專利名稱：一種用于鼓風(fēng)機(jī)葉輪的高強(qiáng)度尼龍配方及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體高分子材料，特別涉及一種用于鼓風(fēng)機(jī)葉輪的高強(qiáng) 度尼龍配方及制作方法。
背景技術(shù)：
鑄型尼龍是一種通用的固體高分子工程塑料，具有密度小，重量輕，韌 性好，耐腐蝕性強(qiáng)，易于一次性澆鑄成型等優(yōu)點(diǎn)，作為零部件，在機(jī)械行業(yè) 得到廣泛應(yīng)用。但與某些性能優(yōu)良的金屬材料比較，其理化性能略遜一籌。 研發(fā)新的尼龍配方，探索合理的工藝技術(shù)條件，尋求適宜的制備方法，是本 發(fā)明的宗旨。針對(duì)本發(fā)明，提請(qǐng)重慶市科學(xué)技術(shù)信息中心查新檢索，檢出相關(guān)的14種 文獻(xiàn)資料。如文獻(xiàn)1 4艮道的《一種改性尼龍的制備方法》CN10185918,其方 法與本發(fā)明大相徑庭。如文獻(xiàn)2報(bào)道的《一種風(fēng)機(jī)整體葉輪及其制造方法》 CN101235827，其配方與本發(fā)明大不相同。再如文獻(xiàn)11報(bào)道的《一種高強(qiáng)度 改性尼龍復(fù)合輥》CN2687428,是本企業(yè)先前的發(fā)明創(chuàng)造，與本發(fā)明在研制配 方和制作方法以及產(chǎn)品用途上面，均有很大的區(qū)別。正如查新報(bào)告得出的結(jié)論"涉及綜合具備該項(xiàng)目所述的技術(shù)特征，《用 于鼓風(fēng)機(jī)的高強(qiáng)度改性尼龍整體葉輪的配方和制作方法》的研究，在所檢索 的范圍內(nèi)，國(guó)內(nèi)未見相同凈艮道。"從檢索的已有技術(shù)不難看出，鑄型尼龍?jiān)跈C(jī)械行業(yè)應(yīng)用廣泛，品種繁多。 由于澆鑄的產(chǎn)品用途各異，對(duì)化學(xué)和物理性能的要求也就不同，其研制的新 配方和制作方法更是多種多樣，而且各有各的特征和長(zhǎng)處。眾所周知，鑄型 尼龍的基料大多選用己內(nèi)酰胺，但加入的偶聯(lián)劑、分散劑，增塑劑、抗氧化 劑、催化劑等化學(xué)助劑，其用量和種類各不相同，在制作方法上的工藝技術(shù) 條件也不一樣，故在此不一一贅述。據(jù)查，現(xiàn)有的鼓風(fēng)機(jī)葉輪，尚無用尼龍一次性澆鑄成型的，通常選用金 屬材料加工制作，如鋼、鋁及其合金等，前者耐磨性差，耐腐蝕性弱，使用壽命短；后者價(jià)格昂貴，加工困難，成本偏高。又因金屬材料制作鼓風(fēng)機(jī)葉輪 時(shí)，前盤、后盤和若干葉片的組裝一般采取焊接方式連接，在焊縫處易于產(chǎn) 生氣泡、裂紋和夾渣，造成葉輪在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，潛伏著事故隱患。加之金屬 材料較之尼龍材料，比重大、質(zhì)量重，同型號(hào)葉輪在同等條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必 然消耗較多的電能。因此，金屬材料制作葉輪的若干葉片時(shí)，為了減輕重量，不得不采取2 —4mm的金屬薄板折疊焊接，形成葉片斷面為空腔。'由于薄板厚度不大，當(dāng)葉 輪工作高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片與其輸送介質(zhì)及其夾帶的塵埃、泥沙摩擦劇烈，磨 損厲害，導(dǎo)致葉片出現(xiàn)穿孔、缺口甚至變形，從而打破葉片運(yùn)行的動(dòng)態(tài)平衡， 造成紊流干擾，振動(dòng)加劇，嚴(yán)重時(shí)風(fēng)機(jī)解體，釀成設(shè)備事故。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是尋求一種新的尼龍配方和制作方法，以及可行的技術(shù)條 件和工藝流程，研制出一種用于鼓風(fēng)機(jī)葉輪的高強(qiáng)度尼龍，保證葉輪的前盤、 后盤和若干葉片等組件一次性澆鑄成型，使其葉輪產(chǎn)品是一個(gè)完整的構(gòu)件， 彌補(bǔ)金屬葉輪因焊接帶來的天生缺陷，同時(shí)，批量制作方便，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明比之一般金屬材料耐磨性好，耐腐蝕性強(qiáng)，葉片斷面形狀改空腔 為實(shí)芯，能夠防止高速旋轉(zhuǎn)的葉片因沖刷磨損而出現(xiàn)穿孔、缺口或變形，延 長(zhǎng)使用壽命，消除事故隱患。加之鑄型尼龍密度小，比重輕，僅為金屬材料 的幾分之一，當(dāng)葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，有效達(dá)到節(jié)約能耗之目的。綜上所述，本發(fā)明的最終目的在提高鑄型尼龍的物化性能的基礎(chǔ)上，比 鋼質(zhì)葉輪成本降低50%，比鋁質(zhì)葉輪成本降低25%,完全能夠取代已有金屬材 料制作的鼓風(fēng)機(jī)葉輪。為了克服已有技術(shù)之不足，改進(jìn)并提高現(xiàn)有尼龍的物理、化學(xué)性能，并 使產(chǎn)品一次性澆鑄成型，取代金屬材料制作的鼓風(fēng)機(jī)葉輪，本發(fā)明提供一種 用于鼓風(fēng)機(jī)葉輪的高強(qiáng)度尼龍配方及制作方法。本發(fā)明是通過以下途徑實(shí)現(xiàn)的。首先，在尼龍基料己內(nèi)酰胺中，加入一定量的十二內(nèi)酰胺，使其二者充 分共聚，改善尼龍基料的抗彎、抗壓、抗拉伸等物環(huán)性能。為了確保鑄型尼 龍葉輪在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)具備良好的耐磨性，在通常加入炭黑的基礎(chǔ)上，再加入 經(jīng)活化處理的玻璃樣i珠，選用六磷胺作為增塑劑，酞菁蘭作為抗氧化劑，二 硫化鉬作為潤(rùn)滑劑，同時(shí)加入一定量的三聚氰胺和聚四氟乙烯，進(jìn)一步提高新材料的物化性能。以作用良好的DNPD為緩沖劑，嚴(yán)格控制反應(yīng)速度，保證 在最高溫度條件下反應(yīng)完全。以常用的NaOH作催化劑，但在助催化劑的選用 上，經(jīng)反復(fù)對(duì)比，選擇三笨曱烷多異氰酸酯取代常用的曱苯二異氰酸酯，前 者比后者多一個(gè)官能團(tuán)，催化反應(yīng)的效果更為良好。本發(fā)明提供一種用于鼓風(fēng)機(jī)葉輪的高強(qiáng)度尼龍配方，其特征在于鑄型 尼龍配方的基料按重量百分比組成，基料己內(nèi)酰胺80—90%，十二內(nèi)酰胺 10—20%;另加化工輔料玻璃孩&朱3—10%，炭黑0.15 —0. 45%, NaOH 0.15 —0.5%，三笨曱烷多異氰酸酯3—5%, HPT 1 —5%， DNPD 0. l — O. 3%,聚四氟乙 烯3—5%,三聚氰胺1 —5%, 二碌L/f匕鉬Q. 3—0. 5%,按上述化學(xué)成分配制后一 次澆鑄成型。本發(fā)明所述的用于鼓風(fēng)機(jī)葉輪的高強(qiáng)度尼龍配方的制作方法，其特征在 于先將兩種基料己內(nèi)酰胺和十二內(nèi)酰胺攪拌混合，》文入第一反應(yīng)釜中加熱 至130—150° C;然后在1300Pa真空條件下，保持10—20分鐘進(jìn)行脫水；經(jīng) 解除真空后，將混合基料輸入第二反應(yīng)釜，加入催化劑NaOH，在真空條件下 進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間控制在20—30分鐘；將混合基料減壓至蒸餾狀態(tài)，送入 第三反應(yīng)釜，分別加入緩沖劑、M劑、潤(rùn)滑劑、增塑劑、抗氧化劑等化學(xué) 助劑，重新在真空條件下，進(jìn)行開環(huán)、改性、融合，反應(yīng)時(shí)間控制在10—20 分鐘；解除真空后，將改性后的原料送入第四反應(yīng)釜，及時(shí)加入助催化劑， 保證反應(yīng)到底；最后，將配制齊備、改性完全的新材料迅速灌注到葉輪才莫具 中。本發(fā)明所述的用于鼓風(fēng)機(jī)葉輪的高強(qiáng)度尼龍配方，其特征在于玻璃微 珠經(jīng)過活化處理，并通過800目篩孔。本發(fā)明所述的用于鼓風(fēng)機(jī)葉輪的高強(qiáng)度尼龍配方的制作方法，其特征在 于新配方材料一次澆鑄灌入模具成型時(shí)，在模具內(nèi)均衡加壓0.2 — 0. 4MPa,并保持15 —30分鐘。這樣可以徹底清除新材料中的氣泡，使其鏈分子排列細(xì) 微緊密，聚合度達(dá)到50—60%,最終脫模成型，得到本發(fā)明產(chǎn)品。綜上所述，本發(fā)明的效果顯著，鑄型尼龍新配方經(jīng)一次澆鑄成型后，鼓 風(fēng)機(jī)葉輪的前盤、后盤和若干葉片構(gòu)成一個(gè)整體，三種部件不需要焊接或其 他方式連接，加工制作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)成本低廉，比之金,葉輪降低成本25 — 50%， 其物理、化學(xué)性能得到改善，特別是耐磨性能優(yōu)良，葉輪斷面形狀改空腔為 實(shí)芯，防止葉輪因高速運(yùn)行而磨損帶來穿孔、缺口、變形等缺陷，避免紊流 干擾和劇烈振動(dòng)，安全性好，從而清除事故隱患。加之本發(fā)明鑄型尼龍新材 料比重小，重量輕，密度僅為l. 16，只有金屬材料的幾分之一，節(jié)省能耗也 十分顯著。


為了更清楚地說明本發(fā)明或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或 現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單介紹，顯而易見，下面描述中的附 圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng) 造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明工藝技術(shù)條件及其制作方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)比對(duì), 基料己內(nèi)酰胺80—82%, 輔料玻璃微珠4%NaOH 0.2%HPT 3%聚四氟乙烯7%二石?；f0. 4%篩選出本發(fā)明的最佳配方實(shí)施方案為: 十二內(nèi)酰胺18—20% 炭黑0. 3% .三苯曱烷多異氰酸醋3. 6% 證D 0. 16%三聚氰胺2. 5%酞菁蘭0. 04%本發(fā)明最佳配方配制的鑄型尼龍，物化性能和機(jī)械性能優(yōu)良，各項(xiàng)指標(biāo) 均能滿足鼓風(fēng)機(jī)葉輪的需要。檢測(cè)結(jié)果如下拉伸強(qiáng)度87—95MPa彎曲強(qiáng)度96—110MPa 剪切強(qiáng)度72—79MPa 缺口沖擊強(qiáng)度880kg/nf以上 壓縮強(qiáng)度屈服點(diǎn)96—103MPa 洛氏硬度115—120 實(shí)施例2: '前面已經(jīng)詳述本發(fā)明工藝流程技術(shù)條件及其制作方法，此處不再贅述。本發(fā)明制作的鼓風(fēng)機(jī)葉輪，耐磨性能特別突出，與金屬和其材料的葉輪 比較，在溫度20。C土2。C，濕度60±5%，磨輪CS—17，荷重9. 8N，轉(zhuǎn)速3000 轉(zhuǎn)/分的測(cè)試條件下，測(cè)試結(jié)果如下本發(fā)明鑄型尼龍 磨損量基數(shù)為1. 0現(xiàn)有材料鋼材 磨損量為1.8鋁材磨損量為14.7聚氨酯磨損量為1.5聚丙辨磨損量為3.權(quán)利要求
1、一種用于鼓風(fēng)機(jī)葉輪的高強(qiáng)度尼龍配方，其特征在于鑄型尼龍配方的基料按重量百分比組成，基料己內(nèi)酰胺80-90％，十二內(nèi)酰胺10-20％；另加化工輔料玻璃微珠3-10％，炭黑0.15-0.45％，NaOH 0.15-0.5％，三笨甲烷多異氰酸酯3-5％，HPT 1-5％，DNPD 0.1-0.3％，聚四氟乙烯3-5％，三聚氰胺1-5％，二硫化鉬0.3-0.5％，按上述化學(xué)成分配制后一次澆鑄成型。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鼓風(fēng)機(jī)葉輪的高強(qiáng)度尼龍配方的制作方法， 其特征在于先將兩種基料己內(nèi)酰胺和十二內(nèi)酰胺攪拌混合，放入第一反應(yīng) 釜中加熱至130—150° C;然后在1300Pa真空條件下，保持10—20分鐘進(jìn)行 脫水；經(jīng)解除真空后，將混合基料輸入第二反應(yīng)釜，加入催化劑NaOH，在真 空條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間控制在20—30分鐘；將混合基料減壓至蒸餾狀 態(tài)，送入第三反應(yīng)釜，分別加入緩沖劑、M劑、潤(rùn)滑劑、增塑劑、抗氧化 劑等化學(xué)助劑，重新在真空條件下，進(jìn)行開環(huán)、改性、融合，反應(yīng)時(shí)間控制 在10—20分鐘；解除真空后，將改性后的原料送入第四反應(yīng)釜，及時(shí)加入助 催化劑，保證反應(yīng)到底；最后，將配制齊備、改性完全的新材料迅速灌注到 葉輪模具中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鼓風(fēng)機(jī)葉輪的高強(qiáng)度尼龍配方，其特征在 于玻璃孩i珠經(jīng)過活化處理，并通過800目篩孔。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于鼓風(fēng)機(jī)葉輪的高強(qiáng)度尼龍配方的制作方法， 其特征在于新配方材料一次澆鑄灌入模具成型時(shí)，在模具內(nèi)均衡加壓O. 2 —0. 4MPa，并保持15 — 30分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于鼓風(fēng)機(jī)葉輪的高強(qiáng)度尼龍配方及制作方法，配方基料為己內(nèi)酰胺和十二內(nèi)酰胺，另加入經(jīng)活化處理的玻璃微珠，以提高耐磨性，同時(shí)加入一定量的增塑劑，分散劑，潤(rùn)滑劑，緩沖劑，抗氧化劑和催化劑及助催化劑，并在澆鑄成型時(shí)均衡加壓，進(jìn)而改善物化性能。本發(fā)明一次澆鑄成型，易于批量生產(chǎn)，成本較低，且重量輕，節(jié)省能耗。葉輪為一整體，部件不需要焊接，耐磨性強(qiáng)，安全性好，能夠取代鋼、鋁等金屬材料制作鼓風(fēng)機(jī)葉輪。
文檔編號(hào)F04D29/28GK101614220SQ200910104318
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者冰 趙 申請(qǐng)人:重慶市泰伯鑄型尼龍有限責(zé)任公司