CN106589557A - 一种研磨头用耐磨高分子塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种研磨头用耐磨高分子塑料及其制备方法，由以下重量份的组分制成：HDPE为30份‑50份；PBT为30份‑40份；PA66为30份‑40份；处理后的纳米氧化硼为8份‑10份；环氧树脂为0.1份‑0.5份；抗氧剂为0.1份‑0.5份；润滑剂为0.3份‑0.8份；处理后的纳米氧化硼为通过偶联剂KH570处理后的纳米氧化硼。本技术方案解决了现塑料研磨头耐磨性差的问题。

Description

一种研磨头用耐磨高分子塑料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种用于厨房研磨器磨头的耐磨高分子塑料及其制备方法。
背景技术
现将颗粒类调味品进行粉碎的方式基本上有三种：一种是以传统的捣碎等方式进行研磨；一种是将调味品进行大量粉碎后随时取用；再一种是根据需要量随时研磨。这三种方式中，传统方式研磨费时费力，而且捣碎的设备较大，使用不方便。将调味品进行大量粉碎后可以随时取用的方式，从使用上较简单，但这一方式的缺点是，当调味品被粉碎后，破坏了原调味品的防护系统，致使氧化反应加快，容易使调味品降低或失去其功效。为了改变上述两种调味品粉碎方式的缺点，现在随用随磨的一种手动研磨器被广泛使用。而且这一装置的体积小，使用方便，能够直接放置于餐桌上，根据个人的口味而自行研磨调味品。
现使用的手动研磨器基本上包括以下几个部分，壳体，用于容纳颗粒类调味品，安装于壳体上的研磨器，研磨器一般包括有内磨削头、外磨削头及盖体等。根据使用的方式不同，可以分为内磨削头转动型和外磨削头转动型研磨器。在研磨器也有根据需要对研磨器粉碎调味品的颗粒粒度进行调节的装置，以及用于卫生的盖体等结构。可以说，现所有的这类手动研磨器不仅实现了随用随磨的功能，而且增加了饮食的乐趣。
现用于制造研磨器磨头的材料有金属或高强度塑料，也有技术考虑使用石材，但是石材的强度并不高而且易裂无法真正投入使用。金属磨头的强度尚可，但是耐化学腐蚀性差，若有一段时间不使用就会有锈蚀现象。高强度塑料也可以作为磨头使用，其重量轻，耐腐蚀，但是其耐磨性差，使用一段时间后，磨头间的间隙增加，使得更换磨头的频率较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种研磨头用耐磨高分子塑料及其制备方法，以解决现塑料研磨头耐磨性差的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种研磨头用耐磨高分子塑料，由以下重量份的组分制成：
所述处理后的纳米氧化硼为通过偶联剂KH570处理后的纳米氧化硼。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或多种。
所述的润滑剂为硬脂酸钙或硬质酸钠中的一种或两种组合。
所述纳米氧化硼与所述偶联剂KH570的质量比为2：1。
所述处理后的纳米氧化硼的制备方法，包括以下步骤：
1)称取设定量的纳米氧化硼加入到乙醇中，再加入设定量的偶联剂KH570；所述纳米氧化硼与偶联剂的质量比为2：1；超声波处理1-2小时，滴加醋酸调节pH值3-5之间；
2)将步骤1)的混合液在60-80℃恒温搅拌3-5小时，冷却后固定分离，然后在100-120℃的真空干燥箱里干燥得到处理后的纳米氧化硼。
上述任一项研磨头用耐磨高分子塑料制备方法，包括以下步骤：
1)称取30份-50份的HDPE、30份-40份的PBT、30份-40份的PA66、8份-10份的处理后的纳米氧化硼、0.1份-0.5份的环氧树脂、0.1份-0.5份的抗氧剂和0.3份-0.8份的润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的所述混合料挤出造粒，即得到研磨头用耐磨高分子塑料。
步骤2)具体为，将步骤1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为170～230℃，第二温度区的温度为230～270℃，第三温度区的温度为230～270℃，第四温度区的温度为230～270℃，第五温度区的温度为230～270℃，第六温度区的温度为230～270℃，所述双螺杆挤出机的机头温度为230～270℃，螺杆转速为180～300r/min。
本发明的有益效果是：
本发明提供的处理后的纳米氧化硼经过偶联剂KH570处理后，能够更好的分散在HDPE-PBT-PA66中，同时，HDPE起骨架形支撑，提高了高分子塑料的强度，再经过氧化硼的均匀分布，在经过处理后的氧化硼与HDPE共同作用下，提高了塑料的耐磨性能。
纳米氧化硼具有层状的构造，在摩擦力的剪切作用下其片层之间会发生相对滑移，并能在材料表面生成转移膜，减少滑动面的直接接触和摩擦，从而提高材料的耐摩擦能力。
环氧树脂的环氧基团能够与PA66的氨基(-NH2)反应，在接触面形成环氧基团与PA66的共聚物，减少PA66与PBT之间的张力，提高两者之间的相容性，增强材料的物理性能。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
在本申请中，高密度聚乙烯(HDPE)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及尼龙66(PA66)具有一定的互补作用。
抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(Irganox1010)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(Irganox168)或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(Irganox1330)。
在本申请中，KH570为硅烷偶联剂。
一种研磨头用耐磨高分子塑料，由以下重量份的组分制成：
所述处理后的纳米氧化硼为通过偶联剂KH570处理后的纳米氧化硼。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或多种。
所述的润滑剂为硬脂酸钙或硬质酸钠中的一种或两种组合。
所述纳米氧化硼与所述偶联剂KH570的质量比为2：1。
所述处理后的纳米氧化硼的制备方法，包括以下步骤：
1)称取设定量的纳米氧化硼加入到乙醇中，再加入设定量的偶联剂KH570；所述纳米氧化硼与偶联剂的质量比为2：1；超声波处理1-2小时，滴加醋酸调节pH值3-5之间；
2)将步骤1)的混合液在60-80℃恒温搅拌3-5小时，冷却后固定分离，然后在100-120℃的真空干燥箱里干燥得到处理后的纳米氧化硼。
上述任一项研磨头用耐磨高分子塑料制备方法，包括以下步骤：
1)称取30份-50份的HDPE、30份-40份的PBT、30份-40份的PA66、8份-10份的处理后的纳米氧化硼、0.1份-0.5份的环氧树脂、0.1份-0.5份的抗氧剂和0.3份-0.8份的润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的所述混合料挤出造粒，即得到研磨头用耐磨高分子塑料。
步骤2)具体为，将步骤1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为170～230℃，第二温度区的温度为230～270℃，第三温度区的温度为230～270℃，第四温度区的温度为230～270℃，第五温度区的温度为230～270℃，第六温度区的温度为230～270℃，所述双螺杆挤出机的机头温度为230～270℃，螺杆转速为180～300r/min。
首先制备处理后的纳米氧化硼。
制备例1
1)称取5克的纳米氧化硼加入到150ml的乙醇中，再加入2克的偶联剂KH570；超声波处理1-2小时，滴加醋酸调节pH值3-5之间；
2)将步骤1)的混合液移入到三口烧瓶中，在60-80℃恒温搅拌3-5小时，冷却后固定分离，然后在100-120℃的真空干燥箱里干燥得到处理后的纳米氧化硼。
制备例2
1)称取10克的纳米氧化硼加入到200ml的乙醇中，再加入4克的偶联剂KH570；超声波处理1-2小时，滴加醋酸调节pH值3-5之间；
2)将步骤1)的混合液移入到三口烧瓶中，在60-80℃恒温搅拌3-5小时，冷却后固定分离，然后在100-120℃的真空干燥箱里干燥得到处理后的纳米氧化硼。
实施例1
1)称取30份的HDPE、30份的PBT、30份的PA66、8份的制备例1的纳米氧化硼、0.1份的环氧树脂、0.1份的抗氧剂和0.3份的润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的所述混合料挤出造粒，即得到研磨头用耐磨高分子塑料；其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为170～230℃，第二温度区的温度为230～270℃，第三温度区的温度为230～270℃，第四温度区的温度为230～270℃，第五温度区的温度为230～270℃，第六温度区的温度为230～270℃，所述双螺杆挤出机的机头温度为230～270℃，螺杆转速为180～300r/min。
实施例2
1)称取50份的HDPE、40份的PBT、40份的PA66、10份的制备例1的处理后的纳米氧化硼、0.5份的环氧树脂、0.5份的抗氧剂和0.8份的润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的所述混合料挤出造粒，即得到研磨头用耐磨高分子塑料；其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为170～230℃，第二温度区的温度为230～270℃，第三温度区的温度为230～270℃，第四温度区的温度为230～270℃，第五温度区的温度为230～270℃，第六温度区的温度为230～270℃，所述双螺杆挤出机的机头温度为230～270℃，螺杆转速为180～300r/min。
制备例3
1)称取35份的HDPE、32份的PBT、32份的PA66、9份的制备例2的处理后的纳米氧化硼、0.3份的环氧树脂、0.2份的抗氧剂和0.5份的润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的所述混合料挤出造粒，即得到研磨头用耐磨高分子塑料；其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为170～230℃，第二温度区的温度为230～270℃，第三温度区的温度为230～270℃，第四温度区的温度为230～270℃，第五温度区的温度为230～270℃，第六温度区的温度为230～270℃，所述双螺杆挤出机的机头温度为230～270℃，螺杆转速为180～300r/min。
制备例4
1)称取45份的HDPE、36份的PBT、36份的PA66、9份的制备例2的处理后的纳米氧化硼、0.4份的环氧树脂、0.4份的抗氧剂和0.6份的润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的所述混合料挤出造粒，即得到研磨头用耐磨高分子塑料；其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为170～230℃，第二温度区的温度为230～270℃，第三温度区的温度为230～270℃，第四温度区的温度为230～270℃，第五温度区的温度为230～270℃，第六温度区的温度为230～270℃，所述双螺杆挤出机的机头温度为230～270℃，螺杆转速为180～300r/min。
制备例5
1)称取48份的HDPE、33份的PBT、36份的PA66、10份的制备例1的处理后的纳米氧化硼、0.3份的环氧树脂、0.3份的抗氧剂和0.5份的润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的所述混合料挤出造粒，即得到研磨头用耐磨高分子塑料；其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为170～230℃，第二温度区的温度为230～270℃，第三温度区的温度为230～270℃，第四温度区的温度为230～270℃，第五温度区的温度为230～270℃，第六温度区的温度为230～270℃，所述双螺杆挤出机的机头温度为230～270℃，螺杆转速为180～300r/min。
以上仅是本发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种研磨头用耐磨高分子塑料，其特征在于：由以下重量份的组分制成：
所述处理后的纳米氧化硼为通过偶联剂KH570处理后的纳米氧化硼。
2.根据权利要求1所述的研磨头用耐磨高分子塑料，其特征在于：所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的研磨头用耐磨高分子塑料，其特征在于：所述的润滑剂为硬脂酸钙或硬质酸钠中的一种或两种组合。
4.根据权利要求1所述的研磨头用耐磨高分子塑料，其特征在于：所述纳米氧化硼与所述偶联剂KH570的质量比为2：1。
5.根据权利要求1所述的研磨头用耐磨高分子塑料，其特征在于：所述处理后的纳米氧化硼的制备方法，包括以下步骤：
1)称取设定量的纳米氧化硼加入到乙醇中，再加入设定量的偶联剂KH570；所述纳米氧化硼与偶联剂的质量比为2：1；超声波处理1-2小时，滴加醋酸调节pH值3-5之间；
2)将步骤1)的混合液在60-80℃恒温搅拌3-5小时，冷却后固定分离，然后在100-120℃的真空干燥箱里干燥得到处理后的纳米氧化硼。
6.上述权利要求1至5中任一项研磨头用耐磨高分子塑料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)称取30份-50份的HDPE、30份-40份的PBT、30份-40份的PA66、8份-10份的处理后的纳米氧化硼、0.1份-0.5份的环氧树脂、0.1份-0.5份的抗氧剂和0.3份-0.8份的润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的所述混合料挤出造粒，即得到研磨头用耐磨高分子塑料。
7.根据权利要求6所述的研磨头用耐磨高分子塑料制备方法，其特征在于：步骤2)具体为，将步骤1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为170～230℃，第二温度区的温度为230～270℃，第三温度区的温度为230～270℃，第四温度区的温度为230～270℃，第五温度区的温度为230～270℃，第六温度区的温度为230～270℃，所述双螺杆挤出机的机头温度为230～270℃，螺杆转速为180～300r/min。
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