內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的製備方法
2023-09-17 08:30:25 1
專利名稱：內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的製備方法
技術領域：
本發明涉及超高分子量聚乙烯材料耐磨襯板的製備方法，特別涉及一 種內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的製備方法a
背景技術：
超高分子量聚乙烯是一種性能非常優異的新型工程塑料，其分子量一 般在150萬以上。它具有極好的耐磨損性，特別是其抗泥沙衝蝕磨損性能 高於鋼材；它的抗衝擊強度居各種塑料之首；它具有很低的摩擦係數，極 小的吸水率和優良的耐腐蝕性。基於這些優點，超高分子量聚乙烯材料在 採礦、紡織、機械、化工等領域被廣泛用作耐磨、耐衝擊、耐腐蝕或低摩 擦的襯板和襯塊，例如,用作料倉內襯，貨艙內襯、反應釜內襯、碼頭及水 道的護舷面板等等。但由於其結構強度不夠高，又幾乎無法粘結，所以在 工程應用中普遍存在與鋼鐵、鋼筋混凝土等結構材料連接安裝的問題。穿 孔式機械安裝往往破壞了其襯板的整體耐磨性，同時，因為金屬緊固件的 耐磨性較低，並易於腐蝕，降低了其襯板的使用可靠性；背面鑽孔用金屬 螺栓直接緊固件時，由於其材料強度較低，易於變形鬆動，以致無法提供 可靠的安裝性能，導致脫落；採用卡槽結構連接，雖然比較牢靠，但機械 加工量大，耗費材料多，成本高。與其它材料連接的缺陷阻礙了超高分子 量聚乙烯材料應用領域的拓展。因此，設計出一種能與鋼鐵、混凝土等結 構材料牢固連接，機械加工量小，耗費材料少，成本低的超高分子量聚乙 烯板製備方法是十分需要的。
發明內為適應以上技術發展的需求，本發明提出了一種內嵌螺母式超高分子 量聚乙烯板的製備方法，其特徵在於通過中心孔將螺母與墊片用螺栓固定, 沿螺母外緣與墊片釺焊後，安裝到預製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小時後，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 500萬。
所述內嵌螺母為六角形，材質口J以是經過防鏽處理的碳鋼或不鏽鋼。
上述內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的製造方法，包括以下步驟
1) 準備好金屬六角螺母，其型號根據所要求的超高分子量聚乙烯板抗 剪強度和固定點數量確定， 一般以M10 M16為好；
2) 加工一塊帶中心孔的正方形不鏽鋼片作為墊片，墊片厚度尺寸範圍 2 4mm(根據超高分子量聚乙烯板的厚度以及實用的螺母尺寸適當調整)， 墊片邊長為30 50mm,墊片中心孔直徑等於或略大於六角螺母螺紋外徑；
3) 用螺栓將步驟l )準備的螺母與歩驟2)準備的墊片通過屮心孔固定， 用釺焊沿螺母外緣與墊片接合處焊接，去除固定螺栓，就得到了內嵌式螺 母'-
4) 準備好超高分子量聚乙烯底板，底板厚度與步驟l)準備的螺母的 高度相同；
5) 在步驟4)準備的超高分子量聚乙烯底板上，根據計劃安裝螺栓的 位置在底板上鑽孔，孔徑大小等於六角螺母對邊寬度；
6) 將步驟3)製備的內嵌式螺母壓入歩驟5)準備的超高分子量聚乙烯 底板孔洞中；
7) 準備好超高分子量聚乙烯粉料，其分子量為150萬 500萬，粒徑為50 100目；
8)將歩驟6)製備的帶內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)準備的添加超高分子量聚乙烯粉料，典型熱壓 成型工藝參數為15 30MPa壓力，185 200。C溫度，保溫1小時，停止保 溫，自然冷卻，即得到了內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板。
用上述方法製造的內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的安裝方法，其特 徵是可採取以下的任意一個步驟
1) 當需要將上述內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板與鋼結構連接時，在 結構件上打孔，用合適的螺栓就可以方便地實現連接和固定。
2) 當需要將上述內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板與鋼筋混凝土連接 時，先將合適的金屬螺栓擰到內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板上，固緊； 將內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板放置到未固結的鋼筋混凝土上，將二者 緊密貼合，把螺栓埋入到未固化的混凝土材料中，待混凝土固化後，超高 分子量聚乙烯板便與鋼筋混凝土結構緊密連接。
本發明具有如下的特點
1) 所述內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板結構簡單、但能夠很好地與其 它材質的結構以簡單機械方式可靠連接，同時應用面仍為完整的超高分子 量聚乙烯材料，簡單實用；
2) 在與普通超高分子量聚乙烯板一樣的成型過程中直接埋入內嵌螺 母，不需要通過後期機械加工。因此，本發明可以節約成本；
3) 可以加工成為標準尺寸板材，然後在安裝時通過適當拼貼來滿足絕 大多數場合的使用，因而使用面廣。
圖1為本發明專利實施例1的剖視圖，
圖2為帶中心孔的正方形不鏽鋼片的剖視圖，
圖3為不鏽鋼墊片與螺母連接的剖視圖，
圖4為鑽孔的超高分子量聚乙烯底板的剖視圖，
圖5為內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後的超高分子量聚乙烯板的剖視
圖，
圖7為內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-不鏽鋼墊片，3-內嵌螺母，4-固定螺 栓，5-混凝土，
6-釺悍點，7-圓孔，8-超高分子量聚乙烯底板，9-超高分子量聚乙烯粉
具體實施例方式
下面結合附圖進一步說明本發明專利。
實施例l:
如圖1所示，內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、預埋於其中的不鏽鋼墊片2、內嵌螺母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，粒度80目的超高分 子量聚乙烯原料製成。
所述內嵌螺母為六角形不鏽鋼螺母3，型號為M12。 所述不鏽鋼墊片2尺寸為40x40x3mm。所述固定螺栓4型號為M12x80mm
以上內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的製造方法包括以下步驟-
1) 準備好不鏽鋼六角螺母3，型號為M12，螺母3對邊寬度為21.9mm， 螺母3高度為10mm;
2) 加工一塊帶中心孔的正方形不鏽鋼片作為墊片2，如圖2所示，墊片 2厚度尺寸為3mm，墊片邊長為40mm，墊片2中心孔直徑等於或略大於六 角螺母3螺紋外徑；
3) 用螺栓將步驟l)準備的螺母與步驟2)準備的墊片2通過中心孔固 定，用釺焊沿螺母3外緣與墊片2接合處6焊接，去除固定螺栓，得到內嵌式 螺母，如圖3所示；
4) 準備好超高分子量聚乙烯底板8，底板8厚度與步驟1)準備的螺母3 的高度相同，為10mm;
5) 在步驟4)準備的超高分子量聚乙烯底板8上，根據計劃安裝螺栓的 位置在底板8上鑽孔7，孔徑大小等於螺母3對邊寬度，如圖4所示；
6) 將步驟3)製備的內嵌式螺母壓入步驟5)準備的超高分子量聚乙烯 底板8圓孔7中，如圖5所示；
7) 準備好超高分子量聚乙烯粉料9，其分子量為400萬，粒徑為60 80
目；
8) 將步驟6)製備的帶內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為30MPa壓力，20(TC溫度，保溫1小時， 停止保溫，自然冷卻，即得到內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板，如圖7所示。
將上述方法製造的超高分子量聚乙烯襯板1安裝到混凝土 5結構上方法如下如圖1所示，在需要保護的混凝土5結構表面先輔置混凝土，厚
度大於L即70mm，將M12x80mm的固定螺栓4旋入內嵌螺母3中，固緊，將內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板嵌到混凝土表面，同時固定螺栓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，混凝土固化後，襯板即固定在混凝土結構表面，實現了內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板和混凝土的緊密連接，起到耐磨保護作用。
實施例2
與實施例1基本一致，不同之處在於將所製造的內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板安裝到鋼結構上，所用的內嵌六角螺母3，型號M16，尺寸為螺母高度H43mm，螺母對邊寬度D=27.7mm，所製造的內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板8厚度H為13mm。其步驟如下在所製造的內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板8上安裝M16x80的螺栓4，固緊；在需要防護的鋼板鑽M16x75螺紋沉孔；把上述襯板1有螺栓4的一面朝向鋼結構，將螺栓4旋入鋼結構中，在襯板1表面敲擊使其與鋼結構表面貼合。實現了超高分子量聚乙烯襯板1和鋼結構件連接，並保證沒有金屬件暴露於襯板表面。
權利要求
1. 一種內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的製備方法，其特徵在於通過中心孔將螺母與墊片用螺栓固定，沿螺母外緣與墊片釺焊後，安裝到預製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小時後，自然冷卻。
2. 符合權利要求1的一種內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的製備方法， 其特徵在於所用內嵌螺母為六角形，材質為經過防鏽處理的碳鋼、不鏽鋼， 規格為M10 M16。
3. 符合權利要求1的一種內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的製備方法， 其特徵在於所用超高分子量聚乙烯底板開有直徑與內嵌螺母對邊寬度相等 的園孔，底板的厚度與內嵌螺母高度相等。
4. 符合權利要求1的一種內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的製備方法, 其特徵在於所述墊片為一塊帶中心孔的正方形不鏽鋼片，其厚度為2 4mm，墊片邊長為30 50mm，其中心孔直徑等於和略大於六角螺母螺紋 外徑。
5. 符合權利要求1的一種內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的製備方法， 其特徵在於採取以下的任意一個步驟安裝1) 在鋼結構件上打孔，用螺栓連接和固定；2) 將金屬螺栓擰入內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板，固緊；將內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板放置未固結的鋼筋混凝土上，緊密貼合，埋螺栓 入混凝土材料，待混凝土固化。
全文摘要
提出的一種內嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的製備方法，其特徵在於通過中心孔將螺母與墊片用螺栓固定，沿螺母外緣與墊片釺焊後，安裝到預製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小時後，自然冷卻。該板材安裝螺栓後，可固定在機械裝置、混凝土結構等需要耐磨保護的部位，與基體的結合強度可靠。
文檔編號B29C43/58GK101497225SQ20081024633
公開日2009年8月5日 申請日期2008年12月31日 優先權日2008年12月31日
發明者健 李, 盛 胡, 俊 薛, 袁成清, 雒建斌, 顧卡麗 申請人:武漢材料保護研究所