CN1300218C - 一种洗煤机用尼龙筛板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及改性尼龙的应用，具体地说是一种洗煤机用尼龙筛板及其制备方法。洗煤机用尼龙筛板由按以下重量配比的各组分经阴离子开环聚合反应而成：己内酰胺1000份，氢化钠0.5-2.5份，纳米稀土氧化物混合物2-6份，甲苯二异氰酸酯2-3份。其制备方法是在绝氧条件下进行以下步骤：首先将熔融的己内酰胺与氢化钠、纳米稀土氧化物混合物分别混合后，再与甲苯二异氰酸酯混匀；然后再将上述混合物浇入温度为165-175℃的模具中，恒温反应15-20分钟后脱模，并进行常规后处理即可。本发明尼龙筛板具有了机械强度高、耐磨耗、耐温性好、不易水解的优点。
Description
技术领域
本发明涉及改性尼龙的应用，具体地说是一种洗煤机用尼龙筛板及其制备方法。
背景技术
洗煤是洁净煤筛选过程中的一道必经工序，在所用的洗煤机上设有振动筛，筛板固定在振动筛的筛框上。在水流冲击及振动筛的振动作用下，穿过筛板的小煤块落入下面的输送带上，送入下一道洗煤工序，以制造洁净煤；在筛板上面的大煤块，则经传送带传出，做为原煤或再粉碎用煤。目前，在洗煤机上使用的筛板是一种聚氨酯弹性体浇铸筛板，这种筛板是由聚己二酸乙二醇酯在催化剂TDI存在条件下先进行开环反应，再在交联剂存在条件下发生扩链反应，然后再进行浇铸、硫化、脱模等工序制成成品。此筛板制造方法，工艺流程长，生产效率低，而且所制筛板由于机械强度低，所以不耐磨耗；为避免发生脆裂，所以制造的硬度低，造成抗冲击性差；更由于聚氨酯材料本身的耐水解稳定性不高，因此在洗煤机的水流长期冲刷、浸泡条件下，使用寿命很短。虽然聚氨酯弹性体浇铸筛板存在有诸多缺点，但仍然是一种首选的筛板制作材料，因为现有的其他金属或非金属材料，由于都存在有这样或那样的更大缺陷，而均不适于直接用来制作洗煤机筛板。
发明内容
本发明的目的就是提供一种洗煤机用尼龙筛板及其制备方法，以增加洗煤机筛板的理化性能，从而延长其使用寿命。
本发明的目的是这样实现的：洗煤机用尼龙筛板由按以下重量配比的各组分经阴离子开环聚合反应而成：己内酰胺1000份，氢化钠0.5-2.5份，纳米稀土氧化物混合物2-6份，甲苯二异氰酸酯2-3份。
本发明为高分子聚合反应中的阴离子开环聚合反应，其反应机理为：
本发明的关键点之一是，选用极具反应活性的氢化钠作为己内酰胺阴离子开环聚合的活化剂。因为其在为聚合反应提供活化能的同时，也为己内酰胺的阴离子聚合提供了钠离子，从而使其反应形成己内酰胺钠盐。由于其不含有可和己内酰胺中氢原子结合生成水分子的氧原子，因此，只要在反应过程中同时再充入氮气，进行绝氧保护，这样就可避免在聚合反应过程中生成水分子，也就避免了因有水分子存在所造成的尼龙材料聚合度降低的问题，从而使得本发明尼龙材料的聚合度有显著提高。
本发明的关键点之二是，采用纳米级稀土氧化物混合物对尼龙进行改性。由于纳米稀土氧化物具有巨大的表面积和很高的表面能，表面原子有很高的活性，在与己内酰胺大分子发生键合作用后，就使得尼龙分子间的键合作用力大为提高，由此显现出了独特的纳米复合效应。并且，纳米稀土助剂的添加，使得尼龙的大分子周围的小分子聚集状态变为多晶型，从而将原来的一维线性结构尼龙大分子改变成为二维层状或三维块状的立体结构，实现了尼龙的更好的改性，由此使所制的尼龙筛板具有了机械强度高、耐磨耗、耐温性好、不易水解的优点。
由于这种改性尼龙所具有的多晶型、层状或块状的立体分子结构，以及聚合度高的特性，使得所制洗煤机用尼龙筛板更能适应振动、冲击、重压、高温及水流冲刷、浸泡等恶劣工作环境，使用寿命大为提高。
本发明的尼龙筛板优选按以下重量配比聚合而成：己内酰胺1000份，氢化钠1-2份，纳米稀土氧化混合物3-5份，甲苯二异氰酸酯2-3份。所述的纳米稀土氧化物混合物可以是包含氧化铈Ce2O3、氧化镧La2O3及氧化镨Pr2O3·4PrO2的混合物。
本发明洗煤机用尼龙筛板的制备方法是，在绝氧条件下按以下步骤进行：先将熔融的己内酰胺与氢化钠、纳米稀土氧化物混合物分别混合后，再与甲苯二异氰酸酯混匀；然后再将上述混合物浇入温度为165-175℃的模具中，恒温反应15-20分钟后脱模，并进行常规后处理即可。
本发明制备方法中充入氮气进行绝氧保护，还可以有效地避免极具活性的原料反应过于剧烈，以确保反应正常进行。
在上述制备方法下，可以按以下步骤进行：
a、将在绝氧条件下熔化好的1000g己内酰胺倒入A、B两只加热罐内，并继续加热至135-150℃，向A罐内加入纳米稀土氧化物混合物(含氧化铈Ce2O3、氧化镧La2O3及氧化镨Pr2O3·4PrO2)4g，并搅拌；向B罐内加入活化剂氢化钠1.5g，并通入氮气进行绝氧保护；
b、将上述A、B两加热罐内的混合物同时倒入浇铸罐中混合，并加入甲苯二异氰酸酯2.5g，混匀；
c、将上步所得混合物浇入恒温于165-175℃的洗煤机筛板模具中反应15-20分钟后，按常规工艺脱模、修整即可。
上述筛板模具的制筛孔模块应为上大、下小状，这样，由此模具所制筛板的筛孔即为上小、下大的形式，其口径比最好为25∶27。这种结构的筛板，由于其上部入口小，而下部出口大，因此进入筛孔的煤块就能顺利通过筛孔而不易堵塞，从而使洗煤机筛板的出煤效率显著提高。
具体实施方式
实施例1
洗煤机用尼龙筛板是按以下步骤制成：
a、将己内酰胺1000g放入化料罐，升温至90℃，使己内酰胺熔化，并将化料罐密封好，通入氮气进行绝氧保护。
b、将熔化好的己内酰胺分别移入A、B两只加热罐内，并继续加热至135℃，向A罐内加入纳米稀土氧化物混合物(含氧化铈Ce2O3、氧化镧La2O3及氧化镨Pr2O3·4PrO2)2.5g，并搅拌2分钟；向B罐内加入活化剂氢化钠0.8g，并通入氮气进行绝氧保护。
c、将上述A、B两加热罐内的混合物同时加入浇铸罐中混合并加入甲苯二异氰酸酯2.0g，并快速混匀。
d、将上步所得混合物浇入恒温于165℃的洗煤机筛板模具中，反应20分钟后，按常规工艺脱模、修整即可。
实施例2
洗煤机用尼龙筛板是按以下步骤制成：
a、将己内酰胺1000g放入化料罐，升温至95℃，使己内酰胺熔化，并将化料罐密封好，通入氮气进行绝氧保护。
b、将熔化好的己内酰胺倒入A、B两只加热罐内，并继续加热至150℃，向A罐内加入纳米稀土氧化物混合物(含氧化铈Ce2O3、氧化镧La2O3及氧化镨Pr2O3·4PrO2)3.5g，并搅拌2分钟；向B罐内加入活化剂氢化钠1.5g，并通入氮气进行绝氧保护。
c、将上述A、B两加热罐内的混合物同时倒入浇铸罐中混合并加入甲苯二异氰酸酯3g并快速混匀。
d、将上步所得混合物浇入恒温于175℃的洗煤机筛板模具中，反应15分钟后，按常规工艺脱模、修整即可。
实施例3
洗煤机用尼龙筛板是按以下步骤制成：
a、将己内酰胺1000g放入化料罐，升温至90℃，使己内酰胺熔化，并将化料罐密封好，通入氮气进行绝氧保护。
b、将熔化好的己内酰胺倒入A、B两只加热罐内，并继续加热至142℃，向A罐内加入纳米稀土氧化物混合物(含氧化铈Ce2O3、氧化镧La2O3及氧化镨Pr2O3·4PrO2)4.5g，并搅拌2分钟；向B罐内加入活化剂氢化钠2.0g，并通入氮气进行绝氧保护。
c、将上述A、B两加热罐内的混合物同时倒入浇铸罐中混合并加入甲苯二异氰酸酯2.5g并快速混匀；
d、将上步所得混合物浇入恒温于170℃的洗煤机筛板模具中，反应20分钟后，按常规工艺脱模、修整即可。
实施例4
洗煤机用尼龙筛板是按以下步骤制成：
a、将己内酰胺1000g放入化料罐，升温至90℃，使己内酰胺熔化，并将化料罐密封好，通入氮气进行绝氧保护。
b、将熔化好的己内酰胺倒入A、B两只加热罐内，并继续加热至145℃，向A罐内加入纳米稀土氧化物混合物(含氧化铈Ce2O3、氧化镧La2O3及氧化镨Pr2O3·4PrO2)5.5g，并搅拌2分钟；向B罐内加入活化剂氢化钠2.5g，并通入氮气进行绝氧保护。
c、将上述A、B两加热罐内的混合物同时倒入浇铸罐中混合并加入甲苯二异氰酸酯2.5g并快速混匀；
d、将上步所得混合物浇入恒温于175℃的洗煤机筛板模具中，反应20分钟后，按常规工艺脱模、修整即可。
下表是本发明尼龙筛板与现有的聚氨酯筛板的性能参数对比数据：
从以上测试结果可以看出，本发明中采用氢化钠作为活化剂、纳米稀土作为稳定剂及纳米金属添加剂制成洗煤机用纳米稀土浇铸尼龙筛板，具有单一材料所不具备的复合效应，与浇注型聚氨脂(聚脂型)筛板相比，本发明纳米稀土浇铸尼龙筛板的硬度、拉伸强度、抗冲击强度、耐磨耗性、耐水解稳定性均有显著提高。其实际使用周期延长一倍，减少了更换筛板的停机时间，提高了生产效率。以800吨/小时日洗煤机为例，每减少一个班次更换筛板的时间，则可多生产洁净煤6400吨，节约筛板费用43000元。
Claims (5)
1、一种洗煤机用尼龙筛板，其特征在于由按以下重量配比的各组分经阴离子开环聚合反应聚合而成：己内酰胺1000份，氢化钠0.5-2.5份，纳米稀土氧化物混合物2-6份，甲苯二异氰酸酯2-3份。
2、根据权利要求1所述的洗煤机用尼龙筛板，其特征在于所述各组分按以下重量配比经阴离子开环聚合反应聚合而成：己内酰胺1000份，氢化钠1-2份，纳米稀土氧化混合物3-5份，甲苯二异氰酸酯2-3份。
3、根据权利要求1或2所述的洗煤机用尼龙筛板，其特征在于所述的纳米稀土氧化物混合物包含氧化铈Ce2O3、氧化镧La2O3及氧化镨Pr2O3·4PrO2。
4、一种权利要求1所述的洗煤机用尼龙筛板的制备方法，其特征在于在绝氧条件下进行以下步骤：首先将熔融的己内酰胺与氢化钠、纳米稀土氧化物混合物分别混合后，再与甲苯二异氰酸酯混匀；然后再将上述混合物浇入温度为165-175℃的模具中，恒温反应15-20分钟后脱模，并进行常规后处理即可。
5、根据权利要求4所述洗煤机用尼龙筛板的制备方法，其特征在于按以下步骤制成：
a、将在绝氧条件下熔化好的1000g己内酰胺倒入A、B两只加热罐内，并继续加热至135-150℃，向A罐内加入纳米稀土氧化物混合物(含氧化铈Ce2O3、氧化镧La2O3及氧化镨Pr2O3·4PrO2)4g，并搅拌；向B罐内加入活化剂氢化钠1.5g，并通入氮气进行绝氧保护；
b、将上述A、B两加热罐内的混合物同时倒入浇铸罐中混合，并加入甲苯二异氰酸酯2.5g，混匀；
c、将上步所得混合物浇入恒温于165-175℃的洗煤机筛板模具中反应15-20分钟后，按常规工艺脱模、修整即可。
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