内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制备方法

摘要

提出的一种内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制备方法，其特征在于通过中心孔将螺母不锈钢与垫片用螺栓固定，沿螺母外缘与不锈钢垫片钎焊后，安装到预制超高分子量聚乙烯底板上，放入热压成型模具，加入超高分子量聚乙烯粉料，在15～30MPa压力，185～200℃温度，保温1小时后，自然冷却。该板材安装螺栓后，可固定在机械装置、混凝土结构等需要耐磨保护的部位，与基体的结合强度可靠。

权利要求

1.一种内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制备方法，其特征在于通过中心孔将螺母与不锈钢垫片用螺栓固定，不锈钢垫片的直径等于螺母螺纹的外径，沿螺母外缘与不锈钢垫片钎焊后，安装到预制超高分子量聚乙烯底板上，此底板的厚度与螺母的高度相同，此底板上钻孔的孔径等于螺母的对边宽度，去除固定螺栓，放入热压成型模具，加入超高分子量聚乙烯粉料，在15～30MPa压力，185～200℃温度，保温1小时后，自然冷却。

2.符合权利要求1的一种内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制备方法，其特征在于所用内嵌螺母为六角形，材质为经过防锈处理的碳钢、不锈钢，规格为M10～M16。

3.符合权利要求1的一种内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制备方法，其特征在于所用超高分子量聚乙烯底板开有直径与内嵌螺母对边宽度相等的圆孔，底板的厚度与内嵌螺母高度相等。

4.符合权利要求1的一种内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制备方法，其特征在于所述垫片为一块带中心孔的正方形不锈钢片，其厚度为2～4mm，垫片边长为30～50mm，其中心孔直径等于六角螺母螺纹外径。

5.符合权利要求1的一种内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制备方法，其特征在于采取以下的任意一个步骤安装：

1)在钢结构件上打孔，用螺栓连接和固定；

2)将金属螺栓拧入内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板，固紧；将内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板放置未固结的钢筋混凝土上，紧密贴合，埋螺栓入混凝土材料，待混凝土固化。

说明书

内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及超高分子量聚乙烯材料耐磨衬板的制备方法，特别涉及一种内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制备方法。

背景技术

[0002] 超高分子量聚乙烯是一种性能非常优异的新型工程塑料，其分子量一般在150万以上。它具有极好的耐磨损性，特别是其抗泥沙冲蚀磨损性能高于钢材；它的抗冲击强度居各种塑料之首；它具有很低的摩擦系数，极小的吸水率和优良的耐腐蚀性。基于这些优点，超高分子量聚乙烯材料在采矿、纺织、机械、化工等领域被广泛用作耐磨、耐冲击、耐腐蚀或低摩擦的衬板和衬块，例如，用作料仓内衬，货舱内衬、反应釜内衬、码头及水道的护舷面板等等。但由于其结构强度不够高，又几乎无法粘结，所以在工程应用中普遍存在与钢铁、钢筋混凝土等结构材料连接安装的问题。穿孔式机械安装往往破坏了其衬板的整体耐磨性，同时，因为金属紧固件的耐磨性较低，并易于腐蚀，降低了其衬板的使用可靠性；背面钻孔用金属螺栓直接紧固件时，由于其材料强度较低，易于变形松动，以致无法提供可靠的安装性能，导致脱落；采用卡槽结构连接，虽然比较牢靠，但机械加工量大，耗费材料多，成本高。与其它材料连接的缺陷阻碍了超高分子量聚乙烯材料应用领域的拓展。因此，设计出一种能与钢铁、混凝土等结构材料牢固连接，机械加工量小，耗费材料少，成本低的超高分子量聚乙烯板制备方法是十分需要的。

[0003] 发明内容

[0004] 为适应以上技术发展的需求，本发明提出了一种内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制备方法，其特征在于通过中心孔将螺母与不锈钢垫片用螺栓固定，不锈钢垫片的直径等于螺母螺纹的外径，沿螺母外缘与不锈钢垫片钎焊后，去除固定螺栓，安装到预制超高分子量聚乙烯底板上，此底板的厚度与螺母的高度相同，此底板上钻孔的孔径经等于螺母的对边宽度，放入热压成型模具，加入超高分子量聚乙烯粉料，在15～30MPa压力，185～200℃温度，保温1小时后，自然冷却。

[0005] 所述超高分子量聚乙烯板是平板。

[0006] 所述超高分子量聚乙烯分子量为150万～500万。

[0007] 所述内嵌螺母为六角形，材质可以是经过防锈处理的碳钢或不锈钢。 [0008] 上述内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制造方法，包括以下步骤： [0009] 1)准备好金属六角螺母，其型号根据所要求的超高分子量聚乙烯板抗剪强度和固定点数量确定，一般以M10～M16为好；

[0010] 2)加工一块带中心孔的正方形不锈钢片作为垫片，垫片厚度尺寸范围2～4mm(根据超高分子量聚乙烯板的厚度以及实用的螺母尺寸适当调整)，垫片边长为30～50mm，垫片中心孔直径等于或略大于六角螺母螺纹外径；

[0011] 3)用螺栓将步骤1)准备的螺母与步骤2)准备的垫片通过中心孔固定，用钎焊沿螺母外缘与垫片接合处焊接，去除固定螺栓，就得到了内嵌式螺母；

[0012] 4)准备好超高分子量聚乙烯底板，底板厚度与步骤1)准备的螺母的高度相同； [0013] 5)在步骤4)准备的超高分子量聚乙烯底板上，根据计划安装螺栓的位置在底板上钻孔，孔径大小等于六角螺母对边宽度；

[0014] 6)将步骤3)制备的内嵌式螺母压入步骤5)准备的超高分子量聚乙烯底板孔洞中；

[0015] 7)准备好超高分子量聚乙烯粉料，其分子量为150万～500万，粒径为50～100目；

[0016] 8)将步骤6)制备的带内嵌式螺母的超高分子量聚乙烯底板放入热压成型模具中，加入步骤7)准备的添加超高分子量聚乙烯粉料，典型热压成型工艺参数为15～30MPa压力，185～200℃温度，保温1小时，停止保温，自然冷却，即得到了内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板。

[0017] 用上述方法制造的内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的安装方法，其特征是可采取以下的任意一个步骤：

[0018] 1)当需要将上述内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板与钢结构连接时，在结构件上打孔，用合适的螺栓就可以方便地实现连接和固定。

[0019] 2)当需要将上述内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板与钢筋混凝土连接时，先将合适的金属螺栓拧到内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板上，固紧；将内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板放置到未固结的钢筋混凝土上，将二者紧密贴合，把螺栓埋入到未固化的混凝土材料中，待混凝土固化后，超高分子量聚乙烯板便与钢筋混凝土结构紧密连接。 [0020] 本发明具有如下的特点

[0021] 1)所述内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板结构简单、但能够很好地与其它材质的结构以简单机械方式可靠连接，同时应用面仍为完整的超高分子量聚乙烯材料，简单实用； [0022] 2)在与普通超高分子量聚乙烯板一样的成型过程中直接埋入内嵌螺母，不需要通过后期机械加工。因此，本发明可以节约成本；

[0023] 3)可以加工成为标准尺寸板材，然后在安装时通过适当拼贴来满足绝大多数场合的使用，因而使用面广。

[0024] 附图说明

[0025] 图1为本发明专利实施例1的剖视图，

[0026] 图2为带中心孔的正方形不锈钢片的剖视图，

[0027] 图3为不锈钢垫片与螺母连接的剖视图，

[0028] 图4为钻孔的超高分子量聚乙烯底板的剖视图，

[0029] 图5为内嵌螺母压入超高分子量聚乙烯底板的剖视图，

[0030] 图6为添加超高分子量聚乙烯粉料后的超高分子量聚乙烯板的剖视图， [0031] 图7为内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的剖视图，

[0032] 1-超高分子量聚乙烯衬板，2-不锈钢垫片，3-内嵌螺母，4-固定螺栓，5-混凝土， [0033] 6-钎焊点，7-圆孔，8-超高分子量聚乙烯底板，9-超高分子量聚乙烯粉料。 具体实施方式

[0034] 下面结合附图进一步说明本发明专利。

[0035] 实施例1：

[0036] 如图1所示，内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板，它包括超高分子量聚乙烯衬板1、预埋于其中的不锈钢垫片2、内嵌螺母3、固定螺栓4和混凝土5。

[0037] 所述超高分子量聚乙烯底板8由分子量为400万，粒度80目的超高分子量聚乙烯原料制成。

[0038] 所述内嵌螺母为六角形不锈钢螺母3，型号为M12。

[0039] 所述不锈钢垫片2尺寸为40×40×3mm。

[0040] 所述固定螺栓4型号为M12×80mm

[0041] 以上内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板的制造方法包括以下步骤： [0042] 1)准备好不锈钢六角螺母3，型号为M12，螺母3对边宽度为21.9mm，螺母3高度为10mm；

[0043] 2)加工一块带中心孔的正方形不锈钢片作为垫片2，如图2所示，垫片2厚度尺寸为3mm，垫片边长为40mm，垫片2中心孔直径等于或略大于六角螺母3螺纹外径； [0044] 3)用螺栓将步骤1)准备的螺母与步骤2)准备的垫片2通过中心孔固定，用钎焊沿螺母3外缘与垫片2接合处6焊接，去除固定螺栓，得到内嵌式螺母，如图3所示； [0045] 4)准备好超高分子量聚乙烯底板8，底板8厚度与步骤1)准备的螺母3的高度相同，为10mm；

[0046] 5)在步骤4)准备的超高分子量聚乙烯底板8上，根据计划安装螺栓的位置在底板8上钻孔7，孔径大小等于螺母3对边宽度，如图4所示；

[0047] 6)将步骤3)制备的内嵌式螺母压入步骤5)准备的超高分子量聚乙烯底板8圆孔7中，如图5所示；

[0048] 7)准备好超高分子量聚乙烯粉料9，其分子量为400万，粒径为60～80目； [0049] 8)将步骤6)制备的带内嵌式螺母的超高分子量聚乙烯底板8放入热压成型模具中，加入步骤7)准备的添加超高分子量聚乙烯粉料9，如图6所示，典型热压成型工艺参数为30MPa压力，200℃温度，保温1小时，停止保温，自然冷却，即得到内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板，如图7所示。

[0050] 将上述方法制造的超高分子量聚乙烯衬板1安装到混凝土5结构上方 法如下：如图1所示，在需要保护的混凝土5结构表面先辅置混凝土，厚度大于L即70mm，将M12×80mm的固定螺栓4旋入内嵌螺母3中，固紧，将内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板嵌到混凝土表面，同时固定螺栓4插入混凝土5中，在衬板1表面敲击或振捣使其与混凝土表面完全贴合，混凝土固化后，衬板即固定在混凝土结构表面，实现了内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板和混凝土的紧密连接，起到耐磨保护作用。

[0051] 实施例2

[0052] 与实施例1基本一致，不同之处在于将所制造的内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板安装到钢结构上，所用的内嵌六角螺母3，型号：M16，尺寸为：螺母高度H＝13mm，螺母对边宽度D＝27.7mm，所制造的内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板8厚度H为13mm。其步骤如下：在所制造的内嵌螺母式超高分子量聚乙烯板8上安装M16×80的螺栓4，固紧；在需要防护的钢板钻M16×75螺纹沉孔；把上述衬板1有螺栓4的一面朝向钢结构，将螺栓4旋入钢结构中，在衬板1表面敲击使其与钢结构表面贴合。实现了超高分子量聚乙烯衬板1和钢结构件连接，并保证没有金属件暴露于衬板表面。