本發(fā)明涉及一種塑料托輥及其制備方法，屬于大型皮帶運(yùn)輸機(jī)械配件
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：皮帶輸送機(jī)是快捷的物料輸送設(shè)備，可輸送礦石、礦粉、煤炭、焦炭、黃沙、糧食、食鹽等物料，托輥是帶式輸送機(jī)的重要部件，托輥的種類多，使用數(shù)量大。一般情況下，托輥的作用是支撐輸送帶和物料重量，因此托輥的質(zhì)量尤為重要。所以，托輥運(yùn)轉(zhuǎn)必須靈活可靠，減少輸送帶同托輥的磨損，對輸送帶的壽命起著關(guān)鍵作用，雖然托輥在帶式輸送機(jī)中是一個(gè)較小部件，結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，但制造出高質(zhì)量的托輥并非易事。專利號(hào)為cn96115855.7的發(fā)明專利，公開了一種抗靜電、阻燃煤礦井下塑料托輥用組合物及其制造方法。利用本專利所公開的原材料和方法，制備具有抗靜電、阻燃的塑料托輥，至少需要14種之多的化學(xué)原材料，利用塑料為主要原料制備成型的托輥，由于強(qiáng)度低、不耐沖擊、耐磨性能低，故不能在經(jīng)常連續(xù)作業(yè)的煤礦輸送機(jī)上使用。因此，亟待制備出一種強(qiáng)度高，具有較好的耐磨性能的塑料托輥。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有的以塑料為主要原料制備得到的托輥強(qiáng)度低，耐磨性能低，不能在連續(xù)作業(yè)的輸送機(jī)上使用的問題，提供了一種塑料托輥及其制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種塑料托輥，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的原料：30～40份尼龍樹脂、15～20份濃縮液、5～8份濾餅、1～3份偶聯(lián)劑、1～3份阻燃劑、0.1～0.3份引發(fā)劑和1～3份增塑劑；所述的濃縮液是由以下步驟得到的：將40～50g對羥基苯乙酮、20～30g苯酚和150～200ml乙醚，在150～160℃混合后，再加入1～3g五氧化二釩，保溫反應(yīng)60～90min后過濾，得到濾液，將濾液旋蒸濃縮，得到濃縮液；所述的濾餅是由以下步驟得到的：（1）將100～200g氧化鋅在1000～1200℃煅燒60～90min，得到氧化鋅晶須，將50～60g氧化鋅晶須和100～200g絹云母粉碎后，得到混合粉末；（2）將混合粉末、3～5g高錳酸鉀和200～300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68%硝酸溶液，在70～80℃混合2～3h后過濾，得到濾渣，將濾渣與200～300ml氯化亞砜在85～95℃反應(yīng)1～2h后，再加入20～30ml乙二胺，繼續(xù)反應(yīng)3～4h后過濾，得到濾餅。所述的尼龍樹脂為改性尼龍樹脂，改性尼龍樹脂的制備步驟為：將100～200g尼龍樹脂、20～30g2,4-二甲苯二異氰酸酯和250～300ml丙酮，于氮?dú)獗Ｗo(hù)下在240～260℃反應(yīng)2～3h，得到產(chǎn)物，將產(chǎn)物干燥，即得改性尼龍樹脂。所述的尼龍樹脂為尼龍6或尼龍66中的一種或兩種。所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑kh-550、硅烷偶聯(lián)劑kh-570中的一種或兩種。所述的阻燃劑為三氧化二銻、氫氧化鎂中的一種或兩種。所述的引發(fā)劑為6-氨基己酸。所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二辛酯中的一種或幾種。一種塑料托輥的制備方法，具體制備步驟為：（1）按重量份數(shù)配比，進(jìn)行取原料；（2）將原料加入到混煉機(jī)中，在70～80℃、0.3～0.5mpa下混煉8～10min，得到混合物，將混合物置于模具中，在150～160℃下壓制10～15min后脫模，得到塑料托輥。本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：（1）本發(fā)明將尼龍與2,4-二甲苯二異氰酸酯進(jìn)行反應(yīng)，利用異氰酸基與尼龍中的酰胺鍵、羧基、氨基等發(fā)生接枝反應(yīng)，可減少尼龍分子中的吸水基團(tuán)，同時(shí)使尼龍分子內(nèi)部的交聯(lián)度增加，有利于尼龍樹脂強(qiáng)度與模量的提高，并且改性尼龍樹脂中含有的苯基增加了空間位阻，可阻止水分子進(jìn)入尼龍內(nèi)部，進(jìn)而提高尼龍樹脂的力學(xué)強(qiáng)度，同時(shí)對羥基苯乙酮與苯酚反應(yīng)得到聚對乙烯基苯酚，聚對乙烯基苯酚中含有的酚羥基與尼龍樹脂中的羰基形成氫鍵的趨勢較水分子高，添加聚對乙烯基苯酚后，酚基占據(jù)尼龍中的羰基和酰胺基，使其吸水率降低，進(jìn)而力學(xué)性能提高；（2）本發(fā)明將具有優(yōu)異耐磨性能的氧化鋅晶須和絹云母作為耐磨增強(qiáng)劑，將氧化鋅晶須和絹云母經(jīng)羧酸化、酰氯化處理后，再引入二元胺，然后利用氨基化的氧化鋅晶須和絹云母在引發(fā)劑作用下與改性尼龍樹脂進(jìn)行引發(fā)聚合，進(jìn)而增加改性尼龍樹脂的耐磨性。具體實(shí)施方式取100～200g尼龍樹脂、20～30g2,4-二甲苯二異氰酸酯和250～300ml丙酮加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶，將三口燒瓶置于沙浴鍋中，控制沙浴溫度為240～260℃，再向三口燒瓶中通入氮?dú)?，控制氮?dú)獾耐ㄈ胨俾蕿?～12ml/min，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下保溫?cái)嚢璺磻?yīng)2～3h，反應(yīng)結(jié)束后，停止通入氮?dú)?，得到產(chǎn)物，將產(chǎn)物移入烘箱中，在95～105℃下干燥5～6h，得到改性尼龍樹脂，取40～50g對羥基苯乙酮、20～30g苯酚和150～200ml乙醚加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將三口燒瓶移入數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為150～160℃，轉(zhuǎn)速為200～300r/min的條件下攪拌混合25～30min后，再向三口燒瓶中加入1～3g五氧化二釩，保溫反應(yīng)60～90min，反應(yīng)結(jié)束后過濾，得到濾液，將濾液移入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，旋蒸濃縮20～30min，得到濃縮液，取100～200g氧化鋅加入到坩堝中，將坩堝放入馬弗爐中，設(shè)定馬弗爐的升溫速率為120℃/h，升溫至1000～1200℃后，保溫煅燒60～90min，再自然冷卻至室溫，得到氧化鋅晶須，將50～60g氧化鋅晶須和100～200g絹云母加入到冷凍粉碎機(jī)中粉碎30～40min，得到混合粉末，將混合粉末、3～5g高錳酸鉀和200～300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68%硝酸溶液加入到燒杯中，將燒杯置于水浴鍋中，控制水浴溫度為70～80℃，攪拌混合2～3h后過濾，得到濾渣，將濾渣和200～300ml氯化亞砜加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將燒瓶置于水浴鍋中，控制水浴溫度為85～95℃，加熱反應(yīng)1～2h后，再向三口燒瓶中加入20～30ml乙二胺，繼續(xù)攪拌反應(yīng)3～4h后過濾，得到濾餅，最后按重量份數(shù)計(jì)，取30～40份改性尼龍樹脂、15～20份濃縮液、5～8份濾餅、1～3份偶聯(lián)劑、1～3份阻燃劑、0.1～0.3份引發(fā)劑和1～3份增塑劑加入到混煉機(jī)中，在70～80℃、0.3～0.5mpa下混煉8～10min，得到混合物，將混合物置于模具中，在150～160℃下壓制10～15min后脫模，得到塑料托輥。所述的尼龍樹脂為尼龍6或尼龍66中的一種或兩種。所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑kh-550、硅烷偶聯(lián)劑kh-570中的一種或兩種。所述的阻燃劑為三氧化二銻、氫氧化鎂中的一種或兩種。所述的引發(fā)劑為6-氨基己酸。所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二辛酯中的一種或幾種。實(shí)例1取200g尼龍樹脂6、30g2,4-二甲苯二異氰酸酯和300ml丙酮加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶，將三口燒瓶置于沙浴鍋中，控制沙浴溫度為260℃，再向三口燒瓶中通入氮?dú)猓刂频獨(dú)獾耐ㄈ胨俾蕿?2ml/min，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下保溫?cái)嚢璺磻?yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后，停止通入氮?dú)猓玫疆a(chǎn)物，將產(chǎn)物移入烘箱中，在105℃下干燥6h，得到改性尼龍樹脂6，取50g對羥基苯乙酮、30g苯酚和200ml乙醚加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將三口燒瓶移入數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為160℃，轉(zhuǎn)速為300r/min的條件下攪拌混合30min后，再向三口燒瓶中加入3g五氧化二釩，保溫反應(yīng)90min，反應(yīng)結(jié)束后過濾，得到濾液，將濾液移入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，旋蒸濃縮30min，得到濃縮液，取200g氧化鋅加入到坩堝中，將坩堝放入馬弗爐中，設(shè)定馬弗爐的升溫速率為120℃/h，升溫至1200℃后，保溫煅燒90min，再自然冷卻至室溫，得到氧化鋅晶須，將60g氧化鋅晶須和200g絹云母加入到冷凍粉碎機(jī)中粉碎40min，得到混合粉末，將混合粉末、5g高錳酸鉀和300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68%硝酸溶液加入到燒杯中，將燒杯置于水浴鍋中，控制水浴溫度為80℃，攪拌混合3h后過濾，得到濾渣，將濾渣和300ml氯化亞砜加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將燒瓶置于水浴鍋中，控制水浴溫度為95℃，加熱反應(yīng)2h后，再向三口燒瓶中加入30ml乙二胺，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h后過濾，得到濾餅，最后按重量份數(shù)計(jì)，取40份改性尼龍樹脂6、20份濃縮液、8份濾餅、3份硅烷偶聯(lián)劑kh-550、3份三氧化二銻、0.3份6-氨基己酸和3份鄰苯二甲酸二丁酯加入到混煉機(jī)中，在80℃、0.5mpa下混煉10min，得到混合物，將混合物置于模具中，在160℃下壓制15min后脫模，得到塑料托輥。實(shí)例2取50g對羥基苯乙酮、30g苯酚和200ml乙醚加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將三口燒瓶移入數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為160℃，轉(zhuǎn)速為300r/min的條件下攪拌混合30min后，再向三口燒瓶中加入3g五氧化二釩，保溫反應(yīng)90min，反應(yīng)結(jié)束后過濾，得到濾液，將濾液移入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，旋蒸濃縮30min，得到濃縮液，取200g氧化鋅加入到坩堝中，將坩堝放入馬弗爐中，設(shè)定馬弗爐的升溫速率為120℃/h，升溫至1200℃后，保溫煅燒90min，再自然冷卻至室溫，得到氧化鋅晶須，將60g氧化鋅晶須和200g絹云母加入到冷凍粉碎機(jī)中粉碎40min，得到混合粉末，將混合粉末、5g高錳酸鉀和300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68%硝酸溶液加入到燒杯中，將燒杯置于水浴鍋中，控制水浴溫度為80℃，攪拌混合3h后過濾，得到濾渣，將濾渣和300ml氯化亞砜加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，將燒瓶置于水浴鍋中，控制水浴溫度為95℃，加熱反應(yīng)2h后，再向三口燒瓶中加入30ml乙二胺，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h后過濾，得到濾餅，最后按重量份數(shù)計(jì)，取40份尼龍樹脂6、20份濃縮液、8份濾餅、3份硅烷偶聯(lián)劑kh-550、3份三氧化二銻、0.3份6-氨基己酸和3份鄰苯二甲酸二丁酯加入到混煉機(jī)中，在80℃、0.5mpa下混煉10min，得到混合物，將混合物置于模具中，在160℃下壓制15min后脫模，得到塑料托輥。對照例：河南省某塑料有限公司生產(chǎn)的塑料托輥。將實(shí)例及對照例的塑料托輥進(jìn)行檢測，具體檢測如下：1.拉伸強(qiáng)度：按照gb13022-1991塑料薄膜拉伸性能試驗(yàn)方法，在電子萬能試驗(yàn)機(jī)上對塑料托輥進(jìn)行拉伸性能的測試，拉伸速度為20.0mm/min，測試的環(huán)境溫度為25℃；2.缺口強(qiáng)度測試：按照gb1043-1779的硬質(zhì)塑料簡支梁沖擊試驗(yàn)方法，在擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)上對帶缺口的塑料托輥進(jìn)行測試，測試的環(huán)境溫度為25℃；3.摩擦磨損性能的測試：按照gb3960-1983的塑料滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)方法，在摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上測試，測試條件為：試驗(yàn)過程中上轉(zhuǎn)軸保持靜止，下轉(zhuǎn)軸以200r/min轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，做滑動(dòng)摩擦，對磨2h，負(fù)荷為196n，樣品規(guī)格為30mm×6mm×7mm。具體檢測結(jié)果如表1。表1檢測項(xiàng)目實(shí)例1實(shí)例2對照例拉伸強(qiáng)度（mpa）70.563.965.6缺口沖擊強(qiáng)度（kj/m2）16.513.214.8磨損量（mg）5.16.55.8吸水率（%）0.81.21.1由表1可知，本發(fā)明制備的塑料托輥強(qiáng)度高，具有較好的耐沖擊性能和耐磨性能。當(dāng)前第1頁12