要有：相比于其他修复材料，冷延铝箔的强度较低，可能无法承受较大的机械应力，而且冷延铝箔的耐磨损性能较差，可能会在长时间使用后出现再次磨损。
5、3.聚脲：聚脲是一种具有高强度和耐磨损性的材料，可用于修复传送带上的大面积损伤；具有良好的耐腐蚀性能，可以在潮湿和腐蚀性环境下使用；使用时通常以液态形式涂布在传送带表面，并在几分钟内形成坚固的涂层，易于涂覆；可以在高温环境下使用，不易受到热损伤，适用于矿山等高温环境。聚脲的缺点主要有：其通常含有有害物质，容易对环境造成污染，而且在长时间使用后可能会出现老化现象，导致修复效果不佳。
6、4.钢带夹具：钢带夹具可以用于连接传送带的两个端部或修复断裂的传送带，它通常由两个钢制夹具和一些螺栓组成，可以快速安装并提供强大的连结力。钢带夹具可以在现场快速安装，不需要进行复杂的操作，修复效果明显；其采用高强度钢材制成，具有良好的耐磨损性能，可以有效地修复矿用传送带上的损伤；钢带夹具可适用于不同尺寸的输送带，具有较高的适用性；成本较低，与其他修复方法相比更加经济实惠。钢带夹具的缺点主要有：钢带夹具的强度受到制造工艺的限制，可能无法承受较大的机械应力，而且如果钢带夹具安装不当，可能会对传送带造成更严重的损伤。
7、由此，亟需研制一种使用方便、强度高且耐腐蚀性能好的修复材料。
技术实现思路
1、为了改善快速修复材料的耐磨损性能、耐腐蚀性能和环保性能，本技术提供一种矿用传送带快速修复材料及其制备方法。本发明提供的喷涂型快速修复材料采用多种树脂嵌段共聚和改性阻燃剂共混的设计方式，在确保材料理化性能的同时，提高了材料阻燃性能，使材料在具备优异理化性能的同时，又具备持久的阻燃性能和稳定性。
2、第一方面，本技术提供一种矿用传送带快速修复材料，采用如下技术方案：
3、一种矿用传送带快速修复材料，所述快速修复材料包括a组分和b组分，按a组分的重量份计，其制备原料包括如下组分：聚醚多元醇30-50份和二苯基甲烷二异氰酸酯45-80份；按b组分的重量份计，其制备原料包括如下组分：端氨基聚醚30-50份、扩链剂20-40份、交联剂5-10份、改性阻燃剂5-10份、抗静电剂1-5份和助剂1-5份；
4、其中，所述阻燃剂为金属有机框架阻燃剂、磷系阻燃剂改性的金属有机框架阻燃剂以及反应型dopo基改性的金属有机框架阻燃剂中的一种。
5、通过采用上述技术方案，a组分中，聚醚多元醇为修复材料提供了基本骨架，且赋予修复材料柔韧性，而聚醚多元醇与二苯基甲烷二异氰酸酯反应能够形成聚氨酯的硬段，改善修复材料的强度和硬度。b组分中，一方面，端氨基聚醚的分子链末端为氨基，能够与二苯基甲烷二异氰酸酯发生亲核取代反应，且反应速度较快，另一方面，交联剂的多个官能团会与二苯基甲烷二异氰酸酯发生交联反应，可以有效地促进修复材料的固化和硬化过程，使得修复材料能够在短时间内完全固化，尽量减少因传送带故障减少的生产停滞时间，保证生产效率。另外，在扩链剂和交联剂存在的条件下，端氨基聚醚与二苯基甲烷二异氰酸酯的异氰酸酯基反应，会增加聚氨酯分子链的长度，而交联剂与二苯基甲烷二异氰酸酯发生反应，会形成致密的交联结构，显著提高了修复材料的韧性和稳定性。通过软段和硬段的交替排列，使修复材料在保持柔韧性的同时还能够具有足够的耐磨损性能。
6、另外，b组分中还加入了阻燃剂，其中，磷系阻燃剂和dopo基阻燃剂在燃烧过程中会经历一系列反应，如热分解、氧化等，生成磷酸或偏磷酸等物质，并释放出氨气、水等不可燃气体，磷酸或偏磷酸在树脂基体表面形成一层致密的炭层，有效阻止空气中的氧气与内部的材料接触，从而减缓或终止燃烧过程，释放的气体可以有效地稀释可燃气体并抑制燃烧，同时促使基体发泡膨胀。磷系阻燃剂和dopo基阻燃剂在气相中能够捕捉燃烧产生的自由基，从而中断燃烧的链式反应，降低燃烧的速度和强度。而金属有机框架阻燃剂具有高比表面积和丰富的孔道结构，能够吸附燃烧过程中产生的可燃性气体和烟雾颗粒，使其沉降在聚合物表面，进一步减小燃烧的危害，而且金属有机框架阻燃剂中的过渡金属离子的成炭作用会促进聚合物表面炭层的形成，致密的炭层覆盖在材料表面能够阻隔热量和氧气的侵入，达到阻燃效果。抗静电剂的加入能够减少材料中静电的积聚，从而减小因静电积聚引起火灾和爆炸发生的可能性。
7、作为优选：所述a组分和b组分的重量比为(1-1.1):1。
8、通过采用上述技术方案，通过对a组分和b组分的重量比进行控制，有助于二者混合后形成致密的嵌段共聚的交联结构，保证材料具有优异的理化性能的同时又能提高其阻燃性能。
9、作为优选：所述磷系阻燃剂改性的金属有机框架阻燃剂由磷系阻燃剂和金属有机框架阻燃剂混合得到。
10、通过采用上述技术方案，磷系阻燃剂在燃烧过程中能在材料表面形成炭层从而隔绝氧气，并且可以吸收燃烧产生的热量，降低热传导，捕捉燃烧过程中产生的自由基来延缓或中断燃烧。而金属有机框架阻燃剂则利用其高比表面积和孔道结构来吸附有害的燃烧产物，二者在阻燃方面能够实现功能互补，从而进一步提升修复材料的阻燃性能。
11、作为优选：所述磷系阻燃剂改性的金属有机框架阻燃剂通过如下方法制备得到：
12、将所述金属有机框架阻燃剂与溶剂混合后加入磷系阻燃剂，混合均匀后在40-120℃的条件下反应9-14h，将反应所得的沉淀物过滤、洗涤并干燥，制得磷系阻燃剂改性的金属有机框架阻燃剂。
13、通过采用上述技术方案，金属有机框架阻燃剂具有高比表面积和丰富的孔道结构，能够将部分磷系阻燃剂吸附于其表面，形成一种稳定的阻燃体系，有助于改善磷系阻燃剂的分散性，同时金属有机框架阻燃剂自身也具有一定的阻燃作用，二者协同作用，能够进一步提升修复材料的阻燃性能。
14、作为优选：所述反应型dopo基改性的金属有机框架阻燃剂通过如下方法制备得到：s1、将9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和4,4'-二氨基二苯甲酮混合均匀后加热至160-200℃，反应2-4h，待其冷却至90-110℃后加入甲苯，将反应所得的沉淀物过滤并洗涤后与四氢呋喃混合再结晶，制得m-2dopo-2nh2混合液；
15、s2、将金属有机框架阻燃剂和四氢呋喃混合均匀后加入所述m-2dopo-2nh2混合液，在40-60℃的条件下反应2-4h，将反应所得的沉淀物过滤、洗涤并干燥，制得所述反应型dopo基改性的金属有机框架阻燃剂。
16、通过采用上述技术方案，反应型dopo基改性的金属有机框架在实现阻燃效果时，其磷氧自由基抑制机理、炭化层形成机理和气相阻燃作用机理等多重作用机制相互协同，能够有效地抑制火焰的蔓延和热释放，使其具备优异的阻燃效果，有效减少火灾风险。此外，因其带有氨基，可以与异氰酸酯组分反应，解决了常规添加型液体阻燃剂易析出挥发和不稳定的弊病。
17、作为优选：所述mofs的配体选自2-甲基咪唑、对苯二甲酸、苯1,3,5-三羧酸、2-氨基对苯二甲酸中的一种或多种；mofs的金属离子选自铬离子、铁离子、钴离子、锌离子、铝离子、铜离子、锆离子、镧离子、铈离子和钇离子中的一种或多种。
18、作为优选：所述扩链剂包括多元醇和二元胺，多元醇和二元胺的重量比为(1-50):(1-100)。
19、通过采用上述技术方案，多元醇作为扩链剂，可以调节聚氨酯的硬段结构，延长聚合物链的长度，为聚合物链提供柔性；二元胺则为聚合物链引入更多的刚性，调节聚氨酯的软硬段的平衡，二者协同能进一步提高材料的强度和稳定性。
20、在一些优选的实施方式中，多元醇和二元胺的重量比可以为1:100、50:1或25:50等。
21、作为优选：所述助剂选自羧酸铋、分子筛和色浆中的一种或多种。
22、通过采用上述技术方案，羧酸铋作为金属催化剂，可以显著提高聚氨酯或聚脲合成反应的速率，并优化反应条件，有助于促进聚合物的形成，提高生产效率，并改善材料的物理性能。分子筛具有强亲水性，能够吸附材料中的水分和反应产生的二氧化碳，有助于解决聚氨酯与水反应生成二氧化碳气泡的问题，防止气泡的产生对材料性能造成负面影响。同时，分子筛还可以降低材料的吸湿性能，保持聚合物的力学性能，提高产品的热稳定性和耐候性。而色浆用于调整材料的外观，满足不同颜色传送带对修复材料的需求。
23、作为优选：所述助剂包括羧酸铋、分子筛和色浆，羧酸铋、分子筛和色浆的重量比为(0.01-0.3):5:5。
24、通过采用上述技术方案，进一步调整羧酸铋、分子筛和色浆的重量比，从而优化修复材料的性能、提高固化效率并保证材料颜色的均匀性和稳定性。
25、在一些优选的实施方式中，羧酸铋、分子筛和色浆的重量比可以为0.01:5:5、0.3:5:5或0.2:5:5等。
26、第二方面，本技术提供一种矿用传送带快速修复材料的制备方法，采用如下技术方案：
27、一种矿用传送带快速修复材料的制备方法，包括如下步骤：
28、t1、加热聚醚多元醇至90-120℃后真空脱水，降温至50-60℃时加入二苯基甲烷二异氰酸酯，搅拌0.5-1h后加热至60-80℃，继续搅拌0.5-1h，再次加热至85-90℃，反应2-4h，制得a组分；
29、t2、将端氨基聚醚、扩链剂、交联剂、阻燃剂、抗静电剂和助剂混合，在60-80℃的条件下搅拌1-2h，制得b组分；
30、t3、将所述a组分和b组分分别置于喷涂设备中，在温度为65-70℃、压强为1800-2200psi的条件下混合喷涂得到快速修复材料。
31、通过采用上述技术方案，通过对修复材料的制备原料和制备工艺的参数进行设计调整，使得制备的修复材料具有优良的机械性能、阻燃性能和耐腐蚀性能，能够延长传送带的使用寿命，减少维修次数和成本。
32、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
33、1、本技术的喷涂型修复材料通过对a组分和b组分的制备原料进行调整，聚醚多元醇与二苯基甲烷二异氰酸酯反应能够形成聚氨酯的硬段，改善修复材料的强度和硬度；b组分中的端氨基聚醚能够与a组分中二苯基甲烷二异氰酸酯的异氰酸酯基反应，增加聚氨酯分子链的长度，改善修复材料的韧性和稳定性，通过软段和硬段的交替排列，使修复材料在保持柔韧性的同时还能够具有足够的耐磨损性能；
34、2、本技术的喷涂型快速修复材料具有优异的阻燃性能，将无机阻燃剂和有机阻燃剂结合起来，可以增强其与聚合物的相容性或是减轻无机材料的敏感性，具有更好的阻燃性能，可以有效地防止因传送带火灾而造成的生产事故；
35、3、本技术在喷涂型聚脲修复材料的制备原料中引入了反应型阻燃剂，解决了常规添加液体型阻燃剂易析出挥发和不稳定的弊病，同时也解决了常规添加型固体阻燃剂难分散、易团聚沉降和添加量大的问题，使b组份具有更好的工艺流动性。
1.一种矿用传送带快速修复材料，其特征在于：所述快速修复材料包括a组分和b组分；按重量份数计，所述a组分的制备原料包括如下组分：聚醚多元醇30-50份和二苯基甲烷二异氰酸酯45-80份；按重量份数计，所述b组分的制备原料包括如下组分：端氨基聚醚30-50份、扩链剂20-40份、交联剂5-10份、阻燃剂5-10份、抗静电剂1-5份和助剂1-5份；
2.根据权利要求1所述的矿用传送带快速修复材料，其特征在于：所述a组分和b组分的重量比为（1-1.1）:1。
3.根据权利要求1所述的矿用传送带快速修复材料，其特征在于：所述磷系阻燃剂改性的金属有机框架阻燃剂由磷系阻燃剂和金属有机框架阻燃剂混合得到。
4.根据权利要求1所述的矿用传送带快速修复材料，其特征在于：所述磷系阻燃剂改性的金属有机框架阻燃剂通过如下方法制备得到：
5.根据权利要求1所述的矿用传送带快速修复材料，其特征在于：所述反应型dopo基改性的金属有机框架阻燃剂通过如下方法制备得到：
6.根据权利要求1-5中任一项所述的矿用传送带快速修复材料，其特征在于：所述金属有机框架阻燃剂的配体选自2-甲基咪唑、对苯二甲酸、苯1,3,5-三羧酸和2-氨基对苯二甲酸中的一种或多种；金属有机框架阻燃剂的金属离子选自铬离子、铁离子、钴离子、锌离子、铝离子、铜离子、锆离子、镧离子、铈离子和钇离子中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的矿用传送带快速修复材料，其特征在于：所述扩链剂包括多元醇和二元胺，且所述多元醇和二元胺的重量比为（1-50）:（1-100）。
8.根据权利要求1所述的矿用传送带快速修复材料，其特征在于：所述助剂选自羧酸铋、分子筛和色浆中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的矿用传送带快速修复材料，其特征在于：所述助剂包括羧酸铋、分子筛和色浆，且所述羧酸铋、分子筛和色浆的重量比为（0.01-0.3）:5:5。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述的快速修复材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
