一种耐低温放线滑车轮片及其制备方法与流程

本技术涉及改性尼龙工件的，更具体地说，它涉及一种耐低温放线滑车轮片及其制备方法。

背景技术：

1、放线滑车是一种用于电力、通信等领域的常见工具，其主要用于放置和移动电缆。放线滑车可以有效帮助工作人员将电缆从一个位置转移至另一个位置，同时还能减少拉力和摩擦，使电缆安全地穿过障碍物，有效提高工作人员的工作效率，减少工作人员的工作强度。

2、目前，放线滑车轮片的材质通常为mc尼龙，mc尼龙具有强度高、刚性好、耐热性佳及耐蠕变性能优异的优点，因此被广泛应用于架空输电线路施工中的放线滑车轮片上，但是，mc尼龙存在干态和低温环境下脆性大等缺点，从而导致常规放线滑车轮片在冷冻环境下容易损坏。

技术实现思路

1、为了改善常规放线滑车轮片低温环境下脆性大的缺陷，本技术提供一种耐低温放线滑车轮片及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种耐低温放线滑车轮片，采用如下的技术方案：

3、一种耐低温放线滑车轮片，包括以下重量份的原料：17-19份己内酰胺、0.05-0.06份氢氧化钠、0.015-0.040份tdi及0.2-0.4份耐低温颗粒；所述耐低温颗粒为引入柔性醚键及双键的纳米刚性粒子-弹性体组合物，所述纳米刚性粒子为莫来石及氧化锆的固熔体。

4、醚键及双键的耐低温机理主要涉及醚键的键能和键长，在低温条件下，分子的热运动减弱，分子间的作用力增强，导致醚键及双键的键长变短，进而增强分子的稳定性，以更好地抵抗低温环境的影响。另外，醚键和双键具有更强的键能，其键能高于相应的碳碳单键，进而在低温下更难被破坏。

5、纳米刚性粒子的添加可以促使其与有机基体之间产生远大于范德华力的相互作用力和优良的界面，进而当耐低温放线滑车轮片受到外力时，其中大部分能量将被纳米粒子所吸收，从而产生微裂纹，在银纹扩展过程中纳米粒子能够使银纹得到钝化和阻碍，从而产生停滞，进而达到增韧抗冲击的效果，间接提高其耐低温性能。

6、本技术中，纳米刚性粒子选用莫来石与氧化锆的固熔体，其中，莫来石是一种以氧化铝与二氧化硅为原料合成的矿物，其结晶体为针状，其具有抗折强度大、硬度大及耐磨性能高的优点，进而促使耐低温放线滑车轮片还具有优良的耐磨性能，减少耐低温放线滑车轮片长时间使用而产生的磨损，延长耐低温放线滑车轮片的使用时间，而氧化锆的添加可以促进莫来石的烧结。

7、另外，莫来石针状晶体的交错密集排布及氧化锆的钉扎效应可以消耗大量的断裂能并缓和裂纹尖端应力，促使耐低温放线车轮片的强度及韧性获得提高，间接提高耐低温放线滑车轮片的耐低温性能及耐磨性能。

8、优选的，所述纳米刚性粒子的制备方法为：将莫来石与氧化锆进行混合粉碎，随后在1400-1500℃的温度下进行烧结3-5h，随后以200-400℃/h的速度降至室温，最后再次粉碎至纳米级，得到纳米刚性粒子。

9、优选的，所述莫来石与氧化锆的质量比例为(2-3)：1。

10、当莫来石与氧化锆采用上述质量比例时，制备得到的耐低温放线滑车轮片将具有更为优良的耐低温性能及耐磨性能。

11、优选的，所述耐低温颗粒由全氟醚弹性乳液与聚四氟乙烯乳液以6-8:1的质量比例混合而得；

12、所述全氟醚弹性乳液包括以下质量份的原料：30-50份全氟烷氧基烷基乙烯基醚、24-30份纳米刚性粒子、30-50份四氟乙烯、12-16份全氟甲基乙烯基醚及1-2份4-溴-四氟-1-丁烯；

13、所述聚四氟乙烯乳液包括以下质量份的原料：82-98份四氟乙烯、2-8份全氟丙基乙烯基醚及1-2份4-溴-四氟-1-丁烯。

14、优选的，所述耐低温颗粒的制备方法包括以下步骤：

15、s1、首先将全氟烷氧基烷基乙烯基醚、纳米刚性粒子、四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚及4-溴-四氟-1-丁烯进行乳液聚合，得到全氟醚弹性乳液；将四氟乙烯、全氟丙基乙烯基醚及4-溴-四氟-1-丁烯进行乳液聚合，得到聚四氟乙烯乳液；

16、s2、将全氟醚弹性乳液与聚四氟乙烯乳液混合，凝聚共沉淀和干燥脱挥，得到全氟醚弹性体粉体，随后对全氟醚弹性体粉体进行铺通、塑炼得到改性全氟醚弹性体；

17、s3、向改性全氟醚弹性体中添加2wt％2，5-二甲基-2,5-双叔丁基过氧化己烷、3wt％三烯丙基三聚氰酸酯及5wt％氧化镁，随后进行铺通、混炼、模压成型、二次硫化，得到耐低温颗粒。

18、己内酰胺极易吸水，而在低温环境下，附着水的冰冻对耐低温放线滑车的正常使用也具有一定影响，而全氟醚弹性体具有优良的疏水性能，进而有效改善冰冻的问题。另外，上述耐低温颗粒的制备方法将醚键及双键同时引入，有效提高耐低温放线滑车轮片的耐低温效果。

19、优选的，所述全氟醚弹性乳液中还包括20-24份γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

20、优选的，s1中，首先将纳米刚性粒子加入至乙醇中，超声分散，之后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，加热回流，而后与全氟烷氧基烷基乙烯基醚混合并添加至n-甲基吡咯酮溶剂中，加热搅拌反应，最后离心洗涤干燥，最后再与四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚及4-溴-四氟-1-丁烯进行乳液聚合。

21、纳米刚性粒子、耐低温颗粒基体及耐低温放线滑车轮片之间存在一定的相容性问题，而在对纳米刚性粒子进行氨基化改性后，纳米刚性粒子处理可以与耐低温颗粒基体中的不饱和烯基反应，进而接枝于耐低温颗粒基体的链段上之外，纳米刚性粒子还可以通过γ-氨丙基三乙氧基硅烷的偶联效果与耐低温放线滑车轮片基体相连，有效提高纳米刚性粒子、耐低温颗粒基体及耐低温放线滑车轮片的相容性，间接提高耐低温放线滑车轮片的耐低温性能及耐磨性能。

22、第二方面，本技术提供一种耐低温放线滑车轮片的制备方法，采用如下的技术方案：

23、一种耐低温放线滑车轮片的制备方法，包括以下步骤：

24、加热熔融，将己内酰胺倒入熔料桶内，加热熔料桶至60-80℃，己内酰胺熔融成液态；

25、真空脱水，将液态己内酰胺进行真空脱水处理，随后依次添加氢氧化钠及tdi；

26、浇铸，将混合物料注入恒温模具中进行浇铸，模具温度140-160℃，浇铸前使用硅脂喷涂模具；

27、冷却，浇铸14-16min后，将模具中产品进行自然冷却；

28、脱模，冷却完成后手工将产品脱出，随后在模具内再次涂抹硅脂备用；

29、水浴处理，将产品置于水中，将水由常温加热至90-100℃，煮沸20-40min，最后再次自然冷却；

30、精加工，将水浴后产物进行精加工处理，切削加工成预定形状，得到耐低温放线滑车轮片。

31、己内酰胺及氢氧化钠极易吸水，因此真空脱水操作可以有效降低水分对产品的影响；水浴处理可以提高产品的韧性，从而有效提高产物的抗冲击能力。

32、综上所述，本技术具有以下有益效果：

33、1、己内酰胺及氢氧化钠极易吸水，因此真空脱水操作可以有效降低水分对产品的影响；水浴处理可以提高产品的韧性，从而有效提高产物的抗冲击能力。

34、2、醚键及双键的耐低温机理主要涉及醚键的键能和键长，在低温条件下，分子的热运动减弱，分子间的作用力增强，导致醚键及双键的键长变短，进而增强分子的稳定性，以更好地抵抗低温环境的影响，另外，醚键和双键具有更强的键能，其键能高于相应的碳碳单键，进而在低温下更难被破坏。

35、3、纳米刚性粒子的添加可以促使其与有机基体之间产生远大于范德华力的相互作用力和优良的界面，进而当耐低温放线滑车轮片受到外力时，其中大部分能量将被纳米粒子所吸收，从而产生微裂纹，在银纹扩展过程中纳米粒子能够使银纹得到钝化和阻碍，从而产生停滞，进而达到增韧抗冲击的效果，间接提高其耐低温性能。

36、4、纳米刚性粒子选用莫来石与氧化锆的固熔体，其中，莫来石是一种以氧化铝与二氧化硅为原料合成的矿物，其结晶体为针状，其具有抗折强度大、硬度大及耐磨性能高的优点，而莫来石针状晶体的交错密集排布及氧化锆的钉扎效应可以消耗大量的断裂能并缓和裂纹尖端应力，促使耐低温放线车轮片的强度及韧性获得提高，间接提高耐低温放线滑车轮片的耐低温性能及耐磨性能。

37、5、己内酰胺极易吸水，而在低温环境下，附着水的冰冻对耐低温放线滑车的正常使用也具有一定影响，而全氟醚弹性体具有优良的疏水性能，进而有效改善冰冻的问题。