CN111533998A - 纳米材料刹车椅轮及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于儿童学习应用技术领域，尤其涉及一种纳米材料刹车椅轮及其制备方法。包括轮架总成以及设置在轮架总成两侧的行走轮，所述行走轮按照重量份数包括以下有效成份：聚丙烯(PP)、耐磨纳米材料粉末、消声纳米材料粉末、纳米SiO2粉末、三元乙丙橡胶(EPDM)、抗氧剂、液体偶联剂、分散剂(EBS)、着色剂，其中，所述消声纳米材料粉末为纳米纤维。本发明通过提供一种纳米材料刹车椅轮及其制备方法，使经过上述方法成型学习椅轮，椅轮轮架总成用pp基材又具备尼龙6强度各种性能指示，行走轮则采用耐磨、消声纳米材料改造的聚丙烯共聚物(PP/EPDM)注塑成型，达到橡胶级耐磨、消声功能，寿命比普通pp长5倍而成本比普通pp增加20％，保证儿童椅子安全性。

Description

纳米材料刹车椅轮及其制备方法

技术领域

本发明属于儿童学习应用技术领域，尤其涉及一种纳米材料刹车椅轮及其制备方法。

背景技术

儿童学习桌椅是人体工程学桌椅的一种，主要针对儿童，满足儿童的成长需要；儿童成长书桌椅可调整高度及斜度，椅子可调整坐垫高度、深度、斜度及背垫高度、斜度，帮助儿童养成正确的坐姿。目前，儿童使用学习桌椅学习已经十分普遍，每天要读书、写字、或画画已经成为常态，但儿童学习椅领域中，学习椅使用移动频率高，支撑移动的椅轮却存在诸多问题，如耐磨性差一年左右便磨损，移动与地面碰撞噪音较大，个别产品使用一段时间材料老化严重，轮架断裂，带刹车功能因为椅轮材料选用不当裂开，对个别厂家质量较好椅轮，则选择塑料材料尼龙6，尼龙66等等，整体选择高昂材料，制造成本上升，如此诸多等等问题有待解决。

发明内容

本发明针对上述的儿童座椅用刹车椅轮所存在的耐磨性、噪音大以及老化严重的技术问题，提出一种配方合理、加工方便且能够有效提供椅轮耐磨性、抗老化性，降低噪音的一种纳米材料刹车椅轮及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明一种纳米材料刹车椅轮，包括轮架总成以及设置在轮架总成两侧的行走轮，所述行走轮按照重量份数包括以下有效成份：

其中，所述消声纳米材料粉末为纳米纤维。

作为优选，所述轮架总成按照重量份数包括以下有效成份：

本发明还提供了制备上述纳米材料刹车椅轮的方法，包括以下有效步骤：

a、首先将聚丙烯、三元乙丙橡胶分别放进塑料干燥设备通过热风循环进行干燥处理；

b、将干燥处理后的聚丙烯、三元乙丙橡胶按照相应的重量份数放入搅拌机搅拌混合；

c、将混合好的聚丙烯、三元乙丙橡胶原料放入螺杆挤出机喂料斗，挤出橡塑共混原料；

d、根据相应的重量份数，取橡塑共混原料、耐磨纳米材料、消声纳米材料粉、纳米SiO2粉末、抗氧剂、液体偶联剂、分散剂、着色剂放入搅拌机内搅拌均匀，得到混合原料；

e、将混合原料放入塑料干燥设备通过热风循环进行干燥处理；

f、将干燥后的混合原料后干燥处理原料放入注塑机料筒加热至熔融状态；

g、最后经注塑工艺得到行走轮。

作为优选，还包括以下步骤：

h、根据相应的重量份数，称取高密度聚丙烯、纳米SiO2粉末、分散剂、着色剂、增韧剂、抗氧剂以及液体偶联剂放入搅拌机内搅拌均匀，得到轮架总成混合原料；

i、将轮架总成混合原料放入塑料干燥设备通过热风循环进行干燥处理；

j、将干燥后的轮架总成混合原料后干燥处理原料放入注塑机料筒加热至熔融状态；

k、最后经注塑工艺得到轮架总成。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

本发明通过提供一种纳米材料刹车椅轮及其制备方法，使经过上述方法成型学习椅轮，椅轮轮架总成用pp基材又具备尼龙6强度各种性能指示，行走轮则采用耐磨、消声纳米材料改造的聚丙烯共聚物(PP/EPDM)注塑成型，达到橡胶级耐磨、消声功能，寿命比普通pp长5倍而成本比普通pp增加20％，保证儿童椅子安全性、使用健康要求，产生巨大社会效益和经济效益。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1，本实施例提供一种行走轮的制备方法

首先将聚丙烯(PP)和三元乙丙橡胶，分别放进塑料干燥设备通过热风循环进行干燥处理，控制温度在100-120℃、干燥时间20-30分钟，干燥的目的是为了去除其中的水分，保证成型的效果。

然后，将干燥处理后的聚丙烯按照相应的重量份数65重量份、三元乙丙橡胶15重量份放入搅拌机搅拌混合，将混合好的聚丙烯、三元乙丙橡胶原料放入螺杆挤出机喂料斗，挤出橡塑共混原料，熔体温度范围:180-220℃，这样处理的目的，使得到橡塑共混原料兼具聚丙烯和三元乙丙橡胶的特性，如果不将其单独处理，虽然也能兼具相应的效果，但其效果较差。

然后，取橡塑共混原料、耐磨纳米材料5重量份、消声纳米材料粉2重量份、纳米SiO2粉末2重量份、抗氧剂0.1重量份、液体偶联剂0.1重量份、分散剂1重量份、着色剂0.1重量份放入搅拌机内搅拌均匀，得到混合原料。

然后将混合原料放入塑料干燥设备通过热风循环进行干燥处理，100-120℃，30-35分钟。将干燥后的混合原料后干燥处理原料放入注塑机料筒加热至熔融状态；最后经常规的注塑工艺：合模-——填充T——保压——冷却——开模——脱模；模具温度范围:70-120℃，熔体温度范围:190-220℃；注射压力:70-80MPa；填充时间:1-2秒；保压时间:25-30秒；冷却时间:15-20秒；合模至脱模35-40秒，即可得到行走轮。

上述原料中，聚丙烯PP主原料之一，其具有注塑性流动性好、成本低、成型快、变形小的特点，在本实施例中，除了聚丙烯PP主原料，还引入纳米SiO2粉末，其作用:提高表层耐磨性和改善材料表层面的光洁度，纳米SiO2粉末可以强烈地反射紫外线，加入到聚丙烯PP件中可大大减少紫外线对塑料的降解作用，利用纳米SiO2粉末对普通塑料聚丙烯PP进行改性，使PP主要技术指标(吸水率、绝缘电阻、压缩残余变形、挠曲强度等)均达到或超过工程塑料尼龙6的性能指标，实现了聚丙烯替代尼龙6使用，产品成本大幅下降。

主原料之二引入三元乙丙橡胶(EPDM)，与PP共混成橡塑原料，其作用:三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，主要的特性就是具有优越的耐氧化、抗臭氧、弹性和抗侵蚀的能力。与PP二者共混后，保留三元乙丙橡胶特点又将成本大幅下降。

消声纳米材料粉末作用:消声纳米材料为纳米纤维，增加行走轮子外圈增加材料中多孔性能，起到消声作用；分散剂作用:为现有材料，稳定所分散的颜料分散体，提升光泽，防止浮色发花，增加颜色饱和度，降低粘度，增加颜料载入量。着色剂作用:为现有无机着色颜料材料，提高聚丙烯PP塑料色彩性能即是提高着色力、色调、和遮盖力；抗氧剂作用:可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，又被称为“防老剂”；对聚丙烯PP塑料加工过程减低热氧化降解，使其成型加工能顺利进行；液体偶联剂作用:增强聚丙烯PP层压品的处理剂，以提高制品的机械强度和耐热、防湿性能。

实施例2，本实施例提供一种行走轮的制备方法

首先将聚丙烯(PP)和三元乙丙橡胶，分别放进塑料干燥设备通过热风循环进行干燥处理，控制温度在100-120℃、干燥时间20-30分钟，干燥的目的是为了去除其中的水分，保证成型的效果。

然后，将干燥处理后的聚丙烯按照相应的重量份数60重量份、三元乙丙橡胶10重量份放入搅拌机搅拌混合，将混合好的聚丙烯、三元乙丙橡胶原料放入螺杆挤出机喂料斗，挤出橡塑共混原料，熔体温度范围:180-220℃，这样处理的目的，使得到橡塑共混原料兼具聚丙烯和三元乙丙橡胶的特性，如果不将其单独处理，虽然也能兼具相应的效果，但其效果较差。

然后，取橡塑共混原料、耐磨纳米材料10重量份、消声纳米材料粉3重量份、纳米SiO2粉末2.5重量份、抗氧剂0.3重量份、液体偶联剂0.5重量份、分散剂1.5重量份、着色剂0.5重量份放入搅拌机内搅拌均匀，得到混合原料。

然后将混合原料放入塑料干燥设备通过热风循环进行干燥处理，100-120℃，30-35分钟。最后经常规的注塑工艺：合模-——填充T——保压——冷却——开模——脱模；模具温度范围:70-120℃，熔体温度范围:190-220℃；注射压力:70-80MPa；填充时间:1-2秒；保压时间:25-30秒；冷却时间:15-20秒；合模至脱模35-40秒，即可得到行走轮。

实施例3本实施例提供一种轮架总成的制备方法

首先按照重量份数称量高密度聚丙烯(HDPP)85重量份；纳米SiO2粉末4重量份；分散剂(EBS)1重量份；着色剂0.1重量份；增韧剂(POE)2重量份；抗氧剂0.1重量份；液体偶联剂0.1重量份放入搅拌机内搅拌均匀，得到轮架总成混合原料。

然后将轮架总成混合原料放入塑料干燥设备通过热风循环进行干燥处理，100-120℃，30-35分钟。将干燥后的轮架总成混合原料后干燥处理原料放入注塑机料筒加热至熔融状态；最后经常规的注塑工艺：合模-——填充T——保压——冷却——开模——脱模；模具温度范围:70-120℃，熔体温度范围:190-220℃；注射压力:70-80MPa；填充时间:1-2秒；保压时间:25-30秒；冷却时间:15-20秒；合模至脱模35-40秒，即可得到轮架总成。

上述材料中，聚丙烯HDPP主原料之一，其具有注塑性流动性好、成本低、成型快、变形小的特点，在本实施例中，除了聚丙烯HDPP主原料，还引入纳米SiO2粉末，其主要用于纳米SiO2可以强烈地反射紫外线，能够大大减少紫外线对纳米轮架支架、纳米台阶滑块降解作用，防止纳米材料PU涂层使用时间长老化破损。引入增韧剂POE，选择材料为:苯乙烯类和聚烯烃类，消除轮架支架因为频繁受变化重力压力所产生结构应力，保证寿命。

分散剂作用:为现有材料，稳定所分散的颜料分散体，提升光泽，防止浮色发花，增加颜色饱和度，降低粘度，增加颜料载入量。着色剂作用:为现有无机着色颜料材料，提高HDPP聚丙烯P塑料色彩性能即是提高着色力、色调、和遮盖力；抗氧剂作用:可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，又被称为“防老剂”；对HDPP塑料加工过程减低热氧化降解，使其成型加工能顺利进行；液体偶联剂作用:增强HDPP塑料层压品的处理剂，以提高制品的机械强度和耐热、防湿性能。

实施例4本实施例提供一种轮架总成的制备方法

首先按照重量份数称量高密度聚丙烯(HDPP)90重量份；纳米SiO2粉末5重量份；分散剂(EBS)1.5重量份；着色剂0.5重量份；增韧剂(POE)3重量份；抗氧剂0.3重量份；液体偶联剂0.5重量份放入搅拌机内搅拌均匀，得到轮架总成混合原料。

然后将轮架总成混合原料放入塑料干燥设备通过热风循环进行干燥处理，100-120℃，30-35分钟。将干燥后的轮架总成混合原料后干燥处理原料放入注塑机料筒加热至熔融状态；最后经常规的注塑工艺：合模-——填充T——保压——冷却——开模——脱模；模具温度范围:70-120℃，熔体温度范围:190-220℃；注射压力:70-80MPa；填充时间:1-2秒；保压时间:25-30秒；冷却时间:15-20秒；合模至脱模35-40秒，即可得到轮架总成。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是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、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种纳米材料刹车椅轮，包括轮架总成以及设置在轮架总成两侧的行走轮，其特征在于，所述行走轮按照重量份数包括以下有效成份：

其中，所述消声纳米材料粉末为纳米纤维。

2.根据权利要求1所述的纳米材料刹车椅轮，其特征在于，所述轮架总成按照重量份数包括以下有效成份：

3.制备上述权利要求2所述纳米材料刹车椅轮的方法，其特征在于，包括以下有效步骤：

a、首先将聚丙烯、三元乙丙橡胶分别放进塑料干燥设备通过热风循环进行干燥处理；

b、将干燥处理后的聚丙烯、三元乙丙橡胶按照相应的重量份数放入搅拌机搅拌混合；

c、将混合好的聚丙烯、三元乙丙橡胶原料放入螺杆挤出机喂料斗，挤出橡塑共混原料；

d、根据相应的重量份数，取橡塑共混原料、耐磨纳米材料、消声纳米材料粉、纳米SiO2粉末、抗氧剂、液体偶联剂、分散剂、着色剂放入搅拌机内搅拌均匀，得到混合原料；

e、将混合原料放入塑料干燥设备通过热风循环进行干燥处理；

f、将干燥后的混合原料后干燥处理原料放入注塑机料筒加热至熔融状态；

g、最后经注塑工艺得到行走轮。

4.根据权利要求3所述的纳米材料刹车椅轮的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：

h、根据相应的重量份数，称取高密度聚丙烯、纳米SiO2粉末、分散剂、着色剂、增韧剂、抗氧剂以及液体偶联剂放入搅拌机内搅拌均匀，得到轮架总成混合原料；

i、将轮架总成混合原料放入塑料干燥设备通过热风循环进行干燥处理；

j、将干燥后的轮架总成混合原料后干燥处理原料放入注塑机料筒加热至熔融状态；

k、最后经注塑工艺得到轮架总成。