CN105153664A - 一种室内健身器材用耐磨损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内健身器材用耐磨损复合材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：将各项原料一起加入高混机内进行中速搅拌混合，即得预混料；将预混料放入双螺杆挤出机内加热熔融挤出塑化，即得半成品，然后将半成品进行拉条、冷却、干燥、造粒；最后将粒料投入注塑机进行注射成型，得到耐磨损复合材料。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耐磨损复合材料相比现有材料其强度、耐磨损性能显著提高，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，涉及一种室内健身器材用耐磨损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。健身器材的发展前景越来越广。
目前健身器材主要分为两类，室内健身器材和室外健身器材。由于使用环境、使用频率不同，室外健身器材与室内健身器材具有完全不同的特点。以前健身器材主要由金属材质制成。金属材质的健身器材虽然具有较高的比重及硬度，不易变形磨损，但是由于较高的比重和硬度，不具有弹性，在使用过程中不安全，一旦造成事故，轻则损坏使用现场，重则伤及产品使用者。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。
随着健身器材向质轻、坚硬和耐磨损性能优的需求方向的发展。例如健身房中较为流行的跑步机，动感单车、划船机等室内健身器材，其大多构件开始选用由塑料制成。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。但是由于健身房内的健身器材由于使用较为频繁，强度大，目前市场上用于健身器材的塑料的耐磨损性能很难达到要求，有很多器材在使用一段时间后就会发生磨损现象，而由于这类器材成本较高，经常更换不符合经济原则。综上所述，急需提供一种室外健身器材用耐磨损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，提供一种室内健身器材用耐磨损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：
一种室内健身器材用耐磨损复合材料，由以下重量份的原料制成：由以下重量份的原料制成：聚碳酸酯70-80份、环氧树脂30-47份、聚丙烯3-10份、改性碳纤维10-20份、尼龙6620-30份、氯化锂2-4份、三氯异氰尿酸2-6份、耐磨剂4-14份、二氧化硅2-7份、二丙酮醇0.6-1份、玻璃纤维10-14份、醋酸乙烯酯2-3份、无机填料1-4份、蓖麻油2-4份、氧化铝2-4份、苯乙烯1-3份和炭黑2-4份。
所述耐磨剂是鳞片石墨和二硫化钼的混合物，按质量百分比计算，二者各占50%。
所述的无机填料为滑石粉、硫酸钡和碳酸钙中的一种或几种组合，其粒径范围为1～10μm。
所述改性碳纤维由以下方法制得：将碳纤维加入体积比8：1的98%浓硫酸和70%浓硝酸的混合液，在40℃温度下反应20分钟，然后先后用氢氧化钠溶液中和、用水清洗，直至pH值不显酸性，再在140℃烘干，即得改性碳纤维。
一种室内健身器材用耐磨损复合材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：将上述原料一起加入高混机内进行中速搅拌混合，即得预混料；将预混料放入双螺杆挤出机内加热熔融挤出塑化，即得半成品，其工作条件为：温度为220～230℃，螺杆转速为440r/min；然后将半成品进行拉条、冷却、干燥、造粒，其中冷却过程中冷却水的温度保持在45～55℃；最后将粒料投入注塑机进行注射成型，得到耐磨损复合材料。
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耐磨损复合材料相比现有材料其强度、耐磨损性能显著提高，质地轻便，具有良好的应用前景。
具体实施方式
实施例1
一种室内健身器材用耐磨损复合材料的其制备方法，包括以下步骤：按重量份配比称取原料：聚碳酸酯70份、环氧树脂30份、聚丙烯3份、改性碳纤维10份、尼龙6620份、氯化锂2份、三氯异氰尿酸2份、耐磨剂4份、二氧化硅2份、二丙酮醇0.6份、玻璃纤维10份、醋酸乙烯酯2份、无机填料1份、蓖麻油2份、氧化铝2份、苯乙烯1份和炭黑2份，将上述原料一起加入高混机内进行中速搅拌混合，即得预混料；将预混料放入双螺杆挤出机内加热熔融挤出塑化，即得半成品，其工作条件为：温度为220～230℃，螺杆转速为440r/min；然后将半成品进行拉条、冷却、干燥、造粒，其中冷却过程中冷却水的温度保持在45～55℃；最后将粒料投入注塑机进行注射成型，得到耐磨损复合材料。
所述改性碳纤维由以下方法制得：将碳纤维加入体积比8：1的98%浓硫酸和70%浓硝酸的混合液，在40℃温度下反应20分钟，然后先后用氢氧化钠溶液中和、用水清洗，直至pH值不显酸性，再在140℃烘干，即得改性碳纤维。
所述耐磨剂是鳞片石墨和二硫化钼的混合物，按质量百分比计算，二者各占50%。
所述的无机填料为滑石粉、硫酸钡和碳酸钙中的一种或几种组合，其粒径范围为1～10μm。
实施例2
一种室内健身器材用耐磨损复合材料的其制备方法，包括以下步骤：按重量份配比称取原料：聚碳酸酯80份、环氧树脂47份、聚丙烯10份、改性碳纤维20份、尼龙6630份、氯化锂4份、三氯异氰尿酸6份、耐磨剂14份、二氧化硅7份、二丙酮醇1份、玻璃纤维14份、醋酸乙烯酯3份、无机填料4份、蓖麻油4份、氧化铝4份、苯乙烯3份和炭黑4份，将上述原料一起加入高混机内进行中速搅拌混合，即得预混料；将预混料放入双螺杆挤出机内加热熔融挤出塑化，即得半成品，其工作条件为：温度为220～230℃，螺杆转速为440r/min；然后将半成品进行拉条、冷却、干燥、造粒，其中冷却过程中冷却水的温度保持在45～55℃；最后将粒料投入注塑机进行注射成型，得到耐磨损复合材料。
所述改性碳纤维由以下方法制得：将碳纤维加入体积比8：1的98%浓硫酸和70%浓硝酸的混合液，在40℃温度下反应20分钟，然后先后用氢氧化钠溶液中和、用水清洗，直至pH值不显酸性，再在140℃烘干，即得改性碳纤维。
所述耐磨剂是鳞片石墨和二硫化钼的混合物，按质量百分比计算，二者各占50%。
所述的无机填料为滑石粉、硫酸钡和碳酸钙中的一种或几种组合，其粒径范围为1～10μm。
实施例3
一种室内健身器材用耐磨损复合材料的其制备方法，包括以下步骤：按重量份配比称取原料：聚碳酸酯75份、环氧树脂39份、聚丙烯7份、改性碳纤维15份、尼龙6625份、氯化锂3份、三氯异氰尿酸4份、耐磨剂9份、二氧化硅4份、二丙酮醇0.8份、玻璃纤维12份、醋酸乙烯酯2份、无机填料3份、蓖麻油3份、氧化铝3份、苯乙烯2份和炭黑3份，将上述原料一起加入高混机内进行中速搅拌混合，即得预混料；将预混料放入双螺杆挤出机内加热熔融挤出塑化，即得半成品，其工作条件为：温度为220～230℃，螺杆转速为440r/min；然后将半成品进行拉条、冷却、干燥、造粒，其中冷却过程中冷却水的温度保持在45～55℃；最后将粒料投入注塑机进行注射成型，得到耐磨损复合材料。
所述改性碳纤维由以下方法制得：将碳纤维加入体积比8：1的98%浓硫酸和70%浓硝酸的混合液，在40℃温度下反应20分钟，然后先后用氢氧化钠溶液中和、用水清洗，直至pH值不显酸性，再在140℃烘干，即得改性碳纤维。
所述耐磨剂是鳞片石墨和二硫化钼的混合物，按质量百分比计算，二者各占50%。
所述的无机填料为滑石粉、硫酸钡和碳酸钙中的一种或几种组合，其粒径范围为1～10μm。
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） | 25.3 | 24.7 | 26.1 |
| 弯曲强度（MPa） | 39.4 | 38.4 | 38.8 |
| 缺口冲击强度（KJ/m2） | 17.4 | 17.8 | 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)
1.一种室内健身器材用耐磨损复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：聚碳酸酯70-80份、环氧树脂30-47份、聚丙烯3-10份、改性碳纤维10-20份、尼龙6620-30份、氯化锂2-4份、三氯异氰尿酸2-6份、耐磨剂4-14份、二氧化硅2-7份、二丙酮醇0.6-1份、玻璃纤维10-14份、醋酸乙烯酯2-3份、无机填料1-4份、蓖麻油2-4份、氧化铝2-4份、苯乙烯1-3份和炭黑2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种室内健身器材用耐磨损复合材料，其特征在于，所述耐磨剂是鳞片石墨和二硫化钼的混合物，按质量百分比计算，二者各占50%。
3.根据权利要求1所述的一种室内健身器材用耐磨损复合材料，其特征在于，所述的无机填料为滑石粉、硫酸钡和碳酸钙中的一种或几种组合，其粒径范围为1～10μm。
4.根据权利要求1所述的一种室内健身器材用耐磨损复合材料，其特征在于，所述改性碳纤维由以下方法制得：将碳纤维加入体积比8：1的98%浓硫酸和70%浓硝酸的混合液，在40℃温度下反应20分钟，然后先后用氢氧化钠溶液中和、用水清洗，直至pH值不显酸性，再在140℃烘干，即得改性碳纤维。
5.根据权利要求1所述的一种室内健身器材用耐磨损复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将上述原料一起加入高混机内进行中速搅拌混合，即得预混料；将预混料放入双螺杆挤出机内加热熔融挤出塑化，即得半成品，其工作条件为：温度为220～230℃，螺杆转速为440r/min；然后将半成品进行拉条、冷却、干燥、造粒，其中冷却过程中冷却水的温度保持在45～55℃；最后将粒料投入注塑机进行注射成型，得到耐磨损复合材料。
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