压实钢丝绳绳芯专用料及绳芯制备方法.pdf

压实钢丝绳绳芯，应用于钢丝绳加工技术领域。特征是：绳芯专用料各组分重量份为：聚丙烯(PP)，69～71份；高密度聚乙烯(HDPE)14～16份；聚烯烃弹性体(POE)4～6份；三元乙丙橡胶(EPDM)4～6份；尼龙6 3～5份；紫外线吸收剂0.4～0.6份；抗氧化剂0.4～0.6份。效果是：绳芯纤维不会出现破碎和断裂。绳芯具有抗冲击、耐挤压、抗老化等优点。通过改变压实钢丝绳绳芯的制作材料及制作工艺，提高绳芯的抗冲击性能，在压实钢丝绳的使用中绳芯起到良好的支撑效果，提高压实钢丝绳的使用寿命。

1、  一种压实钢丝绳绳芯专用料，其特征在于：各组分重量份为：聚丙烯，68～75份；聚乙烯，13～20份；聚烯烃弹性体，3.5～7.5份；三元乙丙橡胶，3.5～7.5份；尼龙6，2.5～6份；紫外线吸收剂，0.4～0.6份；抗氧化剂，0.4～0.6份。

2、  根据权利要求1所述的压实钢丝绳绳芯专用料，其特征是：各组分重量份为：聚丙烯，69～71份；聚乙烯，14～16份；聚烯烃弹性体，4～6份；三元乙丙橡胶，4～6份；尼龙6，3～5份；紫外线吸收剂，0.4～0.6份；抗氧化剂，0.4～0.6份。

3、  根据权利要求1或2所述的压实钢丝绳绳芯专用料，其特征是：所述的聚乙烯是高密度聚乙烯，密度高于0.940g/cm³。

4、  根据权利要求1或2所述的压实钢丝绳绳芯专用料，其特征是：各组分重量份为：聚丙烯，70份；聚乙烯采用的是高密度聚乙烯5000S15份；聚烯烃弹性体采用的是聚烯烃弹性体8150，5份；三元乙丙橡胶采用的是三元乙丙橡胶4725P，5份；尼龙6，4份；紫外线吸收剂采用的是紫外线吸收剂UV-320，0.5份；抗氧化剂采用的是抗氧化剂1010，0.5份。

5、  采用权利要求1或2所述的压实钢丝绳绳芯专用料，制备压实钢丝绳绳芯的方法，其特征是：
制备压实钢丝绳绳芯纤维：
1)原料配伍：按上述配制比例将所需原料混合，搅拌均匀；
2)原料烘干：原料放入烘干设备，经过50～60℃，保持1～2小时进行烘烤；
3)挤塑机四个区的温度设定：四个区的加热温度为200℃±5℃，220℃±5℃，240℃±5℃，220℃±5℃，模具温度为210℃±5℃；
4)挤出：混合均匀的原料加入挤塑机，通过挤塑机和挤出模具将塑料挤成连续不断的丝条状；
5)水冷定型：将挤出的塑料丝条通入水中进行快速冷却定型，防止出现断裂或缩径，保证整条直径相同；
6)烘烤：将丝条加热到约100℃；
7)拉伸：将丝条均匀拉伸到规定的直径；
8)辊轧变形：将丝条辊压，轧制成片状丝条；
9)稳定：通过稳定器使片状丝条形状稳定，形状不反弹；
经过以上工序，压实钢丝绳绳芯纤维制造完成；
制备压实钢丝绳绳芯：
1)用上述压实钢丝绳绳芯纤维3～18根，在捻股设备上捻制成股；
2)在合绳设备上，用3～6根股捻制成绳芯；
经过以上工序，完成了压实钢丝绳绳芯生产。

压实钢丝绳绳芯专用料及绳芯制备方法
技术领域
本发明属于钢丝绳制造技术领域，特别涉及钢丝绳的绳芯，是一种压实钢丝绳专用绳芯，即抗冲击型聚丙烯绳芯。
背景技术
钢丝绳的绳芯处于钢丝绳中心位置，绳芯在钢丝绳中起支撑和存储油脂作用。钢丝绳的纤维绳芯一般采用剑麻或黄麻加工成。这种纤维绳芯不能适应压实钢丝绳的绳芯使用要求。
目前，压实钢丝绳生产工序为：按照常规生产工艺捻制钢丝绳，再对钢丝绳通过压力加工(通常采用锻打法)成型，即钢丝绳在冲击力的作用下发生变形，使钢丝绳直径减小，组绳钢丝和组绳股变形。最早压实钢丝绳中的绳芯采用剑麻或黄麻构成，在压实过程中由于钢丝绳受到较大冲击力，由剑麻或黄麻构成的绳芯在此冲击力作用下出现破碎(组成绳芯80％以上纤维出现断裂)，降低了钢丝绳结构的稳定性，使用中出现结构破坏，从而降低了压实钢丝绳使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种压实钢丝绳绳芯专用料及绳芯制备方法，通过改变压实钢丝绳的制作材料，使各组分之间具有较好的配伍性，同时改变制作工艺，提高绳芯的耐抗冲击性能，在压实钢丝绳的压实加工过程中绳芯不会出现破碎；提高绳芯抗老化性能，在压实钢丝绳使用中绳芯起到良好的支撑效果，提高压实钢丝绳的使用寿命。
本发明采用的技术方案是：压实钢丝绳绳芯专用料，各组分重量份为：聚丙烯，68～75份；聚乙烯，13～20份；聚烯烃弹性体，3.5～7.5份；三元乙丙橡胶，3.5～7.5份；尼龙6，2.5～6份；紫外线吸收剂，0.4～0.6份；抗氧化剂，0.4～0.6份。
比较好的压实钢丝绳绳芯专用料，各组分重量份为：聚丙烯，69～71份；聚乙烯，14～16份；聚烯烃弹性体，4～6份；三元乙丙橡胶，4～6份；尼龙6，3～5份；紫外线吸收剂，0.4～0.6份；抗氧化剂，0.4～0.6份。
聚乙烯、聚丙烯则是烯烃聚合物，是一种稳定性很好的高分子材料，具有很强的抗化学性能；聚丙烯机械强度较高但韧性不足，加入适量的聚乙烯可以提高其柔韧性；三元乙丙橡胶的作用在于有利于提高回弹性、抗臭氧和耐热耐寒性。所述的聚乙烯采用高密度聚乙烯，选择的是密度高于0.940g/cm³的聚乙烯。
在制备过程中，聚烯烃弹性体可以采用聚烯烃弹性体(POE)8150；三元乙丙橡胶采用三元乙丙橡胶(EPDM)4725P，是美国杜邦公司的产品。
紫外线吸收剂采用紫外线吸收剂UV-320，也称作光稳定剂TINUVIN 320，是宿迁市永盛精细化工有限公司的产品。
抗氧化剂采用抗氧化剂1010，也称作多酚受阻酚抗氧剂1010，是青岛市海大化工有限公司的产品。
尼龙6：学名聚已内酰胺。具有优良的耐磨性和自润滑性，耐热性和机械强度较高、弹性好，冲击强度高，经过材料筛选，认为尼龙6的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度和冲击强度比较适合作压实钢丝绳绳芯材料；另外，经大量试验数据证明，尼龙6的密度和熔点非常适合与本发明的其它材料配伍提高绳芯的抗冲击、耐挤压性能，所以选择尼龙6的为压实钢丝绳绳芯的一种添加材料。与未加入尼龙6相比较，抗拉强度提高10％；抗冲击强度提高15％。
三元乙丙橡胶具有优异的耐天候、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、耐臭氧性能，以及优良的弹性，因此加入三元乙丙橡胶有利于材料弹性、耐热性以及耐老化性能的提高，使乙丙橡胶制品在120℃下可长期使用，满足了压实钢丝绳的实际使用工况。与未加入三元乙丙橡胶相比较，抗冲击强度提高10％。
压实钢丝绳绳芯的制作过程，分为制备压实钢丝绳绳芯纤维和制备压实钢丝绳绳芯两个步骤。其中，制备压实钢丝绳绳芯纤维的过程包括：原料混合、烘干、挤塑机温度设定、挤出、水冷定型、烘烤、拉伸、辊轧变形和稳定工序制成。具体过程如下：
1、制备压实钢丝绳绳芯纤维：
1)原料配伍：按配制比例将所需原料混合，搅拌均匀。
2)原料烘干：原料放入烘干设备，经过50～60℃，保持1～2小时进行烘烤。
3)挤塑机四个区的温度设定：四个区的加热温度为200℃±5℃，220℃±5℃，240℃±5℃，220℃±5℃，模具温度为210℃±5℃。
4)挤出：混合均匀的原料加入挤塑机，通过挤塑机和挤出模具将塑料挤成连续不断的丝条状。
5)水冷定型：将挤出的塑料丝条通入水中进行快速冷却定型，防止出现断裂或缩径，保证整条直径相同。
6)烘烤：将丝条加热到约100℃。
7)拉伸：将丝条均匀拉伸到规定的直径。
8)辊轧变形：将丝条辊压，轧制成片状丝条。
9)稳定：通过稳定器使片状丝条形状稳定，形状不反弹。
经过以上工序，压实钢丝绳绳芯纤维制造完成。
2、制备压实钢丝绳绳芯：
1)用上述压实钢丝绳绳芯纤维3～18根，在捻股设备上捻制成股。
2)在合绳设备上，用3～6根股捻制成绳芯。
经过以上工序，完成了压实钢丝绳绳芯生产。
在压实钢丝绳绳芯生产中，将所需原料按照以上比例混合，加热为液态，通过专用设备挤出为丝条状，经过烘干、拉伸、辊轧变形和稳定，生产出扁平状丝条，再经过捻股、合绳，加工成压实钢丝绳专用绳芯。
在压实钢丝绳绳芯生产中，应进行严格检验，如尺寸检测和性能检测。压实钢丝绳专用绳芯原料为丝条状，辊轧厚度在0.3～0.5mm之间，宽度0.5～2mm，颜色呈微黄色，光亮，表面光滑，富有极高的弹性、韧性和强度。单丝强度可达到190MPa，比标准(29.4～38.2MPa)规定高出近5倍，是普通片状聚丙烯的4～5倍，常温下(20℃)伸长量约20％。绳芯密度测量为0.7765g/cm³左右，是普通绳芯密度的1.5倍。
本发明的有益效果：采用本发明的压实钢丝绳绳芯专用料，制备的绳芯，在生产压实钢丝绳的压力加工成型过程中，绳芯纤维不会出现破碎和断裂。该绳芯具有抗冲击、耐挤压、抗老化等优点。通过改变压实钢丝绳绳芯的制作材料及制作工艺，提高绳芯的抗冲击性能，在压实钢丝绳的使用中绳芯起到良好的支撑效果，提高压实钢丝绳的使用寿命。
具体实施方式
实施例1：压实钢丝绳绳芯专用料，各组分重量份为：聚丙烯(PP)，69份；高密度聚乙烯(HDPE)，15份；聚烯烃弹性体(POE)，4份；三元乙丙橡胶(EPDM)，6份；尼龙6，5份；紫外线吸收剂，0.4份；抗氧化剂，0.6份。用实施例1绳芯专用料制备绳芯的抗冲击强度提高30％，压实钢丝绳的使用寿命延长30％。
实施例2：压实钢丝绳绳芯专用料，各组分重量份为：聚丙烯(PP)，70份；高密度聚乙烯(HDPE)5000S，15份；聚烯烃弹性体(POE)8150，5份；三元乙丙橡胶(EPDM)4725P，5份；尼龙6，4份；紫外线吸收剂UV-320，0.5份；抗氧化剂1010，0.5份。用实施例2绳芯专用料制备绳芯的抗冲击强度提高35％，压实钢丝绳的使用寿命延长30％。
实施例3：压实钢丝绳绳芯专用料，各组分重量份为：聚丙烯(PP)，71份；聚乙烯(HDPE)，13份；聚烯烃弹性体(POE)8150，6份；三元乙丙橡胶(EPDM)4725P，4份；尼龙6，5份；紫外线吸收剂UV-320，0.4份；抗氧化剂1010，0.6份。用实施例3绳芯专用料制备绳芯的抗冲击强度提高24％，压实钢丝绳的使用寿命延长30％。
上述压实钢丝绳绳芯组合物实施例的制备方法：
以一个直径为φ6.2mm的三股绳芯为例，详细说明绳芯的制备方法。
1、制备压实钢丝绳绳芯纤维：
1)原料配伍：按实施例1、2或3各组分重量份配制原料并混合、搅拌均匀。
2)原料烘干：原料放入烘干设备，经过55℃，保持1小时30分钟进行烘烤。
3)挤塑机四个区的温度设定：四个区的加热温度依次分别为200℃，220℃，240℃，220℃，模具温度为210℃。
4)挤出：混合均匀的原料加入挤塑机，通过挤塑机和挤出模具将塑料挤成直径在3mm的连续不断的丝条状。
5)水冷定型：将挤出的塑料丝条通入水中进行快速冷却定型，防止出现断裂或缩径，保证整条直径相同。
6)烘烤：将丝条加热到约100℃。
7)拉伸：将丝条均匀拉伸到规定的直径，φ1.2mm。
8)辊轧变形：将直径为φ1.2mm丝条通过辊压，轧制成厚度0.5mm，宽度1.6mm的片状丝条。
9)稳定：通过稳定器使片状丝条形状稳定，形状不反弹。
经过以上工序，压实钢丝绳绳芯纤维制造完成。
2、制备压实钢丝绳绳芯
1)用上述压实钢丝绳绳芯纤维12根，在捻股设备上捻制成直径φ3.0mm的股。
2)在合绳设备上，用三根φ3.0的股捻制成直径φ6.2mm的绳芯。
经过以上工序，完成了直径φ6.2mm压实钢丝绳绳芯生产。