CN105038231A - 一种室外健身器材用抗冲击复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种室外健身器材用抗冲击复合材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：1）按重量份配比称取原料；2）将步骤1）原料置于高速混合器中干混5～15分钟；3）将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，制得复合材料，其工艺为：一区190～200℃，二区200～210℃，三区210～220℃，四区205～215℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。本发明的制备方法流程较短，操作简单，成本低，对环境友好，经济效益高。通过本发明的方法制备的抗冲击复合材料相比现有材料其强度、抗冲击性能显著提高，质地轻便，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，涉及一种室外健身器材用抗冲击复合材料及其制备方法。
技术背景
我国健身器材行业的发展始于20世纪80年代末，2000年以来，特别是我国加入WTO和北京申奥的成功，为健身器材行业的发展提供了有利条件和发展机遇，生产企业数、全行业工业产值增长迅速。目前，我国已有众多健身器材生产企业，世界上几乎所有的普通健身器材类型，中国企业都在生产，并为大量的境外品牌进行加工，中国制造的健身器材在国际市场上占据了约60%的份额，出口交易额达20亿美元，出口已逐渐成为我国健身器材产业发展的方向。随着北京奥运会的举办成功，这也为健身器材行业提供了有利条件和发展机遇。
随着国民经济与社会生活水平的提高，人们的物质生活得到了充分地满足，但伴随而来的是各种富贵病，近年来一连串为人熟知的猝死事件更加深了社会对都市人健康现状的忧虑，现代都市人的健康问题越来越受到社会的广泛关注。人们对于健身器材的需求也日益增加。健身器材的发展前景越来越广。‘全民健身路径’诞生于中国，现在每个小区内都会设有一些室外健身器材，室外健身器材长年暴露在风吹雨淋的户外环境下，不仅要求设备具有良好的防松动、防水性能，而且还要防盗，对器材表面质量要求也较高，不能出现掉漆、生锈等现象。以前的室外健身器材主要是以钢材、铝材、木材三种材质为主要材料进行加工生产，但是在户外环境并设定在基本无人日常管理的使用条件下，木材易被雨水浸泡腐烂或者虫蛀鼠咬，而钢材、铝材的健身器材材质较硬，人们使用时会磕碰，照成损伤，虽然会包裹橡胶，但是包裹层易破烂，时间长了还是会危害人们的安全。并且金属材质属于有限的资源，并且价格连年走高，而且金属材质的健身器材的制造工艺耗能且不环保。
在户外环境并同样设定在基本无人日常管理的使用条件下，室外健身器材在长时间的反复使用的使用要求下，室外健身器材要向质轻、耐磨和抗冲击性能优的需求方向的发展。室外健身器材用高强度的塑料构件替换之前使用的金属或木材构件。塑料以其优良的性质、可靠的性能、方便的成型工艺在领域获得了越来越广泛的应用。首先塑料具有良好的物理力学性能和化学稳定性；其次高分子材料来源丰富、价格低廉；还有塑料加工方便，制作成本低，适合多种成型方式，便于加工成复杂的形状和开发新型产品。但是目前，市场上用于室外健身器材的塑料的抗冲击性能很难达到要求，有很多器材在使用一段时间后就会发生破损断裂现象。综上所述，急需提供一种室外健身器材用抗冲击材料是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种室外健身器材用抗冲击复合材料及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种室外健身器材用抗冲击复合材料，由以下重量份的原料制成：由以下重量份的原料制成：聚苯硫醚50-60份、聚丁基橡胶颗粒20-25份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10-15份、聚乳酸20-25份、铜粉4-6份、氯化钡5-11份、玻璃纤维8-10份、聚碳化二亚胺11-12份、偶联剂2-4份、分散剂4-10份、改性竹纤维10-20份、醋酸乙烯酯2-3份、聚异丁烯7-11份和脂肪族二元酸酯4-8份。
所述偶联剂采用硅烷偶联剂。
所述分散剂为聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、磷酸钙按质量比5：3：4组成。
所述改性竹纤维由以下方法制得：将竹纤维置入真空度为2-4mmHg、输入电压为220V的氧等离子体的箱内，处理10分钟，再在干燥空气中干燥20分钟，烘干后得到改性竹纤维。
一种室外健身器材用抗冲击复合材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：1）按重量份配比称取原料；2）将步骤1）原料置于高速混合器中干混5～15分钟；3）将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，制得复合材料，其工艺为：一区190～200℃，二区200～210℃，三区210～220℃，四区205～215℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。
本发明具有以下有益效果：本发明的制备方法流程较短，操作简单，成本低，对环境友好，经济效益高。通过本发明的方法制备的抗冲击复合材料相比现有材料其强度、抗冲击性能显著提高，质地轻便，具有良好的应用前景。
具体实施方式
实施例1
一种室外健身器材用抗冲击复合材料的其制备方法，包括以下步骤：1）按重量份配比称取原料：聚苯硫醚50份、聚丁基橡胶颗粒20份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、聚乳酸20份、铜粉4份、氯化钡5份、玻璃纤维8份、聚碳化二亚胺11份、偶联剂2份、分散剂4份、改性竹纤维10份、醋酸乙烯酯2份、聚异丁烯7份和脂肪族二元酸酯4份。2）将步骤1）原料置于高速混合器中干混5～15分钟；3）将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，制得复合材料，其工艺为：一区190～200℃，二区200～210℃，三区210～220℃，四区205～215℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。
所述偶联剂采用硅烷偶联剂。
所述分散剂为聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、磷酸钙按质量比5：3：4组成。
所述改性竹纤维由以下方法制得：将竹纤维置入真空度为2-4mmHg、输入电压为220V的氧等离子体的箱内，处理10分钟，再在干燥空气中干燥20分钟，烘干后得到改性竹纤维。
实施例2
一种室外健身器材用抗冲击复合材料的其制备方法，包括以下步骤：1）按重量份配比称取原料：聚苯硫醚60份、聚丁基橡胶颗粒25份、聚对苯二甲酸乙二醇酯15份、聚乳酸25份、铜粉6份、氯化钡11份、玻璃纤维10份、聚碳化二亚胺12份、偶联剂4份、分散剂10份、改性竹纤维20份、醋酸乙烯酯3份、聚异丁烯11份和脂肪族二元酸酯8份。2）将步骤1）原料置于高速混合器中干混5～15分钟；3）将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，制得复合材料，其工艺为：一区190～200℃，二区200～210℃，三区210～220℃，四区205～215℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。
所述偶联剂采用硅烷偶联剂。
所述分散剂为聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、磷酸钙按质量比5：3：4组成。
所述改性竹纤维由以下方法制得：将竹纤维置入真空度为2-4mmHg、输入电压为220V的氧等离子体的箱内，处理10分钟，再在干燥空气中干燥20分钟，烘干后得到改性竹纤维。
实施例3
一种室外健身器材用抗冲击复合材料的其制备方法，包括以下步骤：1）按重量份配比称取原料：聚苯硫醚55份、聚丁基橡胶颗粒23份、聚对苯二甲酸乙二醇酯13份、聚乳酸23份、铜粉5份、氯化钡8份、玻璃纤维9份、聚碳化二亚胺11份、偶联剂3份、分散剂7份、改性竹纤维15份、醋酸乙烯酯2份、聚异丁烯9份和脂肪族二元酸酯6份。2）将步骤1）原料置于高速混合器中干混5～15分钟；3）将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，制得复合材料，其工艺为：一区190～200℃，二区200～210℃，三区210～220℃，四区205～215℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。
所述偶联剂采用硅烷偶联剂。
所述分散剂为聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、磷酸钙按质量比5：3：4组成。
所述改性竹纤维由以下方法制得：将竹纤维置入真空度为2-4mmHg、输入电压为220V的氧等离子体的箱内，处理10分钟，再在干燥空气中干燥20分钟，烘干后得到改性竹纤维。
实施例4
对上述各个实施例制得的材料性能检测方法及检测结果：将按上述方法制备的粒子材料，在注射成型机上进行注射成型制样。拉伸性能测试：按GB/T1040.2标准进行，试样尺寸为170*10*4mm，拉伸速度为50mm/min；弯曲性能测试：按GB/T9341标准进行，试样尺寸为80*10*4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm；缺口冲击强度测试：按GB/T1043标准进行，试样尺寸为80*10*4mm，缺口深度为试样厚度的三分之一。实施例的各项性能测试结果见下表：表1实施例1-3各项性能测试结果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 拉伸强度（MPa） | 27.3 | 26.7 | 27.1 |
| 弯曲强度（MPa） | 39.4 | 38.4 | 39.8 |
| 缺口冲击强度（KJ/m2） | 17.4 | 18.8 | 18.1 |
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种室外健身器材用抗冲击复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：聚苯硫醚50-60份、聚丁基橡胶颗粒20-25份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10-15份、聚乳酸20-25份、铜粉4-6份、氯化钡5-11份、玻璃纤维8-10份、聚碳化二亚胺11-12份、偶联剂2-4份、分散剂4-10份、改性竹纤维10-20份、醋酸乙烯酯2-3份、聚异丁烯7-11份和脂肪族二元酸酯4-8份。
2.根据权利要求1所述的一种室外健身器材用抗冲击复合材料，其特征在于，所述偶联剂采用硅烷偶联剂。
3.根据权利要求1所述的一种室外健身器材用抗冲击复合材料，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、磷酸钙按质量比5：3：4组成。
4.根据权利要求1所述的一种室外健身器材用抗冲击复合材料，其特征在于，所述改性竹纤维由以下方法制得：将竹纤维置入真空度为2-4mmHg、输入电压为220V的氧等离子体的箱内，处理10分钟，再在干燥空气中干燥20分钟，烘干后得到改性竹纤维。
5.根据权利要求1所述的一种室外健身器材用抗冲击复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）按重量份配比称取原料；2）将步骤1）原料置于高速混合器中干混5～15分钟；3）将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，制得复合材料，其工艺为：一区190～200℃，二区200～210℃，三区210～220℃，四区205～215℃；整个挤出过程的停留时间为1～2分钟，压力为12～18MPa。
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