CN105153684A - 一种室外健身器材用耐腐蚀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耐腐蚀复合材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：按重量份配比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210-215℃，螺杆转速为380-400r/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20-25℃；最后将粒料投入注塑机进行注射成型，得到耐腐蚀复合材料。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腐蚀复合材料相比现有材料其强度、耐腐蚀性能显著提高，质地轻便，具有良好的应用前景。

Description

一种室外健身器材用耐腐蚀复合材料及其制备方法
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耐腐蚀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、耐磨和耐腐蚀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耐腐蚀性能很难达到要求，有很多器材在使用一段时间后就会发生腐蚀变形现象。综上所述，急需提供一种室外健身器材用耐腐蚀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耐腐蚀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耐腐蚀复合材料，由以下重量份的原料制成：聚酰胺70-80份、正硅酸乙脂28-35份、聚氯乙烯树脂11-14份、无机填料5-11份、聚碳化二亚胺1-2份、氯化钡2-6份、二甲氨基丙胺3-8份、铝镁合金粉11-15份、偏硼酸钡2-6份、改性竹纤维14-26份、亚麻酸2-5份、碳纤维10-20份、氧化石墨烯2-4份、纳米二氧化硅2-3份、乙二醇2-8份、氮化铝粉1-2份和环烷基油3-4份。
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耐腐蚀复合材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：按重量份配比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210-215℃，螺杆转速为380-400r/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20-25℃；最后将粒料投入注塑机进行注射成型，得到耐腐蚀复合材料。
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腐蚀复合材料相比现有材料其强度、耐腐蚀性能显著提高，避免受外界酸雨的腐蚀，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耐腐蚀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：聚酰胺75份、正硅酸乙脂32份、聚氯乙烯树脂13份、无机填料8份、聚碳化二亚胺1份、氯化钡4份、二甲氨基丙胺5份、铝镁合金粉14份、偏硼酸钡4份、改性竹纤维19份、亚麻酸3份、碳纤维15份、氧化石墨烯3份、纳米二氧化硅3份、乙二醇6份、氮化铝粉2份和环烷基油4份。然后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210-215℃，螺杆转速为380-400r/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20-25℃；最后将粒料投入注塑机进行注射成型，得到耐腐蚀复合材料。
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耐腐蚀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：聚酰胺80份、正硅酸乙脂35份、聚氯乙烯树脂14份、无机填料11份、聚碳化二亚胺2份、氯化钡6份、二甲氨基丙胺8份、铝镁合金粉15份、偏硼酸钡6份、改性竹纤维26份、亚麻酸5份、碳纤维20份、氧化石墨烯4份、纳米二氧化硅3份、乙二醇8份、氮化铝粉2份和环烷基油4份。然后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210-215℃，螺杆转速为380-400r/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20-25℃；最后将粒料投入注塑机进行注射成型，得到耐腐蚀复合材料。
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耐腐蚀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：聚酰胺70份、正硅酸乙脂28份、聚氯乙烯树脂11份、无机填料5份、聚碳化二亚胺1份、氯化钡2份、二甲氨基丙胺3份、铝镁合金粉11份、偏硼酸钡2份、改性竹纤维14份、亚麻酸2份、碳纤维10份、氧化石墨烯2份、纳米二氧化硅2份、乙二醇2份、氮化铝粉1份和环烷基油3份。然后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210-215℃，螺杆转速为380-400r/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20-25℃；最后将粒料投入注塑机进行注射成型，得到耐腐蚀复合材料。
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；耐10%盐酸溶液侵蚀时间测定具体步骤为：将功能凝胶材料浸入浓度为10%盐酸溶液中，至发现该功能材料发生开裂、塌陷等破坏现象，则终止实验并记录侵蚀时间。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） 26.3 25.7 25.1
弯曲强度（MPa） 35.4 36.4 36.8
缺口冲击强度（KJ/m2） 16.4 15.8 16.1
耐 10% 盐酸溶液侵蚀时间h 80 83 79
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耐腐蚀复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：聚酰胺70-80份、正硅酸乙脂28-35份、聚氯乙烯树脂11-14份、无机填料5-11份、聚碳化二亚胺1-2份、氯化钡2-6份、二甲氨基丙胺3-8份、铝镁合金粉11-15份、偏硼酸钡2-6份、改性竹纤维14-26份、亚麻酸2-5份、碳纤维10-20份、氧化石墨烯2-4份、纳米二氧化硅2-3份、乙二醇2-8份、氮化铝粉1-2份和环烷基油3-4份。
2.根据权利要求1所述的一种室外健身器材用耐腐蚀复合材料，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。
3.根据权利要求1所述的一种室外健身器材用耐腐蚀复合材料，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耐腐蚀复合材料，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耐腐蚀复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：按重量份配比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210-215℃，螺杆转速为380-400r/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20-25℃；最后将粒料投入注塑机进行注射成型，得到耐腐蚀复合材料。
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