一種具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤及其制作方法與流程

本發明涉及錨固支護領域，具體涉及一種具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤及其制作方法。

背景技術：

隨著我國對安全生產要求的不斷提高，井巷支護和其它行業的錨索、錨桿托盤在具有規定強度的同時，還要求不銹蝕、預緊力大、使用壽命長，在承載一定壓力下能具有讓壓作用、配套的組件防松性能好等特性。

現有煤礦井巷支護和其它行業支護所用的錨索、錨桿托盤是鋼板沖壓或鍛造加工成的，缺點是錨索、錨桿托盤易松動、預緊力小、失效率高、容易切網、影響網的使用質量、易銹蝕氧腐、壽命短和成本高，另外、各地區錨索、錨桿質量參差不齊和托盤五花八門，全國因托盤造成頂板事故屢見不鮮。

技術實現要素：

本發明的目的是提出了一種具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤及其制作方法，解決了現有技術中錨索、錨桿中存在的托盤易松動、預緊力小、容易切網、易銹蝕氧腐和成本高的問題。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤，其特征在于：包括由讓壓環6和碟形圓盤7組成的碟形金屬承載支撐構件1，所述的讓壓環6一端固定連接于碟形圓盤7的內側底部，所述的碟形金屬承載支撐構件1外包覆有聚氨酯層，所述的聚氨酯層材料的組成及質量份為：經過偶聯劑KH570處理的高分子聚氨酯熱塑性TPU-68D彈性體為100份；阻燃劑HF-TPU為10-20份；抗靜電劑E-1228為5-15份。

作為本發明優選的技術方案：所述的聚氨酯層材料的組成及質量份為：經過偶聯劑 KH570處理的高分子聚氨酯熱塑性TPU-68D彈性體為100份；阻燃劑HF-TPU為10份；抗靜電劑E-1228為10份。

作為本發明優選的技術方案：所述的讓壓環6的另一端設置有外翻邊。

一種具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤的制作方法，其特征在于，步驟如下：

a、分別沖壓讓壓環6和具有中心通孔的金屬碟形圓盤7；

b、將讓壓環6焊接在碟形圓盤7內側的底部組成碟形金屬承載支撐構件1；

c、將上述的聚氨酯層材料的組份按質量份加入雙螺桿擠出機中擠出造粒后得到改性聚氨酯顆粒；

d、將碟形金屬承載支撐構件1放置在注塑模具型腔內，然后將步驟c中制得的改性聚氨酯顆粒投入到注射注塑機中注塑包覆在碟形金屬承載支撐構件1表面，得到具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤，注塑溫度為130℃-240℃，注塑壓力為40Mpa-80Mpa，注射后冷卻溫度為30℃以下。

作為本發明優選的技術方案：所述的步驟b中的碟形金屬承載支撐構件1進行除銹處理，并在其表面加熱到60-80℃時，用膠黏劑PU-90做涂層交聯處理，涂層厚度控制在0.1-0.15mm之間。

本發明的有益效果是：

本發明提供的具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤，將碟形圓盤與讓壓環焊接為一體，并將其外部包覆有改性聚氨酯TPU，解決了現有技術中的托盤易松動和易發生銹蝕氧腐的問題，同時具有彈性讓壓作用、結構簡單、重量輕、使用周期和年限長的優點，增大了預緊力和讓壓的作用，超過支護強度時不易被折斷，伸長率大，其鎖具受震動后不易松動，與網聯合支護時鐵網不易被切損并與煤巖壁壓緊壓實，并在噴射砼時、附著力強并有親和性。本發明提供的讓壓錨索、錨桿托盤為國內外首創，受力均勻標準，通過包裹有改性聚氨酯的碟形金屬承載支撐構件的讓壓錨索、錨桿托盤更有效的把平墊、螺母(鎖具)和螺紋鋼桿體或鋼絞線及樹脂藥卷緊密連接組合，解決現有錨索、錨桿托盤存在的缺陷和安全隱患。

附圖說明

圖1是本發明的具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤的結構示意圖；

圖2是本發明的包覆有聚氨酯層金屬承載支撐構件的結構示意圖；

圖3是本發明的具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤制作工藝流程圖；

圖4是本發明的具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤注塑工藝流程圖。

圖中，1.金屬承載支撐構件 2.平墊 3.螺母(鎖具) 4.螺紋鋼桿體(鋼絞線) 5.聚氨酯層 6.讓壓環 7.碟形圓盤。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明做進一步說明。

如圖1和2所示，本發明提供一種具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤，其特征在于：包括由讓壓環6和碟形圓盤7組成的碟形金屬承載支撐構件1，所述的讓壓環6固定連接于碟形圓盤7的內側底部，所述的碟形金屬承載支撐構件1外包覆有聚氨酯層5。所述的聚氨酯層材料的組成及質量份為：經過偶聯劑KH570處理的高分子聚氨酯熱塑性TPU-68D彈性體為100份、阻燃劑HF-TPU為10-20份、抗靜電劑E-1228為5-15份。

實施例1

一種具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤的制作方法，其特征在于，步驟如下：

a.分別沖壓讓壓環6和具有中心通孔的碟形圓盤7；

b.將讓壓環6焊接在碟形圓盤7內側的底部組成碟形金屬承載支撐構件1；

c.將經過偶聯劑KH570處理的高分子聚氨酯熱塑性TPU-68D彈性體為100份、阻燃劑HF-TPU為10份、抗靜電劑E-1228為10份加入雙螺桿擠出機中擠出造粒后得到改性聚氨酯顆粒；

d.將碟形金屬承載支撐構件1放置在注塑模具型腔內，然后將步驟c中制得的改性聚氨酯顆粒投入到注射注塑機中注塑包覆在碟形金屬承載支撐構件1表面，得到具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤，注塑溫度為210℃，注塑壓力為75Mpa,注射后冷卻溫度為30℃。

實施例2

一種具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤的制作方法，其特征在于，步驟如下：

a.分別沖壓讓壓環6和具有中心通孔的金屬碟形圓盤7；

b.將讓壓環6焊接在碟形圓盤7內側的底部組成碟形金屬承載支撐構件1；

c.將經過偶聯劑KH570處理的高分子聚氨酯熱塑性TPU-68D彈性體為100份、阻燃劑HF-TPU為12份、抗靜電劑E-1228為5份加入雙螺桿擠出機中擠出造粒后得到改性聚氨酯顆粒；

d.將碟形金屬承載支撐構件1放置在注塑模具型腔內，然后將步驟c中制得的改性聚氨酯顆粒投入到注射注塑機中注塑包覆在碟形金屬承載支撐構件1表面，得到具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤，注塑溫度為160℃，注塑壓力為50Mpa,注射后冷卻溫度為28℃。

實施例3

一種具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤的制作方法，其特征在于，步驟如下：

a.分別沖壓讓壓環6和具有中心通孔的金屬碟形圓盤7；

b.將讓壓環6焊接在碟形圓盤7內側的底部組成碟形金屬承載支撐構件；

c.將經過偶聯劑KH570處理的高分子聚氨酯熱塑性TPU-68D彈性體為100份、阻燃劑HF-TPU為15份、抗靜電劑E-1228為12份加入雙螺桿擠出機中擠出造粒后得到改性聚氨酯顆粒；

d.將碟形金屬承載支撐構件1放置在注塑模具型腔內，然后將步驟c中制得的改性聚氨酯顆粒投入到注射注塑機中注塑包覆在碟形金屬承載支撐構件1表面，得到具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤，注塑溫度為240℃，注塑壓力為80Mpa,注射后冷卻溫度為30℃。

實施例4

一種具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤的制作方法，其特征在于，步驟如下：

a.分別沖壓讓壓環6和具有中心通孔的金屬碟形圓盤7；

b.將讓壓環6焊接在碟形圓盤7內側的底部組成碟形金屬承載支撐構件1；

c.將經過偶聯劑KH570處理的高分子聚氨酯熱塑性TPU-68D彈性體為100份、阻燃劑HF-TPU為16份、抗靜電劑E-1228為14份加入雙螺桿擠出機中擠出造粒后得到改性聚氨酯顆粒；

d.將碟形金屬承載支撐構件1放置在注塑模具型腔內，然后將步驟c中制得的改性聚氨酯顆粒投入到注射注塑機中注塑包覆在碟形金屬承載支撐構件1表面，得到具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤，注塑溫度為130℃，注塑壓力為40Mpa,注射后冷卻溫度為20℃。

實施例5

一種具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤的制作方法，其特征在于，步驟如下：

a.分別沖壓讓壓環6和具有中心通孔的金屬碟形圓盤7；

b.將讓壓環6焊接在碟形圓盤7內側的底部組成碟形金屬承載支撐構件1；

c.將經過偶聯劑KH570處理的高分子聚氨酯熱塑性TPU-68D彈性體為100份、阻燃劑HF-TPU為20份、抗靜電劑E-1228為15份加入雙螺桿擠出機中擠出造粒后得到改性聚氨酯顆粒；

d.將碟形金屬承載支撐構件1放置在注塑模具型腔內，然后將步驟c中制得的改性聚氨酯顆粒投入到注射注塑機中注塑包覆在碟形金屬承載支撐構件1表面，得到具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤，注塑溫度為230℃，注塑壓力為50Mpa,注射后冷卻溫度為30℃。

實施例6

一種具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤的制作方法，其特征在于，步驟如下：

a.分別沖壓讓壓環6和具有中心通孔的金屬碟形圓盤7；

b.將讓壓環6焊接在碟形圓盤7內側的底部組成碟形金屬承載支撐構件1；

c.將經過偶聯劑KH570處理的高分子聚氨酯熱塑性TPU-68D彈性體為100份、阻燃劑HF-TPU為13份、抗靜電劑E-1228為7份加入雙螺桿擠出機中擠出造粒后得到改性聚氨酯顆粒；

d.將碟形金屬承載支撐構件1放置在注塑模具型腔內，然后將步驟c中制得的改性聚氨酯顆粒投入到注射注塑機中注塑包覆在碟形金屬承載支撐構件1表面，得到具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤，注塑溫度為190℃，注塑壓力為80Mpa,注射后冷卻溫度為25℃。

實施例7

一種具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤的制作方法，其特征在于，步驟如下：

a.分別沖壓讓壓環6和具有中心通孔的金屬碟形圓盤7；

b.將讓壓環6焊接在碟形圓盤7內側的底部組成碟形金屬承載支撐構件1；

c.將經過偶聯劑KH570處理的高分子聚氨酯熱塑性TPU-68D彈性體為100份、阻燃劑HF-TPU為18份、抗靜電劑E-1228為9份加入雙螺桿擠出機中擠出造粒后得到改性聚氨酯顆粒；

d.將碟形金屬承載支撐構件1放置在注塑模具型腔內，然后將步驟c中制得的改性聚氨酯顆粒投入到注射注塑機中注塑包覆在碟形金屬承載支撐構件1表面，得到具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤，注塑溫度為200℃，注塑壓力為65Mpa,注射后冷卻溫度為25℃。

如圖3和4所示，將鋼板選好材質與厚度裁成圓料、由事先設計好的沖壓模具、經數控壓力機沖壓成碟形有中心通孔(孔徑按螺紋鋼或鋼絞線直徑)的標準件。上述實施例中的讓壓環6制作方法為：按工程設計加工讓壓環6，事先做好胎具、選管材材質、直徑、厚度及長度，經數控壓力機沖壓成標準件。將上述制得的碟形圓盤7與讓壓環6焊接后組成碟形金屬承載支撐構件1，用超聲波清洗機將金屬件除銹，然后涂膠加熱交聯。按用途設計加工托盤立體注塑模具，模具壁設有透氣鋼、進料口、型腔內設有原料流道和排氣通道、碟形金屬承載支撐構件1固定托架和注射改性的聚氨酯型腔。將托盤立體注塑模具安裝在注塑機工作間，調整好壓力、溫度、速度、保壓時間等注塑技術參數，準備工作就緒后、將改性聚氨酯輸送到注塑機入料口，通過螺桿加溫運行途徑加料段→壓縮段→熔融段，將熔化的料經噴嘴注射到模具型腔中、經保壓→熔塑→冷卻→開模→頂出產品。將具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤與平墊2、螺母(鎖具)3、螺紋鋼桿體(鋼絞線)4和樹脂藥卷膠粘連接組裝成聚氨酯復合讓壓錨索、錨桿錨固支護體。

本發明的具有聚氨酯包覆層的錨索或錨桿托盤中的碟形金屬承載支撐構件，其抗壓強度根據用戶要求制作不同行業、不同規格與承受多大壓力的托盤，并具有超載額定的壓縮功能，經交聯表面處理后與高分子聚氨酯改性材料膠結更牢靠，粘結強度達到60Mpa，受力后不會離層。所改性的聚氨酯的邵氏硬度為68D、拉伸強度為50Mpa、撕裂強度為160N/mm；無鹵環保HF-TPU阻燃劑添加到15％時最佳：阻燃等級達到V-0級，表面抗靜電電阻值不大于 3*10⁶Ω。改性的聚氨酯通過注塑工藝對碟形金屬承載支撐構件形成了合圍，按托盤幾何尺寸充滿了高密度的改性聚氨酯，使其具有受壓變形的抗壓力和壓縮回彈的特性，提高錨索、錨桿的預緊力并加大了托錨力和讓壓作用，使錨索、錨桿超過支護強度時不易被折斷，當巷道受到爆破震動時，螺母(鎖具)3也不易松動。本發明所述的讓壓環的另一端設置有外翻邊，增加了托盤受力時的支撐面積。本發明的可用在加固堤壩、公路兩側護坡、山體、水庫、橋梁、房屋、地鐵隧道及井巷支護等礦務工程。