[发明专利]一种高分子—陶瓷复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造托辊用的复合材料，尤其是一种制造托辊用的高分子——陶瓷复合材料。

背景技术

带式输送机是工程上常用的一种输送机械设备，它结构简单、造价低廉，并且维护方便，可以实现不同距离的输送物料的要求，被广泛应用在冶炼、矿山、火力发电厂等工程实际中。在带式输送机中托辊的作用是支撑输送带和重物，减少输送带的重磨和运行中的摆动，以保证输送带沿预定方向平稳运行。是输送机中的重要的零件之一，在当前技术中，由于托辊材质和结构不完善，在托辊使用过程中，由于水、尘埃及各种有害物质(酸、碱、盐等)的侵蚀，对零件造成腐蚀，造成密封效果不能长久保持，特别是不耐磨，致使托辊寿命缩短，传统的无缝钢管制成的托辊，在使用中很容易因化学腐蚀且运行过程中极易产生静电，因而限制了其使用，国家钢制托辊的平均寿命远低于设计寿命，一般在8000h以下，而市场上的耐磨陶瓷制成的托辊，虽然具有耐磨、耐酸碱、抗氧化等优点，但具有质量重、韧性差、性脆等缺点，单一的高分子材料制成的塑料托辊，它与钢制托辊相比，具有质量轻、成本低、耐腐蚀、抗冲击、高速运行噪音低等显著优点外，但塑料托辊耐温、耐气候变化、耐磨等性能不如陶瓷，因此可以说这些材料制成的托辊普遍存在着寿命短、维护量大等缺陷，在一定程度上制约着带式输送机的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种高分子——陶瓷复合材料，用这种复合材料制成的托辊，它皆具高分子材料和陶瓷材料的性能特点，具备高强度、耐磨损、抗静电、阻燃、防腐蚀、重量轻、高速运行噪音低、使用寿命长、价格低等优点。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种高分子——陶瓷复合材料，其配方为：尼龙、陶瓷粉、玻璃纤维、复合润滑剂。

所用材料的配比为(重量百分比)：尼龙6(PA6)：35％-45％；陶瓷粉：20％-35％；玻璃纤维：15％-25％；复合润滑剂：3％-5％。其中复合润滑剂由二硫化钼和石墨按1∶1-2重量的配比混合而成。

采用上述方案后，本发明采用尼龙6(PA6)为基体材料，尼龙是具有重复酰胺结构的一类半结晶性、热塑性高分子材料，被广泛用于工程材料的聚酰胺树脂的尼龙6(PA6)具有良好的机械强度、韧性、耐油耐溶济性、减磨抗磨特性，特别是耐磨料磨损性能优异，在有异物混入或对偶材料表面粗糙度较大的情况条件下使用时，抗磨能力明显优于其他树脂材料，且强度高、韧性好。陶瓷粉作为一种填料加入配方，它选用氧化铝陶瓷超微粉，陶瓷粉填料可减低聚合物的磨损，因为填料增大了转移膜和磨损对偶之间的粘结性，合适用量的陶瓷粉不仅可以增强聚合物，同时可改善聚合物的耐热性能、尺寸稳定性、膨胀性、硬度和收缩性等，同时还能降低成本。玻璃纤维作为一种增强剂加入配方，因为玻璃纤维具有很高的强度和刚度以及良好的导热性，可改善聚合物的摩擦磨损特性，并提高其力学性能和使用寿命。本发明使用的复合润滑剂由二硫化钼、石墨等固体润滑剂复合组成，为了提高基体材料摩擦磨损性能，对润滑性的选择至关重要，把复合润滑剂与聚合物复合，在摩擦过程中固体复合润滑剂逐渐转移进入摩擦界面而起润滑作用，这样可提高聚合物复合材料的摩擦等性能——降低摩擦系数，提高耐磨性。固体复合润滑剂之所以具有抗摩减摩作用是因为在传动过程中摩擦界面上形成了低剪切强度的转移膜。

下面结合实施方式对本发明作进一步的详细说明：

具体实施方式：

一种高分子——陶瓷复合材料，其配方为(重量百分比)：尼龙6(PA6)：45％；陶瓷粉：30％；玻璃纤维：20％；复合润滑剂：5％。其中尼龙6(PA6)为基体材料；陶瓷粉为氧化铝陶瓷经粉碎的微粉，起填充作用；玻璃纤维是一种增强剂；复合润滑剂由二硫化钼、石墨按重量1∶1配比混合而成起改性作用。

本发明的复合材料按配比混合后，在螺杆挤出机中混炼挤出并水冷造粒，再经注射成型机加工成皮带托辊。