CN107215350B - 一种高铁行李架用聚酯板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高铁行李架用聚酯板及其制备方法，聚酯板包括：聚酯板本体（1）：由内而外依次为聚酯层（11）、粘结层（12）和磨砂层（13）；翻折板（2）：翻折板（2）通过翻动转轴与聚酯板本体（1）连接；凹槽I（21）；和凹槽II（22）：凹槽II（22）与凹槽I（21）的形状大小相同，且均位于翻动转轴的对侧。制备方法为：S1聚酯原料预处理；S2无机原料预处理；S3注塑机预处理；S4塑化工序:S41聚酯层（11）的制作；S42粘结层（12）的制作；S43磨砂层（13）的制作；S5翻折板（2）的安装。本发明具有安全性能高、耐酸碱盐性能好、使用时间长以及成长效果好的优点。

Description

一种高铁行李架用聚酯板及其制备方法
技术领域
本发明涉及技术领域，具体涉及一种高铁行李架用聚酯板及其制备方法。
背景技术
随着道路交通的快速发展，带来了城市之间更快捷的人文沟通。客运业也随着越来越大的人口流动承受着巨大的压力。在现今，人们在出行时除了追求更快捷的速度，也越来越追求更舒适安全的乘坐环境。
目前，地面最快捷的交通无疑是高速铁路。在列车行驶中，乘客放置于列车行李架上的行李往往存在跌落的风险，对乘客造成人身伤害。随着我国高速铁路以及航空建设的快速发展，全国高速铁路网和航空网已经基本形成,高速铁路客运及航空运输已经成为城际间旅客运输的中坚力量，人们出行大多选择较为经济的火车普通硬座车厢、高铁二等舱或飞机经济仓，但在火车、高铁及飞机车厢中，仍未解决和改善乘客在长途“硬座”火车、高铁、飞机上受苦受累这一实际问题。
聚碳酸酯简称PC是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。
由于以往的聚碳酸酯的制备过程中利用碱金属化合物和有机胺类化合物的混合物作为催化剂，所以生产过程中时间较长、效率较低，且在预缩聚反应中聚合物的链长种类也比较多，所以导致最终产物的性能不够稳定。
在高铁行李架的选择上，承重效果和安全性能应两者兼具，现有的高铁行李架的承重效果较差，行李架使用过程中可能出现行李滑落等危险情况，具有一定的不安全因素。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高铁行李架用聚酯板及其制备方法，解决了聚酯板防水性能差和行李架安全性能不高的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种高铁行李架用聚酯板，包括：
聚酯板本体：由内而外依次为聚酯层、粘结层和磨砂层；
翻折板：翻折板通过翻动转轴与聚酯板本体连接；
凹槽I；和
凹槽II：凹槽II与凹槽I的形状大小相同，且均位于翻动转轴的对侧。
高铁行李架的本体结构为聚酯板，具有良好的机械强度和加工性能，承重效果好，老化速度慢，延长高铁行李架的使用时间；设置磨砂层增大行李与行李架的的最大静摩檫力，可以有效预防较小波动下行李发生滑动等情况；在高铁行李架面向高铁过道的一侧设置有翻折板，此时翻折板与聚酯板本体的位置关系如图1所示，放置行李之后将翻折板与聚酯板本体形成图2所示的位置关系，此时翻折板可以避免行李不慎滑落造成伤害；在翻折板上设置凹槽I和凹槽II，这种设计更贴合人体工学，使用方便，翻折聚酯板的翻折板时可以更省力省时；将翻折板从图1位置翻折至图2位置时，人的手指位于凹槽II处用力，将翻折板从图2位置翻折至图1位置时，人的手指位于凹槽I处用力；凹槽I和凹槽II之间隔断，并不联通。
进一步地，所述聚酯层由如下组分组成：
聚碳酸酯 90重量份；
PMMA 20-30重量份；
分散剂 1.0-1.5重量份。
聚碳酸酯和PMMA均具有良好的机械前股东和加工性能，使得行李架的承重能力提高；加入分散剂使得两种高分材料的混合均匀度提高，具有良好的机械强度。
PC是一种线型碳酸聚酯，分子中碳酸基团与另一些基团交替排列，PC是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性。PC高分子量树脂有很高的韧性，悬臂梁缺口冲击强度为600～900J/m，未填充牌号的热变形温度大约为130℃，玻璃纤维增强后可使这个数值增加10℃。PC的弯曲模量可达2400MPa以上，树脂可加工制成大的刚性制品。低于100℃时，在负载下的蠕变率很低。PC耐水解性差，不能用于重复经受高压蒸汽的制品。PC主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂的浸浊。PC材料具有阻燃性，耐磨。抗氧化性。
明度优良，有突出的耐老化性；它的比重不到普通玻璃的一半，抗碎裂能力却高出几倍；它有良好的绝缘性和机械强度；对酸、碱、盐有较强的耐腐蚀性能，且又易加工。
进一步地，所述粘结层由如下组分组成：
聚碳酸酯 90重量份；
PMMA 15-18重量份；
粘接剂 5-8重量份。
粘结层的原料物质与聚酯层的原料物质十分接近，使得粘结层在具有良好的粘接效果的同时也具有良好的机械强度和加工性能，粘结层将聚酯层和磨砂层分别粘接，使得三层结构更加牢固。
进一步地，所述磨砂层由如下组分组成：
PMMA 52-56重量份；
锂瓷石 26-28重量份；
碳化钨 22-25重量份。
磨砂层的原料选用无机原料和高分子原料组合，采用的PMMA、锂瓷石与碳化钨均具有良好的机械强度，均具有良好的防水性能，锂瓷石和碳化钨具有良好的耐高温性能；磨砂层的原料配方弥补了聚碳酸酯不耐水解的问题，在聚酯层和粘结层外附着一层防水的磨砂层，保护了聚酯层和粘结层；粘结层中添加粘接剂使得磨砂层更好的附着在粘结层上，磨砂层的粉末不至于粘接不紧密发生严重的脱落情况。
一种高铁行李架用聚酯板的制备方法，包括如下步骤：
S1聚酯原料预处理：将聚碳酸酯在热风式循环空气干燥机中进行干燥处理，干燥温度为 105-110℃，干燥时间为7.0-8.0h，待用；
S2无机原料预处理：将锂瓷石与碳化钨混合后粉碎至10-100nm，待用；
S3注塑机预处理：将注塑系统预热；
S4塑化工序:
S41聚酯层(11)的制作：将PMMA和分散剂与S1步骤中预处理的聚碳酸酯均匀混合粉碎至≥80目，添加到螺筒I中，加热至熔融状态，放入模具I中成型形成光面；
S42粘结层(12)的制作：将PMMA和粘接剂与S1步骤中预处理的聚碳酸酯均匀混合粉碎至≥80目，添加到螺筒II中，加热至熔融状态，放入模具II中挤塑成型形成光面；
S43磨砂层(13)的制作：将PMMA与S2步骤中的锂瓷石和碳化钨均匀混合粉碎至≥80目，添加到螺筒III中，加热至熔融状态，放入模具III中冷却成型形成磨砂面；
S5翻折板(2)的安装。
磨砂层的粉末粒径较小，易于紧密附着；三层结构分步塑化，且塑化时间间隔短，三个机头距离相近。
进一步地，所述聚碳酸酯的制备包括如下步骤：
A原料混合：将芳香族二羟基化合物和碳酸二苯酯按1:1.2-1.4在混合罐内均匀混合，得到混合物待用；
B酯交换反应：将A步骤中的混合物转移至酯交换反应器，加入0.08-0.1当量的催化剂进行酯交换反应，酯交换温度为170-190℃，酯交换压力为12-15kPa，酯交换时间为3.0-4.5h；
C预缩聚反应：将B步骤中酯交换的混合物转移至预缩聚反应器中，预缩聚时间为250-260℃，预缩聚压力为5-6kPa，预缩聚时间为1.5-2.0h；
D缩聚反应：将C步骤的预缩聚产物转移至缩聚反应器中，缩聚温度为270-280℃，缩聚压力为0.4-0.6kPa，缩聚时间为4-6h；
E制粒工序：将D步骤中的缩聚产物预处理之后在制粒机中制粒得到产物。
在制备聚碳酸酯的过程中，催化剂选用硼酸三甲酯、碱金属乙醇盐和二苯基磷酸酯进行等比例混合，得到的聚碳酸酯终产物性能较为稳定，且精馏塔除去的物质量较少，原料利用率高。
进一步地，所述催化剂为硼酸三甲酯、碱金属乙醇盐和二苯基磷酸酯等比例混合。
进一步地，所述E步骤缩聚产物预处理为在280-300℃的精馏塔除去含羟基的低聚反应产物，预处理时间为0.4-0.6h.。
缩聚完成之后在精馏塔除去含有羟基的反应产物，使得最终得到的锁具产物性能更均一，性能较为稳定；精馏塔的温度略高于缩聚的温度，制备得到的聚酯板性能不会有较大的变化的同时，也能除去含有羟基的反应产物。
本发明的有益效果是：
1.高铁行李架的本体结构为聚酯板，具有良好的机械强度和加工性能，承重效果好，老化速度慢，延长高铁行李架的使用时间；设置磨砂层增大行李与行李架的的最大静摩檫力，可以有效预防较小波动下行李发生滑动等情况；在高铁行李架面向高铁过道的一侧设置有翻折板，翻折板可以避免行李不慎滑落造成伤害；在翻折板上设置凹槽I和凹槽II，这种设计更贴合人体工学，使用方便，翻折聚酯板的翻折板时可以更省力省时；
2.磨砂层的原料选用无机原料和高分子原料组合，采用的PMMA、锂瓷石与碳化钨均具有良好的机械强度，均具有良好的防水性能，锂瓷石和碳化钨具有良好的耐高温性能；磨砂层的原料配方弥补了聚碳酸酯不耐水解的问题，在聚酯层和粘结层外附着一层防水的磨砂层，保护了聚酯层和粘结层；粘结层中添加粘接剂使得磨砂层更好的附着在粘结层上，磨砂层的粉末不至于粘接不紧密发生严重的脱落情况；
3.粘结层的原料物质与聚酯层的原料物质十分接近，使得粘结层在具有良好的粘接效果的同时也具有良好的机械强度和加工性能，粘结层将聚酯层和磨砂层分别粘接，使得三层结构更加牢固；
4.在制备聚碳酸酯的过程中，催化剂选用硼酸三甲酯、碱金属乙醇盐和二苯基磷酸酯进行等比例混合，得到的聚碳酸酯终产物性能较为稳定，且精馏塔除去的物质量较少，原料利用率高；
5.缩聚完成之后在精馏塔除去含有羟基的反应产物，使得最终得到的锁具产物性能更均一，性能较为稳定；精馏塔的温度略高于缩聚的温度，制备得到的聚酯板性能不会有较大的变化的同时，也能除去含有羟基的反应产物。
附图说明
图1为高铁行李架未放置行李结构示意图；
图2为高铁行李架放置行李结构示意图；
图3为聚酯板本体结构示意图；
图中：
1-聚酯板本体，11-聚酯层，12-粘结层，13-磨砂层；
2-翻折板，21-凹槽I，22-凹槽II。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
一种高铁行李架用聚酯板，包括：
聚酯板本体1：由内而外依次为聚酯层11、粘结层12和磨砂层13；
翻折板2：翻折板2通过翻动转轴与聚酯板本体1连接；
凹槽I 21；和
凹槽II 22：凹槽II 22与凹槽I 21的形状大小相同，且均位于翻动转轴的对侧。
具体地，所述聚酯层11由如下组分组成：
聚碳酸酯 90重量份；
PMMA 20-30重量份；
分散剂 1.0-1.5重量份。
具体地，所述粘结层12由如下组分组成：
聚碳酸酯 90重量份；
PMMA 15-18重量份；
粘接剂 5-8重量份。
具体地，所述磨砂层13由如下组分组成：
PMMA 52-56重量份；
锂瓷石 26-28重量份；
碳化钨 22-25重量份。
为更清楚地描述本发明，特举如下实施例，各实施例的原料及配比情况如表1所示：
表1
其中实施例1-实施例4为本发明技术方案所制备的聚酯板，实施例5为不含有粘结层12，实施例6为不含有磨砂层13，实施例7聚酯层和粘结层不含有PMMA。
一种高铁行李架用聚酯板的制备方法，包括如下步骤：
S1聚酯原料预处理：将聚碳酸酯在热风式循环空气干燥机中进行干燥处理，干燥温度为 105-110℃，干燥时间为7.0-8.0h，待用；
S2无机原料预处理：将锂瓷石与碳化钨混合后粉碎至10-100nm，待用；
S3注塑机预处理：将注塑系统预热；
S4塑化工序:
S41聚酯层(11)的制作：将PMMA和分散剂与S1步骤中预处理的聚碳酸酯均匀混合粉碎至≥80目，添加到螺筒I中，加热至熔融状态，放入模具I中成型形成光面；
S42粘结层(12)的制作：将PMMA和粘接剂与S1步骤中预处理的聚碳酸酯均匀混合粉碎至≥80目，添加到螺筒II中，加热至熔融状态，放入模具II中挤塑成型形成光面；
S43磨砂层(13)的制作：将PMMA与S2步骤中的锂瓷石和碳化钨均匀混合粉碎至≥80目，添加到螺筒III中，加热至熔融状态，放入模具III中冷却成型形成磨砂面；
S5翻折板(2)的安装。
为更清楚地描述本发明，特举如下实施例，各实施例的原料预处理情况如表2所示：
表2
其中实施例5-6为对比试验，与实施例4的实验参数基本相同。
具体地，所述聚碳酸酯的制备包括如下步骤：
A原料混合：将芳香族二羟基化合物和碳酸二苯酯按1:1.2-1.4在混合罐内均匀混合，得到混合物待用；
B酯交换反应：将A步骤中的混合物转移至酯交换反应器，加入芳香族二羟基化合物 0.08-0.1当量的催化剂进行酯交换反应，酯交换温度为170-190℃，酯交换压力为12-15kPa，酯交换时间为3.0-4.5h；
C预缩聚反应：将B步骤中酯交换的混合物转移至预缩聚反应器中，预缩聚时间为250-260℃，预缩聚压力为5-6kPa，预缩聚时间为1.5-2.0h；
D缩聚反应：将C步骤的预缩聚产物转移至缩聚反应器中，缩聚温度为270-280℃，缩聚压力为0.4-0.6kPa，缩聚时间为4-6h；
E制粒工序：将D步骤中的缩聚产物预处理之后在制粒机中制粒得到产物。
具体地，所述催化剂为硼酸三甲酯、碱金属乙醇盐和二苯基磷酸酯等比例混合。
具体地，所述E步骤缩聚产物预处理为在280-300℃的精馏塔除去含羟基的低聚反应产物，预处理时间为0.4-0.6h。
为更清楚地描述本发明，特举如下实施例，各实施例的原料预处理情况如表3所示：
表3
其中实施例5-7为对比试验，与实施例4的实验参数基本相同。
将实施例制备得到的聚酯板进行如下的物理实验性能测试，实验结果如表4所示：
表4
从表4的实验数据可以得出实施例1-实施例4制备得到的聚酯板具有良好的耐酸、耐碱、耐盐水的性能，实施例5与实施例6的耐酸、耐碱、耐盐水的性能均远远弱于实施例1-实施例4。在加入PMMA之后的聚酯材料的抗冲击强度明显高于对比试验中的实施例7，由此可得知加入PMMA之后聚酯板的承重性能明显增强。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高铁行李架用聚酯板，其特征在于，包括：
聚酯板本体(1)：由内而外依次为聚酯层(11)、粘结层(12)和磨砂层(13)；
翻折板(2)：翻折板(2)通过翻动转轴与聚酯板本体(1)连接；
凹槽I(21)；和
凹槽II(22)：凹槽II(22)与凹槽I(21)的形状大小相同，且均位于翻动转轴的对侧；
所述聚酯层(11)由如下组分组成：
聚碳酸酯 90重量份；
PMMA 20-30重量份；
分散剂 1.0-1.5重量份；
所述粘结层(12)由如下组分组成：
聚碳酸酯 90重量份；
PMMA 15-18重量份；
粘接剂 5-8重量份；
所述磨砂层(13)由如下组分组成：
PMMA 52-56重量份；
锂瓷石 26-28重量份；
碳化钨 22-25重量份。
2.权利要求1所述的一种高铁行李架用聚酯板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1聚酯原料预处理：将聚碳酸酯在热风式循环空气干燥机中进行干燥处理，干燥温度为105-110℃，干燥时间为7.0-8.0h，待用；
S2无机原料预处理：将锂瓷石与碳化钨混合后粉碎至10-100nm，待用；
S3注塑机预处理：将注塑系统预热；
S4塑化工序:
S41聚酯层(11)的制作：将PMMA和分散剂与S1步骤中预处理的聚碳酸酯均匀混合粉碎至≥80目，添加到螺筒I中，加热至熔融状态，放入模具I中成型形成光面；
S42粘结层(12)的制作：将PMMA和粘接剂与S1步骤中预处理的聚碳酸酯均匀混合粉碎至≥80目，添加到螺筒II中，加热至熔融状态，放入模具II中挤塑成型形成光面；
S43磨砂层(13)的制作：将PMMA与S2步骤中的锂瓷石和碳化钨均匀混合粉碎至≥80目，添加到螺筒III中，加热至熔融状态，放入模具III中冷却成型形成磨砂面；
S5翻折板(2)的安装。
3.根据权利要求2所述的一种高铁行李架用聚酯板的制备方法，其特征在于，所述聚碳酸酯的制备包括如下步骤：
A原料混合：将芳香族二羟基化合物和碳酸二苯酯按1:1.2-1.4在混合罐内均匀混合，得到混合物待用；
B酯交换反应：将A步骤中的混合物转移至酯交换反应器，加入芳香族二羟基化合物0.08-0.1当量的催化剂进行酯交换反应，酯交换温度为170-190℃，酯交换压力为12-15kPa，酯交换时间为3.0-4.5h；
C预缩聚反应：将B步骤中酯交换的混合物转移至预缩聚反应器中，预缩聚时间为250-260℃，预缩聚压力为5-6kPa，预缩聚时间为1.5-2.0h；
D缩聚反应：将C步骤的预缩聚产物转移至缩聚反应器中，缩聚温度为270-280℃，缩聚压力为0.4-0.6kPa，缩聚时间为4-6h；
E制粒工序：将D步骤中的缩聚产物预处理之后在制粒机中制粒得到产物。
4.根据权利要求3所述的一种高铁行李架用聚酯板的制备方法，其特征在于，所述催化剂为硼酸三甲酯、碱金属乙醇盐和二苯基磷酸酯等比例混合。
5.根据权利要求3所述的一种高铁行李架用聚酯板的制备方法，其特征在于，所述E步骤缩聚产物预处理为在280-300℃的精馏塔除去含羟基的低聚反应产物，预处理时间为0.4-0.6h。
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