CN105131514A - 一种高强度耐腐蚀水表壳体及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于流量的测量领域，公开了一种高强度耐腐蚀水表壳体及其制备工艺，其由如下原料制备而成：硅胶粉，滑石粉，蒙脱石，氮化硼，碳化硅，氢氧化铝，油酸酰胺，硼砂，磷酸三苯酯，硼酸锌，聚乙烯醇，鸡蛋壳，高岭土，氮化铝，三聚氰酸三烯丙酯，聚氯乙烯，氢化丁腈橡胶，酚醛树脂。本发明原料配伍合理，提高了塑料壳体的性能。

Description

一种高强度耐腐蚀水表壳体及其制备工艺

技术领域

本发明属于流量的测量领域，具体涉及一种高强度耐腐蚀水表壳体及其制备工艺。

背景技术

水表是测量水流量的仪器，一般分为容积式水表和速度式水表两类。传统的水表壳体材料主要是铸铁，黄铜，不锈钢。铸铁制造的水表壳价格低廉，强度高，缺点是铸造粗糙，容易生锈腐蚀污染水质。黄铜制造的水表壳加工容易，铸造精致，耐腐蚀，缺点是价格较高，锈斑铜绿具有毒性，黄铜中的铅也是对人体有害物质。不锈钢耐腐蚀不生锈，是水表壳体的理想材料。但不锈钢材料加工困难，价格高，只能用于高端产品。铝对人体有害，而且铝合金在硷性水中极易腐蚀，一直被排除在水表壳体材料之外。

塑料壳体具备生产效率高，耗能低，比重轻，不生锈，耐腐蚀，制成品精度高，外观精致，价格低廉等优点。但是也存在硬度小，耐压耐拉伸强度不够，耐冷热性能差等缺陷。上述缺陷导致其一直无法真正替代金属壳体水表而大规模的使用。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供了一种高强度耐腐蚀水表壳体及其制备工艺。

为了实现上述目的，本发明的技术方案通过如下方式来实现的：

一种高强度耐腐蚀水表壳体，其由如下重量份的原料制备而成：

硅胶粉1-2份，滑石粉1-2份，蒙脱石1-2份，氮化硼1-2份，碳化硅1-2份，氢氧化铝1-2份，油酸酰胺1-2份，硼砂2-3份，磷酸三苯酯2-3份，硼酸锌2-3份，聚乙烯醇3-5份，鸡蛋壳5-7份，高岭土6-8份，氮化铝8-10份，三聚氰酸三烯丙酯8-10份，聚氯乙烯20-25份，氢化丁腈橡胶40-45份，酚醛树脂50-60份。

优选地，硅胶粉、滑石粉、蒙脱石、氮化硼、氢氧化铝、硼酸锌、高岭土以及氮化铝的粒径均控制在200目；碳化硅的粒径控制在100-200nm。

上述壳体的制备方法包括如下步骤：

步骤1）制备主料：将磷酸三苯酯、聚乙烯醇、三聚氰酸三烯丙酯、聚氯乙烯、氢化丁腈橡胶以及酚醛树脂，混合均匀，加入密炼机，在温度为90℃下混炼5分钟，即得；

步骤2）制备辅料1：将鸡蛋壳添加到破碎机中进行破碎，然后添加硼砂，混合后进行研磨，得到粒径为200目的粉末，即得；

步骤3）制备辅料2：将氮化硼、油酸酰胺以及氮化铝投入到搅拌反应器中，500转/min搅拌3min，然后加热到80℃，保温3min，最后降至室温，即得；

步骤4）制备壳体：将主料、辅料1、辅料2、硅胶粉、滑石粉、蒙脱石、碳化硅、氢氧化铝、硼酸锌以及高岭土依次投入到离心机中，1200转/min离心搅拌3分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，倒入成型模具中，快速凝固形成壳体。

本发明取得的有益效果主要包括：

本发明原料配伍合理，大大提高了塑料壳体的力学和耐腐蚀性能；纳米碳化硅的添加了改进了塑料壳体材料的内部结构，提高了机械强度；油酸酰胺可以减少树脂等在加工过程中的内摩擦薄膜和传送设备之间摩擦，简化对最终产品的操作，降低树脂颗粒成型熔融黏度，改进流动性；氢化丁腈橡胶具良好的耐热性能，优良的耐化学腐蚀性能（对氟利昂、酸、碱的具有良好的抗耐性），优异的耐臭氧性能，较高的抗压缩永久变形性能；鸡蛋壳属于生活废弃物，本发明对其进行了有效利用，原料低廉，提高了机械性能，变废为宝，一举两得；氮化铝和氮化硼是良好的耐热冲击材料，其稳定性好、强度高、导热性好、热膨胀系数小，但是其与橡胶基体的相容性差，本发明对其进行了改性，使得材料表面得到了改善，其团聚趋势减弱，其与树脂基体之间的相容性增强，提高了机械性能、耐热老化性能以及耐磨性能。本发明制备工艺简单可行，适合大规模生产。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

一种高强度耐腐蚀水表壳体，其由如下重量份的原料制备而成：

硅胶粉1份，滑石粉1份，蒙脱石1份，氮化硼1份，碳化硅1份，氢氧化铝1份，油酸酰胺1份，硼砂2份，磷酸三苯酯2份，硼酸锌2份，聚乙烯醇3份，鸡蛋壳5份，高岭土6份，氮化铝8份，三聚氰酸三烯丙酯8份，聚氯乙烯20份，氢化丁腈橡胶40份，酚醛树脂50份。

其中，硅胶粉、滑石粉、蒙脱石、氮化硼、氢氧化铝、硼酸锌、高岭土以及氮化铝的粒径均控制在200目；碳化硅的粒径控制在100nm。

上述壳体的制备方法包括如下步骤：

步骤1）制备主料：将磷酸三苯酯、聚乙烯醇、三聚氰酸三烯丙酯、聚氯乙烯、氢化丁腈橡胶以及酚醛树脂，混合均匀，加入密炼机，在温度为90℃下混炼5分钟，即得；

步骤2）制备辅料1：将鸡蛋壳添加到破碎机中进行破碎，然后添加硼砂，混合后进行研磨，得到粒径为200目的粉末，即得；

步骤3）制备辅料2：将氮化硼、油酸酰胺以及氮化铝投入到搅拌反应器中，500转/min搅拌3min，然后加热到80℃，保温3min，最后降至室温，即得；

步骤4）制备壳体：将主料、辅料1、辅料2、硅胶粉、滑石粉、蒙脱石、碳化硅、氢氧化铝、硼酸锌以及高岭土依次投入到离心机中，1200转/min离心搅拌3分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，倒入成型模具中，快速凝固形成壳体。

实施例2

一种高强度耐腐蚀水表壳体，其由如下重量份的原料制备而成：

硅胶粉2份，滑石粉2份，蒙脱石2份，氮化硼2份，碳化硅2份，氢氧化铝2份，油酸酰胺2份，硼砂3份，磷酸三苯酯3份，硼酸锌3份，聚乙烯醇5份，鸡蛋壳7份，高岭土8份，氮化铝10份，三聚氰酸三烯丙酯10份，聚氯乙烯25份，氢化丁腈橡胶45份，酚醛树脂60份。

其中，硅胶粉、滑石粉、蒙脱石、氮化硼、氢氧化铝、硼酸锌、高岭土以及氮化铝的粒径均控制在200目；碳化硅的粒径控制在200nm。

上述壳体的制备方法包括如下步骤：

步骤1）制备主料：将磷酸三苯酯、聚乙烯醇、三聚氰酸三烯丙酯、聚氯乙烯、氢化丁腈橡胶以及酚醛树脂，混合均匀，加入密炼机，在温度为90℃下混炼5分钟，即得；

步骤2）制备辅料1：将鸡蛋壳添加到破碎机中进行破碎，然后添加硼砂，混合后进行研磨，得到粒径为200目的粉末，即得；

步骤3）制备辅料2：将氮化硼、油酸酰胺以及氮化铝投入到搅拌反应器中，500转/min搅拌3min，然后加热到80℃，保温3min，最后降至室温，即得；

步骤4）制备壳体：将主料、辅料1、辅料2、硅胶粉、滑石粉、蒙脱石、碳化硅、氢氧化铝、硼酸锌以及高岭土依次投入到离心机中，1200转/min离心搅拌3分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，倒入成型模具中，快速凝固形成壳体。

实施例3

本发明制备的水表壳体材料的性能测试：

1、针对本发明实施例1和2制备的壳体进行性能测试；其中弯曲强度按ASTMD790测试；拉伸强度根据ASTMD638测试；缺口冲击强度按ASTMD256测试。所得材料的测试结果见表1：

表1

2、本发明在-70℃检测了上述壳体材料的机械性能，其中120小时试验，弯曲强度和拉伸强度均保持98%以上，具备较好的稳定性；将实施例1和2壳体放置于100℃热水中24小时，取出后，表面无明显变化，弯曲强度和拉伸强度均保持95%以上。

3、耐腐蚀性能测试：

8%盐水中腐蚀300小时试验：本发明实施例2：表面保持光亮，无明显变化。钢基体材料：表面变成灰黑色锈斑。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式对本案作了详尽的说明，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所作的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种高强度耐腐蚀水表壳体，其由如下原料制备而成：

硅胶粉，滑石粉，蒙脱石，氮化硼，碳化硅，氢氧化铝，油酸酰胺，硼砂，磷酸三苯酯，硼酸锌，聚乙烯醇，鸡蛋壳，高岭土，氮化铝，三聚氰酸三烯丙酯，聚氯乙烯，氢化丁腈橡胶，酚醛树脂。

2.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述壳体由如下重量份的原料制备而成：

硅胶粉1-2份，滑石粉1-2份，蒙脱石1-2份，氮化硼1-2份，碳化硅1-2份，氢氧化铝1-2份，油酸酰胺1-2份，硼砂2-3份，磷酸三苯酯2-3份，硼酸锌2-3份，聚乙烯醇3-5份，鸡蛋壳5-7份，高岭土6-8份，氮化铝8-10份，三聚氰酸三烯丙酯8-10份，聚氯乙烯20-25份，氢化丁腈橡胶40-45份，酚醛树脂50-60份。

3.根据权利要求1-2所述的壳体，其特征在于，优选地，硅胶粉、滑石粉、蒙脱石、氮化硼、氢氧化铝、硼酸锌、高岭土以及氮化铝的粒径均控制在200目；碳化硅的粒径控制在100-200nm。

4.根据权利要求3所述的壳体，其特征在于，所述壳体的制备方法包括如下步骤：

步骤1）制备主料：将磷酸三苯酯、聚乙烯醇、三聚氰酸三烯丙酯、聚氯乙烯、氢化丁腈橡胶以及酚醛树脂，混合均匀，加入密炼机，在温度为90℃下混炼5分钟，即得；

步骤2）制备辅料1：将鸡蛋壳添加到破碎机中进行破碎，然后添加硼砂，混合后进行研磨，得到粒径为200目的粉末，即得；

步骤3）制备辅料2：将氮化硼、油酸酰胺以及氮化铝投入到搅拌反应器中，500转/min搅拌3min，然后加热到80℃，保温3min，最后降至室温，即得；

步骤4）制备壳体：将主料、辅料1、辅料2、硅胶粉、滑石粉、蒙脱石、碳化硅、氢氧化铝、硼酸锌以及高岭土依次投入到离心机中，1200转/min离心搅拌3分钟，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，倒入成型模具中，快速凝固形成壳体。