专利名称：芳纶浆粕增强浇铸尼龙件及其生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及芳纶浆粕增强浇铸尼龙件及其生产工艺的技术是可批量连续化生产，能广泛应用于机械、汽车、船舶、石油、化工、国防、纺织、印染、城市道路基础设施等行业的机件、结构件的生产。例如一次成型减速机齿轮、汽车用超强耐穿齿轮、船舶用免润滑超强耐磨轴承、城市道路基础设施的结构件等。
背景技术：
现有技术的金属制造机件的重量大，不耐磨损、噪音大、需要润滑油，现有的浇铸尼龙件无增强材料，故生产出机件的强度、韧性、弹性、耐磨性能低，不能一次成型，加工的废料造成污染。
发明内容
本发明的目的提供一种用芳纶浆粕增强浇铸尼龙件来替代金属材料和普通浇铸尼龙件使机件的断裂强度、弯曲强度、韧性、耐磨性均可提高三倍以上。生产用精密的加温模具加压一次成型，可做到无切削。生产设备是大型带加温、带搅拌、可抽真空的反应釜生产原料，流入多个储料缸中，在进入注塑机或压铸机前加入副催化剂搅拌均匀经压力成型，管件可离心旋转成型。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是本发明的一种芳纶浆粕增强浇铸尼龙件，是可工业化批量生产的技术产品，其配方，除含有主要成分己内酰胺、芳纶浆粕外，还含有碳纤维短切纱、玄武岩纤维短切纱、甲苯二异氢酸脂、纳米材料、稀土材料，各成分的重量百分比为己内酰胺89.0～94.0PTFE树脂0.3～1.3芳纶浆粕2.0～4.0 稀土0.1～0.5碳纤维短切纱1.0～2.0 纳米材料0.1～0.9玄武岩纤维短切纱0.5～1.5 其它0.1～0.7聚醚0.5～1.5。
芳纶浆粕是用断裂强度为22克/旦以上芳纶纤维切成2至5毫米长，经羽化整理制成每克纤维的比表面积为2至5平方米的芳纶浆粕，由于芳纶(芳香族聚酰胺)和己内酰胺同属尼龙类，故有极佳的相容性，芳纶浆粕的耐高温和比表面积极大的特性使得二种材料结合牢固，强度高于现有技术三倍以上。
其添加材料的碳纤维短切纱、玄武岩纤维短切纱都是长纤维，不仅能起润滑作用，还能起增强作用；填加的纳米材料、稀土材料、聚醚等化学助剂可增加该尼龙浇铸件的性能。
其催化剂包括甲醇钠溶液、氢氧化钠溶液等。
其成型用压铸机等设备压力成型，管状零件用离心旋转成型。
可加热带搅拌抽真空的反应釜、可投放抽真空的多个储料缸、压铸机、离心成型机等。
将己内酰胺、芳纶浆粕、碳纤维短切纱、助剂等加入反应釜中加热，搅拌后抽真空，去除水份和挥发物，加入催化剂，继续抽真空后从反应釜的出料口，放入多个可加热的储料缸中，每个缸在入模前加增稠剂进入预热模中成型。
催化剂用甲醇钠溶液，将芳纶浆粕和己内酰胺、碳纤维等材料加入反应釜中搅拌、加温、抽真空在120-140℃温度下脱水20分钟后，解除真空加入催化剂甲醇钠、抽真空加热到140℃，恒温20至30分钟，解除真空，从下料口放入储料缸中保温，在使用前加甲苯二异氰酸酯，搅匀，注入已预热至160-180℃的模具中聚合加压成型，制成齿轮可不加工即可使用。催化剂为氢氯化钠溶液。
芳纶浆粕是用芳香族聚酰胺(尼龙类产品)长丝(其断裂强度在22克/旦以上，是尼龙丝强力的六倍以上)切成2-5毫米长经羽化整理，每克芳纶浆粕的比表面积达2-5平方米。离散性极佳的芳纶浆粕和熔融的己内酰胺及其它助剂极易在搅拌中均匀结合，形成高强度、高韧性、高耐磨性的混合体。混合体中加入的碳纤维短切纱、玄武岩纤维短切纱、纳米材料、稀土材料、聚醚、PTFE树脂等助剂用纤维代替粒料即增加耐磨性又增加强度、增加韧性、改善产品的性能。
本发明的有益效果是己内酰胺中加入芳纶浆粕、碳纤维短切纱、玄武岩纤维短切纱能数倍提高浇铸尼龙件的抗拉强度、抗弯强度、韧性、耐磨性。反应釜容量为2000至5000公斤时可达到批量连续生产。采用压铸机或注塑机精密模具生产的机件可免加工或少加工，无废料产生。由于加入芳纶浆粕等增强材料使得产品强度高，耐磨损，使用寿命长。
具体实施例方式
按一种实施方式说明本发明在反应釜安装平台上，向反应釜中投料如下己内酰胺915kg芳纶浆粕30kg碳纤维短切纱15kg玄武岩纤维短切纱10kg聚醚10kgPTFE树脂8kg稀土3kg纳米材料5kg其它4kg总计投料1000kg
投料后在密封搅拌同时加温至熔融状态，当温度达135℃时开启真空泵抽真空除出水份和挥发物，保持20分钟，解除真空加入催化剂甲醇钠溶液3kg，抽真空，在搅拌中反应，135℃温度下反应10至15分钟即可，解除真空，放到多个储料缸中保温。在进入模具前加入储料缸中原料重量的0.4％甲苯二异氯酸脂，搅拌后即可倒入加温至160℃的压铸机模具中加压成型。管状零件还可用离心旋转方式成型。成型后进行热处理可消除零件中的应力。
例如制造汽车齿轮件只需磨轴孔后在磨齿机上将齿面精磨即可长时间使用。制造城市道路基础设施的井盖、路障等可在注塑机上一次成型，不用加工。制造管状零件可用离心旋转方式生产出零件。
芳纶浆粕增强浇铸尼龙件及其生产工艺和生产设备提供批量生产的生产设备，生产工艺而制造出浇铸尼龙件，其强度、韧性高于钢材和常规浇铸尼龙件，产品强度高、噪音低，使用寿命长，对环境无污染。
权利要求
1.一种芳纶浆粕增强浇铸尼龙件，其特征在于是可工业化批量生产的技术产品，其配方，除含有主要成分己内酰胺、芳纶浆粕外，还含有碳纤维短切纱、玄武岩纤维短切纱、甲苯二异氢酸脂、纳米材料、稀土材料，各成分的重量百分比为己内酰胺 89.0～94.0 PTFE树脂 0.3～1.3芳纶浆粕 2.0～4.0稀土 0.1～0.5碳纤维短切纱 1.0～2.0纳米材料 0.1～0.9玄武岩纤维短切纱 0.5～1.5其它 0.1～0.7聚醚 0.5～1.5。
2.根据权利要求1所述的芳纶浆粕增强浇铸尼龙件，其特征在于芳纶浆粕是用断裂强度为22克/旦以上芳纶纤维切成2至5毫米长，经羽化整理制成每克纤维的比表面积为2至5平方米的芳纶浆粕，由于芳纶(芳香族聚酰胺)和己内酰胺同属尼龙类，故有极佳的相容性，芳纶浆粕的耐高温和比表面积极大的特性使得二种材料结合牢固，强度高于现有技术三倍以上。
3.根据权利要求1所述的芳纶浆粕增强浇铸尼龙件，其特征在于其添加材料的碳纤维短切纱、玄武岩纤维短切纱都是长纤维，不仅能起润滑作用，还能起增强作用；填加的纳米材料、稀土材料、聚醚等化学助剂可增加该尼龙浇铸件的性能。
4.根据权利要求1所述的芳纶浆粕增强浇铸尼龙件，其特征在于其催化剂包括甲醇钠溶液、氢氧化钠溶液等。
5.根据权利要求1所述的芳纶浆粕增强浇铸尼龙件，其特征在于其成型用压铸机等设备压力成型，管状零件用离心旋转成型。
6.根据权利要求1所述的芳纶浆粕增强浇铸尼龙件，其特征在于其生产主要设备包括可加热带搅拌抽真空的反应釜、可投放抽真空的多个储料缸、压铸机、离心成型机等。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的芳纶浆粕增强浇铸尼龙件的生产工艺，其特征在于将己内酰胺、芳纶浆粕、碳纤维短切纱、助剂等加入反应釜中加热，搅拌后抽真空，去除水份和挥发物，加入催化剂，继续抽真空后从反应釜的出料口，放入多个可加热的储料缸中，每个缸在入模前加增稠剂进入预热模中成型。
8.根据权利要求7所述的芳纶浆粕增强浇铸尼龙件的生产工艺，其特征在于催化剂用甲醇钠溶液，将芳纶浆粕和己内酰胺、碳纤维等材料加入反应釜中搅拌、加温、抽真空在120-140℃温度下脱水20分钟后，解除真空加入催化剂甲醇钠、抽真空加热到140℃，恒温20至30分钟，解除真空，从下料口放入储料缸中保温，在使用前加甲苯二异氰酸酯，搅匀，注入已预热160-180℃的模具中聚合加压成型，制成齿轮可不加工即可使用。
9.如权利要求7或8所述的芳纶浆粕增强浇铸尼龙件的生产工艺，其特征在于催化剂为氢氯化钠溶液。
全文摘要
芳纶浆粕增强浇铸尼龙件及其生产工艺，是可批量连续化生产浇铸尼龙件的技术、工艺，能应用于机械、汽车、船舶、石油、化工、国防、纺织、印染、城市道路基础设施等机件、结构件的生产。具有高强度、高韧性、高耐磨、使用寿命长、免润滑等优点。
文档编号B29C39/00GK1916079SQ20061011233
公开日2007年2月21日 申请日期2006年9月4日 优先权日2006年9月4日
发明者余伟 申请人:余伟