CN102391501B - 一种高强超韧浇铸尼龙打桩机垫及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强超韧浇铸尼龙打桩机垫及其制备方法，属复合材料制备领域。本发明以酰胺单体为基本原料，加入催化剂、助催化剂、增韧剂，浇铸到预热好的模具内反应得到产品毛坯，然后对毛坯进行水煮或油煮，冷却后，根据产品尺寸要求机械加工得到最终制品，产品各组分按重量份计：60～99.7份酰胺单体、0.1～5份催化剂、0.1～15份助催化剂、0.1～20份增韧剂，其中酰胺单体为己内酰胺、十二内酰胺或二者复配，本发明制备的打桩机垫打桩效率高、使用寿命长、便于更换，产品易于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种打桩机垫及其制备方法，具体说是一种高强超韧浇铸尼龙打桩机垫及其制备方法，属材料科学领域。
技术背景
打桩机垫的作用是避免在打桩过程中锤体和桩体之间直接相互撞击发生破损。打桩过程中，锤体和桩体轴心可能发生偏斜，打桩机垫的另一个作用是可以校正轻微的偏斜，从而保证打击面充分接触。对打桩机垫产品的要求主要是从实用、高效考虑，即工作过程中，打桩机垫寿命长、不容易反弹、受外环境影响小、容易更换等。
打桩机垫通常是由木材、钢、增强混凝土等材料制作而成。比较普遍的是将木块或者木屑装入金属圆柱形容器，或者制作成木材带有金属帽形的垫子作为打桩机垫使用。然而，打桩过程中，木块或者木屑就会吸收相当一部分能量，从而被压实，甚至会发生燃烧，所以使用过程中必须经常补充或者更换木块和木屑。除此之外，打桩过程中，木材吸收的能量无法测算，则锤体传递给桩体的能量也无法进行评估，其它形式的打桩机垫像多层金属板、铝和胶合云母板交替叠加、金属卷或别的材料也都有使用，但效果也不尽人意。
20世纪80年代初，国内有人提出用浇铸尼龙制作打桩机垫产品，但是由于普通浇铸尼龙比较脆，打桩时受到落锤的巨大冲击容易破裂，并未得到推广应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有打桩机垫的不足，提出一种新的高强超韧浇铸尼龙打桩机垫及其制备方法。
本发明的上述目的实施方式如下：
一种高强超韧浇铸尼龙打桩机垫，各组分原料配比按重量份计为：
酰胺单体 60～99.7份
催化剂 0.1～5份
助催化剂 0.1～15份
增韧剂 0.1～20份。
其中酰胺单体为己内酰胺或十二内酰胺或二者复配，催化剂为氢氧化钠、甲醇钠、乙醇钠、钠代己内酰胺盐、格氏试剂中的一种，助催化剂为异氰酸酯、磺酸酯、羧酸酯、乙酰基己内酰胺的一种或几种复配，增韧剂为液体橡胶、聚醚多元醇、聚异戊二烯、环氧树脂、多元胺的一种或几种复配；异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、三苯甲烷三异氰酸酯（JQ胶）。
本发明中一种高强超韧浇铸尼龙打桩机垫的制备方法，它包括下列步骤：
1）将按重量份计60～99.7份酰胺单体按重量份1：1分别加入到浇铸尼龙设备的A、B反应釜内，抽真空至0.1MPa，加热熔融，在120～150℃下脱水5～20min，停止抽真空，通入氮气；
2）打开反应釜A，加入按重量份计0.1～5份的催化剂，抽真空，维持反应器内温度在120～150℃下10～20min；打开反应釜A的同时打开反应釜B，加入0.1～15份助催化剂、0.1～20份增韧剂，抽真空，维持反应釜内温度120～150℃并保持5～20min；
3）反应釜A、B活性料制备完成后，混合浇铸到已经预热到140～180℃的模具内，保持模具温度5～30min，取出产品毛坯；
4）对产品毛坯进行水煮或油煮，冷却后，根据产品尺寸要求机械加工得到最终成品，其中在沸水中煮72小时或在160～170℃的矿物油中浸泡72小时
本发明的优点是：
1）本发明选择高强超韧浇铸尼龙作为打桩机垫产品的材料，能量传递效率高。
2）选择性能优异的增韧剂，对浇铸尼龙大幅增韧的同时保持了产品的高强度，从而保证产品在使用过程中既不会凹陷，又不会发生破碎，产品使用寿命长。
3）本发明产品低温韧性好，可以应用在高寒地区，产品使用受地域环境影响小。
具体实施方式
以下实施例仅用于进一步说明本发明，但不以任何形式限定本发明。
实施例1：
1）将79.7份己内酰胺按重量份1：1分别加入到浇铸尼龙设备的A、B反应釜内，抽真空至0.1MPa，加热熔融，在120～150℃下脱水5～20min，停止抽真空，通入氮气；
2）打开反应釜A，加入0.3份的催化剂氢氧化钠，抽真空，维持反应器内温度在120～150℃下10～20min；打开反应釜A的同时打开反应釜B，加入3份的助催化剂JQ胶、17份的增韧剂端氨基聚醚多元醇，抽真空，维持反应釜内温度120～150℃并保持5～20min；
3）反应釜A、B活性料制备完成后，混合浇铸到已经预热到180℃的模具内，保持模具温度25min，取出产品毛坯；
4）将产品毛坯在沸水中水煮72小时，冷却后，机械加工得到最终成品。
实施例2 ：
1）将64.4份己内酰胺和30份12内酰胺混合均匀，然后按重量份1：1分别加入到浇铸尼龙设备的A、B反应釜内，抽真空至0.1MPa，加热熔融，在120～150℃下脱水5～20min，停止抽真空，通入氮气。
2）打开反应釜A，加入0.2份的催化剂氢氧化钠，抽真空，维持反应器内温度在120～150℃下10～20min；打开反应釜A的同时打开反应釜B，加入0.4份的助催化剂TDI、5份的增韧剂聚异戊二烯，抽真空，维持反应釜内温度120～150℃并保持5～20min。
3）反应釜A、B活性料制备完成后，混合浇铸到已经预热到160℃的模具内，保持模具温度25min，取出产品毛坯。
4）将产品毛坯在160℃的矿物油中浸泡72小时，冷却后，机械加工得到最终成品。
实施例3：
1）将62.4份己内酰胺和30份12内酰胺混合均匀，然后按重量份1：1分别加入到浇铸尼龙设备的A、B反应釜内，抽真空至0.1MPa，加热熔融，在120～150℃下脱水5～20min，停止抽真空，通入氮气。
2）打开反应釜A，加入0.4份的催化剂乙醇钠，抽真空，维持反应器内温度在120～150℃下10～20min；打开反应釜A的同时打开反应釜B，加入0.2份的助催化剂乙酰基己内酰胺、5份的增韧剂聚异戊二烯和2份的环氧树脂，抽真空，维持反应釜内温度120～150℃并保持5～20min。
3）反应釜A、B活性料制备完成后，混合浇铸到已经预热到160℃的模具内，保持模具温度25min，取出产品毛坯。
4）将产品毛坯在170℃的矿物油中浸泡72小时，冷却后，机械加工得到最终成品。
实施例4：
1）将60份己内酰胺按重量份1：1分别加入到浇铸尼龙设备的A、B反应釜内，抽真空至0.1MPa，加热熔融，在120～150℃下脱水5～20min，停止抽真空，通入氮气；
2）打开反应釜A，加入5份催化剂己内酰胺溴化镁（格氏试剂的一种），抽真空，维持反应器内温度在120～150℃下10～20min；打开反应釜A的同时打开反应釜B，加入15份的助催化剂乙酰基己内酰胺、20份的增韧剂端氨基聚醚多元醇，抽真空，维持反应釜内温度120～150℃并保持5～20min；
3）反应釜A、B活性料制备完成后，混合浇铸到已经预热到140℃的模具内，保持模具温度5min，取出产品毛坯；
4）将产品毛坯在沸水中水煮72小时，冷却后，机械加工得到最终成品。
实施例5：
1）将99.7份己内酰胺按重量份1：1分别加入到浇铸尼龙设备的A、B反应釜内，抽真空至0.1MPa，加热熔融，在120～150℃下脱水5～20min，停止抽真空，通入氮气；
2）打开反应釜A，加入0.1份催化剂氢氧化钠，抽真空，维持反应器内温度在120～150℃下10～20min；打开反应釜A的同时打开反应釜B，加入0.1份的助催化剂TDI、0.1份的增韧剂三乙醇胺，抽真空，维持反应釜内温度120～150℃并保持5～20min；
3）反应釜A、B活性料制备完成后，混合浇铸到已经预热到170℃的模具内，保持模具温度30min，取出产品毛坯；
4）将产品毛坯在沸水中水煮72小时，冷却后，机械加工得到最终成品。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种高强超韧浇铸尼龙打桩机垫，各组分原料配比按重量份计为：
酰胺单体 79.7份；
催化剂 0.3份；
助催化剂 3份；
增韧剂 17份；
其特征在于，所述的酰胺单体为己内酰胺；所述的催化剂为氢氧化钠 ；所述的助催化剂为三苯甲烷三异氰酸酯；所述的增韧剂为端氨基聚醚多元醇；制备方法如下：
1）将79.7份己内酰胺按重量份1：1分别加入到浇铸尼龙设备的A、B反应釜内，抽真空至0.1MPa，加热熔融，在120～150℃下脱水5～20min，停止抽真空，通入氮气；
2）打开反应釜A，加入0.3份的催化剂氢氧化钠，抽真空，维持反应器内温度在120～150℃下10～20min；打开反应釜A的同时打开反应釜B，加入3份的助催化剂三苯甲烷三异氰酸酯、17份的增韧剂端氨基聚醚多元醇，抽真空，维持反应釜内温度120～150℃并保持5～20min；
3）反应釜A、B活性料制备完成后，混合浇铸到已经预热到180℃的模具内，保持模具温度25min，取出产品毛坯；
4）将产品毛坯在沸水中水煮72小时，冷却后，机械加工得到最终成品。
2.一种高强超韧浇铸尼龙打桩机垫，各组分原料配比按重量份计为：
酰胺单体 94.4份；
催化剂 0.2份；
助催化剂 0.4份；
增韧剂 5份；
其特征在于，所述的酰胺单体为64.4份己内酰胺和30份12内酰胺混合物；所述的催化剂为氢氧化钠 ；所述的助催化剂为甲苯二异氰酸酯；所述的增韧剂为聚异戊二烯；制备方法如下：
1）将64.4份己内酰胺和30份12内酰胺混合均匀，然后按重量份1：1分别加入到浇铸尼龙设备的A、B反应釜内，抽真空至0.1MPa，加热熔融，在120～150℃下脱水5～20min，停止抽真空，通入氮气；
2）打开反应釜A，加入0.2份的催化剂氢氧化钠，抽真空，维持反应器内温度在120～150℃下10～20min；打开反应釜A的同时打开反应釜B，加入0.4份的助催化剂甲苯二异氰酸酯、5份的增韧剂聚异戊二烯，抽真空，维持反应釜内温度120～150℃并保持5～20min；
3）反应釜A、B活性料制备完成后，混合浇铸到已经预热到160℃的模具内，保持模具温度25min，取出产品毛坯；
4）将产品毛坯在160℃的矿物油中浸泡72小时，冷却后，机械加工得到最终成品。
3.一种高强超韧浇铸尼龙打桩机垫，各组分原料配比按重量份计为：
酰胺单体 92.4份；
催化剂 0.4份；
助催化剂 0.2份；
增韧剂 7份；
其特征在于，所述的酰胺单体为62.4份己内酰胺和30份12内酰胺混合物；所述的催化剂为乙醇钠 ；所述的助催化剂为乙酰基己内酰胺；所述的增韧剂为聚异戊二烯和环氧树脂；制备方法如下：
1）将62.4份己内酰胺和30份12内酰胺混合均匀，然后按重量份1：1分别加入到浇铸尼龙设备的A、B反应釜内，抽真空至0.1MPa，加热熔融，在120～150℃下脱水5～20min，停止抽真空，通入氮气；
2）打开反应釜A，加入0.4份的催化剂乙醇钠，抽真空，维持反应器内温度在120～150℃下10～20min；打开反应釜A的同时打开反应釜B，加入0.2份的助催化剂乙酰基己内酰胺、增韧剂5份的聚异戊二烯和2份的环氧树脂，抽真空，维持反应釜内温度120～150℃并保持5～20min；
3）反应釜A、B活性料制备完成后，混合浇铸到已经预热到160℃的模具内，保持模具温度25min，取出产品毛坯；
4）将产品毛坯在170℃的矿物油中浸泡72小时，冷却后，机械加工得到最终成品。
4.一种高强超韧浇铸尼龙打桩机垫，各组分原料配比按重量份计为：
酰胺单体 60份；
催化剂 5份；
助催化剂 15份；
增韧剂 20份；
其特征在于，所述的酰胺单体为己内酰胺；所述的催化剂为己内酰胺溴化镁 ；所述的助催化剂为乙酰基己内酰胺；所述的增韧剂为端氨基聚醚多元醇；制备方法如下：
1）将60份己内酰胺按重量份1：1分别加入到浇铸尼龙设备的A、B反应釜内，抽真空至0.1MPa，加热熔融，在120～150℃下脱水5～20min，停止抽真空，通入氮气；
2）打开反应釜A，加入5份催化剂己内酰胺溴化镁，抽真空，维持反应器内温度在120～150℃下10～20min；打开反应釜A的同时打开反应釜B，加入15份的助催化剂乙酰基己内酰胺、20份的增韧剂端氨基聚醚多元醇，抽真空，维持反应釜内温度120～150℃并保持5～20min；
3）反应釜A、B活性料制备完成后，混合浇铸到已经预热到140℃的模具内，保持模具温度5min，取出产品毛坯；
4）将产品毛坯在沸水中水煮72小时，冷却后，机械加工得到最终成品。
5.一种高强超韧浇铸尼龙打桩机垫，各组分原料配比按重量份计为：
酰胺单体 99.7份；
催化剂 0.1份；
助催化剂 0.1份；
增韧剂 0.1份；
其特征在于，所述的酰胺单体为己内酰胺；所述的催化剂为氢氧化钠；所述的助催化剂为甲苯二异氰酸酯；所述的增韧剂为三乙醇胺；制备方法如下：
1）将99.7份己内酰胺按重量份1：1分别加入到浇铸尼龙设备的A、B反应釜内，抽真空至0.1MPa，加热熔融，在120～150℃下脱水5～20min，停止抽真空，通入氮气；
2）打开反应釜A，加入0.1份催化剂氢氧化钠，抽真空，维持反应器内温度在120～150℃下10～20min；打开反应釜A的同时打开反应釜B，加入0.1份的助催化剂甲苯二异氰酸酯、0.1份的增韧剂三乙醇胺，抽真空，维持反应釜内温度120～150℃并保持5～20min；
3）反应釜A、B活性料制备完成后，混合浇铸到已经预热到170℃的模具内，保持模具温度30min，取出产品毛坯；
4）将产品毛坯在沸水中水煮72小时，冷却后，机械加工得到最终成品。
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