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专利名称：煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法及托辊支架

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411035382.1

专利申请（专利权）人：西安重装蒲白煤矿机械有限公司,陕西理工大学
权利人地址：陕西省渭南市蒲城县罕井镇

专利发明（设计）人：王波,翟莉娜,雷波,谢益林,徐林,徐峰,贾仕奎,付蕾,康一凡

专利摘要：本发明公开了煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法，包括尼龙共混料和聚氯乙烯共混料的制备；尼龙共混料由尼龙、有机?无机杂化阻燃剂和有机复配抗静电剂进行熔融共混制成；聚氯乙烯共混料由聚氯乙烯、补强剂、抗氧化剂和抗静电剂进行熔融共混制成。本发明解决了现有托辊架的钢构质量大、使用过程中高噪音、高湿高热环境下易腐蚀的问题。本发明还公开了煤矿运输用全塑化托辊支架，本发明的煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法制备得到，实现了煤矿运输用托辊支架高强、轻质、耐腐蚀的效果。

主权利要求：
1.煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法，其特征在于，包括尼龙共混料和聚氯乙烯共混料的制备；
所述尼龙共混料由尼龙、有机?无机杂化阻燃剂和有机复配抗静电剂进行熔融共混制成；所述尼龙为尼龙6、尼龙66和尼龙610中的一种；所述有机?无机杂化阻燃剂为MXene/五溴二苯醚、MXene/磷酸三(2?氯丙基)酯、MXene/2,2?二(氯甲基)环丙烷中的一种；所述有机复配抗静电剂为硅氧烷/聚氧乙烯醚、氨丙基聚二甲基硅氧烷/环氧氯丙烷、石墨/聚氧乙烯醚中的一种；
所述尼龙共混料中各组分按照质量百分比包括，尼龙85% 100%，有机?无机杂化阻燃剂~
5% 10%，有机复配抗静电剂3% 5%，以上各组分的质量百分比之和为100%；
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所述聚氯乙烯共混料由聚氯乙烯、补强剂、抗氧化剂和抗静电剂进行熔融共混制成；
所述聚氯乙烯共混料中各组分按照质量百分比包括，聚氯乙烯65% 100%，补强剂15%~ ~
25%，抗氧化剂3% 5%，抗静电剂2% 5%，以上各组分的质量百分比之和为100%；
~ ~
所述聚氯乙烯为悬浮法制备的硬质聚氯乙烯或淤浆法制备的硬质聚氯乙烯中的一种；
所述补强剂为碳酸钙、云母粉、滑石粉中的一种；所述抗氧化剂为丁基羟基茴香醚、叔丁基对苯二酚、石墨/硫代二丙酸二月桂酯、MXene/硫代二丙酸二月桂酯中的一种；所述抗静电剂为石墨、铜粉、石墨/聚氧乙烯醚中的一种。
2.根据权利要求1所述的煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法，其特征在于，所述有机?无机杂化阻燃剂采用水热法制备，水热温度130℃ 180℃，水热反应时间24h 48h。
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3.根据权利要求1所述的煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法，其特征在于，制备所述尼龙共混料的熔融共混温度为240℃ 280℃。
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4.根据权利要求1所述的煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法，其特征在于，制备所述聚氯乙烯共混料熔融共混温度为180℃ 220℃。
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5.煤矿运输用全塑化托辊支架，采用权利要求1?4任一项所述的煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法制备得到，所述煤矿运输用全塑化托辊支架包括梁（1?3），所述梁（1?3）两端分别设置有侧板（1?1），所述梁（1?3）上设置有中段支架（1?2），所述中段支架（1?
2）贯穿于梁（1?3），且所述中段支架（1?2）与梁（1?3）过盈配合，其特征在于，所述侧板（1?1）和中段支架（1?2）均采用尼龙共混料注塑制成，所述梁（1?3）采用聚氯乙烯共混料挤出制成；
所述侧板（1?1）和中段支架（1?2）在注塑前尼龙共混料在120℃ 150℃烘干4h 8h，烘干~ ~后注塑，注塑压力为300MPa 500MPa，注塑温度250℃ 280℃，注塑后保压，保压时间为30s~ ~ ~
60s；
所述梁（1?3）通过挤出机挤出，挤出后水冷定型，挤出温度为190℃ 230℃，挤出机转速~为60rpm 120rpm，水冷时间30s 90s。
~ ~ 说明书 : 煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法及托辊支架技术领域[0001] 本发明属于煤矿机械设备技术领域，涉及煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法，还涉及煤矿运输用全塑化托辊支架。背景技术[0002] 其中，井下或露天采煤均需要带式输送机实现煤的转运和输送，是矿山领域广泛使用的输送设备，是机械化综采的重要配套设备。带式运输机包括底部支架、托辊架、托辊和运输皮带几部分。目前，煤矿均采用钢的焊接件加工支架、托辊架和托辊，运输皮带采用高分子聚氯乙烯（聚氯乙烯）改性料的压延工艺实现。在带式输送机运行过程中，安全隐患存在以下几个方面：一是，托辊架的钢构件重量大，安装过程中带来砸伤和刮伤时有发生。二是，输送带的跑偏：，以及输送带边缘与机架摩擦会加剧磨损和扯坏输送带，进而引发生产安全事故和设备事故。[0003] 因此，绝大部分煤矿企业将皮带机托辊架设计成“品”字形或“一”字形，三个托辊装配在托辊架上，并形成悬空结构，同时，两侧托辊与中间托辊形成锐角且两侧托辊面略高于中间托辊面，从而托辊与传送带形成“U”形运输槽以有助于降低皮带接触磨损和跑偏。其中，齐传刚在《煤矿机电》期刊2017年第2期给出的“带式输送机上托辊架系列化设计研究”，某煤炭运销集团的贺佳男在《机械管理开发》期刊2020年第10期中提出的“煤矿皮带机缓冲托辊架的改进及应用分析”，李志明等人在《煤炭工程》期刊2022年第54卷第12期提出的“高寒生态脆弱区长距离煤灰双向运输系统工程优化研究”，均针对运输机构的结构进行优化从而提高运输过程中的皮带磨损、降低运输能耗、提高托辊使用寿命等。然而，上述设计所采取的托辊架与托辊均为钢件，传送带在煤运输过程中受到连续且非周期性的外力冲击，而托辊架和托辊因受到直接的冲击，钢构件不具备较好的缓冲作用，进而带来明显的噪声和托辊架损坏的几率。同时，目前所有的钢构的托辊架在井下煤矿的高湿和酸碱环境中易出现腐蚀进而使用强度下降。此外，上述钢构的托辊架质量大，给使用安装带来了极大不便。[0004] 因此，针对井下煤矿运输用的托辊架的升级改造，特别是高强、质轻、耐腐蚀、降噪，且同时满足抗静电和阻燃要求的功能性赋予将具有重要的安全、效率和经济效益。目前，关于高强、轻质、耐腐蚀、降噪以及满足煤矿井下运输过程中的阻燃、抗静电托辊架开发的相关专利及文献鲜有报道。发明内容[0005] 本发明的目的是提供煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法，解决了现有托辊架的钢构质量大、使用过程中高噪音、高湿高热环境下易腐蚀的问题。[0006] 本发明的另一目的是提供煤矿运输用全塑化托辊支架，实现了煤矿运输用托辊支架高强、轻质、耐腐蚀的效果。[0007] 本发明所采用的第一种技术方案是，煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法，包括尼龙共混料和聚氯乙烯共混料的制备；[0008] 尼龙共混料由尼龙、有机?无机杂化阻燃剂和有机复配抗静电剂进行熔融共混制成；尼龙为尼龙6、尼龙66和尼龙610中的一种；有机?无机杂化阻燃剂为MXene/五溴二苯醚、MXene/磷酸三(2?氯丙基)酯、MXene/2,2?二(氯甲基)环丙烷中的一种；有机复配抗静电剂为硅氧烷/聚氧乙烯醚、氨丙基聚二甲基硅氧烷/环氧氯丙烷、石墨/聚氧乙烯醚中的一种；[0009] 聚氯乙烯共混料由聚氯乙烯、补强剂、抗氧化剂和抗静电剂进行熔融共混制成。[0010] 本发明第一种技术方案的特点还在于：[0011] 尼龙共混料中各组分按照质量百分比包括，尼龙85% 100%，有机?无机杂化阻燃剂~5% 10%，有机复配抗静电剂3% 5%，以上各组分的质量百分比之和为100%。~ ~[0012] 有机?无机杂化阻燃剂采用水热法制备，水热温度130℃ 180℃，水热反应时间24h~48h。~[0013] 制备尼龙共混料的熔融共混温度为240℃ 280℃。~[0014] 聚氯乙烯共混料中各组分按照质量百分比包括，聚氯乙烯65% 100%，补强剂15%~ ~25%，抗氧化剂3% 5%，抗静电剂2% 5%，以上各组分的质量百分比之和为100%。~ ~[0015] 聚氯乙烯为悬浮法制备的硬质聚氯乙烯或淤浆法制备的硬质聚氯乙烯中的一种；补强剂为碳酸钙、云母粉、滑石粉中的一种；抗氧化剂为丁基羟基茴香醚、叔丁基对苯二酚、石墨/硫代二丙酸二月桂酯、MXene/硫代二丙酸二月桂酯中的一种；抗静电剂为石墨、铜粉、石墨/聚氧乙烯醚中的一种。[0016] 制备聚氯乙烯共混料熔融共混温度为180℃ 220℃。~[0017] 本发明所采用的第二种技术方案是，煤矿运输用全塑化托辊支架，采用本发明的煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法制备得到，煤矿运输用全塑化托辊支架包括梁，梁两端分别设置有侧板，梁上设置有中段支架，中段支架贯穿于梁，且中段支架与梁过盈配合，侧板和中段支架均采用尼龙共混料注塑制成，梁采用聚氯乙烯共混料挤出制成。[0018] 本发明第二种技术方案的特点还在于：[0019] 侧板和中段支架在注塑前尼龙共混料在120℃ 150℃烘干4h 8h，烘干后注塑，注~ ~塑压力为300MPa 500MPa，注塑温度250℃ 280℃，注塑后保压，保压时间为30s 60s；~ ~ ~[0020] 梁通过挤出机挤出，挤出后水冷定型，挤出温度为190℃ 230℃，挤出机转速为~60rpm 120rpm，水冷时间30s 90s。~ ~[0021] 本发明的有益效果是：[0022] 本发明煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法，基于塑料高比强度、高耐腐蚀为出发点，同时，借助塑料材料易复合改性而兼具功能性的优势，以实现了煤矿运输用托辊支架材料的高强、轻质、耐腐蚀、降噪、阻燃和抗静电效果。[0023] 本发明煤矿运输用全塑化托辊支架，采用注塑和挤出工艺，并结合了塑料复合改性技术，该托辊支架主要针对现有托辊架的钢构质量大而带来的安装不便、使用过程中高噪音、高湿高热环境下易腐蚀等问题。附图说明[0024] 图1为本发明煤矿运输用全塑化托辊支架的结构示意图；[0025] 图2为本发明煤矿运输用全塑化托辊支架的侧板及中段支架的制备流程图；[0026] 图3为本发明煤矿运输用全塑化托辊支架的梁的制备流程图；[0027] 图4为本发明煤矿运输用全塑化托辊支架的侧板及中段支架用尼龙共混料的力学性能对比图；[0028] 图5为本发明煤矿运输用全塑化托辊支架的侧板及中段支架用尼龙共混料的阻燃性能对比图；[0029] 图6为本发明煤矿运输用全塑化托辊支架的梁用聚氯乙烯共混料的拉伸性能对比图；[0030] 图7为本发明煤矿运输用全塑化托辊支架的梁用聚氯乙烯共混料的阻燃性能对比图；[0031] 图8为阻燃剂的电镜图，其中，图8（a）为单一的MXene阻燃剂电镜图，图8（b）为本发明中的有机?无机杂化阻燃剂电镜图；[0032] 图9为尼龙分别添加石墨粉和本发明有机复配抗静电剂的拉伸性能对比图。[0033] 图中，1?1.侧板；1?2.中段支架；1?3.梁；1?4.运输托辊。具体实施方式[0034] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。[0035] 实施例1[0036] 本实施例提供一种煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法，包括尼龙共混料和聚氯乙烯共混料的制备；[0037] 尼龙共混料由尼龙6、MXene/五溴二苯醚和硅氧烷/聚氧乙烯醚进行熔融共混制成，制备尼龙共混料的熔融共混温度为240℃，尼龙共混料中各组分按照质量百分比包括，尼龙6为85%，MXene/五溴二苯醚10%，硅氧烷/聚氧乙烯醚5%；[0038] MXene/五溴二苯醚采用水热法制备，水热温度130℃，水热反应时间24h。[0039] 聚氯乙烯共混料由悬浮法制备的硬质聚氯乙烯、碳酸钙、丁基羟基茴香醚和石墨进行熔融共混制成，制备聚氯乙烯共混料熔融共混温度为180℃，聚氯乙烯共混料中各组分按照质量百分比包括，悬浮法制备的硬质聚氯乙烯65%，碳酸钙25%，丁基羟基茴香醚5%，石墨5%。[0040] 本实施例还提供一种煤矿运输用全塑化托辊支架，采用本实施例的煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法制备得到，煤矿运输用全塑化托辊支架包括梁1?3，梁1?3两端分别设置有侧板1?1，梁1?3上设置有中段支架1?2，中段支架1?2贯穿于梁1?3，且中段支架1?2与梁1?3过盈配合，侧板1?1和中段支架1?2均采用尼龙共混料注塑制成，梁1?3采用聚氯乙烯共混料挤出制成。[0041] 侧板1?1和中段支架1?2在注塑前尼龙共混料在120℃烘干8h，烘干后注塑，注塑压力为300MPa，注塑温度250℃，注塑后保压，保压时间为30s；[0042] 梁1?3通过挤出机挤出，挤出后水冷定型，挤出温度为190℃，挤出机转速为60rpm，水冷时间30s。[0043] 实施例2[0044] 本实施例提供一种煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法，包括尼龙共混料和聚氯乙烯共混料的制备；[0045] 尼龙共混料由尼龙、有机?无机杂化阻燃剂和有机复配抗静电剂进行熔融共混制成，制备尼龙共混料的熔融共混温度为280℃，尼龙共混料中各组分按照质量百分比包括，尼龙66为92%，MXene/磷酸三(2?氯丙基)酯5%，氨丙基聚二甲基硅氧烷/环氧氯丙烷3%；[0046] 有机?无机杂化阻燃剂采用水热法制备，水热温度180℃，水热反应时间24h。[0047] 聚氯乙烯共混料由淤浆法制备的硬质聚氯乙烯、云母粉、叔丁基对苯二酚和铜粉进行熔融共混制成，制备聚氯乙烯共混料熔融共混温度为220℃，聚氯乙烯共混料中各组分按照质量百分比包括，淤浆法制备的硬质聚氯乙烯80%，云母粉15%，叔丁基对苯二酚3%，铜粉2%。[0048] 本实施例还提供一种煤矿运输用全塑化托辊支架，采用本实施例的煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法制备得到，煤矿运输用全塑化托辊支架包括梁1?3，梁1?3两端分别设置有侧板1?1，梁1?3上设置有中段支架1?2，中段支架1?2贯穿于梁1?3，且中段支架1?2与梁1?3过盈配合，侧板1?1和中段支架1?2均采用尼龙共混料注塑制成，梁1?3采用聚氯乙烯共混料挤出制成。[0049] 侧板1?1和中段支架1?2在注塑前尼龙共混料在150℃烘干4h，烘干后注塑，注塑压力为500MPa，注塑温度280℃，注塑后保压，保压时间为60s；[0050] 梁1?3通过挤出机挤出，挤出后水冷定型，挤出温度为230℃，挤出机转速为120rpm，水冷时间90s。[0051] 实施例3[0052] 本实施例提供一种煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法，包括尼龙共混料和聚氯乙烯共混料的制备；[0053] 尼龙共混料由尼龙610制成，尼龙共混料中各组分按照质量百分比包括，尼龙610为100%；[0054] 聚氯乙烯共混料由悬浮法制备的硬质聚氯乙烯制成，聚氯乙烯共混料中各组分按照质量百分比包括，悬浮法制备的硬质聚氯乙烯100%。[0055] 本实施例还提供一种煤矿运输用全塑化托辊支架，采用本实施例的煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法制备得到，煤矿运输用全塑化托辊支架包括梁1?3，梁1?3两端分别设置有侧板1?1，梁1?3上设置有中段支架1?2，中段支架1?2贯穿于梁1?3，且中段支架1?2与梁1?3过盈配合，侧板1?1和中段支架1?2均采用尼龙共混料注塑制成，梁1?3采用聚氯乙烯共混料挤出制成。[0056] 侧板1?1和中段支架1?2在注塑前尼龙共混料在130℃烘干5h，烘干后注塑，注塑压力为450MPa，注塑温度260℃，注塑后保压，保压时间为45s；[0057] 梁1?3通过挤出机挤出，挤出后水冷定型，挤出温度为200℃，挤出机转速为80rpm，水冷时间60s。[0058] 实施例4[0059] 本实施例提供一种煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法，包括尼龙共混料和聚氯乙烯共混料的制备；[0060] 尼龙共混料由尼龙610、MXene/磷酸三(2?氯丙基)酯和氨丙基聚二甲基硅氧烷/环氧氯丙烷进行熔融共混制成，制备尼龙共混料的熔融共混温度为270℃，尼龙共混料中各组分按照质量百分比包括，尼龙610为88%，MXene/磷酸三(2?氯丙基)酯8%，氨丙基聚二甲基硅氧烷/环氧氯丙烷4%；[0061] MXene/磷酸三(2?氯丙基)酯采用水热法制备，水热温度150℃，水热反应时间30h，水热法制备用于实现高压高温原位插层。[0062] 聚氯乙烯共混料由淤浆法硬质聚氯乙烯、滑石粉、MXene/硫代二丙酸二月桂酯和石墨/聚氧乙烯醚进行熔融共混制成，制备聚氯乙烯共混料熔融共混温度为210℃，聚氯乙烯共混料中各组分按照质量百分比包括，淤浆法硬质聚氯乙烯73%，滑石粉20%，MXene/硫代二丙酸二月桂酯4%，石墨/聚氧乙烯醚3%。[0063] 本实施例还提供一种煤矿运输用全塑化托辊支架，采用本实施例的煤矿运输用全塑化托辊支架的材料制备方法制备得到，如图1所示，煤矿运输用全塑化托辊支架包括梁1?3，梁1?3两端分别设置有侧板1?1，梁1?3上设置有中段支架1?2，中段支架1?2贯穿于梁1?3，且中段支架1?2与梁1?3过盈配合，侧板1?1、中段支架1?2和梁1?3组成了全塑化托辊支架，侧板1?1和中段支架1?2留有卡槽，运输托辊1?4通过卡槽与侧板1?1、中段支架1?2组装，实现运输。[0064] 如图2所示，侧板1?1和中段支架1?2均采用尼龙共混料注塑制成，侧板1?1和中段支架1?2在注塑前尼龙共混料在145℃烘干6h，烘干后注塑，注塑压力为400MPa，注塑温度268℃，注塑后保压，保压时间为55s；[0065] 如图3所示，梁1?3采用聚氯乙烯共混料挤出制成，梁1?3通过挤出机挤出，挤出后水冷定型，挤出温度为210℃，挤出机转速为88rpm，水冷时间76s。[0066] 在相对湿度55% 85%，温度40 60℃条件下，侧板、中段支架和梁在3 5年内不会发~ ~ ~生锈渍；与现有的钢构运输件相比，使用过程中噪声降低30% 60%。~[0067] 与现有的阻燃剂相比，本发明的有机?无机杂化阻燃剂为MXene/五溴二苯醚、MXene/磷酸三(2?氯丙基)酯、MXene/2,2?二(氯甲基)环丙烷中的一种，其优势在于将导电粒子MXene作为承载材料，利用水热法制备工艺，将有机组分与MXene进行有效插层。从而该杂化阻燃剂不仅可以提高尼龙的导电性，还有效提高了有机组分在尼龙基体中的分散性，降低了阻燃剂用量，保证了最终注塑件的塑性和强度。[0068] 现有抗静电剂均采用导电粒子，如石墨粉、铜粉和炭黑等相比，本发明的有机复配抗静电剂为硅氧烷/聚氧乙烯醚、氨丙基聚二甲基硅氧烷/环氧氯丙烷、石墨/聚氧乙烯醚中的一种。该复配抗静电剂采用有机为主要成分，其导电率较高，且与尼龙料的相容性良好，不恶化注塑件力学性能。[0069] 侧板和支架采用尼龙共混料注塑方式可以实现快速成型、成型周期短，且注塑模方便布局加强筋，调控加强筋实现注塑件的力学性能提高。梁采用聚氯乙烯共混料挤出方式是方便连续成型中空管件、生产效率高。[0070] 性能试验[0071] 如图4所示，利用万能试验机对尼龙及其复合材料注塑制备的哑铃型试样（国标I型试样尺寸）进行拉伸测试，拉伸速率：50mm/min，测试标准：GB/T1447?2005。结果发现：纯尼龙试样的拉伸强度达到135MPa左右，其应变达到10.2%；当抗静电剂、阻燃剂分别加入到尼龙后，其试样的拉伸强度均维持在115MPa左右，且应变在6% 9%之间；当抗静电剂和阻燃~剂同时加入到尼龙后，其试样的拉伸强度基本不变，仅应变下降到5%左右。[0072] 如图5所示，利用氧指数测试仪对尼龙及其复合材料注塑制备的矩形条试样（10mm×4mm×100mm）进行燃烧氧指数测试，测试标准：GB/T2406.1?2008。结果发现：纯尼龙试样的燃烧需氧指数为20.3，表明尼龙在空气中容易燃烧；当阻燃剂、抗静电剂分别加入到尼龙后，其试样的燃烧需氧指数分别提高到了25.2和21.3，说明改性后的尼龙复合材料在空气中不易燃烧；当抗静电和阻燃剂同时加入到尼龙后，其试样的燃烧需氧指数达到了26.4，进一步提高了燃烧需氧指数。[0073] 如图6所示，利用万能试验机对聚氯乙烯（PVC）及其复合材料注塑制备的哑铃型试样（国标I型试样尺寸）进行拉伸测试，拉伸速率：50mm/min，测试标准：GB/T1447?2005。结果发现：纯PVC试样的拉伸强度和拉伸模量分别为74.8MPa和4.5GPa左右；当补强剂加入到PVC后，其试样的拉伸强度和拉伸模量提升到83.7MPa和6.4GPa；当抗静电剂加入到PVC后，其试样的拉伸强度和拉伸模量分别维持在81.7MPa和8.4GPa；当抗氧化剂加入到PVC后，其试样的拉伸强度和拉伸模量分别为82.2MPa和7.3GPa；当补强剂、抗静电剂和抗氧化剂同时加入到PVC后，其试样的拉伸强度和拉伸模量依然较纯PVC的明显提高，分别为83.0MPa和6.8GPa。[0074] 如图7所示，利用UL94标准测试及要求对PVC及其复合材料注塑制备的矩形条试样（10mm×5mm×100mm）进行阻燃等级测试，结果发现：纯PVC试样的阻燃等级达到V0级别，意味着样品在测试火焰拿走之后，无火苗燃烧超过10秒，当补强剂加入到PVC后，其试样的阻燃等级达到V0级别；当抗静电剂加入到PVC后，其试样的阻燃等级达到V0级别；当抗氧化剂加入到PVC后，其试样的阻燃等级达到V0级别；当补强剂、抗静电剂和抗氧化剂同时加入到PVC后，其试样的阻燃等级达到V0级别，表明PVC及其复合材料的阻燃性能好。[0075] 如图8所示，单一的MXene阻燃剂和水热法制备的MXene/杂化五溴二苯醚阻燃剂的扫描电子显微镜照片，结果发现：如图8（a）所示，单一的MXene阻燃剂片层较厚，表面较光滑；如图8（b）所示，水热法制备的MXene杂化五溴二苯醚阻燃剂的片层变。移惚砻姘擦艘徊阌谢邃宥苯醚，这将有效提高MXene/杂化五溴二苯醚阻燃剂在尼龙中的分散效果，同时发挥MXene与五溴二苯醚协同阻燃优势。故在满足同一阻燃指标要求下，MXene/杂化五溴二苯醚阻燃剂在尼龙注塑件中的用量可以降低，从而保证了最终注塑件的塑性和强度。[0076] 如图9所示，利用万能试验机对添加了质量分数均为3%的石墨粉、硅氧烷/聚氧乙烯醚、氨丙基聚二甲基硅氧烷/环氧氯丙烷或石墨/聚氧乙烯醚复配抗静电剂改性尼龙注塑制备的哑铃型试样（国标I型试样尺寸）进行拉伸测试，拉伸速率：50mm/min，测试标准：GB/T1447?2005。结果发现：添加质量分数3%的石墨粉后，尼龙试样的拉伸强度从135MPa左右下降到了90MPa左右，而添加了质量分数3%的硅氧烷/聚氧乙烯醚、氨丙基聚二甲基硅氧烷/环氧氯丙烷或石墨/聚氧乙烯醚复配抗静电剂后的尼龙复合材料的拉伸强度分别保持在120MPa、115MPa和110MPa左右。同时，石墨粉的添加对尼龙复合材料的拉伸模量有所改善，硅氧烷/聚氧乙烯醚、氨丙基聚二甲基硅氧烷/环氧氯丙烷或石墨/聚氧乙烯醚复配抗静电剂改性尼龙的拉伸模量均能保持在6GPa左右，相对纯尼龙的拉伸模量仅有轻微的下降。表明复配抗静电剂的添加对尼龙拉伸强度的影响较石墨粉。诒Ｖつ崃⑺芗的力学性能。[0077] 通过上述内容可知，本发明煤矿运输用全塑化托辊支架，整体托辊架采用高比强度的塑料，侧板与中段支架采用尼龙，梁采用具有自熄性的聚氯乙烯，与现有钢构托辊支架相比，整体质量下降了50 70%；采用有机?无机阻燃剂改性尼龙共混料，该阻燃剂兼具导电、~阻燃和增强的效果，其阻燃级别达到V0；利用水热合成法制备有机?无机阻燃剂，可以显著提高MXene的插层剥离效果，不仅有利用该阻燃剂在尼龙基体中的分散，而且可以明显提高其阻燃效能；整体全塑化托辊支架采用尼龙、聚氯乙烯共混料，与现有钢构托辊支架的相比，其在煤矿运输过程中具有降噪、防腐蚀、阻燃和抗静电优势。

专利地区：陕西

专利申请日期：2024-07-31

专利公开日期：2024-11-08

专利公告号：CN118562289B