專利名稱：一種用于鼓風機葉輪的高強度尼龍配方及制作方法
技術領域：
本發明涉及一種固體高分子材料，特別涉及一種用于鼓風機葉輪的高強 度尼龍配方及制作方法。
背景技術：
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，易于一次性澆鑄成型等優點，作為零部件，在機械行業 得到廣泛應用。但與某些性能優良的金屬材料比較，其理化性能略遜一籌。 研發新的尼龍配方，探索合理的工藝技術條件，尋求適宜的制備方法，是本 發明的宗旨。針對本發明，提請重慶市科學技術信息中心查新檢索，檢出相關的14種 文獻資料。如文獻1 4艮道的《一種改性尼龍的制備方法》CN10185918,其方 法與本發明大相徑庭。如文獻2報道的《一種風機整體葉輪及其制造方法》 CN101235827，其配方與本發明大不相同。再如文獻11報道的《一種高強度 改性尼龍復合輥》CN2687428,是本企業先前的發明創造，與本發明在研制配 方和制作方法以及產品用途上面，均有很大的區別。正如查新報告得出的結論"涉及綜合具備該項目所述的技術特征，《用 于鼓風機的高強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，國內未見相同凈艮道。"從檢索的已有技術不難看出，鑄型尼龍在機械行業應用廣泛，品種繁多。 由于澆鑄的產品用途各異，對化學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處。眾所周知，鑄型 尼龍的基料大多選用己內酰胺，但加入的偶聯劑、分散劑，增塑劑、抗氧化 劑、催化劑等化學助劑，其用量和種類各不相同，在制作方法上的工藝技術 條件也不一樣，故在此不一一贅述。據查，現有的鼓風機葉輪，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；后者價格昂貴，加工困難，成本偏高。又因金屬材料制作鼓風機葉輪 時，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 生氣泡、裂紋和夾渣，造成葉輪在高速運轉時，潛伏著事故隱患。加之金屬 材料較之尼龍材料，比重大、質量重，同型號葉輪在同等條件下運轉時，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，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，當葉 輪工作高速旋轉時，葉片與其輸送介質及其夾帶的塵埃、泥沙摩擦劇烈，磨 損厲害，導致葉片出現穿孔、缺口甚至變形，從而打破葉片運行的動態平衡， 造成紊流干擾，振動加劇，嚴重時風機解體，釀成設備事故。發明內容本發明的目的是尋求一種新的尼龍配方和制作方法，以及可行的技術條 件和工藝流程，研制出一種用于鼓風機葉輪的高強度尼龍，保證葉輪的前盤、 后盤和若干葉片等組件一次性澆鑄成型，使其葉輪產品是一個完整的構件， 彌補金屬葉輪因焊接帶來的天生缺陷，同時，批量制作方便，降低生產成本。本發明比之一般金屬材料耐磨性好，耐腐蝕性強，葉片斷面形狀改空腔 為實芯，能夠防止高速旋轉的葉片因沖刷磨損而出現穿孔、缺口或變形，延 長使用壽命，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，當葉輪運轉時，有效達到節約能耗之目的。綜上所述，本發明的最終目的在提高鑄型尼龍的物化性能的基礎上，比 鋼質葉輪成本降低50%，比鋁質葉輪成本降低25%,完全能夠取代已有金屬材 料制作的鼓風機葉輪。為了克服已有技術之不足，改進并提高現有尼龍的物理、化學性能，并 使產品一次性澆鑄成型，取代金屬材料制作的鼓風機葉輪，本發明提供一種 用于鼓風機葉輪的高強度尼龍配方及制作方法。本發明是通過以下途徑實現的。首先，在尼龍基料己內酰胺中，加入一定量的十二內酰胺，使其二者充 分共聚，改善尼龍基料的抗彎、抗壓、抗拉伸等物環性能。為了確保鑄型尼 龍葉輪在高速旋轉時具備良好的耐磨性，在通常加入炭黑的基礎上，再加入 經活化處理的玻璃樣i珠，選用六磷胺作為增塑劑，酞菁蘭作為抗氧化劑，二 硫化鉬作為潤滑劑，同時加入一定量的三聚氰胺和聚四氟乙烯，進一步提高新材料的物化性能。以作用良好的DNPD為緩沖劑，嚴格控制反應速度，保證 在最高溫度條件下反應完全。以常用的NaOH作催化劑，但在助催化劑的選用 上，經反復對比，選擇三笨曱烷多異氰酸酯取代常用的曱苯二異氰酸酯，前 者比后者多一個官能團，催化反應的效果更為良好。本發明提供一種用于鼓風機葉輪的高強度尼龍配方，其特征在于鑄型 尼龍配方的基料按重量百分比組成，基料己內酰胺80—90%，十二內酰胺 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%,按上述化學成分配制后一 次澆鑄成型。本發明所述的用于鼓風機葉輪的高強度尼龍配方的制作方法，其特征在 于先將兩種基料己內酰胺和十二內酰胺攪拌混合，》文入第一反應釜中加熱 至130—150° C;然后在1300Pa真空條件下，保持10—20分鐘進行脫水；經 解除真空后，將混合基料輸入第二反應釜，加入催化劑NaOH，在真空條件下 進行反應，反應時間控制在20—30分鐘；將混合基料減壓至蒸餾狀態，送入 第三反應釜，分別加入緩沖劑、M劑、潤滑劑、增塑劑、抗氧化劑等化學 助劑，重新在真空條件下，進行開環、改性、融合，反應時間控制在10—20 分鐘；解除真空后，將改性后的原料送入第四反應釜，及時加入助催化劑， 保證反應到底；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。本發明所述的用于鼓風機葉輪的高強度尼龍配方，其特征在于玻璃微 珠經過活化處理，并通過800目篩孔。本發明所述的用于鼓風機葉輪的高強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，在模具內均衡加壓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 微緊密，聚合度達到50—60%,最終脫模成型，得到本發明產品。綜上所述，本發明的效果顯著，鑄型尼龍新配方經一次澆鑄成型后，鼓 風機葉輪的前盤、后盤和若干葉片構成一個整體，三種部件不需要焊接或其 他方式連接，加工制作簡便，生產成本低廉，比之金,葉輪降低成本25 — 50%， 其物理、化學性能得到改善，特別是耐磨性能優良，葉輪斷面形狀改空腔為 實芯，防止葉輪因高速運行而磨損帶來穿孔、缺口、變形等缺陷，避免紊流 干擾和劇烈振動，安全性好，從而清除事故隱患。加之本發明鑄型尼龍新材 料比重小，重量輕，密度僅為l. 16，只有金屬材料的幾分之一，節省能耗也 十分顯著。


為了更清楚地說明本發明或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或 現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單介紹，顯而易見，下面描述中的附 圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創 造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明工藝技術條件及其制作方法的流程圖。
具體實施方式
實施例1:經過反復試驗比對, 基料己內酰胺80—82%, 輔料玻璃微珠4%NaOH 0.2%HPT 3%聚四氟乙烯7%二石危化鉬0. 4%篩選出本發明的最佳配方實施方案為: 十二內酰胺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%本發明最佳配方配制的鑄型尼龍，物化性能和機械性能優良，各項指標 均能滿足鼓風機葉輪的需要。檢測結果如下拉伸強度87—95MPa彎曲強度96—110MPa 剪切強度72—79MPa 缺口沖擊強度880kg/nf以上 壓縮強度屈服點96—103MPa 洛氏硬度115—120 實施例2: '前面已經詳述本發明工藝流程技術條件及其制作方法，此處不再贅述。本發明制作的鼓風機葉輪，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，轉速3000 轉/分的測試條件下，測試結果如下本發明鑄型尼龍 磨損量基數為1. 0現有材料鋼材 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.權利要求
1、一種用于鼓風機葉輪的高強度尼龍配方，其特征在于鑄型尼龍配方的基料按重量百分比組成，基料己內酰胺80-90％，十二內酰胺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％，按上述化學成分配制后一次澆鑄成型。
2、 根據權利要求1所述的用于鼓風機葉輪的高強度尼龍配方的制作方法， 其特征在于先將兩種基料己內酰胺和十二內酰胺攪拌混合，放入第一反應 釜中加熱至130—150° C;然后在1300Pa真空條件下，保持10—20分鐘進行 脫水；經解除真空后，將混合基料輸入第二反應釜，加入催化劑NaOH，在真 空條件下進行反應，反應時間控制在20—30分鐘；將混合基料減壓至蒸餾狀 態，送入第三反應釜，分別加入緩沖劑、M劑、潤滑劑、增塑劑、抗氧化 劑等化學助劑，重新在真空條件下，進行開環、改性、融合，反應時間控制 在10—20分鐘；解除真空后，將改性后的原料送入第四反應釜，及時加入助 催化劑，保證反應到底；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、 根據權利要求1所述的用于鼓風機葉輪的高強度尼龍配方，其特征在 于玻璃孩i珠經過活化處理，并通過800目篩孔。
4、 根據權利要求2所述的用于鼓風機葉輪的高強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，在模具內均衡加壓O. 2 —0. 4MPa，并保持15 — 30分鐘。
全文摘要
本發明提供一種用于鼓風機葉輪的高強度尼龍配方及制作方法，配方基料為己內酰胺和十二內酰胺，另加入經活化處理的玻璃微珠，以提高耐磨性，同時加入一定量的增塑劑，分散劑，潤滑劑，緩沖劑，抗氧化劑和催化劑及助催化劑，并在澆鑄成型時均衡加壓，進而改善物化性能。本發明一次澆鑄成型，易于批量生產，成本較低，且重量輕，節省能耗。葉輪為一整體，部件不需要焊接，耐磨性強，安全性好，能夠取代鋼、鋁等金屬材料制作鼓風機葉輪。
文檔編號F04D29/28GK101614220SQ200910104318
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月15日 優先權日2009年7月15日
發明者冰 趙 申請人:重慶市泰伯鑄型尼龍有限責任公司