專利名稱：內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超高分子量聚乙烯材料耐磨襯板的制備方法，特別涉及一 種內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制備方法a
背景技術(shù)：
超高分子量聚乙烯是一種性能非常優(yōu)異的新型工程塑料，其分子量一 般在150萬(wàn)以上。它具有極好的耐磨損性，特別是其抗泥沙沖蝕磨損性能 高于鋼材；它的抗沖擊強(qiáng)度居各種塑料之首；它具有很低的摩擦系數(shù)，極 小的吸水率和優(yōu)良的耐腐蝕性?；谶@些優(yōu)點(diǎn)，超高分子量聚乙烯材料在 采礦、紡織、機(jī)械、化工等領(lǐng)域被廣泛用作耐磨、耐沖擊、耐腐蝕或低摩 擦的襯板和襯塊，例如,用作料倉(cāng)內(nèi)襯，貨艙內(nèi)襯、反應(yīng)釜內(nèi)襯、碼頭及水 道的護(hù)舷面板等等。但由于其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠高，又幾乎無(wú)法粘結(jié)，所以在 工程應(yīng)用中普遍存在與鋼鐵、鋼筋混凝土等結(jié)構(gòu)材料連接安裝的問(wèn)題。穿 孔式機(jī)械安裝往往破壞了其襯板的整體耐磨性，同時(shí)，因?yàn)榻饘倬o固件的 耐磨性較低，并易于腐蝕，降低了其襯板的使用可靠性；背面鉆孔用金屬 螺栓直接緊固件時(shí)，由于其材料強(qiáng)度較低，易于變形松動(dòng)，以致無(wú)法提供 可靠的安裝性能，導(dǎo)致脫落；采用卡槽結(jié)構(gòu)連接，雖然比較牢靠，但機(jī)械 加工量大，耗費(fèi)材料多，成本高。與其它材料連接的缺陷阻礙了超高分子 量聚乙烯材料應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。因此，設(shè)計(jì)出一種能與鋼鐵、混凝土等結(jié) 構(gòu)材料牢固連接，機(jī)械加工量小，耗費(fèi)材料少，成本低的超高分子量聚乙 烯板制備方法是十分需要的。
發(fā)明內(nèi)為適應(yīng)以上技術(shù)發(fā)展的需求，本發(fā)明提出了一種內(nèi)嵌螺母式超高分子 量聚乙烯板的制備方法，其特征在于通過(guò)中心孔將螺母與墊片用螺栓固定, 沿螺母外緣與墊片釬焊后，安裝到預(yù)制超高分子量聚乙烯底板上，放入熱
壓成型模具，加入超高分子量聚乙烯粉料，在15 30MPa壓力，1S5 20(TC 溫度，保溫1小時(shí)后，自然冷卻。
所述超高分子量聚乙烯板是平板。
所述超高分子量聚乙烯分子量為150萬(wàn) 500萬(wàn)。
所述內(nèi)嵌螺母為六角形，材質(zhì)口J以是經(jīng)過(guò)防銹處理的碳鋼或不銹鋼。
上述內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制造方法，包括以下步驟
1) 準(zhǔn)備好金屬六角螺母，其型號(hào)根據(jù)所要求的超高分子量聚乙烯板抗 剪強(qiáng)度和固定點(diǎn)數(shù)量確定， 一般以M10 M16為好；
2) 加工一塊帶中心孔的正方形不銹鋼片作為墊片，墊片厚度尺寸范圍 2 4mm(根據(jù)超高分子量聚乙烯板的厚度以及實(shí)用的螺母尺寸適當(dāng)調(diào)整)， 墊片邊長(zhǎng)為30 50mm,墊片中心孔直徑等于或略大于六角螺母螺紋外徑；
3) 用螺栓將步驟l )準(zhǔn)備的螺母與歩驟2)準(zhǔn)備的墊片通過(guò)屮心孔固定， 用釬焊沿螺母外緣與墊片接合處焊接，去除固定螺栓，就得到了內(nèi)嵌式螺 母'-
4) 準(zhǔn)備好超高分子量聚乙烯底板，底板厚度與步驟l)準(zhǔn)備的螺母的 高度相同；
5) 在步驟4)準(zhǔn)備的超高分子量聚乙烯底板上，根據(jù)計(jì)劃安裝螺栓的 位置在底板上鉆孔，孔徑大小等于六角螺母對(duì)邊寬度；
6) 將步驟3)制備的內(nèi)嵌式螺母壓入歩驟5)準(zhǔn)備的超高分子量聚乙烯 底板孔洞中；
7) 準(zhǔn)備好超高分子量聚乙烯粉料，其分子量為150萬(wàn) 500萬(wàn)，粒徑為50 100目；
8)將歩驟6)制備的帶內(nèi)嵌式螺母的超高分子量聚乙烯底板放入熱壓 成型模具中，加入步驟7)準(zhǔn)備的添加超高分子量聚乙烯粉料，典型熱壓 成型工藝參數(shù)為15 30MPa壓力，185 200。C溫度，保溫1小時(shí)，停止保 溫，自然冷卻，即得到了內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板。
用上述方法制造的內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的安裝方法，其特 征是可采取以下的任意一個(gè)步驟
1) 當(dāng)需要將上述內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板與鋼結(jié)構(gòu)連接時(shí)，在 結(jié)構(gòu)件上打孔，用合適的螺栓就可以方便地實(shí)現(xiàn)連接和固定。
2) 當(dāng)需要將上述內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板與鋼筋混凝土連接 時(shí)，先將合適的金屬螺栓擰到內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板上，固緊； 將內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板放置到未固結(jié)的鋼筋混凝土上，將二者 緊密貼合，把螺栓埋入到未固化的混凝土材料中，待混凝土固化后，超高 分子量聚乙烯板便與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)緊密連接。
本發(fā)明具有如下的特點(diǎn)
1) 所述內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、但能夠很好地與其 它材質(zhì)的結(jié)構(gòu)以簡(jiǎn)單機(jī)械方式可靠連接，同時(shí)應(yīng)用面仍為完整的超高分子 量聚乙烯材料，簡(jiǎn)單實(shí)用；
2) 在與普通超高分子量聚乙烯板一樣的成型過(guò)程中直接埋入內(nèi)嵌螺 母，不需要通過(guò)后期機(jī)械加工。因此，本發(fā)明可以節(jié)約成本；
3) 可以加工成為標(biāo)準(zhǔn)尺寸板材，然后在安裝時(shí)通過(guò)適當(dāng)拼貼來(lái)滿足絕 大多數(shù)場(chǎng)合的使用，因而使用面廣。


圖1為本發(fā)明專利實(shí)施例1的剖視圖，
圖2為帶中心孔的正方形不銹鋼片的剖視圖，
圖3為不銹鋼墊片與螺母連接的剖視圖，
圖4為鉆孔的超高分子量聚乙烯底板的剖視圖，
圖5為內(nèi)嵌螺母壓入超高分子量聚乙烯底板的剖視圖，
圖6為添加超高分子量聚乙烯粉料后的超高分子量聚乙烯板的剖視
圖，
圖7為內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的剖視圖， 1-超高分子量聚乙烯襯板，2-不銹鋼墊片，3-內(nèi)嵌螺母，4-固定螺 栓，5-混凝土，
6-釬悍點(diǎn)，7-圓孔，8-超高分子量聚乙烯底板，9-超高分子量聚乙烯粉
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明專利。
實(shí)施例l:
如圖1所示，內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板，它包括超高分子量聚
乙烯襯板l、預(yù)埋于其中的不銹鋼墊片2、內(nèi)嵌螺母3、固定螺栓4和混凝土5。
所述超高分子量聚乙烯底板8由分子量為400萬(wàn)，粒度80目的超高分 子量聚乙烯原料制成。
所述內(nèi)嵌螺母為六角形不銹鋼螺母3，型號(hào)為M12。 所述不銹鋼墊片2尺寸為40x40x3mm。所述固定螺栓4型號(hào)為M12x80mm
以上內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制造方法包括以下步驟-
1) 準(zhǔn)備好不銹鋼六角螺母3，型號(hào)為M12，螺母3對(duì)邊寬度為21.9mm， 螺母3高度為10mm;
2) 加工一塊帶中心孔的正方形不銹鋼片作為墊片2，如圖2所示，墊片 2厚度尺寸為3mm，墊片邊長(zhǎng)為40mm，墊片2中心孔直徑等于或略大于六 角螺母3螺紋外徑；
3) 用螺栓將步驟l)準(zhǔn)備的螺母與步驟2)準(zhǔn)備的墊片2通過(guò)中心孔固 定，用釬焊沿螺母3外緣與墊片2接合處6焊接，去除固定螺栓，得到內(nèi)嵌式 螺母，如圖3所示；
4) 準(zhǔn)備好超高分子量聚乙烯底板8，底板8厚度與步驟1)準(zhǔn)備的螺母3 的高度相同，為10mm;
5) 在步驟4)準(zhǔn)備的超高分子量聚乙烯底板8上，根據(jù)計(jì)劃安裝螺栓的 位置在底板8上鉆孔7，孔徑大小等于螺母3對(duì)邊寬度，如圖4所示；
6) 將步驟3)制備的內(nèi)嵌式螺母壓入步驟5)準(zhǔn)備的超高分子量聚乙烯 底板8圓孔7中，如圖5所示；
7) 準(zhǔn)備好超高分子量聚乙烯粉料9，其分子量為400萬(wàn)，粒徑為60 80
目；
8) 將步驟6)制備的帶內(nèi)嵌式螺母的超高分子量聚乙烯底板8放入熱 壓成型模具中，加入步驟7)準(zhǔn)備的添加超高分子量聚乙烯粉料9，如圖6 所示，典型熱壓成型工藝參數(shù)為30MPa壓力，20(TC溫度，保溫1小時(shí)， 停止保溫，自然冷卻，即得到內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板，如圖7所示。
將上述方法制造的超高分子量聚乙烯襯板1安裝到混凝土 5結(jié)構(gòu)上方法如下如圖1所示，在需要保護(hù)的混凝土5結(jié)構(gòu)表面先輔置混凝土，厚
度大于L即70mm，將M12x80mm的固定螺栓4旋入內(nèi)嵌螺母3中，固緊，將內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板嵌到混凝土表面，同時(shí)固定螺栓4插入混凝土5中，在襯板1表面敲擊或振搗使其與混凝土表面完全貼合，混凝土固化后，襯板即固定在混凝土結(jié)構(gòu)表面，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板和混凝土的緊密連接，起到耐磨保護(hù)作用。
實(shí)施例2
與實(shí)施例1基本一致，不同之處在于將所制造的內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板安裝到鋼結(jié)構(gòu)上，所用的內(nèi)嵌六角螺母3，型號(hào)M16，尺寸為螺母高度H43mm，螺母對(duì)邊寬度D=27.7mm，所制造的內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板8厚度H為13mm。其步驟如下在所制造的內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板8上安裝M16x80的螺栓4，固緊；在需要防護(hù)的鋼板鉆M16x75螺紋沉孔；把上述襯板1有螺栓4的一面朝向鋼結(jié)構(gòu)，將螺栓4旋入鋼結(jié)構(gòu)中，在襯板1表面敲擊使其與鋼結(jié)構(gòu)表面貼合。實(shí)現(xiàn)了超高分子量聚乙烯襯板1和鋼結(jié)構(gòu)件連接，并保證沒(méi)有金屬件暴露于襯板表面。
權(quán)利要求
1. 一種內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制備方法，其特征在于通過(guò)中心孔將螺母與墊片用螺栓固定，沿螺母外緣與墊片釬焊后，安裝到預(yù)制超高分子量聚乙烯底板上，放入熱壓成型模具，加入超高分子量聚乙烯粉料，在15～30MPa壓力，185～200℃溫度，保溫1小時(shí)后，自然冷卻。
2. 符合權(quán)利要求1的一種內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制備方法， 其特征在于所用內(nèi)嵌螺母為六角形，材質(zhì)為經(jīng)過(guò)防銹處理的碳鋼、不銹鋼， 規(guī)格為M10 M16。
3. 符合權(quán)利要求1的一種內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制備方法， 其特征在于所用超高分子量聚乙烯底板開(kāi)有直徑與內(nèi)嵌螺母對(duì)邊寬度相等 的園孔，底板的厚度與內(nèi)嵌螺母高度相等。
4. 符合權(quán)利要求1的一種內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制備方法, 其特征在于所述墊片為一塊帶中心孔的正方形不銹鋼片，其厚度為2 4mm，墊片邊長(zhǎng)為30 50mm，其中心孔直徑等于和略大于六角螺母螺紋 外徑。
5. 符合權(quán)利要求1的一種內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制備方法， 其特征在于采取以下的任意一個(gè)步驟安裝1) 在鋼結(jié)構(gòu)件上打孔，用螺栓連接和固定；2) 將金屬螺栓擰入內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板，固緊；將內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板放置未固結(jié)的鋼筋混凝土上，緊密貼合，埋螺栓 入混凝土材料，待混凝土固化。
全文摘要
提出的一種內(nèi)嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制備方法，其特征在于通過(guò)中心孔將螺母與墊片用螺栓固定，沿螺母外緣與墊片釬焊后，安裝到預(yù)制超高分子量聚乙烯底板上，放入熱壓成型模具，加入超高分子量聚乙烯粉料，在15～30MPa壓力，185～200℃溫度，保溫1小時(shí)后，自然冷卻。該板材安裝螺栓后，可固定在機(jī)械裝置、混凝土結(jié)構(gòu)等需要耐磨保護(hù)的部位，與基體的結(jié)合強(qiáng)度可靠。
文檔編號(hào)B29C43/58GK101497225SQ20081024633
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者健 李, 盛 胡, 俊 薛, 袁成清, 雒建斌, 顧卡麗 申請(qǐng)人:武漢材料保護(hù)研究所