酚醛塑料托辊的阻燃抗静电性能淮南工业学院机械系染振辉中国矿业大学北京校区唐兵皖北矿务局任楼煤矿朱正杰研究酚醛树脂阻燃抗静电机理的基础上经过反复试验，终于研制成功了阻燃抗静电酚醛塑料托辊。

　　带式输送机的性能与托辊有着密切的关系。随着人们的认识及生产技术水平的提高，托辊性能己成为带式输送机技术研究的关键之一。由于现行的托辊在设计、制造及使用中存在较大问题，加之煤矿生产条件恶劣，目前，煤矿使用的托辊普遍存在过早失效的现象。每年由于托辊过早失效给企业造成极大的浪费，如果将由托辊失效引起的机电事故所带来的损失也考虑在内，则更能显示出问题的严重程度。

　　目前使用的钢托辊，其管体包括有焊缝钢管及无缝钢管两种。作为单个零件，托辊管件几乎不会失效。然而，对托辊的全面分析得知，作为托辊管体的钢管虽然不容易断裂，但作为托辊管体其同轴度、直线度、径向圆跳动等精度往往达不到托辊的技术要求。从这个意义上讲，钢管制作的托辊管体容易失效。这是钢托辊性能差的固有原因。钢托辊的轴承座也有两类，一类是铸铁轴承座，另一类是冲压轴承座。

　　铸铁轴承座重量大，制造成本高，铸造及加工时易产生偏心量，加托辊的运行阻力。冲压轴承座虽然重量有所减轻，但它与托辊体焊接后，同轴度精度难以保证，这是影响托辊性能的另一个主要因素。另外，在腐蚀介质的作用下，托辊的钢管体内壁会与介质元素的原子发生化学反应生成金属氧化物等，这些氧化物容易进入轴承，也导致托辊过早失效。

　　钢托辊过早失效的原因是其本身固有的。

　　为了从根本上解决托辊过早失效的问题，研制了以酚醛复合材料取代钢托辊的管体及轴承座的酚醛塑料托辊。

　　1酚醛树脂的结构特性在合成聚合物材料中，酚醛树脂是*难燃的材料，这是由其化学结构决定的。因为酚醛树脂中芳香族组份含量比较高，芳环上的原子结合能比较高，聚合物分子链间结合能也比较高，在高温加热情况下，分子链不容易断开，这种结构决定了酚醛树脂的耐氧化性，即决定了酚醛树脂的难燃性。即使在较高温度下，酚醛树脂燃烧，其发烟性也比较好。因为，在高温下酚醛树脂同时产生热分解和氧化分解，而以氧化分解*为显著（形成部分炭化）由此可见，酚醛树脂在受热燃烧时产生交联和炭化，故受热失重较小，因而即使燃烧，其耐火性也明显优于其它合成材料。另外，燃烧发生的气体组份中也只有水蒸气、CO2及少量CO，不产生HCN、S2、H2S及氨氮氧化物等有害物质。因而它被认为是对火灾**安全的塑料。

　　由于酚醛树脂基体具有良好的耐热和低阻尼性能，在汽车业得到广泛应用。在建筑领域酚醛复合材料的应用更加广泛，从门窗、地板、室内装饰到油气管道、防火通道，处处可见酚醛复合材料的身影。除此之外，酚醛复合材料还广泛应用于电子、船舶、采矿等领域。然而，到目前为止，酚醛复合材料尚未用于煤矿机械。

　　其原因是，用于煤矿井下的非金属材料（聚合物）除了要求有比较高的强度外，还必须有高等级阻燃性能和抗静电性能，一般的酚醛复合材料尚不能满足这种要求。

　　2酚醛复合材料的成份普通酚醛树脂的氧指数约为20，而煤矿井下用的聚合物氧指数需大于27.因此，若用酚醛复合材料制造托辊管件及轴承座，则需采用阻燃剂来大材料的氧指数。根据托辊的特殊性能要求及模压工艺等条件，在充分研究酚醛树脂及各种添加剂的性质、结构、成型工艺、毒性等的基础上，确定了各种原材料的配比关系。

　　其主要成份见表1.表1酚醛复合材料成份材料配比酚醛树脂短棉纤维内脱模剂填料阻燃剂抗静电剂3酚醛复合材料的阻燃性能聚合物的阻燃性能直接关系到煤矿的安全生产，煤矿井下用非金属（聚合物）制品安全性能检验规范（MT113― 85）规定达不到阻燃标准的制品不准下井使用。为了检验酚醛复合材料的阻燃性能，由国家采煤机械质量监督检验中心对其进行了酒精灯火焰燃烧和酒精喷灯火焰燃烧试验，试验结果见表2、表3.表2酒精灯燃烧试验项目有焰燃烧时间无焰燃烧时间扩展长度（mm均小于280结论合格表3酒精喷灯燃烧试验项目有焰燃烧时间无焰燃烧时间扩展长度（mm）均小于280结论合格4酚醛复合材料的抗静电性能静电是分布在电介质表面、电介质体内或绝缘体表面上的处于相对稳定状态的电荷。在煤矿中，当煤尘或瓦斯达到能被放电火花引燃的浓度时，静电就可能成为爆炸或火灾的主要原因，因此必须设法予以消除。目前，消除静电危害的*有效方法是添加抗静电剂，加聚合物的导电率。酚醛复合材料的导电性能试验结果如表4所示。

　　表4导电性能试验项目上胶表面电阻下胶表面电阻标准塑料托辊主要由管体、轴承座、托辊轴、大游隙深槽球轴承及迷宫式密封件等组成。其中管体及轴承座均由酚醛复合材料一次模压成型。管件的加工精度由模具保证，同轴度偏差比无缝钢管小，重量仅为同规格无缝钢管的50%.轴承座的重量仅为铸铁轴承座的20%为冲压轴承座的60%.为了检验塑料托辊的性能指标，由国家采煤机械质量监督检验中心对其进行了径向圆跳动、旋转阻力、密封性能及使用寿命等试验，试验结果完全合格。

　　年毕业于淮南矿业学院机械系，一直从事煤矿机械的教学与科研工作，目前正在攻读博士学位。地址：安徽省淮南市洞山；邮编：232001.（