CN1262394A - 泥浆泵叶轮及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的泥浆泵叶轮是采用改性增强铸型尼龙材料,其制造方法是利用环状己内酰胺单体通过生成阴离子碱金属盐催化引发开环聚合原理,以玻璃纤维、碳纤维、碳化硅作为填充增强剂,并且在反应体系内增稠分散均匀,注入预热离心转动模具中聚合成型制成的,该制造方法工艺简捷,制得的叶轮表面光洁无气泡,耐磨性好,与铸钢材质叶轮相比使用寿命长。
Description
本发明涉及泥浆泵重要部件叶轮。
泥浆泵机组中的主要部件叶轮原用材质为铸钢ZG35CrMnMo，其成本高，生产工艺复杂，加工困难，铸件制成品还需要校平衡。施用泥浆泵排污清淤过程中，常混有沙石尖硬粒体，极易磨损叶片甚至断裂，而且金属叶轮气蚀现象严重。因此钢质叶轮使用寿命很短，有的仅用几天就已磨损，需要停机更换。这就大大影响工程进度，而且更增加了施工成本和操作人员的劳动强度。
本发明为了克服金属叶轮部件存在的缺点，而提供采用改性增强铸型尼龙制造叶轮。虽然尼龙塑料的机械强度低于金属钢制件，但由于尼龙强韧耐磨，比重为1.16，是钢件的1/7，拆装方便，运转轻快，无功损耗低，而且可以避免金属叶轮因受气蚀现象而损坏，实际使用寿命大幅度提高，制造及消耗成本费用则显著降低。
本发明的泥浆泵叶轮是采用改性增强铸型尼龙材料制成，其制造技术是在环状己内酰胺单体中加入填充增强剂，通过阴离子碱金属盐催化引发开环聚合，于常压下将物料注入预热温度为170-210℃的模具内快速聚合，然后结晶，凝固成型。
本发明改性增强铸型尼龙叶轮的制造方法是按下列顺序、步骤进行：
1、将己内酰胺原料在100-120℃熔化成熔体，
2、在上述熔体中，按单体重量为100％时，加入填充增强剂5-40％，
较佳为5-20％，同时加入1-5％的增稠剂，混合均匀，形成悬
浮反应体系，
3、在上述悬浮体系中，加入NaOH，NaOH用量按摩尔比为己内酰
胺的0.0025-0.02，在120-130℃，减压下进行反应20-30
分钟，脱除水份，得到含有己内酰胺钠盐的己内酰胺熔体，
4、在上述熔体中，于135-140℃加入助催化剂如乙酰基己内酰胺或
多异氰酸酯TDI、MDI、PAPI、列克纳胶JQ-1，或碳酸二苯酯，
其用量按摩尔比为己内酰胺的0.003-0.01，形成浇注料，
5、将上述浇注料，注入到170-210℃预热的离心转动模具中，进行
聚合反应，并同时凝固成型，其模具离心转动速度为100-300转
/分，经5分钟停止转动，
6、上述模具在170-180℃保温20-30分钟，逐步冷却脱模，得到
光洁坚实的异型结构件叶轮制品。
上述的填充增强剂为玻璃纤维、碳纤维、碳化硅、石墨，需预先用硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂处理后使用。
上述增稠剂为溶解在己内酰胺熔体中的尼龙6、尼龙66或尼龙1010聚合体，其中尼龙聚合体按重量比占5-15％。
本发明应用于制造叶轮的模具采用不锈钢或普通钢材质，按照所需形状尺寸设计制成组合模具。模具内壁表面涂上硅油脱模剂薄层，在烘箱或油浴中加热。
本发明铸型尼龙叶轮技术具有制造工艺简捷，不需要高压力的注塑成型机和昂贵的模具，制件成型尺寸不受限制，所得的铸型尼龙叶轮具有较高的耐磨性、冲击韧性和尺寸稳定性，与原铸钢叶轮相比较，使用寿命提高1-2倍。
实施例1：
将己内酰胺1600克置于不锈钢反应釜中，加热至100℃熔化，加入经预处理过的玻璃纤维320克，含尼龙6增稠剂33.6克，氢氧化钠2.56克，在120-135℃，于减压下进行反应，并脱除水份。经15-20分钟，解除真空，使物料保持在143℃，加入助催化剂甲苯二异氰酸酯(TDI)5.44克，摇匀后注入预热至203℃的离心动态模具内，转速为100-300转/分，料液于-分钟内注毕，5分钟后停止模具转动，在175℃保温20分钟，逐步冷却后脱模，所得制品叶轮，填充物料分布均匀，表面光洁，无气泡及空洞，其叶轮外径为252mm，弧形叶片三只，叶片高83mm，厚10mm，直线形背叶片4只，高3mm，锥孔1∶10。
实施例2：
将己内酰胺1600克置于不锈钢反应釜中，加入经预处理过的碳化硅80克，含尼龙6增稠剂28.8克，加热熔化后，加入氢氧化钠2.56克，在120-135℃，于减压下进行反应，并脱除水份。经15-20分钟，解除真空，使物料保持在143℃，加入助催化剂甲苯二异氰酸酯(TDI)5.48克混匀，然后按例1离心动态浇铸工艺在模具内聚合成型，所得制品叶轮，填充物料分布均匀，表面光洁，无气泡及空洞，其叶轮尺寸同实施例1。
实施例3：
将己内酰胺1600克置于不锈钢反应釜中，加入经预处理过的碳纤维160克，含尼龙6增稠剂28.8克，加热熔化后，添加氢氧化钠3.2克，在120-135℃，于减压下进行反应，并脱除水份，经15-20分钟，解除真空，使物料保持在140℃，加入助催化剂JQ-1 17.6克，TDI 2.4克，迅速摇匀后，物料注入预热至180℃的离心转动的模具内，模具转速为100-300转/分，料液于一分钟内注毕，5分钟后停止模具转动，在175℃保温20分钟，冷却至100℃以下脱模，制得物料分布均匀、表面光洁的叶轮制品，其叶轮尺寸同实施例1。
实施例4：
将己内酰胺2300克置于不锈钢反应釜中，加热至120℃熔化，加入经预处理过的玻璃纤维460克，含尼龙6增稠剂48克，氢氧化钠6.51克，在120-135℃，于减压下进行反应，并脱除水份。经20-30分钟，解除真空，使物料保持在145℃，加入助催化剂甲苯二异氰酸酯(TDI)3.45克，碳酸二苯酯11.5克，混匀，按实施例1离心动态浇注成型，所得制品叶轮，填充物料分布均匀，表面光洁，无低聚物和气泡，叶轮外径为264mm，弧形叶片三只均布，叶片高79mm，平均厚度14mm，弧形背叶片4只，锥孔1∶10。
Claims (6)
1、泥浆泵叶轮，原是采用铸钢材料，其特征在于所述的泥浆泵叶轮是采用改性增强铸型尼龙材料。
2、根据权利要求1所述的泥浆泵叶轮的制造方法，其特征在于按下列顺序步骤进行：
(1)将己内酰胺单体在100-120℃熔化成熔体，
(2)在上述熔体中加入填充增强剂5-40％，增稠剂1-5％，形成悬浮体系，
(3)加入按摩尔比为己内酰胺的0.0025-0.02的NaOH，在120-130℃反应15-20分钟，然后加入按摩尔比为己内酰胺的0.005-0.01的助催化剂，形成浇注料，
(4)将上述浇注料，注人170-210℃予热的离心转动模具中，经聚合反应凝固成型。
3、根据权利要求2所述的泥浆泵叶轮的制造方法，其特征在于所述的填充增强剂为用硅烷偶联剂或酞酸酯偶联剂处理的玻璃纤维，碳纤维或碳化硅。
4、根据权利要求2所述的泥浆泵叶轮的制造方法，其特征在于所述的填充增强剂为5-20％。
5、根据权利要求2所述的泥浆泵叶轮的制造方法，其特征在于所述的助催化剂为甲苯二异氰酸酯TDI，甲苯二异氰酸酯与列克纳胶或甲苯二异氰酸酯与碳酸二苯酯的混合物。
6、根据权利要求2所述的泥浆泵叶轮的制造方法，其特征在于所述的增稠剂为溶解在己内酰胺熔体中的尼龙聚合体。
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