[发明专利]矿用金属/聚合物复合输送机托带辊及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种矿用金属/聚合物复合输送机托带辊及其制备方法。

技术背景：

煤矿、油田、矿山环境恶劣，所用的设备、管材等，国家有明确的安全和使用标准。目前煤矿、油田、矿山所用的输送机托辊多采用钢材、PE、PVC材质制成，这些钢制品或塑料制品各有各的弊端，其中钢质制品易腐蚀，成本高，运行噪音大，钢管与皮带扣摩擦碰撞极易产生火花，在煤矿、油田、矿山应用领域具有很大的安全隐患，且容易生锈，使用寿命短；PE制品的生产依赖于石油，而石油是国家能源的战略物资，在石油资源短缺的今天弊端尤为明显，同时PE制品在耐磨、导热性能上也存在一定的不足；而PVC制品生产原料可以不依赖石油，直接用电石为原料，并且本身具有阻燃性能，生产成本也比PE低得多，但它的物理性能如刚性、韧性、耐磨、耐压性能又比较低，重载变形大，长时间使用韧性不好，低温下(-20℃)容易发脆，干裂，从而影响了托辊的使用寿命。传统的辊体管制备技术都是通过挤出机单层挤压成型，这种技术挤出的抗静电、抗燃烧塑料辊体管材成本高，拉伸强度、冲击强度、加工性能较差，为了改善性能，不得不增加其他加工助剂，进一步加剧成本的上升和强度的降低，而为了弥补强度下降的弊端，又不得不增加管材的壁厚，从而增加了成本。

发明内容：

为了克服了钢制托辊易腐蚀、易产生静电、噪音高的缺点，克服聚乙烯和聚氯乙烯塑料托辊存在的重载变形大，成品率低、耐磨性能差、成本高的缺点，本发明提供了一种矿用金属/聚合物复合输送机托带辊及其制备方法。

这种托带辊主要以聚氯乙烯树脂为基材，通过加入金属粉末、抗冲改性剂MBS、尼龙、氯化聚乙烯树脂、润滑剂、增塑剂、复合稳定剂提高复合材料的物理性能，最终使使用此复合材料制成的托辊达到高性能的标准，具体 原料重量份组成为：

聚氯乙烯树脂                        100份

金属粉末                            5-40份

甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物  5-40份

抗静电阻燃尼龙6                     5-20份

氯化聚乙烯树脂                      1-6份

润滑剂                              1-15份

增塑剂                              1-15份

复合稳定剂                          2-15份

上述原材料，采用聚氯乙烯为基料，聚氯乙烯本身具有难燃、耐磨、消声、消震、力学性能良好、单体来源广、制品成本低、可采用多种成型方法加工成型的优点；该聚氯乙烯树脂为齐鲁石化公司生产，为白色粉状物。

上述原材料，金属粉末主要用来提高抗静电性和刚性，弥补采用导电炭黑解决抗静电性能加工流动性差、韧性差、刚性不足的缺点；该金属粉末是粒径大于400目以上的金属粉末，一种是废旧金属粉末，一种是基铁冶金粉末，其中废旧金属粉末均为工业固体废弃物，是机加工车间刨床刨下或其它途径产生的灰铸铁刨屑、磨屑，其主要成份是灰口铸铁，基铁冶金粉末是指灰口铸铁粉末。

上述复合材料，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)具有优异的冲击性、耐寒性等特点，选择MBS做为聚氯乙烯的改性剂，不仅与聚氯乙烯有良好的掺混性，同时改性后的聚氯乙烯可提高抗冲击强度6～15倍，并改进了耐老化性、耐寒性和加工性能；该抗冲改性剂MBS为日本中渊公司生产，为白色粉状物。

上述复合材料，抗静电阻燃尼龙6具有高耐磨、抗静电、阻燃的特点，通过加入抗静电阻燃尼龙，不仅可提高复合材料的抗静电和阻燃特性，还可以成倍提高复合材料的耐磨性；该尼龙6是经过造粒机制成的颗粒料。

上述复合材料，加入氯化聚乙烯也用作聚氯乙烯的抗冲改性剂，该氯化 聚乙烯是公知的氯化聚乙烯。

上述复合材料，润滑剂为青岛红星化工厂生产，其中包括全为白色颗粒状的硬脂酸钡或硬脂酸钙。

上述复合材料，复合稳定剂为绿色Ca-Zn复合稳定剂，该无毒热稳定剂可以保持聚氯乙烯的长期热稳定性。

以上述复合材料为原料，该矿用金属/聚合物复合输送机托带辊及其制备方法包括以下步骤：

金属聚合物芯层料：

1)先将金属粉末经球磨，置于130℃～140℃隧道炉加热10～15分钟，以除去表面油脂；