CN103387703A

CN103387703A - 高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒及制作工艺

Info

Publication number: CN103387703A
Application number: CN2013103338994A
Authority: CN
Inventors: 李亚军; 吴建军; 刘建生
Original assignee: HUNAN JINCHENG MINING MACHINERY MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: HUNAN JINCHENG MINING MACHINERY MANUFACTURING Co Ltd
Priority date: 2013-08-04
Filing date: 2013-08-04
Publication date: 2013-11-13

Abstract

本发明公开了一种高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒及制作工艺。该托辊管筒按照重量比由以下材料组成：超高分子聚乙烯占87%-92%，抗静电剂占0.5%-1.5%，纳米瓷粉材料占3.5%-6.5%，偶联剂占1%-1.5%。本发明具有高强度、抗静电、抗腐蚀、耐磨损使用寿命长等优点。

Description

高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒及制作工艺

技术领域

本发明涉及托辊技术领域，更具体的说，特别涉及一种高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒及制作工艺。

背景技术

托辊装置广泛运用于露天、粉尘大、腐蚀性高的恶劣环境中，如：采矿、化工、焦化、钢铁、冶金等行业中；但是目前国内的托辊中的管筒一般采用钢铁棍，其存在的缺陷是：强度低、重量大、能耗高、不耐腐蚀、不抗静电以及耐磨性差等，尤其是在腐蚀和磨损的多重作用下，使用寿命变的更短。同时，现有技术较多的是在托辊的结构设计（如密封结构）上进行改进，但是并没有从本质上解决以上的问题。

发明内容

本发明的目的之一在于针对现有技术中存在强度低、重量大、能耗高、不耐腐蚀、不抗静电以及耐磨性差等的技术问题，提供一种高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒。

为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：一种高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒，其按照重量比份，其由以下材料组成，超高分子聚乙烯占87%-92%，抗静电剂占0.5%-1.5%，纳米瓷粉材料占3.5%-6.5%，偶联剂占1 %-1.5%。

根据本发明的一优选实施例：所述抗静电剂为金属粉、石墨粉或碳墨中的一种或一种以上的混合物。

根据本发明的一优选实施例：所述偶联剂为硅烷、钛酸酯、磷酸酯或铬络合物。

本发明的另一目的在于提供上述高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒的制作工艺。

为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：一种高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒的制作工艺，包括以下步骤：①配料：按组分称出超高分子量聚乙烯材料；②烘干：将称好的超高分子量聚乙烯烘干；③混合：将烘干超高分子量聚乙烯、与纳米瓷粉材料、偶联剂、金属粉、石墨粉或碳墨材料在混合机里充分混合搅拌；④挤出：把混合搅拌好的混合材料放入已经加热的挤出机中加温、加压、保压；并通过挤出机从模具成型形成圆筒；⑤冷却出模：将圆筒用水箱冷却后、脱模、出模；⑥截料：机加工截成所需长度的圆筒。

根据本发明的一优选实施例：所述步骤④中的挤出机从模具成型形成的圆筒的直径为89 mm、108 mm、133 mm或159mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的托辊管筒具有高强度、抗静电、抗腐蚀、耐磨损使用寿命长等优点。

附图说明

图1为本发明的高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒的制作工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一。

本实施例提供的一种高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒，其按照重量比份，其由以下材料组成，超高分子聚乙烯占87%-92%，抗静电剂占0.5%-1.5%，纳米瓷粉材料占3.5%-6.5%，偶联剂占1 %-1.5%。

其中，抗静电剂可以为金属粉、石墨粉或碳墨中的一种或一种以上的混合物。所述偶联剂为硅烷、钛酸酯、磷酸酯或铬络合物。作为优选，本发明中选择偶联剂为硅烷。

采用该配方的托辊管筒具有较高强度、抗静电、抗腐蚀、耐磨损使用寿命长。耐磨性好，比碳钢、黄铜要高数倍；自润滑性好冲击性能高，在一定分子量范围内其性能随分子量增加而提高。

实施例二。

本实施例提供一种高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒的制作工艺，包括以下步骤：①配料：按组分称出超高分子量聚乙烯材料；②烘干：将称好的超高分子量聚乙烯烘干；③混合：将烘干超高分子量聚乙烯、与纳米瓷粉材料、偶联剂、金属粉、石墨粉或碳墨材料在混合机里充分混合搅拌；④挤出：把混合搅拌好的混合材料放入已经加热的挤出机中加温、加压、保压；并通过挤出机从模具成型形成圆筒；⑤冷却出模：将圆筒用水箱冷却后、脱模、出模；⑥截料：机加工截成所需长度的圆筒。

本实施例中可制作的圆筒的直径为89 mm、108 mm、133 mm或159mm，产品可用于煤矿用带式输送机上。

实施例三。

本实施例中，托辊管筒的配方为：超高分子聚乙烯为87kg ，抗静电剂：铜粉0.2kg，石墨粉作为0.9kg，纳米瓷粉材料为3.5kg，阻燃剂（硼酸锌）为0.3kg，偶联剂（钛酸酯）为3kg。

本实施例的托辊管筒制作方法如下：第一步：称取超高分子聚乙烯87kg，并烘干;

第二步：添加辅料，并混合，其中：铜粉0.2kg和石墨粉0.9kg作抗静电剂，纳米瓷粉材料3.5kg，0.3kg硼酸锌作阻燃剂，偶联剂3kg同烘干的超高分子聚乙烯充分混合；第三步：挤出，在加温、加压、保压下通过管型模具挤出；第四步：在冷却箱里冷却出模；第五步：截料，机加工截成所需长度的圆筒；分别形成89 mm、108 mm、133 mm或159mm的管筒。

实施例四。

本实施例中，托辊管筒的配方为：超高分子聚乙烯为85kg，抗静电剂：铜粉0.2kg，石墨粉作为1kg，纳米瓷粉材料为6.5kg，阻燃剂（硼酸锌）为0.3kg，偶联剂（硅烷）为7kg。

本实施例的托辊管筒制作方法如下：第一步：称取超高分子聚乙烯85kg ,并烘干;

第二步：添加辅料，并混合，其中：铜粉0.2kg和石墨粉1kg作抗静电剂，0.3kg硼酸锌作阻燃剂，纳米瓷粉材料 6.5kg，偶联剂占7kg同烘干的超高分子聚乙烯充分混合；第三步：挤出，在加温、加压、保压下通过管型模具挤出；第四步：在冷却箱里冷却出模；第五步：截料，机加工截成所需长度的圆筒；分别形成89mm、108mm、133mm或159mm的管筒。

通过本发明的配方和制作工艺，可以得出本发明的托辊管筒具有如下优点。

1、耐磨性好：由于目前超高分子量聚乙烯抗磨耗性居塑料之首，是塑料的5-7倍，是钢管的7-10倍，是黄铜管的27倍；且在本发明中加入纳米瓷粉材料进改性，使耐磨性能大为提高。

2、高抗冲击性：本发明按GB1843进行悬臂梁冲击试验无破坏，无论是外力强击，还是内压力波动，都难以使其开裂，其冲击强度是尼龙66的10倍，是聚氯乙烯的20倍，是聚乙烯的4倍，尤其是在低温环境，其冲击强度反而达到最高值。

3、磨擦系数为0.07-0.11：相当于冰与冰之间的磨擦系数，用于管材表现出极高的自润滑性和抗结垢性，可以显著节省输送能耗。减摩擦自润滑，吸水小，不粘结，制作托辊管筒可以减少清扫托辊管筒的麻烦，节能约为25%。

4、优异的化学稳定性：由于本发明中的超高分子量聚乙烯在化学稳定性上类似于聚四氟乙烯，是一种惰性材料，除极少数溶剂对其有腐蚀性外，常见的无机、有机酸、碱、盐和有机溶剂对本发明的托辊管筒均没有腐蚀性。

5、优异的抗老化性能：在自然日照条件下，本发明由于采用了超高分子量聚乙烯，使得托辊管筒老化寿命为50年，是金属托辊管筒的3-5倍。

6、卫生无毒：可直接接触食品，不污染环境，卫生环保，同有效地降低了运行噪音，由于采用了超高分子量聚乙烯，使其具有很好的抗冲击性、吸收性和阻燃性，能有效地消除噪音和振动。

7、密度小质量轻，转动惯量小，所需电机牵引功率小；节能降耗，大大提高了托辊管筒运行的速度。

8、本发明的托辊管筒制备工艺简单、成本低、应用范围广，是非常有竞争力“以塑代钢”产品。

9、由于纳米瓷粉材料的加入，且改性纤维的强度基本不变，但模量提高了10%，而纤维断裂的延伸率有所减少，纳米瓷粉材料对纤维的结晶形态没有影响，却改善纤维的热力学性能，并使纤维的熔点大大升高，熔融再结晶温度也所提高。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒，其特征在于：按照重量比份，其由以下材料组成，超高分子聚乙烯占87%-92%，抗静电剂占0.5%-1.5%，纳米瓷粉材料占3.5%-6.5%，偶联剂占1 %-1.5%。

2.根据权利要求1所述的高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒，其特征在于：所述抗静电剂为金属粉、石墨粉或碳墨中的一种或一种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒，其特征在于：所述偶联剂为硅烷、钛酸酯、磷酸酯或铬络合物。

4.实现权利要求1所述的高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒的制作工艺，其特征在于：包括以下步骤：

①配料：按组分称出超高分子量聚乙烯材料；

②烘干：将称好的超高分子量聚乙烯烘干；

③混合：将烘干超高分子量聚乙烯、与纳米瓷粉材料、偶联剂、金属粉、石墨粉或碳墨材料在混合机里充分混合搅拌；

④挤出：把混合搅拌好的混合材料放入已经加热的挤出机中加温、加压、保压；并通过挤出机从模具成型形成圆筒；

⑤冷却出模：将圆筒用水箱冷却后、脱模、出模；

⑥截料：机加工截成所需长度的圆筒。

5.根据权利要求4所述的高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒的制作工艺，其特征在于：所述抗静电剂为金属粉、石墨粉或碳墨中的一种或一种以上的混合物。

6.根据权利要求4所述的高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒的制作工艺，其特征在于：所述偶联剂为硅烷、钛酸酯、磷酸酯或铬络合物。

7.根据权利要求4所述的高速高分子聚乙烯改性纳米陶瓷粉托辊管筒的制作工艺，其特征在于：所述步骤④中的挤出机从模具成型形成的圆筒的直径为89 mm、108 mm、133 mm或159mm。