一种轻质非金属球磨机衬板制造技术

本发明专利技术公开了一种轻质非金属球磨机衬板，属于非金属材料技术领域。本发明专利技术研制的轻质非金属球磨机衬板包括改性酚醛树脂、填料和助剂，其中，改性酚醛树脂是由腰果油改性酚醛树脂乳液和环氧树脂乳液复配而成，而填料中包括异氰酸酯改性的膨胀石墨、碳纤维及硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅，另外，助剂是由增塑剂、润滑剂和偶联剂组成；制备过程中，先将填料和助剂搅拌混合，再加入改性酚醛树脂，继续搅拌混合后，注模，热压固化成型，冷却，脱模，即得轻质非金属球磨机衬板。本发明专利技术技术方案制备的轻质非金属球磨机衬板在提高其力学性能的同时，其耐磨性能和导热性能也显著提高。

A lightweight nonmetal ball mill liner

The invention discloses a light non-metallic ball mill lining board, which belongs to the technical field of non-metallic materials. The light quality non metal ball mill liner includes modified phenolic resin, filler and auxiliary agent, in which the modified phenolic resin is made from cashew oil modified phenolic resin emulsion and epoxy resin emulsion, and the filler contains two oxygen modified by isocyanate, carbon fiber and silane coupling agent. In addition, the additives are made up of plasticizers, lubricants and coupling agents. In the process of preparation, the mixing of filler and auxiliaries is mixed, then modified phenolic resin is added, and then mixing, molding, hot pressing and molding, cooling and demoulding, that is, the light quality non-metal ball mill liner is obtained. The lining of the light non-metallic ball mill made by the technical proposal improves its mechanical properties, and its wear resistance and thermal conductivity are remarkably improved.

【技术实现步骤摘要】
一种轻质非金属球磨机衬板
本专利技术公开了一种轻质非金属球磨机衬板，属于非金属材料

技术介绍
球体磨机衬板用来保护筒体，避免筒体受到研磨和物料的直接冲击和研磨，因此衬板材料应具有良好的冲击韧性、较高的硬度及耐磨性。球磨机衬板的主要作用就是控制筒体内钢球的运动以及保护筒体，使之不受磨损。通常，衬板表面会设计成坑洼不平的样子，这样就可以给球磨机内的钢球数量（球荷）产生不同大小的摩擦力。不平滑衬板一般是指衬板表面平整度比较低，这种衬板产生的摩擦力比较大，很容易提升球荷以及对矿石的打击力，因此一般情况下这种衬板会用于细磨；反之，平滑衬板也就是衬板表面相对平整，这种衬板产生的摩擦力比较小，因此适合粗磨。目前大多数金属矿山仍采用铸造高锰钢衬板，高锰钢衬板在较大的冲击应力作用下产生加工硬化，表面硬度急剧增加，形成高硬度的耐磨层，而其内部奥氏体却保持原有的冲击韧性，因此可以满足球磨机衬板的要求。但在实际生产中，大多数工况下高锰钢的加工硬化作用较小，潜在的良好耐磨性无法充分发挥。因此，一般选用高强韧性耐磨铸钢，一般硬度在HRC45-60之间，该衬板硬度中等偏下，故耐磨性一般。从球磨机的工作原理可知，衬板主要受到的是高频率的中低冲击功，主要失效形式是小能量多次冲击下的磨料磨损；因此，研究新型耐磨衬板，提高衬板的耐磨性，不仅能节约能源，减少金属消耗，满足巨大的市场需求，而且对提高球磨机生产效率，使用寿命及产品质量也具有极为重要的意义。因此，如何改善传统球磨机衬板力学性能和导热性能不佳，耐磨性差的缺点，以获取更高综合性能的球磨机衬板，是其推广与应用于更广阔的领域，满足工业生产需求亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是：针对传统球磨机衬板力学性能和导热性能不佳，耐磨性差的缺点，提供了一种轻质非金属球磨机衬板。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种轻质非金属球磨机衬板，包括改性酚醛树脂、填料和助剂，所述改性酚醛树脂制备过程为：（1）将腰果油改性酚醛树脂与稀释剂按质量比为10：1～15：1搅拌混合，再加入乳化剂水溶液，高速搅拌混合，得腰果油改性酚醛树脂乳液；（2）将环氧树脂和非离子表面活性剂按质量比为20：1～40：1搅拌混合，再加入环氧树脂质量0.6～0.8倍的水，加热搅拌混合，得环氧树脂乳液；（3）将腰果油改性酚醛树脂乳液与环氧树脂乳液按质量比为1：1～3：1搅拌混合，得改性酚醛树脂；所述填料是由以下重量份数的原料组成：20～30份改性膨胀石墨，20～40份碳纤维，20～30份改性纳米二氧化硅；所述助剂是由以下重量份数的原料组成：10～20份增塑剂，20～30份润滑剂，10～20份硅烷偶联剂；所述轻质非金属球磨机衬板具体制备步骤为：（1）按重量份数计，依次取80～150份改性酚醛树脂，40～50份填料，10～12份助剂；（2）先将填料和助剂搅拌混合，再加入改性酚醛树脂，继续搅拌混合后，注模，热压固化成型，冷却，脱模，即得轻质非金属球磨机衬板。所述腰果油改性酚醛树脂具体改性过程为：按重量份数计，依次取80～85份苯酚，10～15份腰果油酚，70～75份甲醛，0.3～0.5份质量分数为15%盐酸溶液，加入反应器中，恒温搅拌反应2～4h后，真空脱水，出料，即得腰果油改性酚醛树脂。所述稀释剂为乙二醇和异丙醇按质量比为1：1配置而成。所述乳化剂水溶液配置过程为：将乳化剂OP-10与去离子水按质量比为1：10～1：12搅拌混合，得乳化剂水溶液。所述环氧树脂为环氧树脂E-42，环氧树脂E-44或环氧树脂E-52中的任意一种。所述非离子表面活性剂为OP-10，吐温-60，或斯潘-80中的任意一种。所述改性膨胀石墨改姓过程为：按质量比为1：10～1：15将膨胀石墨与异氰酸酯混合后，于频率为55～60kHz条件下，超声浸渍2～4h，过滤，得改性膨胀石墨。所述改性纳米二氧化硅改性过程为：按重量份数计，依次取20～40份纳米二氧化硅，10～15份硅烷偶联剂KH-560，100～150份无水乙醇，超声振荡45～60min，过滤，干燥，得改性纳米二氧化硅。所述增塑剂为环氧大豆油和糠醇按质量比为10：1～15：1混合而成。所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或微晶蜡中的任意一种。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术技术方案通过采用改性酚醛树脂为基体树脂，在改性过程中，添加腰果油，一方面，腰果油的加入可起到增韧效果，从而提高产品力学性能，另一方面，在使用过程中，衬板与球磨珠摩擦过程中，可在衬板表面产生一层牢固且柔韧的碳化膜，降低衬板在使用过程中的磨损量，延长衬板使用寿命，且碳化膜的产生，可与体系中添加的填料共同构筑体系的导热通路，使球磨过程中产生的热量快速导出，避免热量积聚对产品性能及球磨介质造成不良影响；（2）本专利技术技术方案通过采用片状结构的改性膨胀石墨，纤维状的碳纤维及纳米结构的改性纳米二氧化硅复配，作为产品填料体系，在加工热压过程中，膨胀石墨吸附的异氰酸酯由液态转变为气态而上浮至体系上层，且异氰酸酯可作为树脂固化剂，促进体系中树脂的固化，从而使片状的石墨结构分散于体系固化后的表层结构中，使体系表层导热性能、耐磨性能和力学性能得到有效提高，另外，碳纤维和纳米二氧化硅可实现对体系内部的致密填充，在提高体系整体力学性能的同时，与表层的片状石墨形成导热通路，且填料各组分性能稳定，可有效延长产品使用寿命。具体实施方式按重量份数计，在反应釜中依次加入80～85份苯酚，10～15份腰果油酚，70～75份甲醛，0.3～0.5份质量分数为15%盐酸溶液，于温度为100～105℃，转速为300～500r/min条件下，恒温搅拌反应2～4h后，于真空度为600～800Pa条件下，真空脱水45～60min，出料，得腰果油改性酚醛树脂；将腰果油改性酚醛树脂和稀释剂按质量比为10：1～15：1混合，再加入乳化剂水溶液，随后用搅拌器以1500～2000r/min转速高速搅拌混合2～4h，出料，得腰果油改性酚醛树脂乳液；将环氧树脂和非离子表面活性剂按质量比为20：1～40：1搅拌混合，再加入环氧树脂质量0.6～0.8倍的水，随后于温度为85～90℃，转速为300～500r/min条件下，加热搅拌混合45～60min，得环氧树脂乳液；将腰果油改性酚醛树脂乳液和环氧树脂乳液按质量比为1：1～3：1搅拌混合，即得改性酚醛树脂；按质量比为1：10～1：15将膨胀石墨与异氰酸酯混合倒入烧瓶中，于超声频率为55～60kHz条件下，超声浸渍2～4h，过滤，得改性膨胀石墨；按重量份数计，依次取20～40份纳米二氧化硅，10～15份硅烷偶联剂KH-560，100～150份无水乙醇，加入烧杯中，并将烧杯移入超声振荡仪，于超声频率为45～50kHz条件下，超声振荡45～60min，过滤，得滤饼，并将所得滤饼于温度为85～90℃条件下，干燥3～5h，得改性纳米二氧化硅；按重量份数计，依次取20～30份改性膨胀石墨，20～40份碳纤维，20～30份改性纳米二氧化硅，用玻璃棒搅拌混合30～45min，得填料；按重量份数计，依次取80～150份改性酚醛树脂，40～50份填料，10～12份助剂，先将填料和助剂混合倒入混料机中，于转速为400～800r/min条件下搅拌混合45本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻质非金属球磨机衬板，包括改性酚醛树脂、填料和助剂，其特征在于：所述改性酚醛树脂制备过程为：（1）将腰果油改性酚醛树脂与稀释剂按质量比为10：1～15：1搅拌混合，再加入乳化剂水溶液，高速搅拌混合，得腰果油改性酚醛树脂乳液；（2）将环氧树脂和非离子表面活性剂按质量比为20：1～40：1搅拌混合，再加入环氧树脂质量0.6～0.8倍的水，加热搅拌混合，得环氧树脂乳液；（3）将腰果油改性酚醛树脂乳液与环氧树脂乳液按质量比为1：1～3：1搅拌混合，得改性酚醛树脂；所述填料是由以下重量份数的原料组成：20～30份改性膨胀石墨，20～40份碳纤维，20～30份改性纳米二氧化硅；所述助剂是由以下重量份数的原料组成：10～20份增塑剂，20～30份润滑剂，10～20份硅烷偶联剂；所述轻质非金属球磨机衬板具体制备步骤为：（1）按重量份数计，依次取80～150份改性酚醛树脂，40～50份填料，10～12份助剂；（2）先将填料和助剂搅拌混合，再加入改性酚醛树脂，继续搅拌混合后，注模，热压固化成型，冷却，脱模，即得轻质非金属球磨机衬板。

【技术特征摘要】
1.一种轻质非金属球磨机衬板，包括改性酚醛树脂、填料和助剂，其特征在于：所述改性酚醛树脂制备过程为：（1）将腰果油改性酚醛树脂与稀释剂按质量比为10：1～15：1搅拌混合，再加入乳化剂水溶液，高速搅拌混合，得腰果油改性酚醛树脂乳液；（2）将环氧树脂和非离子表面活性剂按质量比为20：1～40：1搅拌混合，再加入环氧树脂质量0.6～0.8倍的水，加热搅拌混合，得环氧树脂乳液；（3）将腰果油改性酚醛树脂乳液与环氧树脂乳液按质量比为1：1～3：1搅拌混合，得改性酚醛树脂；所述填料是由以下重量份数的原料组成：20～30份改性膨胀石墨，20～40份碳纤维，20～30份改性纳米二氧化硅；所述助剂是由以下重量份数的原料组成：10～20份增塑剂，20～30份润滑剂，10～20份硅烷偶联剂；所述轻质非金属球磨机衬板具体制备步骤为：（1）按重量份数计，依次取80～150份改性酚醛树脂，40～50份填料，10～12份助剂；（2）先将填料和助剂搅拌混合，再加入改性酚醛树脂，继续搅拌混合后，注模，热压固化成型，冷却，脱模，即得轻质非金属球磨机衬板。2.根据权利要求1所述的一种轻质非金属球磨机衬板，其特征在于：所述腰果油改性酚醛树脂具体改性过程为：按重量份数计，依次取80～85份苯酚，10～15份腰果油酚，70～75份甲醛，0.3～0.5份质量分数为15%盐酸溶液，加入反应器中，恒温搅拌反应2～4h后，真空脱水，出料，即得腰果油改性酚醛树脂。3.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：周夕和，许蘅，陈龙，
申请(专利权)人：周夕和，
类型：发明
国别省市：江苏,32