一种耐磨钢绞线及其制备方法与流程

本发明涉及钢绞线制备，具体涉及一种耐磨钢绞线及其制备方法。

背景技术：

1、钢绞线是一种由多根钢丝绞合构成的钢铁制品，钢绞线广泛应用在建筑业、矿山、盐厂、碱厂、煤矿、桥梁和海底隧道等领域，随着工业化进程的不断推进，钢绞线的用量不断增加，目前用于镀锌钢绞线的寿命只有十年左右，同时，钢芯铝绞线用镀锌钢丝也很难保证有三十年的寿命，因而在导线三十年的使用期限内，镀锌钢绞线就需要更换两次以上。这样不仅花钱多，而且更换导线所需的时间及随之带来的对工程项目影响及资源费用的浪费十分惊人。因此，如何提高钢绞线耐磨性能和使用寿命就成为急需解决的关键问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐磨钢绞线及其制备方法，解决了现阶段钢绞线耐磨效果不佳，降低了使用寿命的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种耐磨钢绞线的制备方法，具体包括如下步骤：

4、步骤s1：将高碳钢82b盘条用质量分数为10-15％的盐酸溶液常温浸泡30-40min后，进行拔丝处理，制得碳钢丝；

5、步骤s2：将硫酸镍、次亚磷酸钠、醋酸钠、柠檬酸以质量比为25:30:18:18混合均匀，调节ph值为4-5，将碳钢丝浸泡其中，在温度为80-85℃的条件下，施镀3-5h，制得预处理碳钢丝；

6、步骤s3：将耐磨涂料喷涂在预处理碳钢丝表面，在温度为60-70℃的条件下，烘干处理10-15h，制得耐磨碳钢丝，将耐腐蚀碳钢丝用捻股机绞合，制得耐磨钢绞线。

7、进一步，所述的耐磨涂料由如下步骤制成：

8、步骤a1：将二苯二氯硅烷和去离子水混合，在转速为200-300r/min，温度为60-70℃的条件下，搅拌10-15min后，加入浓硫酸和1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷，进行反应4-6h后，调节ph至中性，制得双胺端聚硅氧烷；

9、步骤a2：将双胺端聚硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯、1,4-二丁醇、聚四氢呋喃、2，2-二羟甲基丙酸和n-甲基吡咯烷酮混合，通入氮气保护，在转速为120-150r/min，温度为70-80℃的条件下，进行反应2-4h后，降温至40-45℃，加入三乙胺中和，再加入kh550，搅拌1-1.5h，加入去离子水和改性填料，继续搅拌2-3h，制得耐磨涂料。

10、进一步，步骤a1所述的二苯二氯硅烷、去离子水和1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的摩尔比为2mmo l:10ml:5mmo l，浓硫酸的用量为二苯二氯硅烷和1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷质量和的3-5％。

11、进一步，步骤a2所述的胺端聚硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯、1,4-二丁醇、聚四氢呋喃、2，2-二羟甲基丙酸、n-甲基吡咯烷酮、kh550、去离子水和改性填料的用量比为8.3g:30g:1.6g:50g:6.5g:30ml:1.4g:300ml:5-8g。

12、进一步，所述的改性填料由如下步骤制成：

13、步骤b1：将对甲基苯甲醛和甲醇和混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为2-4℃的条件下，搅拌并加入氢氧化钠溶液和2-乙酰吡啶，进行反应7-9h后，过滤去除滤液，将滤饼、氢氧化钾、乙醇、氢氧化铵和2-乙酰吡啶混合均匀，在转速为120-150r/min，温度为60-70℃的条件下，进行反应20-25h，制得中间体1，将中间体1、去离子水和硝酸混合均匀，在转速为60-80r/min，温度为160-170℃，压强为1.5-1.9mpa的条件下，进行反应20-25h，制得中间体2；

14、步骤b2：将kh550、乙醇、去离子水和四甲基氢氧化铵混合均匀，在转速为200-300r/min，温度为20-25℃的条件下，进行反应3-5h后，升温至70-80℃，继续反应10-15h，将反应液加入石油醚中，过滤去除滤液，制得氨基化倍半硅氧烷，将氨基化倍半硅氧烷溶于四氢呋喃中，在转速为150-200r/min，温度为40-50℃的条件下，搅拌并加入dcc和中间体2，进行反应3-5h后，加入巯基丙酸，继续反应3-5h，制得改性倍半硅氧烷；

15、步骤b3：将改性倍半硅氧烷、醋酸铜和乙醇混合均匀，在温度为90-95℃的条件下，回流8-10h，制得预处理基体，将石墨烯分散在乙醇中，加入去离子水和乙烯基三甲氧基硅烷，在转速为200-300r/min，温度为50-60℃的条件下，进行搅拌2-3h后，加入预处理基体，在365nm紫外线照射条件下，继续搅拌1-1.5h后，过滤去除滤液，将滤饼分散在乙醇中，加入正硅酸乙酯，在转速为150-200r/min，温度为30-35℃的条件下，搅拌并加入氨水和去离子水，进行反应8-10h后，过滤并烘干，制得改性填料。

16、进一步，步骤b1所述的对甲基苯甲醛、甲醇、氢氧化钠溶液和2-乙酰吡啶的体积比为1:24:12:0.9，氢氧化钠溶液的质量分数为5％，滤饼、氢氧化钾、乙醇、氢氧化铵和2-乙酰吡啶的用量比为2.4g:1.8g:120ml:75ml:1.2ml，中间体1、去离子水和硝酸的用量比为2g:20ml:5ml。

17、进一步，步骤b2所述kh550、乙醇和去离子水的质量比为1:80:8，四甲基氢氧化铵的用量为kh550质量的3％，氨基化倍半硅氧烷、dcc、中间体2和巯基丙酸的摩尔比为1:8.1:2:6。

18、进一步，步骤b3所述的改性倍半硅氧烷、醋酸铜和乙醇的用量比为0.5g:0.2g:80ml，石墨烯、去离子水、乙醇、乙烯基三甲氧基硅烷和预处理基体的用量比为1g:50ml:10ml:3ml:2.1g，滤饼、乙醇、正硅酸乙酯、氨水和去离子水的用量比为1g:50ml:6ml:10ml:200ml。

19、本发明的有益效果：本发明公开的一种耐磨钢绞线由高碳钢酸洗拔丝后，施镀处理，再用耐磨涂料表面处理，最后绞合保温制得，耐磨涂料以二苯二氯硅烷为原料先水解再与1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷聚合，形成双胺端聚硅氧烷，将双胺端聚硅氧烷、异佛尔酮二异氰酸酯、1,4-二丁醇、聚四氢呋喃和2，2-二羟甲基丙酸反应，形成聚氨酯预聚体，再加入三乙胺中和，并用kh550封端，制得耐磨涂料，耐磨涂料中的主体为聚氨酯结构，该聚氨酯分子上含有有机硅结构，能够增强聚氨酯的机械性能，进而增强耐磨涂料的耐磨效果，同时含有硅氧烷基团，硅氧烷基团会水解产生硅醇与改性填料表面的活性羟基接枝，进而使得改性填料与有机分子链配合度提升，使得耐磨效果进一步提升，改性填料以对甲基苯甲醛为原料和2-乙酰吡啶反应，形成肉桂酰吡啶结构，再在氢氧化钾、乙醇和氢氧化铵作用下和2-乙酰吡啶反应，形成三联吡啶结构，制得中间体1，将中间体1用硝酸氧化，使得苯环上的甲基氧化成羧基，将kh550水解聚合制得氨基化倍半硅氧烷，将氨基化倍半硅氧烷在dcc的作用下部分氨基与中间体2上的羧基脱水缩合，再加入巯基丙酸与剩余的氨基脱水缩合，制得改性倍半硅氧烷，将改性倍半硅氧烷、醋酸铜和乙醇混合，改性倍半硅氧烷上的三联吡啶会铜离子配合，对改性倍半硅氧烷形成交联，在将石墨烯用乙烯基三甲氧基硅烷处理，使得表面接枝双键，再与预处理基体混合，在紫外线照射的条件，使得双键与预处理基体上的巯基反应，形成石墨烯包覆，在分散在乙醇中，加入正硅酸乙酯，在氨水的作用下，形成纳米二氧化硅负载在相邻石墨烯的缝隙中，制得改性填料，改性填料为核壳结构，其中以金属铜为内核，铜的外侧包覆有含有空腔的倍半硅氧烷，使得耐磨涂料受到外力作用时，能够压缩空腔进而增加接触面的面积，减少了摩擦力，同时石墨烯为层状结构能够产生相互滑移进而减少摩擦力，且相同石墨烯之间含有纳米二氧化硅，纳米二氧化硅为球形结构，能够将相邻石墨烯之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，进而降低摩擦力。