CN107523021A - 一种耐用型抗蠕变汽车安全带塑料卡扣 - Google Patents

一种耐用型抗蠕变汽车安全带塑料卡扣 Download PDF

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Abstract

本发明涉及汽车配件的加工制作技术领域，公开了一种耐用型抗蠕变汽车安全带塑料卡扣，该塑料卡扣在制备原料中添加了玄武岩纤维，按照质量百分比计由以下成分制成：聚对苯二甲酸丁二醇酯占40‑45%、聚碳酸酯占20‑25%、聚酰胺纤维占5‑7%、玄武岩纤维占4‑6%、剩余为填充母粒，本发明改变了当前单纯高分子聚合物制得的塑料卡扣脆性、拉伸强度差，很容易因蠕变而产生永久变形，对环境适应能力较差的问题，同时还具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性，延长了塑料卡扣的使用寿命，提高了人身安全性。

Description

一种耐用型抗蠕变汽车安全带塑料卡扣
技术领域
本发明属于汽车配件的加工制作技术领域，具体涉及一种耐用型抗蠕变汽车安全带塑料卡扣。
背景技术
最早在100多年前，在欧美国家的马车座位上就已经有了安全带，以防止乘客从马车上被颠下来。1902年5月20日，美国纽约举行汽车竞赛。参赛选手沃尔特·贝克工程师害怕在激烈的车赛中翻车受伤，他从学步幼儿在童车里被布条系捆防止摔出车外的事例中受到启发，也在“鱼雷牌”赛车上钉上了几根绳带，参赛时把自己和同伴马达技工紧紧系好。竞赛进行中，高速飞驰的"鱼雷牌"赛车突然撞上一根垂直地面的钢轨，腾空跳起，坠入观众席，当场压死2人，伤10人，可是贝克和那位技工却安然无恙。这便是汽车安全带的起源。
安全带的配套使用配件为卡扣，现有的安全带卡扣多为塑料制品，在具有不导电性，抗震不腐蚀，热传导性低，强度-重量比高等优点外，易出现一些常见的不良，如卡扣组装不到位或者脱落的空装；卡扣组装很难做到完全密合，组装后很容易因蠕变而产生永久变形，对环境适应能力较差；对卡扣设计、成型条件要求较为苛刻，极易出现次品，甚至废品。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种耐用型抗蠕变汽车安全带塑料卡扣，在塑料加工中添加了抗性材料，提高了塑料卡扣的耐用性、易加工性和使用安全性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耐用型抗蠕变汽车安全带塑料卡扣，该塑料卡扣在制备原料中添加了玄武岩纤维，按照质量百分比计由以下成分制成：聚对苯二甲酸丁二醇酯占40-45%、聚碳酸酯占20-25%、聚酰胺纤维占5-7%、玄武岩纤维占4-6%、剩余为填充母粒，其制备方法包括以下步骤：
（1）注塑前，将聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯颗粒在55-65℃下烘料3-5小时，填充母粒在70-80℃下烘料6-8小时，聚酰胺纤维和玄武岩纤维在50-60℃的烘箱中烘制干燥后立即投入使用，烘料的同时，将放料桶的温度升温至240-260℃；
（2）加料时，先将苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯颗粒与填充母粒混合均匀后加入料筒，搅碎后再加入聚酰胺纤维和玄武岩纤维，挤出机预热温度为160-180℃，预热时间为70-80分钟，挤出机中段温度为220-240℃，前段温度为175-185℃，末段温度为180-190℃，模具温度为120-130℃。
作为对上述方案的进一步改进，所述的填充母粒按照重量份计由以下成分制成：聚氯乙烯55-65份、聚丙烯35-40份、聚甲基丙烯酸甲酯20-25份、邻苯二甲酸二甲酯7-9份、碳酸酯硅烷5-7份、四氯邻苯二甲酸酐2.6-2.8份、磷酸三甲苯酯2.3-2.5份、间苯二甲酸二辛酯1-2份、硬脂酸锌1.2-1.5份、硬脂酸钙1.1-1.3份、轻质碳酸钙2.5-3.5份、滑石粉2.0-2.5份、二氧化钛0.3-0.5份、氧化石蜡0.1-0.3份。
作为对上述方案的进一步改进，所述的玄武岩纤维的制备方法为：将玄武岩石料在1450-1500℃下熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制，得到连续纤维即为所述的玄武岩纤维。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）中卡扣挤出速度为每分钟2-3个，循环冷却水流速为10-15立方米/小时。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有汽车安全带塑料卡扣的耐用性、易加工性和使用安全性较低的问题，本发明提供了一种耐用型抗蠕变汽车安全带塑料卡扣，在原料加工上添加了具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能的玄武岩纤维以及具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、刚性、耐磨性、耐化学性、表面硬度等性能的聚酰胺纤维，填充母粒中添加了多种功能性成分，抗老化性尤为突出，在注塑工艺上，对温度的控制极为细致，提高了塑化的均匀性，有利于结晶的生长，使塑料卡扣在长期使用中不会产生过大的蠕变变形，造成脱落等问题，改变了当前单纯高分子聚合物制得的塑料卡扣脆性、拉伸强度差，很容易因蠕变而产生永久变形，对环境适应能力较差的问题，同时还具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性，延长了塑料卡扣的使用寿命，提高了人身安全性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种耐用型抗蠕变汽车安全带塑料卡扣，该塑料卡扣在制备原料中添加了玄武岩纤维，按照质量百分比计由以下成分制成：聚对苯二甲酸丁二醇酯占40%、聚碳酸酯占20%、聚酰胺纤维占5%、玄武岩纤维占4%、剩余为填充母粒，其制备方法包括以下步骤：
（1）注塑前，将聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯颗粒在55℃下烘料3小时，填充母粒在70℃下烘料6小时，聚酰胺纤维和玄武岩纤维在50℃的烘箱中烘制干燥后立即投入使用，烘料的同时，将放料桶的温度升温至240℃；
（2）加料时，先将苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯颗粒与填充母粒混合均匀后加入料筒，搅碎后再加入聚酰胺纤维和玄武岩纤维，挤出机预热温度为160℃，预热时间为70分钟，挤出机中段温度为220℃，前段温度为175℃，末段温度为180℃，模具温度为120℃。
作为对上述方案的进一步改进，所述的填充母粒按照重量份计由以下成分制成：聚氯乙烯55份、聚丙烯35份、聚甲基丙烯酸甲酯20份、邻苯二甲酸二甲酯7份、碳酸酯硅烷5份、四氯邻苯二甲酸酐2.6份、磷酸三甲苯酯2.3份、间苯二甲酸二辛酯1份、硬脂酸锌1.2份、硬脂酸钙1.1份、轻质碳酸钙2.5份、滑石粉2.0份、二氧化钛0.3份、氧化石蜡0.1份。
作为对上述方案的进一步改进，所述的玄武岩纤维的制备方法为：将玄武岩石料在1450℃下熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制，得到连续纤维即为所述的玄武岩纤维。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）中卡扣挤出速度为每分钟2个，循环冷却水流速为10-15立方米/小时。
实施例2
一种耐用型抗蠕变汽车安全带塑料卡扣，该塑料卡扣在制备原料中添加了玄武岩纤维，按照质量百分比计由以下成分制成：聚对苯二甲酸丁二醇酯占42%、聚碳酸酯占22%、聚酰胺纤维占6%、玄武岩纤维占5%份、剩余为填充母粒，其制备方法包括以下步骤：
（1）注塑前，将聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯颗粒在60℃下烘料4小时，填充母粒在75℃下烘料7小时，聚酰胺纤维和玄武岩纤维在55℃的烘箱中烘制干燥后立即投入使用，烘料的同时，将放料桶的温度升温至250℃；
（2）加料时，先将苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯颗粒与填充母粒混合均匀后加入料筒，搅碎后再加入聚酰胺纤维和玄武岩纤维，挤出机预热温度为170℃，预热时间为75分钟，挤出机中段温度为230℃，前段温度为180℃，末段温度为185℃，模具温度为125℃。
作为对上述方案的进一步改进，所述的填充母粒按照重量份计由以下成分制成：聚氯乙烯60份、聚丙烯38份、聚甲基丙烯酸甲酯22份、邻苯二甲酸二甲酯8份、碳酸酯硅烷6份、四氯邻苯二甲酸酐2.7份、磷酸三甲苯酯2.4份、间苯二甲酸二辛酯1.5份、硬脂酸锌1.3份、硬脂酸钙1.2份、轻质碳酸钙3.0份、滑石粉2.2份、二氧化钛0.4份、氧化石蜡0.2份。
作为对上述方案的进一步改进，所述的玄武岩纤维的制备方法为：将玄武岩石料在1480℃下熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制，得到连续纤维即为所述的玄武岩纤维。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）中卡扣挤出速度为每分钟2个，循环冷却水流速为12立方米/小时。
实施例3
一种耐用型抗蠕变汽车安全带塑料卡扣，该塑料卡扣在制备原料中添加了玄武岩纤维，按照质量百分比计由以下成分制成：聚对苯二甲酸丁二醇酯占45%、聚碳酸酯占25%、聚酰胺纤维占7%、玄武岩纤维占6%份、剩余为填充母粒，其制备方法包括以下步骤：
（1）注塑前，将聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯颗粒在65℃下烘料5小时，填充母粒在80℃下烘料8小时，聚酰胺纤维和玄武岩纤维在60℃的烘箱中烘制干燥后立即投入使用，烘料的同时，将放料桶的温度升温至260℃；
（2）加料时，先将苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯颗粒与填充母粒混合均匀后加入料筒，搅碎后再加入聚酰胺纤维和玄武岩纤维，挤出机预热温度为180℃，预热时间为80分钟，挤出机中段温度为240℃，前段温度为185℃，末段温度为190℃，模具温度为130℃。
作为对上述方案的进一步改进，所述的填充母粒按照重量份计由以下成分制成：聚氯乙烯65份、聚丙烯40份、聚甲基丙烯酸甲酯25份、邻苯二甲酸二甲酯9份、碳酸酯硅烷7份、四氯邻苯二甲酸酐2.8份、磷酸三甲苯酯2.5份、间苯二甲酸二辛酯2份、硬脂酸锌1.5份、硬脂酸钙1.3份、轻质碳酸钙3.5份、滑石粉2.5份、二氧化钛0.5份、氧化石蜡0.3份。
作为对上述方案的进一步改进，所述的玄武岩纤维的制备方法为：将玄武岩石料在1500℃下熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制，得到连续纤维即为所述的玄武岩纤维。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）中卡扣挤出速度为每分钟3个，循环冷却水流速为15立方米/小时。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，将原料中的玄武岩纤维去除，其余保持一致。
对比例2
与实施例2的区别仅在于，将原料中的填充母粒换成以下成分，按照重量份计由以下成分制成：聚氯乙烯60份、聚丙烯38份、邻苯二甲酸二甲酯8份、磷酸三甲苯酯2.4份、间苯二甲酸二辛酯1.5份、硬脂酸钙1.2份、轻质碳酸钙3.0份、滑石粉2.2份、二氧化钛0.4份，其余保持一致。
对比例3
与实施例3的区别仅在于，步骤（2）中挤出机预热温度为160℃，预热时间为60分钟，挤出机中段温度为220℃，前段温度为165℃，末段温度为170℃，模具温度为110℃。
对比试验
分别使用实施例1-3和对比例1-3的方法加工制作汽车安全带卡扣，并以现有的塑料卡扣作为对照，对各组加工的卡扣进行性能测定，统计平均值，将结果记录如下表所示：
项目 插入力（N） 拔出力（N） 许用应变（%） 表面硬度（HRA）
实施例1 73.5 278.4 1.2 96
实施例2 72.8 290.2 0.9 98
实施例3 73.4 278.1 1.1 97
对比例1 86.6 215.7 1.9 86
对比例2 79.7 223.5 1.7 88
对比例3 84.9 207.4 1.8 85
对照组 90.5 189.7 2.0 82
（表中所述的许用应变为弯曲应力与正割模数的比值）
由表中数据可以看出：本发明在在塑料加工中添加了抗性材料，提高了塑料卡扣的耐用性、易加工性和使用安全性。进一步使用发现，本发明耐老化性极强，受自然温度变化影响可以忽略不计。

Claims (4)

1.一种耐用型抗蠕变汽车安全带塑料卡扣，其特征在于，该塑料卡扣在制备原料中添加了玄武岩纤维，按照质量百分比计由以下成分制成：聚对苯二甲酸丁二醇酯占40-45%、聚碳酸酯占20-25%、聚酰胺纤维占5-7%、玄武岩纤维占4-6%、剩余为填充母粒，其制备方法包括以下步骤：
（1）注塑前，将聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯颗粒在55-65℃下烘料3-5小时，填充母粒在70-80℃下烘料6-8小时，聚酰胺纤维和玄武岩纤维在50-60℃的烘箱中烘制干燥后立即投入使用，烘料的同时，将放料桶的温度升温至240-260℃；
（2）加料时，先将苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯颗粒与填充母粒混合均匀后加入料筒，搅碎后再加入聚酰胺纤维和玄武岩纤维，挤出机预热温度为160-180℃，预热时间为70-80分钟，挤出机中段温度为220-240℃，前段温度为175-185℃，末段温度为180-190℃，模具温度为120-130℃。
2.如权利要求1所述一种耐用型抗蠕变汽车安全带塑料卡扣，其特征在于，所述的填充母粒按照重量份计由以下成分制成：聚氯乙烯55-65份、聚丙烯35-40份、聚甲基丙烯酸甲酯20-25份、邻苯二甲酸二甲酯7-9份、碳酸酯硅烷5-7份、四氯邻苯二甲酸酐2.6-2.8份、磷酸三甲苯酯2.3-2.5份、间苯二甲酸二辛酯1-2份、硬脂酸锌1.2-1.5份、硬脂酸钙1.1-1.3份、轻质碳酸钙2.5-3.5份、滑石粉2.0-2.5份、二氧化钛0.3-0.5份、氧化石蜡0.1-0.3份。
3.如权利要求1所述一种耐用型抗蠕变汽车安全带塑料卡扣，其特征在于，所述的玄武岩纤维的制备方法为：将玄武岩石料在1450-1500℃下熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制，得到连续纤维即为所述的玄武岩纤维。
4.如权利要求1所述一种耐用型抗蠕变汽车安全带塑料卡扣，其特征在于，步骤（2）中卡扣挤出速度为每分钟2-3个，循环冷却水流速为10-15立方米/小时。
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