CN109553942A - 微生物净化器外壳及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于高分子材料的制备或化学加工技术领域，公开了一种微生物净化器外壳及其制备工艺，包括以下原料：聚乳酸、成核剂、抗氧剂、填充剂、色粉、热稳定剂、光稳定剂、抗静电剂；微生物净化器外壳包括方形的壳体，壳体的一端开口，壳体的开口处可拆卸连接的挡盖，挡盖上设有若干透气槽，壳体与挡盖相对的一端上设有若干通气槽。制备时，首先将原料烘干并混合均匀形成混合料，再将混合料进行造粒，制成改性料；最后将改性料熔融后，注塑成型，形成微生物净化器外壳。本发明提供的微生物净化器外壳具有可降解的特性。

Description

微生物净化器外壳及其制备工艺

技术领域

本发明属于高分子材料的制备或化学加工领域，具体涉及微生物净化器外壳及其制备工艺。

背景技术

微生物净化器，是一种利用微生物的生命活动将废气中的污染物转化为二氧化碳、水、硫酸盐和细胞物质等无害或少害物质，以实现净化空气的设备。微生物净化器在使用的过程中其外壳容易被氧化，并且受到撞击后会损坏，因此需要经常更换。但是现目前的微生物净化器外壳通常是不易降解的，会对环境造成污染。

因此申请人对一种可以降解的微生物净化器外壳进行了研究，在研究的过程中发现聚乳酸是一种可以生物降解的绿色高分子原料，并且具有热稳定性好、抗拉强度大的特性，是作为制备微生物净化器外壳非常好的原料。但是利用聚乳酸作为原料制备微生物净化器外壳，由于聚乳酸本身的特性，会导致微生物净化器外壳结晶、成型的速度慢，加工的时间成本非常的高，对于企业来说成本非常高，因此现目前还没有企业将聚乳酸作为制备微生物净化器外壳的原料。而本申请克服了上述技术问题，提供了一种以聚乳酸为原料制备微生物净化器外壳。

发明内容

本发明意在提供一种可降解的微生物净化器及其制备工艺。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，可降解的微生物净化器，原料包括以下质量份的成分：聚乳酸75-95份、成核剂0.1-3份、抗氧剂0.1-0.5份、填充剂0.5-20份、色粉0.2-0.7份、热稳定剂0.1-0.7份、光稳定剂0.1-0.5份、抗静电剂0.1-0.3份；

微生物净化器外壳包括方形的壳体，壳体的一端开口，壳体的开口处可拆卸连接有挡盖，挡盖上设有若干透气槽，壳体与挡盖相对的一端上设有若干通气槽。

本发明还提供另一技术方案，微生物净化器的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一，混料：

将成核剂、抗氧剂、填充剂、色粉、聚乳酸、热稳定剂、光稳定剂、抗静电剂分别烘干，并按照配比混合、搅拌均匀，形成混合料备用；

步骤二，制备改性料：

对步骤一中的混合料进行挤出造粒，形成改性料；

步骤三，产品成型：

将步骤二中的改性料进行加热熔融，形成熔融料，并将熔融料投放至注塑设备的型腔内进行注塑成型，形成微生物净化器外壳。

本发明的有益效果：

1、本发明提供的微生物净化器外壳，以聚乳酸作为基料，并添加其他的辅料，能够使得制备的微生物净化器外壳具有可降解的特性，起到环保的效果。

2、本发明通过在聚乳酸内配比成核剂，能够提高促进聚乳酸的结晶、成型速度，从而提高微生物净化器外壳的成型时间，降低生产的时间成本；并且通过成核剂与填充剂的配合能够提高聚乳酸的结晶密度，从而使得制备的微生物净化器外壳的密度高、强度大，并提高微生物净化器外壳的刚性。并且在本发明提供的各原料配比下，聚乳酸结晶速度与成型速度最快。

3、本发明提供的微生物净化器外壳的壳体与挡盖可拆卸连接，能够方便更换内芯；在壳体上设置通气槽，在挡盖上设置透气槽，能方便废气进入微生物净化器内，并在对废气进行净化后，将净化后的气体排出。

4、在制备微生物净化器外壳时，将各原料进行烘干，能够避免原料内夹杂的水分对后续的结晶、成型造成影响，实现快速的结晶、成型。

5、将各原料先制备成改性料再利用改性料制备微生物净化器外壳，能够一次性将大量的原料制备成改性料，实现微生物净化器外壳的连续制备，从而提高制备效率。

进一步，各成分的质量份为：聚乳酸85份、成核剂1.5份、抗氧剂0.3份、填充剂12份、色粉0.5份、热稳定剂0.4份、光稳定剂0.3份、抗静电剂0.2份。

有益效果：通过实验证明，该配比下的各原料制备的微生物净化器外壳的强度大、易降解、且成型时间短。

进一步，各成分的质量份为：聚乳酸75、份成核剂0.1份、抗氧剂0.1份、填充剂0.5份、色粉0.2份、热稳定剂0.1份、光稳定剂0.1份、抗静电剂0.1份。

有益效果：通过实验证明，该配比下的各原料制备的微生物净化器外壳的强度大。

进一步，各成分的质量份为：聚乳酸95份、成核剂3份、抗氧剂0.5份、填充剂20份、色粉0.7份、热稳定剂0.7份、光稳定剂0.5份、抗静电剂0.3份。

有益效果：通过实验证明，该配比下的各原料制备的微生物净化器外壳的成型时间短。

进一步，所述填充剂为碳酸钙、滑石粉、云母、蒙脱土中的一种或几种。

有益效果：使用上述物料作为填充剂，能够增加制备的微生物净化器外壳的强度，并且使用的成本低。

进一步，所述热稳定剂为硬脂酸钡、月桂酸钡、安息香酸镉、蓖麻油酸钙、二月桂酸二丁基锡、亚磷酸三苯酯中的一种或几种。

有益效果：使用上述物料作为热稳定剂，能够使得制备的微生物净化器外壳的热稳定性强。

进一步，所述步骤一中，在原料烘干之前进行过筛，筛选出粒径小于300目的物料作为原料进行烘干。

有益效果：选用粒径较小的原料，烘干用时较短，造粒时，熔融的时间也较短，并且熔融更均匀，避免制成的改性料内还夹杂有原料颗粒，从而避免制成的微生物净化器外壳的性能受影响。

进一步，所述步骤二中，制成的改性料的粒径为5-8mm。

有益效果：在注塑成型时，更方便熔融。

附图说明

图1为本发明中微生物净化器的结构示意图；

图2为本发明中注塑装置的纵向剖视图；

图3为图2中A-A向剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：壳体1、卡槽11、通气槽12、挡盖2、透气槽21、卡扣22、下模3、凹槽31、滑槽32、储液腔33、通道34、导液腔35、导液口36、活塞板4、推块5、连动杆51、橡胶片6、上模7、凸块71、推杆72、进料口73、移动杆74、限位块75、主动齿轮76、从动齿轮77、齿条8、储液箱9、导管91、齿圈92。

本发明提供的微生物净化器外壳，如图1所示，包括方形的壳体1，壳体1的顶端开口，壳体1内壁的上部均设有卡槽11，还包括方形的挡盖2，挡盖2的四个侧边上均设有与卡槽11配合的卡扣22；壳体1底面的中部设有若干通气槽12，挡盖2上设有呈4*13的阵列分布的透气槽21。

微生物净化器外壳，原料包括以下成分：聚乳酸、成核剂、抗氧剂、填充剂、色粉、热稳定剂、光稳定剂、抗静电剂。其中填充剂为碳酸钙、滑石粉、云母、蒙脱土中的一种或几种；热稳定剂为硬脂酸钡、月桂酸钡、安息香酸镉，蓖麻油酸钙、二月桂酸二丁基锡、亚磷酸三苯酯中的一种或几种。

本发明微生物净化器外壳及其制备工艺原料成分的各实施例的重量及各参数如表1所示：

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							聚乳酸(kg)	85	75	78	80	87	95
成核剂(kg)	1.5	0.1	0.5	1	2	3
							抗氧剂(kg)	0.3	0.1	0.2	0.25	0.4	0.5
填充剂(kg)	12	0.5	5	8	15	20
							色粉(kg)	0.5	0.2	0.3	0.4	0.6	0.7
热稳定剂(kg)	0.4	0.1	0.2	0.5	0.6	0.7
							光稳定剂(kg)	0.3	0.1	0.2	0.35	0.4	0.5
抗静电剂(kg)	0.2	0.1	0.15	0.18	0.26	0.3
							烘干温度为(℃)	70	40	50	80	60	100
烘干时间为(min)	10	8	9	12	14	15

现以实施例1为例，对本发明提供的微生物净化器外壳的制备工艺进行说明。

微生物净化器外壳使用注塑装置进行制备，注塑装置，如图2所示，包括机架，机架上设有上模7和下模3，下模3固定在机架上，下模3顶部设有凹槽31，上模7底部设有凸块71，当上模7的底面与下模3的上表面相抵时，凸块71位于凹槽31内，且凹槽31与凸块71之间形成型腔。

还包括两端分别固定在下模3左右侧壁上的支架，支架的顶部螺纹连接有竖直的移动杆74，移动杆74顶端固定有限位块75。上模7的上部设有空腔，空腔内转动连接有转动块，上模7上位于空腔的外周设有与空腔连通的环形滑槽，转动块上外周固定有与环形槽滑动配合的滑动块；移动杆74底部穿过上模7与转动块顶部固定，移动杆74与上模7转动连接，因此能实现上模7不随移动杆74转动，仅发生上下移动；上模7上设有可与型腔连通的进料口73。机架上位于上模7的上方固定有电机，电机的输出轴上固定有主动齿轮76，限位块的外周同轴固定有与主动齿轮76啮合的从动齿轮77，且主动齿轮76的高度大于从动齿轮77的高度；电机为正反转电机。

下模3的下部位于凹槽31外周设有环形的储液腔33，储液腔33内注有脱模剂，储液腔33内竖向滑动连接有活塞板4，下模3上部位于凹槽31的左右两侧均设有与储液腔33连通的滑槽32，滑槽32内均滑动连接有推块5，推块5与活塞板4之间均固定有连动杆51，连动杆51上套设有弹簧，弹簧的顶端与推块5焊接，弹簧的底端与滑槽32底端焊接。上模7底部的左右两侧上固定有与滑槽32滑动配合的推杆72。

下模3的上部位于凹槽31外周设有环形的导液腔35，下模3上还设有若干将导液腔35底部和凹槽31上部连通的导液口36。下模3内还设有将储液腔33底部和导液腔35连通的通道34，通道34内设有两块相抵的橡胶片6，且两块橡胶片6将通道34密封。

结合图3所示，还包括位于下模3后侧的储液箱9，储液箱9与储液腔33之间连通有导管91，导管91上设有旋转阀门。旋转阀门的外周固定有齿圈92，上模7的后侧固定有竖直设置且与齿圈92啮合的齿条8。

微生物净化器外壳的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：

对各原料进行过筛，筛选出小于320目的原料备用，并将各原料分别烘干10min，取85kg聚乳酸、1.5kg成核剂、0.3kg抗氧剂、12kg填充剂、0.5kg色粉、0.4kg热稳定剂、0.3kg光稳定剂、0.2kg抗静电剂投入搅拌桶内，并进行搅拌，实现各原料之间的均匀混合，形成混合料备用；本实施例中填充剂为碳酸钙和滑石粉的混合物，且碳酸钙和滑石粉的重量比例为1：1，本实施例中热稳定剂为硬脂酸钡、蓖麻油酸钙、亚磷酸三苯酯的混合物，且硬脂酸钡、蓖麻油酸钙、亚磷酸三苯酯的重量比例为1:2:1。

步骤二：

将步骤一种的混合料投入双螺杆造粒机内进行造粒，形成粒径为5-8mm的改性料备用。

步骤三：

将步骤二中的改性料进行加热熔融，形成熔融料。再启动电机，电机带动主动齿轮76转动，从而实现从动齿轮77带动限位块75转动，使得限位块75带动移动杆74转动，由于移动杆74与支架螺纹连接，因此螺纹杆转动并下移，从而带动上模7下移。上模7下移的过程中上模7上的推杆72逐渐插入滑槽32内，并且上模7上的凸块71位于凹槽31内。当上模7的底面与下模3的底面相抵时，上模7停止下移，并且凹槽31与凸块71之间形成型腔，用于微生物净化器外壳的成型。

推杆72下移的过程中，向下挤压推杆72，并在连动杆51的作用下，挤压活塞板4，使得活塞板4下移，挤压储液腔33，使得储液腔33内的压强增大，从而推动储液腔33内的脱模剂从通道34进入导液腔35内，再通过导液口36进入凹槽31内；方便微生物净化器外壳成型后取出。上模7下移的过程中，带动齿条8下移，从而实现齿圈92带动旋转阀门转动，将旋转阀门关闭，能避免活塞板4下移时将储液腔33内的脱模剂挤压至储液箱9内。

再将熔融料从进料口73导入型腔内，熔融料进入型腔后，快速的结晶、成型，形成微生物净化器外壳；再使电机反向转动，从而实现限位块75的反向转动，实现上模7的上移，上模7退出下模3。此时，推杆72逐渐上移，逐渐与推块5脱离，不再挤压推块5，推块5在弹簧的作用下复位，从而实现活塞板4的复位。并且齿条8上移，旋转阀门反向转动，逐渐的打开，使得导管91将储液箱9与储液腔33连通，储液箱9内的脱模剂进入储液腔33内。

脱模剂进入储液腔33后进入通道34内，由于通道34内设有两块橡胶片6，能够将通道34密封，因此当脱模剂处于橡胶片6处时，储液箱9内的脱模剂便不再向储液腔33流动了；而在活塞板4挤压储液腔33下部的脱模剂时，储液腔33内的压强增大，能够挤压两片橡胶片6，实现脱模剂进入导液腔35内。

当上模7完全退出下模3后，取出成型的微生物净化器外壳。

实施例2-6与实施例1的区别仅在于如表1所示的参数不同。

在制备微生物净化器外壳的过程中，利用本发明提供的注塑设备对微生物净化器外壳注塑成型，具有以下效果：

1、利用本发明提供的注塑装置对微生物净化器外壳注塑成型，能够在合模时，便向凹槽31内注入脱模剂，方便成型后的微生物净化器外壳取出，并保证微生物净化器的外形美观，没有损坏；

2、本发明提供的注塑装置能实现在合模时，便向型腔内加入脱模剂，无需在合模前或合模完成后再加入脱模剂，能减少微生物净化器外壳成型的时间，从而缩短制备时间，节约生产成本；

3、通过齿轮齿条8的配合，能实现旋转阀门自动并适时的打开和关闭，自动向储液腔33内加入脱模剂，无需单独添加脱模剂；

4、设置上模7和下模3，在微生物净化器外壳成型后，向上移动上模7，能够方便取出微生物净化器外壳。

实验：

对比例1-6的原料组份及各参数如表2所示：

表2

	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4	对比例5	对比例6
							聚乳酸(kg)	85	60	65	98	100	85
成核剂(kg)	1.5	0.05	0.3	4	5	--
							抗氧剂(kg)	0.3	0.15	0.25	0.9	2	0.3
填充剂(kg)	12	0.2	0.3	18	25	--
							色粉(kg)	0.5	0.2	0.15	0.9	0.8	0.5
热稳定剂(kg)	0.4	0.05	0.7	0.9	0.8	0.4
							光稳定剂(kg)	0.3	0.3	0.5	0.8	0.7	0.3
抗静电剂(kg)	0.2	0.05	0.08	0.4	0.45	0.35
							烘干温度(℃)	70	30	35	110	130	120
烘干时间为(min)	10	8	9	12	14	15

对比例1与实施例1的区别仅在于未使用本发明提供的注塑装置对原料进行注塑成型；对比例2-6与实施例1的区别仅在于如表2所示的参数不同；对比例7为北京三五二环保科技有限公司生产的352X50净化器的外壳。

现以实施例1-6、对比例1-7提供的微生物净化器外壳进行以下实验：

A、记录利用实施例1-6、对比例1-6制备微生物净化器外壳时，制备10个微生物净化器外壳的平均时间(min)；

B、选取实施例1-6、对比例1-7提供的微生物净化器外壳各20个，并以2kg的铁块在1.5m高处自由落体撞击微生物净化器外壳，记录每组微生物净化器外壳受损的个数(个)；

C、选取实施例1-6、对比例1-7提供的微生物净化器外壳各20个，并将其分为13组，每组包括20个相同的微生物净化器外壳，并以50N的力拉动微生物净化器外壳，记录每组微生物净化器外壳受损的个数(个)；

D、选取实施例1-6、对比例1-7提供的微生物净化器外壳各20个，并将其分为13组，每组包括20个相同的微生物净化器外壳，将每组的20个外壳放置在相同体积的密闭空间内，并且密闭空间内的温度均为400℃，记录每组微生物净化器外壳开始融化的时间(min)；

E、选取实施例1-6、对比例1-7提供的微生物净化器外壳各20个，并将其分为13组，每组包括20个相同的微生物净化器外壳，将每组的20个外壳放置在相同体积的密闭空间内，并且密闭空间内的温度均为400℃，记录每组的20个微生物净化器外壳都开始融化的时间(min)；

F、利用实施例1-6、对比例1-6提供的制备工艺各制备20个微生物净化器外壳，记录取出的微生物净化器外壳有损坏的个数(个)。

实验结果如表3所示：

表3

综上所述，本发明利用实施例中配比的原料制备的微生物净化器外壳的强度较大、抗拉伸强度大、耐热性好；在制备的过程中成型的速度快，并且使用本发明提供的注塑装置进行注塑成型，花费的时间少，因此缩短制备时间，降低加工成本；同时能控制自动加入脱模剂，节约时间以及人工的使用。其中利用实施例1各原料组份及参数制备的微生物净化器的各项效果最佳。

对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本专利实施的效果和专利的实用性。

Claims (9)

1.微生物净化器外壳，其特征在于，原料包括以下质量份的成分：聚乳酸75-95份、成核剂0.1-3份、抗氧剂0.1-0.5份、填充剂0.5-20份、色粉0.2-0.7份、热稳定剂0.1-0.7份、光稳定剂0.1-0.5份、抗静电剂0.1-0.3份；

微生物净化器外壳包括方形的壳体，壳体的一端开口，壳体的开口处可拆卸连接的挡盖，挡盖上设有若干透气槽，壳体与挡盖相对的一端上设有若干通气槽。

2.根据权利要求1所述的微生物净化器外壳，其特征在于，各成分的质量份为：聚乳酸85份、成核剂1.5份、抗氧剂0.3份、填充剂12份、色粉0.5份、热稳定剂0.4份、光稳定剂0.3份、抗静电剂0.2份。

3.根据权利要求1所述的微生物净化器外壳，其特征在于，各成分的质量份为：聚乳酸75、份成核剂0.1份、抗氧剂0.1份、填充剂0.5份、色粉0.2份、热稳定剂0.1份、光稳定剂0.1份、抗静电剂0.1份。

4.根据权利要求1所述的微生物净化器外壳，其特征在于，各成分的质量份为：聚乳酸95份、成核剂3份、抗氧剂0.5份、填充剂20份、色粉0.7份、热稳定剂0.7份、光稳定剂0.5份、抗静电剂0.3份。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的微生物净化器外壳，其特征在于：所述填充剂为碳酸钙、滑石粉、云母、蒙脱土中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的微生物净化器外壳，其特征在于：所述热稳定剂为硬脂酸钡、月桂酸钡、安息香酸镉、蓖麻油酸钙、二月桂酸二丁基锡、亚磷酸三苯酯中的一种或几种。

7.根据权利要求6所述的微生物净化器外壳的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，混料：

将成核剂、抗氧剂、填充剂、色粉、聚乳酸、热稳定剂、光稳定剂、抗静电剂分别烘干，并按照配比混合、搅拌均匀，形成混合料备用；

步骤二，制备改性料：

对步骤一中的混合料进行挤出造粒，形成改性料；

步骤三，产品成型：

将步骤二中的改性料进行加热熔融，形成熔融料，并将熔融料投放至注塑设备的型腔内进行注塑成型，形成微生物净化器外壳。

8.根据权利要求7所述的微生物净化器外壳的制备工艺，其特征在于：所述步骤一中，在原料烘干之前进行过筛，筛选出粒径小于300目的物料作为原料进行烘干。

9.根据权利要求8所述的微生物净化器外壳的制备工艺，其特征在于：所述步骤二中，制成的改性料的粒径为5-8mm。