一种螺旋桨用制备料及其制备方法、螺旋桨与流程

本发明涉及输送设备，进一步地说，涉及一种螺旋桨用制备料及其制备方法。此外，本发明还涉及一种由该螺旋桨用制备料制得的螺旋桨。

背景技术：

1、无轴螺旋输送机是一种采用无中心轴设计的螺旋输送机，它利用具有一定弹性的整体钢制螺旋来推送物料，主要特点为抗缠绕性强，无中心轴的设计使得无轴螺旋输送机对于输送带状、粘稠物料、易缠绕物料具有特殊的优越性，能够防止阻塞引起的事故。环保性能好，全封闭输送和易清洗的螺旋表面，可保证环境卫生和所送物料不受污染、不泄漏。扭距大、能耗低，由于螺旋无轴，物料不易堵塞，排料口不堵塞，因而可以较低速度运转，平稳传动，降低能耗。输送量大，无轴螺旋输送机的输送量是相同直径传统有轴螺旋输送机的1.5倍。输送距离长，单机输送长度可达60米，并可根据用户需要，采用多级串联式安装，超长距离输送物料。维护成本低，无轴设计减少了维护成本，降低了故障率。高效节能，采用高效节能功率传动，可降低能源消耗和维护成本，提高生产效率。结构紧凑，设计简单，结构紧凑，可让物料在狭小的空间中顺畅运输，节约场地。物料易于清理，在传送过程中，物料只接触到无轴螺杆，而不与轴接触，减少了交叉污染的风险。

2、虽然现有技术中采用钢材料制成的螺旋桨具有前述优点，但是由其制成的桨叶亦存在一些不足。具体地，现有整体钢制螺旋桨叶存在重量大、能耗高、噪声大、易腐蚀的问题。鉴于此，开发一种螺旋桨用制备料，使其制备而成的螺旋桨具有重量轻、能耗低、噪声低、不易腐蚀的优势且对细小物料的输送能力较好，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种螺旋桨用制备料及其制备方法、螺旋桨，螺旋桨用制备料为重量轻、能耗低、自润滑、低噪声、不易腐蚀且具有刚性的复合材料组合物；其中，本发明制备料的组分使其制成的螺旋桨具有重量轻和能耗低的优点；自润滑性能来源于聚合物树脂；低噪声来自于橡胶或热塑性橡胶的弹性和回弹性，刚度来自于纤维与石墨的共混，由前述多种材料制备得到螺旋桨用制备料。该螺旋桨用制备料制得的螺旋桨具有重量轻、能耗低、自润滑性、低噪声、刚性的优势；其自润滑性使得螺旋桨对细小物料的输送能力较好，其弹性和回弹性解决了现有技术中无轴螺旋输送机噪音大的问题，实现减震降噪，其混合物的刚性满足螺旋推送性能。同时，由本发明的螺旋桨用制备料制备得到的螺旋桨还具有优异的耐化学品腐蚀性、耐酸碱性，可以延长螺旋桨产品的使用寿命。

2、本发明的发明目的之一在于提供一种螺旋桨用制备料，所述螺旋桨用制备料是由包括以下组分的原料共混硫化后制得：橡胶、树脂、石墨、纤维、硫化剂、促进剂、补强剂和增塑剂；

3、所述橡胶按重量为100份数计：

4、

5、在本发明的一种优选实施方式中，所述橡胶按重量为100份数计：

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7、

8、在本发明的一种优选实施方式中，所述橡胶为氯化聚乙烯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、丁苯橡胶中的至少一种，优选为羧基丁腈橡胶，更优选的，所述羧基丁腈橡胶的生胶门尼黏度为60～85；和/或，所述羧基丁腈橡胶中丙烯腈含量为18～45wt％。技术人员可根据实际情况选择合适的橡胶具体物质、橡胶的生胶门尼黏度和橡胶的丙烯腈含量。

9、在本发明的一种优选实施方式中，所述树脂为聚氨酯树脂、聚乙烯树脂、氯化聚乙烯树脂、超高分子量聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯烯树脂、聚醚酮树脂、聚酰亚胺树脂、聚酯树脂中的至少一种，优选为超高分子量聚乙烯树脂。此处的“超高分子量聚乙烯树脂”，其分子量可在120～400万之间。技术人员可根据实际情况选择合适的树脂具体物质、树脂的分子量。

10、在本发明的一种优选实施方式中，所述石墨烯的层数少于10层，所述石墨为纳米石墨。需要说明的，前述的石墨可为隐晶质石墨，亦可为晶质石墨。更优选的，所述石墨为隐晶质纳米石墨。最优选的，所述石墨的碳含量为85％以上。技术人员可根据实际情况选择合适的石墨或石墨烯。

11、所述纤维可以是天然纤维、亦可以是合成纤维。在本发明的一种优选实施方式中，所述纤维为短纤维或网状纤维，优选为碳纤维、芳纶纤维、聚酯纤维、聚酰亚胺纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、合成纤维中的至少一种，更优选为聚酯纤维和芳纶纤维混纺短纤维(二者的质量比为1:1)。技术人员可根据实际情况选择合适的纤维。

12、在本发明的一种优选实施方式中，所述硫化剂为过氧化物类硫化剂、胺类硫化剂、树脂硫化剂、硫磺中的至少一种。具体的，所述过氧化物类硫化剂可选自过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化苯甲酰、过氧化双2,4二氯苯甲酰、1，4-双叔丁基过氧化异丙基苯、丁二醇2甲基丙烯酸酯中的至少一种；所述胺类硫化剂可选自六亚甲基二胺氨基甲酸盐、三亚乙基四胺；所述树脂硫化剂可选自酚醛树脂、含硫的烷基酚醛树脂、对叔丁基苯酚甲醛树脂、对叔辛基苯酚甲醛树脂、烷基苯酚树脂中的至少一种。优选的，所述硫化剂为过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、硫磺中的至少一种。技术人员可根据实际情况选择合适的硫化剂。

13、在本发明的一种优选实施方式中，所述促进剂为氧化锌、氧化镁、秋兰姆类、胺类、噻唑类中的至少一种，优选为n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、含硫的烷基酚醛树脂中的至少一种。技术人员可根据实际情况选择合适的促进剂。

14、在本发明的一种优选实施方式中，所述补强剂为炭黑、白炭黑、炭黑、硅藻土中的至少一种。优选的，所述补强剂为炭黑。技术人员可根据实际情况选择合适的补强剂。

15、在本发明的一种优选实施方式中，所述增塑剂为液体丁腈橡胶、酚醛树脂、萜烯树脂、石蜡、机油中的至少一种，优选为液体丁腈橡胶，更优选为端羧基液体丁腈橡胶。

16、本发明的发明目的之二在于提供本发明目的之一所述螺旋桨用制备料的其中一种制备方法，所述制备方法包括：

17、s1：橡胶和树脂共融熔，得到第一混合物；

18、s2：石墨、补强剂和增塑剂共混，得到第二混合物；

19、s3：第一混合物、第二混合物、促进剂共混，得到第三混合物；

20、s4：第三混合物和硫化剂共混，得到混炼胶；

21、s5：所述混炼胶溶解于溶剂，得到橡胶浆液；纤维在所述橡胶浆液中浸泡，烘干，得到浸胶纤维；

22、s6：所述混炼胶与所述浸胶纤维混合，得到螺旋桨用制备料。

23、本发明中螺旋桨用制备料的制备方法，具体可采用以下步骤：

24、s1：将橡胶和树脂在炼胶设备中混合均匀，其中，炼胶设备中的温度需要满足使二者熔融的需求，得到第一混合物。

25、s2：将石墨、补强剂和增塑剂进行共混，混合均匀后得到第二混合物。

26、s3：将第一混合物和第二混合物在密炼机中混合，再向其中加入促进剂，混合均匀后得到第三混合物。

27、s4：向第三混合物中加入硫化剂，共混得到混炼胶。其中，密炼机中的温度需要满足硫化需求。

28、s5：向步骤s4制得的混炼胶中加入溶剂，以制备成橡胶浆液。其中，所述溶剂的加入量以溶解混炼胶为目的，由于混炼胶在不同溶剂中的溶解度不同，故而此处不对溶剂的用量进行限定。优选的，所述溶剂为乙酸乙酯、苯、溶剂汽油、二甲苯中的至少一种；更优选为乙酸乙酯。将纤维置于所述橡胶浆液中，浸泡一定时间后，烘干，得到浸胶纤维。

29、s6：将步骤s5制得的浸胶纤维与步骤s4制得的混炼胶混合，得到螺旋桨用制备料，该螺旋桨用制备料可用于螺旋桨的制备。

30、在本发明的一种优选实施方式中，步骤s1中，共融熔温度为150～170℃，共熔融时间为5～15min；和/或，步骤s3中，共混温度为120～150℃，共混时间为3～8min；和/或，步骤s4中，共混温度为120～150℃，共混时间为1～5min；和/或，步骤s5中，浸泡时间为16～48h，烘干温度为100～125℃。技术人员可根据实际需求选择合适的共融熔温度、共融熔时间、共混温度、共混时间、浸泡时间和烘干温度。

31、本发明的发明目的之二在于提供本发明目的之一所述螺旋桨用制备料的另一种制备方法，所述制备方法包括：

32、(1)橡胶和树脂共混，得到混炼胶；

33、(2)向所述混炼胶中加入促进剂和增塑剂，共混，得到中间产物；

34、(3)石墨、补强剂和纤维共混，得到填充料；

35、(4)将所述填充料分多次加入中间产物中，后加入促进剂和硫化剂，得到螺旋桨用制备料。

36、优选的，所述填充料分3～5次加入中间产物中。

37、本发明中螺旋桨用制备料的制备方法，具体可采用以下步骤：

38、(1)将橡胶和树脂置于密炼机中，在一定温度下进行共混，得到混炼胶；

39、(2)向混炼胶中加入促进剂和增塑剂，在一定温度下进行共混，得到中间产物。

40、(3)将石墨、补强剂和纤维置于机械混合设备中，在常温下进行共混，得到填充料。此处的“机械混合设备”可为密炼机、开炼机。

41、(4)将步骤(3)制得的填充料分数次加入步骤(2)制得的中间产物中，再向其中加入促进剂和硫化剂，反应，最终制备得到螺旋桨用制备料。

42、需要说明的是，步骤(2)和步骤(4)中均用到促进剂，该两个步骤中的促进剂可以相同、也可以不同，技术人员根据实际情况选择即可。

43、在本发明的一种优选实施方式中，步骤(1)中，共混温度为90～110℃，共混时间为5～15min；和/或，步骤(2)中，共混温度为120～140℃，共混时间为2～5min；和/或，步骤(4)中，反应温度为120～140℃，反应时间为5～10min。技术人员可根据实际需求选择合适的共混温度、共混时间、反应温度和反应时间。

44、本发明的发明目的之三在于提供一种螺旋桨，该螺旋桨由本发明目的之一所述螺旋桨用制备料或本发明目的之二所述制备方法制得的螺旋桨用制备料加工成型。

45、相比于现有技术，本发明的有益效果如下：

46、1.本发明的螺旋桨用制备料，通过使用石墨、树脂、橡胶、纤维材料制备共混物，得到螺旋桨用制备料，由该螺旋桨用制备料制得的螺旋桨重量轻、能耗低，还具有优异的自润滑性、低噪声、刚性、可再生性(报废或使用后的硫化橡胶制品可通过再生工序脱硫，制备成再生橡胶继续使用)；其自润滑性使得螺旋桨对细小物料的输送能力较好，其弹性解决了现有技术中无轴螺旋输送机噪音大的问题，其刚性满足螺旋推送性能。同时，由本发明的螺旋桨用制备料制备得到的螺旋桨还具有优异的耐化学品腐蚀性、耐酸碱性，可以延长螺旋桨产品的使用寿命，解决了传统螺旋桨因不耐酸碱腐蚀而寿命短的弱点。

47、2.本发明的螺旋桨用制备料所制得的螺旋桨，对细小物料的输送能力较好，尤其适合于粪池、沼气、污水处理系统的固液输送桨叶。

48、3.本发明的螺旋桨用制备料的制备方法，简单新颖，安全可靠，适用于工业生产与应用。