CN110776683B - 一种可净化空气的滚塑游乐设施组件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及游乐设施组件及其制备方法,针对电气石用于制备游乐设施组件时负离子生成量有限以及降低力学性能的问题,提供一种可净化空气的滚塑游乐设施组件,材料包含电气石功能粉末5‑19.9%和抗静电聚乙烯粉末80.1‑95%(质量分数);其中电气石功能粉末包括EVA树脂和电气石粉,抗静电聚乙烯粉末包括聚乙烯和抗静电剂。本发明还提供一种上述可净化空气的滚塑游乐设施组件的制备方法:在双螺杆挤出机中造粒后在塑料磨粉机上研磨成粉末分别制得电气石功能粉末和抗静电聚乙烯粉末,将两者混合,滚塑成型。本发明在提高电气石的负离子诱生量的同时不降低力学性能,用作游乐设施组件材料可以净化空气,安全环保。

Description

一种可净化空气的滚塑游乐设施组件及其制备方法
技术领域
本发明涉及游乐设施组件及其制备方法,尤其是涉及一种可净化空气的滚塑游乐设施组件及其制备方法。
背景技术
电气石是一种天然环状结构的硅酸盐矿物质,因具备热电性和压电性,可生成负离子净化空气,但由于天然的电气石负离子生成量较低,不能满足使用要求。目前的技术方案中,提高电气石的负离子诱生量的方法有:和稀土金属进行复配(CN101450845)、对电气石粉进行辐照处理(CN103627261A)等。若将电气石功能材料制备成游乐设备,并应用在室内,室内物品由于和人体近距离、长时间接触,基本上均有放射性的控制要求,如JC/T2040等标准。这种情况下,通常利用稀土复配、放射性物质处理等手段来提高电气石的负离子诱生量的技术方案均是不可行的。
使用滚塑成型制造游乐设备,包括室内游乐设备,已经是工业化十分成熟的。滚塑成型由于是无压成型,在材料中填入无机矿物(如电气石等),会大幅下降材料的力学性能,目前尚无很好的方法来解决这一问题。
发明内容
本发明为了克服将电气石用于制备游乐设施组件时负离子生成量有限以及降低力学性能的问题,提供一种可净化空气的滚塑游乐设施组件及其制备方法,在提高电气石的负离子诱生量的同时不降低力学性能,用作游乐设施组件材料可以净化空气,安全环保。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种可净化空气的滚塑游乐设施组件,其材料包含下列质量百分比的组分:电气石功能粉末 5-19.9%,抗静电聚乙烯粉末80.1-95%;其中电气石功能粉末包括EVA树脂和电气石粉,抗静电聚乙烯粉末包括聚乙烯和抗静电剂。
在塑料中添加抗静电剂是通行的技术手段,CN108250629A、CN109296152A、CN103435963A、CN101260209等专利中均同时使用了电气石粉和抗静电剂,但这些专利并没有给出抗静电剂的加入可以增加材料的负离子诱生量的表述或启示,联同使用抗静电剂和电气石粉,仅仅是使材料同时具有多重功能而已。而本发明人发现在聚乙烯粉中加入抗静电剂,诱导塑料制品表面吸附空气中的水份,在制品表面形成水膜,会加速电气石的电离反应,可提高电气石的负离子诱生量。
作为优选,电气石功能粉末包含下列质量百分比的组分:EVA树脂49.4%-88.4%,电气石粉10%-50%,抗氧剂0.3%,耐候剂0.3%。
作为优选,抗静电聚乙烯粉末包含下列质量百分比的组分:聚乙烯96.4%-99.3%,抗静电剂0.1%-3%,抗氧剂0.3%,耐候剂UV326 0.3%。
作为优选,抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168 按质量比1:2混合组成。
作为优选,抗静电剂为醇醚磷酸单酯、烯丙基磺酸钠、烷基硫酸钠、十八烷酰胺基丙基二甲基-β-羟乙基季铵硝酸盐、硬脂酰胺乙基二乙基苄基氯化铵、烷基磷酸酯二乙醇胺盐、(3-月桂酸氨丙基)三甲基硫酸甲酯铵、硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基磷酸二氢铵、antistat 68、甘油单硬脂酸酯、甘油单棕榈酸酯、甘油(12-羟基)单硬脂酸酯、N-(3-十二烷氧基-2-羟基丙基)乙醇胺、N,N-双(2-羟乙基)烷基胺、N,N-双(2-羟乙基)-N-(3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基)甲基硫酸甲酯铵、聚甘油酯、二乙醇酯脂肪胺季铵盐、十二烷基二甲基甜菜碱、辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯硬脂酸酯、聚氧丙基乙烯基醚、饱和烷基双(2-羟乙基)胺中的一种或几种混合物,或者是上述任一抗静电剂的衍生物。
本发明还提供了一种上述可净化空气的滚塑游乐设施组件的制备方法:在双螺杆挤出机中造粒后在塑料磨粉机上研磨成粉末分别制得电气石功能粉末和抗静电聚乙烯粉末,然后将电气石功能粉末和抗静电聚乙烯粉末混合,滚塑成型,制备可净化空气的滚塑游乐设施组件。使用EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)和电气石粉进行共混,利用EVA为基体的电气石母粒粉和正常的滚塑聚乙烯粉进行混合,在滚塑成型中,由于EVA的粘膜温度比聚乙烯低,利用EVA为基体的电气石母粒粉会富集到滚塑制品的外表面,增加电气石粉和空气的接触面,提高了塑料制品的负离子诱生量,同时,滚塑制品的内层基本为单纯的聚乙烯,保证了整体制品的力学性能。CN109370236A、CN109575728A、CN106633354A、CN106244098A等专利均同时使用了EVA和电气石粉,但从其专利内容中可以看出,这些专利并没有给出EVA加入可以在滚塑成型中形成富集外层的表述或启示。
作为优选,滚塑游乐设施组件包括桌、椅、床、书架、吊顶、滑梯、滑道、摇马、车及其组合物。
因此,本发明具有如下有益效果:(1)本发明在聚乙烯粉中加入抗静电剂,诱导塑料制品表面吸附空气中的水份,在制品表面形成水膜,会加速电气石的电离反应,可提高电气石的负离子诱生量,净化空气;(2)本发明使用EVA和电气石粉进行共混,利用EVA为基体的电气石母粒粉和正常的滚塑聚乙烯粉进行混合,在滚塑成型中,由于EVA的粘膜温度比聚乙烯低,利用EVA为基体的电气石母粒粉会富集到滚塑制品的外表面,增加电气石粉和空气的接触面,提高了塑料制品的负离子诱生量,同时,滚塑制品的内层基本为单纯的聚乙烯,保证了整体制品的力学性能;(3)本发明在提高电气石的负离子诱生量的同时不增加电气石的放射性,制造的游乐设备组件可以在室内使用;(4)本发明的制备方法简单,无需复杂设备,易实现工业化操作。
具体实施方式
下面通过具体实施例,对本发明的技术方案做进一步说明。
本发明中,若非特指,所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的,实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域的常规方法。为了观察分层效果,将电气石功能粉末和抗静电聚乙烯粉末制作成不同颜色的材料,由于染色造粒技术是行业内通行的,因此未在案例中特别注明。
实施例1
将聚乙烯(UR644,韩国三星)96.4 Kg,甘油单硬脂酸酯3 Kg,抗氧剂1010 0.1 Kg,抗氧剂168 0.2 Kg和耐候剂UV326 0.3 Kg混合后通过双螺杆挤出机造粒,塑料磨粉机磨粉,制作成抗静电聚乙烯粉末;将EVA(MV1055,泰国) 49.4 Kg,电气石粉(内蒙古物华天宝)50 Kg、抗氧剂1010 0.1 Kg,抗氧剂168 0.2 Kg和耐候剂UV326 0.3 Kg混合后通过双螺杆挤出机造粒,塑料磨粉机磨粉,制成电气石功能粉末;将电气石功能粉末0.5 Kg和抗静电聚乙烯粉末9.5 Kg混合后投入滚塑模具,进行滚塑成型,制造成游乐设备用滑梯。
实施例2
将聚乙烯(UR644,韩国三星)96.4 Kg,烯丙基磺酸钠3 Kg,抗氧剂1010 0.1 Kg,抗氧剂168 0.2 Kg和耐候剂UV326 0.3Kg混合后通过双螺杆挤出机造粒,塑料磨粉机磨粉,制作成抗静电聚乙烯粉末;将EVA(MV1055,泰国) 49.4 Kg,电气石粉(内蒙古物华天宝)50Kg、抗氧剂1010 0.1 Kg,抗氧剂168 0.2 Kg和耐候剂UV326 0.3 Kg混合后通过双螺杆挤出机造粒,塑料磨粉机磨粉,制成电气石功能粉末;将电气石功能粉末1.99 Kg和抗静电聚乙烯粉末8.01 Kg混合后投入滚塑模具,进行滚塑成型,制造成游乐设备用滑梯。
实施例3
将聚乙烯(UR644,韩国三星)98.9 Kg,饱和烷基双(2-羟乙基)胺0.5 Kg,抗氧剂1010 0.1 Kg,抗氧剂168 0.2 Kg和耐候剂UV326 0.3 Kg混合后通过双螺杆挤出机造粒,塑料磨粉机磨粉,制作成抗静电聚乙烯粉末;将EVA(MV1055,泰国) 89.4 Kg,电气石粉(内蒙古物华天宝)10 Kg、抗氧剂1010 0.1 Kg,抗氧剂168 0.2 Kg和耐候剂UV326 0.3 Kg混合后通过双螺杆挤出机造粒,塑料磨粉机磨粉,制成电气石功能粉末;将电气石功能粉末1.99Kg和抗静电聚乙烯粉末8.01 Kg混合后投入滚塑模具,进行滚塑成型,制造成游乐设备用滑梯。
实施例4
将聚乙烯(UR644,韩国三星)99.3 Kg,聚氧丙基乙烯基醚0.1 Kg,抗氧剂CA 0.3Kg和耐候剂UV326 0.3 Kg混合后通过双螺杆挤出机造粒,塑料磨粉机磨粉,制作成抗静电聚乙烯粉末;将EVA(MV1055,泰国) 69.7 Kg,电气石粉(内蒙古物华天宝)29.7 Kg、抗氧剂DLTP 0.3 Kg和耐候剂UV326 0.3 Kg混合后通过双螺杆挤出机造粒,塑料磨粉机磨粉,制成电气石功能粉末;将电气石功能粉末1 Kg和抗静电聚乙烯粉末9 Kg混合后投入滚塑模具,进行滚塑成型,制造成游乐设备用摇马。
对比例1
将聚乙烯(UR644,韩国三星)97.5 Kg,电气石粉(内蒙古物华天宝)1.99 Kg,抗氧剂1010 0.1 Kg,抗氧剂168 0.2 Kg和耐候剂UV326 0.3 Kg混合后通过双螺杆挤出机造粒,塑料磨粉机磨粉,投入滚塑模具,进行滚塑成型,制造成游乐设备用滑梯。
对比例2
将聚乙烯(UR644,韩国三星)99.4 Kg,抗氧剂1010 0.1 Kg,抗氧剂168 0.2 Kg和耐候剂UV326 0.3 Kg混合后通过双螺杆挤出机造粒,塑料磨粉机磨粉,制作成聚乙烯粉末;将EVA(MV1055,泰国) 89.4 Kg,电气石粉(内蒙古物华天宝)10 Kg、抗氧剂1010 0.1 Kg,抗氧剂168 0.2 Kg和耐候剂UV326 0.3 Kg混合后通过双螺杆挤出机造粒,塑料磨粉机磨粉,制成电气石功能粉末;将电气石功能粉末1.99 Kg和聚乙烯粉末8.01 Kg混合后投入滚塑模具,进行滚塑成型,制造成游乐设备用滑梯。
对比例3
将聚乙烯(UR644,韩国三星)98.9 Kg,饱和烷基双(2-羟乙基)胺0.5 Kg,抗氧剂1010 0.1 Kg,抗氧剂168 0.2 Kg和耐候剂UV326 0.3 Kg混合后通过双螺杆挤出机造粒,塑料磨粉机磨粉,制作成抗静电聚乙烯粉末;将聚乙烯(UR644,韩国三星) 89.4 Kg,电气石粉(内蒙古物华天宝)10 Kg、抗氧剂1010 0.1Kg,抗氧剂168 0.2Kg和耐候剂UV326 0.3Kg混合后通过双螺杆挤出机造粒,塑料磨粉机磨粉,制成电气石功能粉末;将电气石功能粉末1.99Kg,抗静电聚乙烯粉末8.01 Kg混合后投入滚塑模具,进行滚塑成型,制造成游乐设备用滑梯。
按照GB28628对负离子诱生量进行测量,按照ARM标准对游乐设施组件的-40 ℃落锤冲击强度进行测量,结果见下表。
项目 负离子诱生量(个/(s·cm<sup>3</sup>)) -40 ℃落锤冲击强度 (J/mm)
实施例1 427 21
实施例2 1156 16
实施例3 380 21
实施例4 419 18
比较例1 188 9
比较例2 301 19
比较例3 233 11
对比例1将聚乙烯、电气石粉、抗氧剂和耐候剂混合。对比例2在对比例1的基础上增加了EVA,负离子诱生量和力学性能均有提升。利用EVA为基体的电气石母粒粉和正常的滚塑聚乙烯粉进行混合,在滚塑成型中,由于EVA的粘膜温度比聚乙烯低,利用EVA为基体的电气石母粒粉会富集到滚塑制品的外表面,增加电气石粉和空气的接触面,提高了塑料制品的负离子诱生量,同时,滚塑制品的内层基本为单纯的聚乙烯,保证了整体制品的力学性能。对比例3相对于对比例1增加了抗静电剂,负离子诱生量增加。因为在聚乙烯粉中加入抗静电剂,诱导塑料制品表面吸附空气中的水份,在制品表面形成水膜,会加速电气石的电离反应,可提高电气石的负离子诱生量。 而利用本方法制得的游乐设施组件负离子诱生量和力学性能均得到显著提升,说明在材料中加入EVA和抗静电剂并非简单的叠加,而是有相互促进的作用。
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 (6)

1.一种可净化空气的滚塑游乐设施组件,其特征在于,其材料包含下列质量百分比的组分:电气石功能粉末 5-19.9%,抗静电聚乙烯粉末 80.1-95%;其中电气石功能粉末包括EVA树脂和电气石粉,抗静电聚乙烯粉末包括聚乙烯和抗静电剂,EVA的粘膜温度比聚乙烯低;
所述抗静电剂为醇醚磷酸单酯、烯丙基磺酸钠、烷基硫酸钠、十八烷酰胺基丙基二甲基-β-羟乙基季铵硝酸盐、硬脂酰胺乙基二乙基苄基氯化铵、烷基磷酸酯二乙醇胺盐、(3-月桂酸氨丙基)三甲基硫酸甲酯铵、硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基磷酸二氢铵、antistat68、甘油单硬脂酸酯、甘油单棕榈酸酯、甘油(12-羟基)单硬脂酸酯、N-(3-十二烷氧基-2-羟基丙基)乙醇胺、N,N-双(2-羟乙基)烷基胺、N,N-双(2-羟乙基)-N-(3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基)甲基硫酸甲酯铵、聚甘油酯、二乙醇酯脂肪胺季铵盐、十二烷基二甲基甜菜碱、辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯硬脂酸酯、聚氧丙基乙烯基醚、饱和烷基双(2-羟乙基)胺中的一种或几种混合物,或者是上述任一抗静电剂的衍生物。
2.根据权利要求1所述的一种可净化空气的滚塑游乐设施组件,其特征在于,电气石功能粉末包含下列质量百分比的组分:EVA树脂49.4%-89.4%,电气石粉10%-50%,抗氧剂0.3%,耐候剂0.3%。
3.根据权利要求1所述的一种可净化空气的滚塑游乐设施组件,其特征在于,抗静电聚乙烯粉末包含下列质量百分比的组分:聚乙烯96.4%-99.3%,抗静电剂0.1%-3%,抗氧剂0.3%,耐候剂UV326 0.3%。
4.根据权利要求2或3所述的一种可净化空气的滚塑游乐设施组件,其特征在于,抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂168 按质量比1:2混合组成。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种可净化空气的滚塑游乐设施组件的制备方法,其特征在于,在双螺杆挤出机中造粒后在塑料磨粉机上研磨成粉末分别制得电气石功能粉末和抗静电聚乙烯粉末,然后将电气石功能粉末和抗静电聚乙烯粉末混合,滚塑成型,制备可净化空气的滚塑游乐设施组件。
6.根据权利要求5所述的一种可净化空气的滚塑游乐设施组件的制备方法,其特征在于,滚塑游乐设施组件包括桌、椅、床、书架、吊顶、滑梯、滑道、摇马、车及其组合物。
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