CN101987655B - 一种救生圈及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种救生圈及其制备方法，该救生圈包括可浮圈体，可浮圈体为由剑麻木塑复合材料制成的圈体，优点在于其可浮圈体为由剑麻木塑复合材料制成的圈体，剑麻与玻璃纤维的结合使其具有极高的抗海水浸泡能力，且耐热稳定性好、抗老化性好、抗弯强度好，因此由其制备得到的救生圈具有优良的耐热稳定性、抗老化性、抗弯强度、抗蠕变能力、抗弯弹性模量等，可大大提高救生圈的安全性能，同时延长其使用寿命。

Description

一种救生圈及其制备方法

技术领域

 本发明涉及一种水上救生设备及其制备方法，尤其是涉及一种救生圈及其制备方法。

背景技术

水上救生设备如救生圈是船只及游泳场必备的急救器材，关系着人身安全。目前，国内常使用的救生圈多数为外壳内充式救生圈，其通常包括可浮圈体，可浮圈体内填充有聚氨酯泡沫塑料，这种外壳内充式救生圈的可浮圈体通常采用聚乙烯塑料制成，然而聚乙烯塑料对于环境应力很敏感、耐热稳定性能差、抗老化性能差，从而影响了这种救生圈的安全性能和使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，且安全性能高、耐热稳定性能好、抗老化性能好的救生圈及工艺简单的救生圈制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种救生圈，包括可浮圈体，其特征在于所述的可浮圈体为由剑麻木塑复合材料制成的圈体。

所述的剑麻木塑复合材料主要由如下原料组成，按质量份数比配制混合而成：

高密度聚乙烯  95～105   剑麻粉    16～24    玻璃纤维    3～5

发泡剂        2～3      偶联剂    1～2      增塑剂      2～4

阻燃剂        1.5～2.5   抗霉菌剂  0.1～0.5   抗氧化剂    0.3～0.8

光稳定剂      0.4～1.0 。

所述的剑麻粉的细度为30～90目。

所述的玻璃纤维采用直径小于10～30μm的磨碎玻璃纤维。

所述的可浮圈体的外表面涂设有防晒层，所述的防晒层为在所述的可浮圈体的外表面涂覆一层氟碳耐候漆构成。

所述的可浮圈体的外圈上布设有可浮救生索。

所述的可浮圈体上沿其半径方向设置有至少一根逆向反光带。

一种救生圈的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

①制备剑麻木塑粒料；

②利用双螺杆挤出机通过模具将剑麻木塑粒料挤出制成椭圆形管状坯料，挤出过程中对椭圆形管状坯料进行微发泡，同时对椭圆形管状坯料的外壁用冷却水进行冷却使其表面结皮；

③按救生圈的可浮圈体的内圈的周长和外圈的周长截取所需的椭圆形管状坯料；

④对截取的椭圆形管状坯料进行内填充式加热，在其温度高于木塑材料的热变形温度110℃～125℃时通过模具内弯曲施加外力将椭圆形管状坯料弯曲成截面为扁椭圆形的圆环形管；

⑤从模具中取出圆环形管，去除加热装置，待圆环形管冷却至室温后，将圆环形管的两端加热融合密封，并预留发泡注射孔，然后使用发泡机通过发泡注射孔向圆环形管内注入聚氨酯泡沫塑料；

⑥待聚氨酯泡沫塑料充满圆环形管，并清除溢出的聚氨酯泡沫塑料后，密封发泡注射孔，制备得到救生圈。

所述的步骤⑥中完成密封发泡注射孔后，再在圆环形管的两端的接头部位绕接头部位的外表面粘贴一层高强度胶皮。

所述的步骤①的具体过程为：

①-1、按如下质量份数称取各原料：

高密度聚乙烯  95～105   剑麻粉    16～24    玻璃纤维    3～5

发泡剂        2～3      偶联剂    1～2      增塑剂      2～4

阻燃剂        1.5～2.5   抗霉菌剂  0.1～0.5   抗氧化剂    0.3～0.8

光稳定剂      0.4～1.0 ；

①-2、以110～120℃的温度对剑麻粉进行预烘干，然后将其余各原料及预烘干后的剑麻粉投入高速混合机，以112～122℃的温度高速混合10～15分钟后制得均匀物料；

①-3、将均匀物料转入双螺杆挤出机进行塑化，并造粒，制得粒料。

与现有技术相比，本发明的优点在于其可浮圈体为由剑麻木塑复合材料制成的圈体，剑麻与玻璃纤维的结合使其具有极高的抗海水浸泡能力，且耐热稳定性好、抗老化性好、抗弯强度好，因此由其制备得到的救生圈具有优良的耐热稳定性、抗老化性、抗弯强度、抗蠕变能力、抗弯弹性模量等，可大大提高救生圈的安全性能，同时延长其使用寿命。

附图说明

图1为本发明的救生圈的结构示意图；

图2为本发明的救生圈的截面示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：

如图所示，一种救生圈，其包括可浮圈体1和填充于可浮圈体1内的聚氨酯泡沫塑料2，其中可浮圈体1为由剑麻木塑复合材料制成的圈体，这种剑麻木塑复合材料主要由如下原料组成，按质量份数比配制混合而成：

高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，HDPE）  100  剑麻粉  20

玻璃纤维 4    发泡剂 2    偶联剂 1    增塑剂 3.5    阻燃剂 1.5

抗霉菌剂 0.3  抗氧化剂 0.3  光稳定剂 0.4 ，

本发明的救生圈的可浮圈体1采用剑麻木塑复合材料制成，而木塑复合材料是一种新型的环保材料，在高密度聚乙烯塑料中加入剑麻粉后，剑麻木塑复合材料的抗蠕变能力与抗弯强度、抗弯弹性模量均有一定程度的提高，其温度尺寸变化率低于聚乙烯塑料，同时由于剑麻粉的加入，使制备得到的可浮圈体的外表面较采用聚乙烯塑料制成的可浮圈体的外表面更为粗糙，这样更易于人们在水中抓持，有效提高了安生性能。

在此，高密度聚乙烯采用中国石化齐鲁股份有限公司生产的低压高密度聚乙烯；剑麻粉的细度可为30～90目，剑麻在海水中的耐腐性较强，在0.5%盐水中浸渍50日，其强度仍然可达原强度的81%，因此添加剑麻粉可大大增强耐腐蚀性，同时由于剑麻表面具有一定的羟基基团，因此容易与高分子聚合物发生共聚反应形成复合材料，而形成的复合材料具有韧性好、重量轻、隔热性好的特性；玻璃纤维可采用直径小于10～30μm的磨碎玻璃纤维，添加玻璃纤维可提高抗海水腐蚀性能；发泡剂采用工业级的AC发泡剂；偶联剂由硅烷偶联剂与马来酸酐复合而成；增塑剂采用环氧油酸丁酯或己二酸丙二醇，添加增塑剂可增强可加工性；阻燃剂可采用磷溴复合阻燃剂与硼酸锌，添加阻燃剂后防火性能可达难燃级；抗霉菌剂采用新科-M9木塑防霉剂；抗氧化剂采用台湾妙春生产的1010抗氧化剂；光稳定剂采用瑞士CIBA990 高效复合光稳定剂。

在此，也可采用木粉替代剑麻粉，但添加木粉的木塑复合材料的耐腐蚀性较添加剑麻粉的木塑复合材料的耐腐蚀性差。

在此具体实施例中，可浮圈体1的外表面涂设有防晒层（图中未示出）。在此，防晒层为在可浮圈体1的外表面涂覆一层氟碳耐候漆构成。

在此具体实施例中，可浮圈体1的外圈上布设有可浮救生索3。

在此具体实施例中，可浮圈体1上沿其半径方向设置有四根逆向反光带4，通过逆向反光带4将可浮救生索3固定连接于可浮圈体1上。

实施例二：

本实施例与实施例一的结构基本相同，不同之处仅在于本实施例的救生圈的可浮圈体1采用的剑麻木塑复合材料的各原料的质量份数比如下：

高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，HDPE）  95   剑麻粉  24

玻璃纤维 3    发泡剂 2.5   偶联剂 2    增塑剂 2    阻燃剂 2

抗霉菌剂 0.1  抗氧化剂 0.5  光稳定剂 0.6 。

实施例三：

本实施例与实施例一、实施例二的结构基本相同，不同之处仅在于本实施例的救生圈的可浮圈体1采用的剑麻木塑复合材料的各原料的质量份数比如下：

高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，HDPE）  105  剑麻粉 16

玻璃纤维 5    发泡剂 3     偶联剂 1.5   增塑剂 4    阻燃剂 2.5

抗霉菌剂 0.5  抗氧化剂 0.8   光稳定剂 1.0 。

实施例四：

上述实施例一至实施例三给出的救生圈的制备方法，包括以下步骤：

①制备剑麻木塑粒料，具体过程为：①-1、按如下质量份数称取各原料：

高密度聚乙烯  95～105   剑麻粉    16～24    玻璃纤维    3～5

发泡剂        2～3      偶联剂    1～2      增塑剂      2～4

阻燃剂        1.5～2.5   抗霉菌剂  0.1～0.5   抗氧化剂    0.3～0.8

光稳定剂      0.4～1.0 ；

①-2、以110℃的温度对剑麻粉进行预烘干，然后将其余各原料及预烘干后的剑麻粉投入高速混合机，以120℃的温度高速混合15分钟后制得均匀物料；

①-3、将均匀物料转入双螺杆挤出机进行塑化，并造粒，制得粒料。

实际制备剑麻木塑复合材料时，可根据实际情况对各原料进行配制，如可按实施例一至实施例三所给出的剑麻木塑复合材料的各原料的质量份数进行制备。

②使用现有的双螺杆挤出机通过模具将剑麻木塑粒料挤出制成管状坯料，如中空圆管管状坯料或中空椭圆管管状坯料，挤出过程中对椭圆形管状坯料进行微发泡，同时对椭圆形管状坯料的外壁用冷却水进行冷却使其表面结皮。在此，微发泡技术使制备得到的救生圈的抗冲击强度大大提高，冷却水结皮使制备得到的救生圈表面光滑，并提高硬度。

③按救生圈的可浮圈体的内圈的周长和外圈的周长截取所需的圆管管状坯料或椭圆管管状坯料。

④对截取的圆管管状坯料或椭圆管管状坯料进行内填充式加热，在其温度高于木塑材料的热变形温度（Heat Deflection Temperature，HDT）110℃时通过模具内弯曲施加外力将圆管管状坯料或椭圆管管状坯料弯曲至所需的截面为圆形或扁椭圆形的圆环形管。

⑤从模具中取出圆环形管，去除加热装置，待圆环形管冷却至室温后，将圆环形管的两端加热融合密封，并预留一个发泡注射孔，紧接使用发泡机通过发泡注射孔向圆环形管内注入聚氨酯泡沫塑料。

⑥待聚氨酯泡沫塑料充填满圆环形管，并清除溢出的聚氨酯泡沫塑料后，密封发泡注射孔，制备得到救生圈。

在此具体实施例中，为提高圆环形管的两端的接头部位的连接可靠性，应在步骤⑥中完成密封发泡注射孔后，在圆环形管的两端的接头部位5（如图1和图2所示）绕接头部位的外表面用高强度的粘接剂粘贴一层一定宽度的高强度胶皮6，该高强度胶皮6绕接头部位5一周，其两端相粘接，形成闭合圆环。在此，高强度胶皮6可采用经过处理的牛皮，高强度的粘接剂可采用硅酮密封胶。

上述工序完成后，在救生圈的可浮圈体的外表面刷一层耐候漆构成防晒层；然后将可浮救生索布于救生圈的可浮圈体的外圈上，并沿右浮圈体的半径方向粘贴四条逆向反光带，可浮救生索通过逆向反光带与可浮圈体固定连接，这样逆向反光带同时起到了固定可浮救生索的作用。

如利用实施例一给出的木塑复合材料的各原料质量份数比制备救生圈，得到的救生圈的圈体外径尺寸为750mm，内径尺寸为465mm，厚（高）为110～115mm，圈体质量约为4.5Kg，在海水中可提供约25Kg浮力，完全可以满足救生需要。

实施例五：

本实施例与实施例四基本相同，不同之处仅在于在制备剑麻木塑粒料的过程中以120℃的温度对剑麻粉进行预烘干，然后将其余各原料及预烘干后的剑麻粉投入高速混合机，以112℃的温度高速混合10分钟后制得均匀物料；在制备救生圈的过程中对管状坯料进行内填充式加热时，在其温度高于125℃时通过模具内弯曲施加外力将圆管管状坯料或椭圆管管状坯料弯曲至所需的截面为圆形或扁椭圆形的圆环形管。

实施例六：

本实施例与实施例四、五基本相同，不同之处仅在于在制备剑麻木塑粒料的过程中以115℃的温度对剑麻粉进行预烘干，然后将其余各原料及预烘干后的剑麻粉投入高速混合机，以118℃的温度高速混合13分钟后制得均匀物料；在制备救生圈的过程中对管状坯料进行内填充式加热时，在其温度高于115℃时通过模具内弯曲施加外力将圆管管状坯料或椭圆管管状坯料弯曲至所需的截面为圆形或扁椭圆形的圆环形管。

Claims (3)

1.一种救生圈的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

①制备剑麻木塑粒料；

②利用双螺杆挤出机通过模具将剑麻木塑粒料挤出制成椭圆形管状坯料，挤出过程中对椭圆形管状坯料进行微发泡，同时对椭圆形管状坯料的外壁用冷却水进行冷却使其表面结皮；

③按救生圈的可浮圈体的内圈的周长和外圈的周长截取所需的椭圆形管状坯料；

④对截取的椭圆形管状坯料进行内填充式加热，在其温度高于木塑材料的热变形温度110℃～125℃时通过模具内弯曲施加外力将椭圆形管状坯料弯曲成截面为扁椭圆形的圆环形管；

⑤从模具中取出圆环形管，去除加热装置，待圆环形管冷却至室温后，将圆环形管的两端加热融合密封，并预留发泡注射孔，然后使用发泡机通过发泡注射孔向圆环形管内注入聚氨酯泡沫塑料；

⑥待聚氨酯泡沫塑料充满圆环形管，并清除溢出的聚氨酯泡沫塑料后，密封发泡注射孔，制备得到救生圈。

2.根据权利要求1所述的一种救生圈的制备方法，其特征在于所述的步骤⑥中完成密封发泡注射孔后，再在圆环形管的两端的接头部位绕接头部位的外表面粘贴一层高强度胶皮。

3.根据权利要求1或2所述的一种救生圈的制备方法，其特征在于所述的步骤①的具体过程为：

①-1、按如下质量份数称取各原料：

高密度聚乙烯    95～105    剑麻粉    16～24玻璃纤维    3～5

发泡剂          2～3       偶联剂    1～2      增塑剂      2～4

阻燃剂          1.5～2.5    抗霉菌剂  0.1～0.5   抗氧化剂    0.3～0.8

光稳定剂        0.4～1.0 ；

①-2、以110～120℃的温度对剑麻粉进行预烘干，然后将其余各原料及预烘干后的剑麻粉投入高速混合机，以112～122℃的温度高速混合10～15分钟后制得均匀物料；

①-3、将均匀物料转入双螺杆挤出机进行塑化，并造粒，制得粒料。

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