一种非金属托辊管体的制作方法

1.本发明涉及托辊领域，尤其是涉及一种非金属托辊管体。


背景技术：

2.在运输皮带等设备使用过程中，常需要托辊，以前常用金属托辊，但是金属托辊由于运行环境复杂恶劣，表面容易锈蚀，造成与带面或其他物体的磨损。因此市面上出现了非金属的托辊，主要是高分子和陶瓷等材料。
3.相关技术可参考申请公开号为cn113120510a的中国申请，其公开了一种非金属材料托辊，包括筒体外层、筒体内层、轴承座、密封、轴、垫片和轴承，筒体外层的内侧壁固定有筒体内层，筒体内层的内部左右侧均固定有轴承座，轴承座的固定有轴承，且轴承的内部位于轴承的右侧固定有密封。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为高分子非金属托辊耐磨损，耐冲击，自润滑性好，但是其不耐高温，在高温下使用容易变形。


技术实现要素：

5.为了提高非金属托辊的耐高温性，本技术提供一种非金属托辊管体。
6.本技术提供的一种非金属托辊管体采用如下的技术方案：一种非金属托辊管体，包括钢板和包裹在钢板外部的高分子包裹层和包裹在高分子包裹层外的辊外层，辊外层包括以下重量份的组分，50-70份聚四氟乙烯、15-25份氯化聚乙烯、2-5份硬脂酸钡、2-5份三盐基硫酸钡、6-9份硬脂酸钙、0.2-0.4份硬脂酸、0.2-0.3份抗静电剂，钢板表面均经过表面粗糙处理。
7.通过采用上述技术方案，非金属托辊的辊外层采用聚四氟乙烯材料，可以提高耐温性能，同时聚四氟乙烯具有良好的自润滑和防粘性能，减少物料粘附，然后添加了氯化聚乙烯提高材料韧性，同时添加硬脂酸盐作为热稳定剂提高氯化聚乙烯的抗热性，上述配方得到的材料具有良好的强度和抗冲击性能，耐高温，耐磨损，可以减少对皮带和自身的磨损，同时通过内嵌钢板改善托辊的抗弯性能，提高韧性和强度，可以减少长期使用造成的变形，延长使用寿命。
8.优选的，所述高分子包裹层包括质量比为8-9:1的聚四氟乙烯和高表面能粉体。
9.通过采用上述技术方案，高分子包裹层也采用聚四氟乙烯材料，可以提高耐热性，同时混合高表面能粉体，可以提高粘接性能，便于与内层钢板与柜外层材料复合，提高复合强度和效果。
10.优选的，所述高表面能粉体为二氧化硅或铝粉中的一种或两种的混合物。
11.通过采用上述技术方案，二氧化硅和铝粉均为常规易得材料，具有较高的表面能，能够改善聚四氟乙烯的粘接性，提高其与内外层的结合效果。
12.优选的，所述高分子包裹层由聚四氟乙烯在327-335℃下高温熔融后与高表面能粉体混合，然后在钢板表面浇筑而成。
13.通过采用上述技术方案，通过熔融浇筑的方式将高分子包裹层与钢板浇筑，可以提高两者的结合效果，不容易互相脱离，成品辊可以长期使用不易损坏。
14.优选的，所述钢板呈圆筒形，所述钢板呈圆筒形，所述钢板一端为浇筑支撑面，所述高分子包裹层包裹钢板内外表面和远离浇筑支撑面一端，所述钢板浇筑支撑面位置粘接有封口板。
15.通过采用上述技术方案，通过一端支撑浇筑，封口板粘接，可以保证辊面的一体性，减少脱离，同时封口板可以将钢板完全封闭在内，减少钢板与外界接触，减少钢板的锈蚀。
16.优选的，所述封口板的材质与辊外层一致；所述封口板的粘接包括以下步骤：将所述辊外层和所述高分子包裹层靠近钢板浇筑支撑面一端通过钠萘溶液进行表面处理，将所述封口板粘接一面也通过钠萘溶液进行表面处理，然后通过耐高温环氧胶进行粘接。
17.通过采用上述技术方案，聚四氟乙烯材料具有低粘性，因此粘接效果不佳，通过钠萘溶液进行表面处理，可以提高互相的粘接效果，提高整体强度，减少钢板暴露锈蚀。
18.优选的，所述钢板表面固定连接有多个垂直于钢板表面设置的突起，所述钢板上开设有若干通孔。
19.通过采用上述技术方案，钢板上的突起和通孔可以提高钢板与高分子包裹层结合效果，同时可以减轻重量。
20.优选的，所述高分子包裹层外表面通过火焰喷枪熔融后浇筑形成辊外层。
21.通过采用上述技术方案，将高分子包裹层表面熔融，然后浇筑辊外层，使外层与高分子包裹层表面完全混合，提高结合效果。
22.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、非金属托辊的辊外层采用聚四氟乙烯材料，可以提高耐温性能，同时聚四氟乙烯具有良好的自润滑和防粘性能，减少物料粘附，上述配方得到的材料具有良好的强度和抗冲击性能，耐高温，耐磨损，可以减少对皮带和自身的磨损，同时通过内嵌钢板改善托辊的抗弯性能，提高韧性和强度，可以减少长期使用造成的变形，延长使用寿命。
23.2、高分子包裹层也采用聚四氟乙烯材料，可以提高耐热性，同时混合高表面能粉体，可以提高粘接性能，便于与内层钢板与柜外层材料复合，提高复合强度和效果。
24.3、聚四氟乙烯材料具有低粘性，因此粘接效果不佳，通过钠萘溶液进行表面处理，可以提高互相的粘接效果，提高整体强度，减少钢板暴露锈蚀。
附图说明
25.图1是本技术实施例的结构示意图。
26.1、高分子包裹层；2、辊外层；3、钢板；31、突起；32、通孔；4、封口板。
具体实施方式
27.以下结合附图和实施例对本技术作进一步详细说明。
28.聚四氟乙烯采购自美国杜邦te3859注塑级颗粒。
29.氯化聚乙烯采购自聊城市神农化工有限公司cpe135a注塑级颗粒。
30.抗静电剂采购自山东旭光化工有限公司asa。
实施例
31.实施例1参照图1，一种非金属托辊管体，包括钢板3和包裹在钢板3外部的高分子包裹层1和包裹在高分子包裹层1外的辊外层2。钢板3呈圆筒形，钢板3一端为浇筑支撑面，高分子包裹层1包裹钢板3内外表面和远离浇筑支撑面一端，钢板3浇筑支撑面位置粘接有封口板4，封口板4与高分子包裹成和辊外层2均通过粘接固定。便于制作，同时浇筑支撑面通过粘接，可以密封钢板3，减少锈蚀。
32.参照图1，钢板3表面固定连接有多个垂直于钢板3表面设置的突起31，钢板3上开设有若干通孔32。突起31和通孔32使钢板3成骨架设置，一方面与非金属材料结合更紧密，同时可以降低重量。
33.高分子包裹层原料包括质量比为8:1的聚四氟乙烯和高表面能粉体。
34.高表面能粉体为二氧化硅。
35.辊外层包括以下重量的组分，500g聚四氟乙烯，150g氯化聚乙烯、20份硬脂酸钡、20g三盐基硫酸钡、60g硬脂酸钙、2g硬脂酸、2g抗静电剂。
36.非金属辊的制备方法包括以下步骤：（1）对钢板进行表面粗糙处理，将钢板通过砂轮打磨成粗糙表面。
37.（2）将高分子包裹层原料聚四氟乙烯在330℃下高温熔融后与二氧化硅粉末混合，然后对钢板进行浇筑，在钢板内外层形成一个高分子包裹层，将钢板内侧外侧和一端均包裹在内。
38.（3）将辊外层的原料熔融混合，然后通过火焰喷枪熔融高分子包裹层表面，使表面熔融一层，然后将辊外层原料浇筑在高分子包裹层外表面形成辊外层。熔融部分可以与辊外侧充分混合，提高整体强度。
39.（4）封口板材质与辊外层一致。将辊外层和高分子包裹层靠近钢板浇筑支撑面一端均通过钠萘溶液进行表面处理，将封口板粘接一面也通过钠萘溶液进行表面处理，然后通过耐高温环氧胶进行粘接。表面处理可以提高粘接牢度，提高整体强度。
40.实施例2一种非金属托辊管体，与实施例1的区别在于，辊外层的原料含量不同，700g聚四氟乙烯、250g氯化聚乙烯、50g硬脂酸钡、50g三盐基硫酸钡、90g硬脂酸钙、4g硬脂酸、3g抗静电剂。
41.实施例3一种非金属托辊管体，与实施例1的区别在于，辊外层的原料含量不同，600g聚四氟乙烯、200g氯化聚乙烯、40g份硬脂酸钡、30g三盐基硫酸钡、70g硬脂酸钙、3g硬脂酸、2.5g抗静电剂。
42.实施例4一种非金属托辊管体，与实施例1的区别在于，高分子包裹层为纯聚四氟乙烯。
43.对比例对比例1一种非金属托辊管体，与实施例1的区别在于，辊外层原料只使用聚四氟乙烯材料，不添加其他材料。
44.对比例2一种非金属托辊管体，与实施例1的区别在于，辊外层原料中不添加硬脂酸钡、三盐基硫酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸。
45.对比例3一种非金属托辊管体，与实施例1的区别在于，没有内层钢板。
46.对比例4一种非金属托辊管体，与实施例1的区别在于，辊外层原料包括以下重量组分：600g聚氯乙烯、200g氯化聚乙烯、40g份硬脂酸钡、30g三盐基硫酸钡、70g硬脂酸钙、3g硬脂酸、2.5g抗静电剂。
47.性能检测试验对耐高温性进行检测，将实施例1-3和对比例1-2中辊外层材料进行加热记录表面按压变形的温度。录入表1。
48.通过将实施例1、4和对比例1、3进行折弯实验，折弯时两端固定，中间逐渐加压测量折断时强度为抗弯强度，录入表2。
49.表1实施例温度/℃实施例1311.8实施例2312.3实施例3311.9对比例1321.5对比例2297.6对比例4112.7表2实施例抗弯强度实施例125.3
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106pa实施例422.2
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106pa对比例118.7
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106pa对比例318.4
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106pa结合实施例1和对比例1-2、4并结合表1和表2可以看出，聚四氟乙烯的耐热性相对于普通聚乙烯辊显著提高，添加氯化聚乙烯可以增加韧性提高抗弯强度，硬脂酸钡、三盐基硫酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸具有可以提高热稳定性，提高耐热性。
50.结合实施例1和对比例3并结合表2可以看出，内层钢板设置可以提高抗弯强度，钢骨架设置也能够减少变形。
51.结合实施例1和实施例4并结合表1可以看出，实施例4折断时辊外层和高分子包裹层以及钢板之间均有脱离，可以看出两者结合效果不好，未添加高表面能粉体会影响结合效果，容易与外层脱离，因此影响了整体抗弯强度。
52.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。