專利名稱：一種滑輪外套用復(fù)合材料以及滑輪外套的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滑輪外套技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種滑輪外套用復(fù)合材料以及滑輪外套的制備方法。
背景技術(shù)：
硅片切割技術(shù)是太陽(yáng)能光伏電池制造工藝中的關(guān)鍵工藝，用于處理單晶硅或者多晶硅的固體硅錠，該工藝具體為利用線鋸將單晶硅或者多晶硅硅錠切成方塊，然后切成硅片，從而得到制造光伏電池的基板。由于基板是晶體硅光伏組件中最昂貴的部分，因此， 降低切割過(guò)程中的硅材料消耗量可以降低基板的制造成本，降低太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化電能的每瓦成本，從而提高光伏產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。鋼線傳動(dòng)是線鋸生產(chǎn)中不可缺少的傳動(dòng)方式，其傳動(dòng)的安全性、耐用性和可靠性對(duì)線鋸工作性能的發(fā)揮有著重要影響。滑輪外套是鋼線傳動(dòng)中承受載荷、傳力和改變力的方向的重要部件，在線鋸切割機(jī)中又是數(shù)量大、分布廣的易損部位。因此，提高滑輪外套的品質(zhì)即增強(qiáng)滑輪外套的耐磨性、絕緣強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)精度，對(duì)提高鋼線傳動(dòng)性能具有重要意義?；喭馓自诠ぷ鲿r(shí)，線槽與鋼線之間的磨損速度主要取決于線槽與鋼線兩者接觸部位的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系、接觸狀態(tài)及應(yīng)力大小、材料的機(jī)械特性及組織結(jié)構(gòu)等因素。鋼線繞過(guò)滑輪外套時(shí)，側(cè)壁起導(dǎo)向作用，使鋼線順利地進(jìn)入槽內(nèi)防止發(fā)生跳槽，槽底的圓弧曲面則起到支承鋼線并改變其傳力方向的作用。由于槽底與側(cè)壁的工作性質(zhì)不同，在鋼絲繩與滑輪槽的偏角小于允許偏角5°時(shí)，其磨損和疲勞損傷主要發(fā)生于鋼線與滑輪槽底的接觸部位。 為了改善滑輪外套的耐磨性，現(xiàn)有技術(shù)報(bào)道了一種滑輪外套用復(fù)合材料，以熱塑性聚氨酯彈性體和白油為主要原料。但是，該復(fù)合材料的耐磨性仍較差，易造成鋼線的斷裂，復(fù)合材料的使用壽命較短，降低了生產(chǎn)效率。因此，本發(fā)明人考慮，提供一種具有良好的耐磨性性能的滑輪外套用復(fù)合材料以及滑輪外套的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種具有良好的耐磨性能的滑輪外套用復(fù)合材料，本發(fā)明還提供一種滑輪外套的制備方法，該方法制備的滑輪外套耐磨性能良好。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種滑輪外套用復(fù)合材料，包括重量比為 (198 203) (7 10) (O. 8 I. 2)的熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油。優(yōu)選的，所述熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油的重量比為(199 202) (8 10) (I I. 2)。優(yōu)選的，所述熱塑性聚氨酯彈性體為拜耳材料科技有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為8798A 的熱塑性聚氨酯彈性體。優(yōu)選的，所述石墨粉劑的粒徑為I 20 μ m。優(yōu)選的，所述白油為10號(hào)白油。
相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種滑輪外套的制備方法，包括以下步驟步驟a)將重量比為(198 203) (7 10) (O. 8 I. 2)的熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油混合后，加熱至液態(tài)；步驟b)將步驟a)得到的液體原料在60 135bar的壓力下注射至模具內(nèi)，保壓后冷卻，得到滑輪外套。優(yōu)選的，所述步驟a)的加熱溫度為190 230°C。優(yōu)選的，所述步驟b)的注射方式為三級(jí)注射，由一階段注射、二階段注射和三階段注射組成。優(yōu)選的，所述一階段注射、一階段注射和三階段注射的注射壓力分別為60 IlObar,60 135bar和60 135bar，一階段注射、二階段注射和三階段注射的注射速度分別為I 15%，I 10%和I 5%。優(yōu)選的，所述步驟b)的保壓時(shí)間為5 15秒。本發(fā)明提供一種滑輪外套用復(fù)合材料，包括重量比為(198 203) (7 10) (O. 8 1.2)的熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油。熱塑性聚氨酯彈性體(簡(jiǎn)稱TPU)具有硬度范圍廣、良好的彈性和耐磨性、機(jī)械強(qiáng)度高、耐寒性突出和加工性能好等特點(diǎn)；石墨粉劑具有良好的耐高溫性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性、潤(rùn)滑性、化學(xué)穩(wěn)定性、可塑性和抗熱震性等；白油為主要成分為C16 C31的正異構(gòu)烷烴的混合物，具有良好的氧化安定性，化學(xué)穩(wěn)定性和潤(rùn)滑作用。本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油的比例，提高了滑輪外套用復(fù)合材料的耐磨性能，保證了該滑輪外套用復(fù)合材料同時(shí)具有良好的硬度和力學(xué)性能。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種滑輪外套的制備方法，包括以下步驟將重量比為 (198 203) (7 10) (O. 8 I. 2)的熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油混合后， 加熱至液態(tài)；將上述得到的液體原料在60 135bar的壓力下注射至模具內(nèi)，保壓后冷卻， 得到滑輪外套。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油為原料， 通過(guò)調(diào)節(jié)各個(gè)原料的比例，采用注塑成型工藝得到了滑輪外套。本發(fā)明提高了滑輪外套的耐磨性能，制備的滑輪外套具有良好的硬度和力學(xué)性能，從而提高了鋼線傳動(dòng)性能，降低切割過(guò)程中的硅材料消耗量，提高光伏產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明公開(kāi)了一種滑輪外套用復(fù)合材料，包括重量比為(198 203) (7 10) (O. 8 1.2)的熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油。熱塑性聚氨酯彈性體簡(jiǎn)稱TPU，具有硬度范圍廣、良好的彈性和耐磨性、機(jī)械強(qiáng)度高、耐寒性突出和加工性能好等特點(diǎn)。(I)通過(guò)改變TPU各反應(yīng)組分的配比，可以得到不同硬度的產(chǎn)品，而且隨著硬度的增加，產(chǎn)品仍保持良好的彈性和耐磨性；(2)TPU制品的承載能力、抗沖擊性及減震性能突出；(3) TPU的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度比較低，在-35°C下仍保持良好的彈性、柔順性和其他物理性能；(4) TPU可采用常見(jiàn)的熱塑性材料的加工方法進(jìn)行加工， 如注塑、擠出、壓延等；(5)耐油、耐水、耐霉菌；(6)再生利用性好。本發(fā)明采用的TPU的型號(hào)優(yōu)選為8798A，更優(yōu)選采用拜耳材料科技有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為8798A的TPU。石墨由于其特殊結(jié)構(gòu)而具有如下特殊性質(zhì)(1)耐高溫性石墨的熔點(diǎn)為 3850±50°C，沸點(diǎn)為4250°C，即使經(jīng)超高溫電弧灼燒，重量的損失很小，熱膨脹系數(shù)很?。?br> (2)導(dǎo)電、導(dǎo)熱性良好石墨的導(dǎo)電性比一般非金屬礦高一百倍，導(dǎo)熱性超過(guò)鋼、鐵、鉛等金屬材料；(3)潤(rùn)滑性石墨的潤(rùn)滑性能取決于石墨鱗片的大小，鱗片越大，摩擦系數(shù)越小，潤(rùn)滑性能越好；(4)化學(xué)穩(wěn)定性石墨在常溫下有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐酸、耐堿和耐有機(jī)溶劑的腐蝕；(5)可塑性石墨的韌性好，可碾成很薄的薄片；(5)抗熱震性石墨在常溫下使用時(shí)能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度突變時(shí)，石墨的體積變化不大，不會(huì)產(chǎn)生裂紋。本發(fā)明采用的石墨粉劑的粒徑優(yōu)選為I 20μπι，更優(yōu)選為5 15μπι。同時(shí)，本發(fā)明對(duì)采用的石墨粉劑的生產(chǎn)廠家并無(wú)特別要求，優(yōu)選采用上海華誼集團(tuán)華原化工有限公司生產(chǎn)的石墨粉劑，更優(yōu)選采用上海華誼集團(tuán)華原化工有限公司生產(chǎn)的3號(hào)石墨粉劑。白油為主要成分為C16 C31的正異構(gòu)烷烴的混合物，具有良好的氧化安定性，化學(xué)穩(wěn)定性和潤(rùn)滑作用。白油的牌號(hào)劃分通常以40°C運(yùn)動(dòng)粘度的大小來(lái)劃分，白油的粘度等級(jí)通常都會(huì)符合ISO標(biāo)準(zhǔn)的粘度等級(jí)。本發(fā)明優(yōu)選采用10號(hào)白油，同時(shí)，本發(fā)明對(duì)白油生產(chǎn)廠家并無(wú)特別限制，可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品。在本發(fā)明中，熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油之間的重量比是影響滑輪外套用復(fù)合材料性能的重要因素。其中，石墨粉劑的配比過(guò)高則導(dǎo)致復(fù)合材料的硬度過(guò)高，從而使復(fù)合材料與設(shè)備的配合困難；石墨粉劑料的配比較低，會(huì)影響產(chǎn)品的耐磨性，降低產(chǎn)品的使用壽命。另外，白油的配比較高，影響產(chǎn)品的外觀，觸摸時(shí)有嚴(yán)重的油潰；白油的配比過(guò)低則導(dǎo)致復(fù)合材料在使用過(guò)程中沒(méi)有潤(rùn)滑作用。因此，本發(fā)明通過(guò)控制熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油之間的重量比例，提高了該滑輪外套用復(fù)合材料的耐磨性能。所述熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油的重量比優(yōu)選為(199 202) (8 10) (I I. 2)， 更優(yōu)選為(199 201) (9 10) (I I. I)。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種滑輪外套的制備方法，包括以下步驟步驟a)將重量比為(198 203) (7 10) (O. 8 I. 2)的熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油混合后，加熱至液態(tài)；步驟b)將步驟a)得到的液體原料在60 135bar的壓力下注射至模具內(nèi)，保壓后冷卻，得到滑輪外套。在上述制備過(guò)程中，本發(fā)明以熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油為制備滑輪外套的原料，優(yōu)選采用上述技術(shù)方案所述的牌號(hào)和生產(chǎn)廠家。熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油之間的重量比是影響制備的滑輪外套性能的重要因素。其中，石墨粉劑的配比過(guò)高則導(dǎo)致制備的滑輪外套的硬度過(guò)高，從而與設(shè)備的配合困難；石墨粉劑料的配比較低，會(huì)影響制備的滑輪外套的耐磨性，降低滑輪外套的使用壽命。另外，白油的配比較高，影響滑輪外套的外觀，觸摸時(shí)有嚴(yán)重的油潰；白油的配比過(guò)低則導(dǎo)致滑輪外套在使用過(guò)程中沒(méi)有潤(rùn)滑作用。因此，本發(fā)明通過(guò)控制熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油之間的重量比例， 提高了制備的滑輪外套的耐磨性能。所述熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油的重量比優(yōu)選為(199 202) (8 10) (I I. 2)，更優(yōu)選為(199 201) (9 10) (I 1. I)。在步驟a)中，本發(fā)明通過(guò)采用加熱的方式使各個(gè)原料呈液態(tài)，所述加熱溫度優(yōu)選為190 230°C，更優(yōu)選為200 230°C，更優(yōu)選為210 220°C。同時(shí)，對(duì)混合后的原料進(jìn)行加熱之前，還優(yōu)選包括烘干的步驟，所述烘干采用的裝置優(yōu)選為烘干料筒，烘干溫度優(yōu)選為80 110°C，更優(yōu)選為80 100°C，從而排除原料中的水分。得到液態(tài)原料后，本發(fā)明將步驟a)得到的液體原料進(jìn)行注塑成型，注射時(shí)間優(yōu)選為15 30秒。注塑成型可以用一次注射來(lái)完成，也可以采用多級(jí)注射來(lái)完成。本發(fā)明的注射方式優(yōu)選為三級(jí)注射，由一階段注射、一階段注射和三階段注射組成。所述一階段注射、 一階段注射和三階段注射的注射壓力分別為60 110bar、60 135bar和60 135bar,— 階段注射、一階段注射和三階段注射的注射速度分別為I 15%，I 10%和I 5%。本發(fā)明采用不同的壓力速度進(jìn)行多階段注射，先充滿模腔的大體再慢慢進(jìn)行細(xì)微的填充，從而減少制品毛邊和模具排氣引起的燒焦問(wèn)題。步驟b)中，注射完成之后進(jìn)行保壓處理，所述保壓的壓力優(yōu)選為60 135bar，更優(yōu)選為60 130bar ;保壓時(shí)間優(yōu)選為5 15秒，更優(yōu)選為10 15秒，有利于滑輪外套的定性，防止制品變形。然后，本發(fā)明將已經(jīng)定型的融料經(jīng)冷卻步驟使滑輪外套制品成型，防止滑輪外套制品出現(xiàn)收縮和變形等缺陷。由于冷卻時(shí)間受滑輪外套制品形狀、環(huán)境、氣溫、 模具溫度和冷卻水溫的影響，所述冷卻時(shí)間優(yōu)選為15 40秒，更優(yōu)選為20 40秒，更優(yōu)選為30 40秒。為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。本發(fā)明采用的化學(xué)試劑均為市購(gòu)。本發(fā)明采用注塑裝置為海天注塑機(jī)原料及來(lái)源熱塑性聚氨酯彈性體(TPU):拜耳材料科技有限公司、型號(hào)8798A ；石墨粉劑上海華誼集團(tuán)華原化工有限公司、3號(hào)石墨粉劑；10號(hào)白油I、將重量比為200 10 I的熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油混合后放入烘干料筒，在80 110°C的條件下進(jìn)行烘干，加熱至200°C至液態(tài)；2、將上述得到的液體原料進(jìn)行三級(jí)注射成型，由一階段注射、一階段注射和三階段注射組成，所述一階段注射、二階段注射和三階段注射的注射壓力分別為60 llObar、 60 135bar和60 135bar，一階段注射、二階段注射和三階段注射的注射速度分別為I 15%，I 10%和I 5% ;然后在IOObar下保壓5 15秒，冷卻15 30秒后得到滑輪外套。對(duì)本實(shí)施例制備的滑輪外套進(jìn)行性能測(cè)定，結(jié)果如表I所示。表I實(shí)施例I制備的滑輪外套的性能結(jié)果項(xiàng)目測(cè)試依據(jù)參數(shù)單位
邵氏硬度IS08689權(quán)利要求
1.一種滑輪外套用復(fù)合材料，包括重量比為(198 203) (7 10) (O. 8 I. 2) 的熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的滑輪外套用復(fù)合材料，其特征在于，所述熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油的重量比為(199 202) (8 10) (I I. 2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的滑輪外套用復(fù)合材料，其特征在于，所述熱塑性聚氨酯彈性體為拜耳材料科技有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為8798A的熱塑性聚氨酯彈性體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的滑輪外套用復(fù)合材料，其特征在于，所述石墨粉劑的粒徑為 I 20 μ m0
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的滑輪外套用復(fù)合材料，其特征在于，所述白油為10號(hào)白油。
6.一種滑輪外套的制備方法，包括以下步驟步驟a)將重量比為(198 203) (7 10) (O. 8 I. 2)的熱塑性聚氨酯彈性體、 石墨粉劑和白油混合后，加熱至液態(tài)；步驟b)將步驟a)得到的液體原料在60 135bar的壓力下注射至模具內(nèi)，保壓后冷卻，得到滑輪外套。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)的加熱溫度為190 230。。。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟b)的注射方式為三級(jí)注射， 由一階段注射、二階段注射和三階段注射組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述一階段注射、一階段注射和三階段注射的注射壓力分別為60 110bar、60 135bar和60 135bar,—階段注射、二階段注射和三階段注射的注射速度分別為I 15%，I 10%和I 5%。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟b)的保壓時(shí)間為5 15秒。
全文摘要
本發(fā)明提供一種滑輪外套用復(fù)合材料及其制備方法，包括重量比為(198～203)∶(7～10)∶(0.8～1.2)的熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油。熱塑性聚氨酯彈性體具有硬度范圍廣、良好的彈性和耐磨性、機(jī)械強(qiáng)度高、耐寒性突出和加工性能好等特點(diǎn)；石墨粉劑具有良好的耐高溫性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性、潤(rùn)滑性、化學(xué)穩(wěn)定性、可塑性和抗熱震性等；白油具有良好的氧化安定性，化學(xué)穩(wěn)定性和潤(rùn)滑作用。本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)熱塑性聚氨酯彈性體、石墨粉劑和白油的比例，提高了滑輪外套用復(fù)合材料的耐磨性能，保證了該滑輪外套用復(fù)合材料同時(shí)具有良好的硬度和力學(xué)性能，從而提高了鋼線傳動(dòng)性能，降低切割過(guò)程中的硅材料消耗量，提高光伏產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
文檔編號(hào)C08K3/04GK102604364SQ20121005935
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者楊琳, 焦艷艷, 王珂, 郭玉昆, 雷浩 申請(qǐng)人:保定市易通光伏科技有限公司