一種高耐磨塑料天輪襯墊及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及塑料材料技術領域，具體涉及一種高耐磨塑料天輪襯墊及其制備方法。
【背景技術】
[0002]天輪是提升機常規的鋼絲繩導向系統，其作用在于:在提升及運行過程中改變鋼絲繩運動方向。所以不可避免的需要與鋼絲繩長期作用，由于提升機在運轉過程中，鋼絲繩與輪體間作用力較大，若不加防護，鋼絲繩與金屬輪體之間將產生劇烈摩擦，不但嚴重影響鋼絲繩使用壽命，而且磨損時造成的鋼絲繩斷絲現象更對提升機的運行安全造成影響。天輪襯墊的作用就在于將鋼絲繩與金屬輪體間隔開來，防止鋼絲繩與金屬輪體直接接觸，進而起到保護鋼絲繩的目的。
[0003]經過多年的發展，目前國內已發展出多種材質、不同規格的天輪襯塊，并已廣泛應用于煤炭、冶金等礦山用單繩纏繞式提升機天輪、多繩摩擦式提升機導向輪，以及類似的，利用天輪、導向輪改變鋼絲繩方向的提升設備上。目前國內市場上流通的襯塊主要有以下材質:橡膠、PVC、PP以及超高分子量聚乙烯等;還有采用木質天輪襯墊，由于木質的選材要求較高，現場加工繩槽困難，使用壽命短，造成更換木襯頻繁，因此，采用塑料襯板替代木質襯板成為亟需解決的問題，另一方面，礦用塑料產品要求有抗靜電和阻燃的性能，需要一種阻燃抗靜電的塑料襯墊替代現有的木質襯墊。
[0004]其中，低端產品以PP、PVC襯塊為主，此兩種材質襯塊以低廉的價格和較好的耐磨性為最早應用于天輪、導向輪，但是PP、PVC襯塊的使用周期短，PVC襯塊的耐磨性差、污染環境等弊端已越來越不被人們所接受，使其應用受到越來越多的限制，漸漸不能滿足國內礦山日益提高生產應用的需要;在此前提下，國內主要生產廠發展了以CPUR襯塊為代表的中檔產品。其中，CPUR襯塊雖具有良好的安裝和耐磨性能，但產品耐老化時間短，生產方式落后，質量不穩定。
【發明內容】
[0005]本發明為了解決上述技術問題，提供一種高耐磨塑料天輪襯墊及其制備方法，具有高耐磨性和耐候性。
[0006]本發明為解決上述問題所采用的技術方案為:一種高耐磨塑料天輪襯墊，由以下重量份數的原料組成:尼龍100份、芳綸纖維10?20份、中空玻璃微珠15?20份、鋁礬土5?15份、重晶石5?15份、硬脂酸鎂卜3份、鈦酸酯偶聯劑0.5?1.5份、鄰苯二甲酸二辛酯10?15份、三氧化二銻1?3份、十溴聯苯醚5?10份、導電炭黑10?15份和抗氧劑0.5?1.5份。
[0007]本發明中，所述的尼龍為聚己內酰胺。
[0008]本發明中，所述的硬脂酸鎂為化學純。所述的重晶石中，BaS04 > 90%,Fe < 0.05%，其平均粒徑為10?12微米。
[0009]—種高耐磨塑料天輪襯墊的制備方法，包括以下步驟:步驟一、按照所述重量份數稱取各原料，備用；
步驟二、將稱取的重晶石和硬脂酸鎂加入高速攪拌機中，在30?50°C溫度下，攪拌lOmin，然后加入中空玻璃微珠、招鞏土和鈦酸酯偶聯劑，在同等溫度下攪拌10?12min，制得混合料A，備用；
步驟三、向高速攪拌機的混合物A中依次加入稱取的芳綸纖維、三氧化二銻、十溴聯苯醚(阻燃劑)、導電炭黑、鄰苯二甲酸二辛酯(塑化劑)和抗氧劑，在30?50°C溫度下，攪拌20?30min，然后加入尼龍，在同等溫度下攪拌lOmin，制得混合物B，備用；
步驟四、將混合物B加入螺桿造粒機中，在220?240°C的溫度下進行造粒，制得塑料熔體，將塑料熔體通過注塑機注入模具內，冷卻、脫模、除毛刺，制得天輪襯墊。
[0010]本發明中引入芳綸纖維，尼龍和芳綸纖維具有良好的熱力學相容性，可提升塑料的耐沖擊性和抗低溫性能。其中，添加的鋁礬土中含有少量的Ti02以及微量的鈣鎂和堿土金屬氧化物，在造粒時，能夠產生少量的液相，降低燒結溫度，而加入的重晶石能夠與堿土金屬氧化物生成低熔點共熔物，使在較低的溫度下就有液相產生，潤濕剛玉晶體，得到致密的塑料。
[0011 ]本發明添加的中空玻璃微珠被鈦酸酯偶聯劑進行改性，中空玻璃微珠比表面積大，與其他組分接觸面積大，當塑料襯墊受到外力沖擊時，中空玻璃微珠能夠吸收沖擊能量；同時，改性中空玻璃微珠和硬脂酸鎂提高了材料的流動性，改善因添加重晶石、鋁礬土對塑料熔體粘度的影響。而且，添加的導電炭黑、三氧化二銻、十溴聯苯醚能夠起到協同阻燃作用，其中，導電炭黑能夠填充在中空玻璃微珠之間的空隙，增強了材料的致密度，使氣體不能自由進出，熱量無法自由交換，提高了材料的阻燃和抗靜電性能。
[0012]尼龍的分子結構中含有羰基、烴基等多種鍵型，在摩擦過程中發生了氧化反應，使尼龍表面的力學性能降低，最終導致磨損量增加，而鋁礬土中的氧化鋁在材料中表現為納米尺寸，提高了材料的沖擊強度和耐磨性。本發明在尼龍中添加芳綸纖維，降低了產品的密度，大大減輕產品重量;蠕變小，伸長率低，尺寸穩定性好。
[0013]有益效果:1、本發明利用芳綸纖維增強熱固性材料尼龍，熱固性材料內部組織間隙小，分子間存在交聯，芳綸纖維提高了尼龍的化學穩定性，擴大了塑料襯墊的使用溫度范圍，使其在超低溫下不產生脆裂，而且，減少了磨損過程中纖維的損失，使襯墊在粘著磨損過程中形成較厚的轉移膜，摩擦與磨損性能得到改善。
[0014]2、本發明利用在熱固性材料中添加改性的重晶石、中空玻璃微珠和鋁礬土，能夠在襯墊與鋼絲繩對磨時，在對磨金屬表面產生摩擦轉移膜，提高了襯墊的耐磨性，三者共同的協同作用，既降低了襯墊的磨損量，提高了表面硬度，又提高了耐沖擊強度。同時，添加的中空玻璃纖維在界面上能夠微量破裂和分層，可束縛大分子的鏈間運動，放置大面積的帶狀磨損。
[0015]3、本發明制備工藝簡單，制得的塑料襯墊具有良好的抗靜電、阻燃性能，而且能保持較高拉伸性能，使用壽命高;天輪襯墊的抗干裂、耐潮濕性能好，尤其適應于礦井淋水過、腐蝕性強等惡劣環境下使用。
【具體實施方式】
[0016]下面結合具體實施例對本發明的高耐磨塑料天輪襯墊及其制備方法作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。
[0017]一種高耐磨塑料天輪襯墊，由以下重量份數的原料組成:尼龍100份、芳綸纖維10?20份、中空玻璃微珠15?20份、鋁礬土 5?15份、重晶石5?15份、硬脂酸鎂1?3份、鈦酸酯偶聯劑0.5?1.5份、鄰苯二甲酸二辛酯10?15份、三氧化二銻1?3份、十溴聯苯醚5?10份、導電炭黑10?15份和抗氧劑0.5-1.5份。
[0018]實施例1
一種高耐磨塑料天輪襯墊的制備方法，包括以下步驟:
步驟一、按照所述重量份數稱取各原料:尼龍100份、芳綸纖維20份、中空玻璃微珠15份、鋁礬土 10份、重晶石8份、硬脂酸鎂1.5份、鈦酸酯偶聯劑1.5份、鄰苯二甲酸二辛酯12份、三氧化二銻2份、十溴聯苯醚10份、導電炭黑10份和抗氧劑1.3份，備用；
步驟二、將稱取的重晶石和硬脂酸鎂加入高速攪拌機中，在45°C溫度下，攪拌lOmin，