[发明专利]复合辊筒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及托辊技术领域，特别是涉及一种复合辊筒及其制备方法。

背景技术

带式运输是散装物料运输的主要方式，被广泛应用于矿山、冶金、电厂、煤炭、水泥、粮库、港口和盐场等行业的散料输送。托辊是带式输送机的核心部件，其性能的优劣直接影响带式输送机能否正常运行。目前，市场上已有的带式输送机托辊主要包括钢制托辊、塑料托辊、陶瓷托辊等几种类型。在使用过程中，这些托辊或多或少都存在一些致命的缺点。传统的钢制托辊，耐磨性差，特别是长时间的磨损后其表面易产生毛刺，导致划伤、划破皮带，造成重大的经济损失；易生锈，在高腐蚀环境下使用时寿命极短；质量重，不便于运输、安装、和维护，使制作成本和使用成本显著提高。塑料托辊具有质量轻、抗冲击、耐腐蚀、噪音低等优势，但其耐磨、耐热、耐候、力学强度等性能明显不能满足市场需求。陶瓷托辊虽然具有耐磨、抗氧化和耐酸碱等优点，但存在脆性大、质量重、安装不便，同心度差等缺点，同时因为托辊两端安装的塑料密封装置与陶瓷、金属的热膨胀系数存在明显的差异，从而导致其实际使用寿命大大缩短。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种复合辊筒及其制备方法，以降低内衬管的重量，提高内衬管的抗弯强度、加工性能。

基于上述目的，本发明提供的复合辊筒包括纤维增强内层和非金属外层，所述纤维增强内层和非金属外层之间通过凸凹镶嵌结构紧密复合成整体；

其中，所述纤维增强内层由以下原料按照各自的重量份配比组成：20～50份玻璃纤维、50～80份合成树脂和4～10份增塑剂；所述非金属外层选自改性聚氨酯、改性丁晴橡胶、改性丁苯橡胶和改性顺丁橡胶材料中的至少一种。

可选地，所述纤维选自玻璃纤维，芳纶纤维和碳纤维中的至少一种。

可选地，所述合成树脂选自环氧树脂，酚醛树脂，乙烯基树脂，不饱和聚酯树脂，聚氯乙烯和尼龙树脂中的至少一种。

可选地，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二丁酯，邻苯二甲酸二辛酯，环氧大豆油中的至少一种。

本发明还提供一种制备上述复合辊筒的方法，包括以下步骤：

按重量份配比将50～80份合成树脂和4～10份增塑剂在搅拌机上混合均匀得到热固性树脂胶，再将20～50份玻璃纤维纱浸渍所述热固性树脂胶，接着通过拉挤机将浸渍了热固性树脂胶的玻璃纤维加工成外表面带有凹槽结构的纤维增强内层；

在带有凹槽结构纤维增强内层的外表面加工非金属外层，所述纤维增强内层和非金属外层之间通过凸凹镶嵌结构紧密复合成整体，即得到复合辊筒；其中所述非金属外层选自改性聚氨酯、改性丁晴橡胶、改性丁苯橡胶和改性顺丁橡胶材料中的至少一种。

可选地，以所述改性聚氨酯为非金属外层的制备过程包括：

按照重量份配比将5～20份经硅烷偶联剂改性的陶瓷粉、20～40份环氧树脂和50～80份熔融的聚氨酯预聚体混合均匀，抽真空至负0.05～0.2兆帕2～8分钟；然后在90℃～140℃的环境下，向混合液中加入1～4份二丁基锡二月桂酸酯和5～20份二氨基二氯二苯甲烷进行反应；反应结束后，将混合液注入放有所述纤维增强内层的模具空隙内，在70℃～150℃固化；

其中，所述陶瓷粉选自二氧化硅、氮化硅、碳化硅和滑石粉中的至少一种。

较佳地，所述陶瓷粉的改性过程为：采用喷雾器将硅烷偶联剂均匀地分散在陶瓷粉的表面，然后将陶瓷粉置于110～130℃的环境下反应3～5小时，得到改性陶瓷粉。

可选地，以所述改性丁晴橡胶、改性丁苯橡胶或改性顺丁橡胶为非金属外层的制备过程包括：

按照重量份配比将40～60份丁晴橡胶或丁苯橡胶或顺丁橡胶、10～30份炭黑、10～300份胶粉、2～15份环氧大豆油和2～15份氧化锌加入到密炼机内在90～150℃的环境下搅拌0.5～2小时成面团状胶料；接着将所述面团状胶团、0.5～3份色母粒和2～10份硫化剂置于60～90℃的开炼机内继续炼胶10～60分钟成片状胶料，再用模切机将所述片状胶料切成胶胚。

优选地，以所述改性丁晴橡胶、改性丁苯橡胶或改性顺丁橡胶为非金属外层的制备过程还包括：将所述胶胚包裹在纤维增强内层的外表面，接着一起放入模具内压实，然后置于90℃～150℃的模具内硫化5～30分钟，得到所述复合辊筒。