CN111534088A - 利用高分子绝缘树脂复合材料制备仿生鱼饵的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于仿生鱼饵技术领域，特别涉及一种利用高分子绝缘树脂复合材料制备仿生鱼饵的方法，所述的方法包括：(1)将尼龙6与细化处理后的玻璃纤维、偶联剂、抗氧剂混合均匀，通过双螺杆挤出机中熔融混合挤出、经拉条后水冷、切粒、干燥，得到复合物M；(2)将复合物M与石墨烯混合均匀后下料至双螺杆挤出机中，经拉条后水冷、切粒、干燥，得到改性尼龙6颗粒；(3)将改性尼龙6颗粒加入到密炼机中，密炼处理后，熟化处理，再模压处理，得到仿生鱼饵；本发明不仅提高了玻璃纤维在尼龙6树脂中的分散效果，还改善了其在尼龙6树脂中的自润滑性，避免了仿生鱼饵的塑料外壳在多次使用后产生裂纹的问题，提高了仿生鱼饵的使用寿命。

Description

利用高分子绝缘树脂复合材料制备仿生鱼饵的方法
技术领域
本发明属于仿生鱼饵技术领域，特别涉及一种利用高分子绝缘树脂复合材料制备仿生鱼饵的方法。
背景技术
垂钓是一项有益于身心健康的娱乐活动，随着技术的不断发展，钓鱼的方法也衍生出了多种类型，例如传统钓、悬坠钓、竞技钓、台钓、路亚钓法等。其中，路亚钓法又称为仿生鱼饵法，也叫做拟饵钓法，是模仿弱小生物引发大鱼攻击的一种方法，采用的鱼饵就是仿生鱼饵。现有技术中，仿生鱼饵通常由塑料壳体与设置在塑料壳体内的鱼钩组成。但是目前的塑料壳体在反复浸泡冷水后容易出现变硬的现象，且不能很好的模拟小鱼的生存状态，鱼饵的形态过于失真，导致仿生的目的无法达到，影响引诱大鱼的效果。为此，开发一种能够耐水的、反复多次浸泡无裂纹，且解决低温变硬的仿生鱼饵用塑料外壳，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种利用高分子绝缘树脂复合材料制备仿生鱼饵的方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种利用高分子绝缘树脂复合材料制备仿生鱼饵的方法，包括以下步骤：
(1)将尼龙6与细化处理后的玻璃纤维、偶联剂、抗氧剂加入到高混机中混合均匀，然后通过双螺杆挤出机中熔融混合挤出、经拉条后水冷、切粒、干燥，得到复合物M；
(2)将所述的复合物M与石墨烯按一定重量比混合均匀后下料至双螺杆挤出机中，经拉条后水冷、切粒、干燥，得到改性尼龙6颗粒；
(3)将所述的改性尼龙6颗粒加入到密炼机中，密炼处理一定时间后，在110-120℃熟化处理1h，再在10-15MPa、160-180℃的条件下模压处理5min，得到所述的仿生鱼饵。
优选条件下，所述的细化处理后的玻璃纤维的长度为3-8μm。
优选条件下，步骤(1)中，所述尼龙6、玻璃纤维、偶联剂和抗氧剂的重量比为1：(0.05-0.08)：(0.01-0.03)：(0.02-0.05)。
优选条件下，步骤(1)中，所述双螺杆挤出机的加热段温度在260-280℃之间，机头的温度在280℃。
优选条件下，步骤(2)中，所述复合物M与石墨烯的重量比为1：(0.05-0.1)。
优选条件下，步骤(2)中，所述的石墨烯为氧化石墨烯，且该氧化石墨烯的直径为0.2-5μm，优选为0.5-3μm。
优选条件下，步骤(3)中，所述密炼机的工作条件包括：密炼温度为125-140℃，密炼时间为8-15min。
优选条件下，步骤(1)中，所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂复配而成，其中，所述的主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述的辅抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂；优选的，所述主抗氧剂与辅抗氧剂的重量比为1：(1-3)。
优选条件下，步骤(1)中，所述的偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570、硅烷偶联剂KH590、硅烷偶联剂KH902中的一种。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明提供的利用高分子绝缘树脂复合材料制备仿生鱼饵的方法，通过细化处理后的玻璃纤维对尼龙6树脂进行一次改性处理，再配合石墨烯进行二次熔融共混，不仅提高了玻璃纤维在尼龙6树脂中的分散效果，还改善了其在尼龙6树脂中的自润滑性，改善仿生鱼饵在反复多次浸水后吸水、失水过程中的耐伸缩能力，避免了仿生鱼饵的塑料外壳在多次使用后产生裂纹的问题，提高了仿生鱼饵的使用寿命，避免其在水中仿生效果差的问题。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明中所有的原料，对其来源没有特别限定，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。本发明中所有的原料，对其纯度没有特别限定，本发明优选采用分析纯或复合材料领域使用的常规纯度。
本发明提供了一种利用高分子绝缘树脂复合材料制备仿生鱼饵的方法，包括以下步骤：
(1)将尼龙6与细化处理后的玻璃纤维、偶联剂、抗氧剂加入到高混机中混合均匀，然后通过双螺杆挤出机中熔融混合挤出、经拉条后水冷、切粒、干燥，得到复合物M；
具体的，先将尼龙6树脂原料放入烘箱中，在80℃的温度条件下干燥处理5小时，取出后与细化处理后的玻璃纤维、偶联剂和抗氧剂加入到高混机中，高速搅拌混合3min，确保玻璃纤维与尼龙6树脂的混合均匀；
(2)将所述的复合物M与石墨烯按一定重量比混合均匀后下料至双螺杆挤出机中，经拉条后水冷、切粒、干燥，得到改性尼龙6颗粒；
(3)将所述的改性尼龙6颗粒加入到密炼机中，密炼处理一定时间后，在110-120℃熟化处理1h，再在10-15MPa、160-180℃的条件下模压处理5min，得到所述的仿生鱼饵。
本发明提供的方法中，将尼龙6树脂作为制作仿生鱼饵的塑料外壳的基体树脂，其本身具有较好的弹性，以及冲击强度高，吸水率大的特点；利用细化处理后的玻璃纤维掺杂在尼龙6树脂中，以及，通过复合物M与石墨烯的二次熔融混合，该石墨烯能提高复合物M中玻璃纤维的自润滑性，改善仿生鱼饵在反复多次浸水后吸水、失水过程中的耐伸缩能力，避免了仿生鱼饵的塑料外壳在多次使用后产生裂纹的问题，提高了仿生鱼饵的使用寿命，避免其在水中仿生效果差的问题。
进一步的，根据本发明的方法，所述玻璃纤维的长度可以在相对较宽的范围内选择，作为优选的，为了确保较好的增强效果，所述的细化处理后的玻璃纤维的长度为3-8μm，例如可以为3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm。
根据本发明的方法，所述的尼龙6、玻璃纤维、偶联剂和抗氧剂的用量比例可以在较宽的范围内选择，作为优选的，步骤(1)中，所述尼龙6、玻璃纤维、偶联剂和抗氧剂的重量比为1：(0.05-0.08)：(0.01-0.03)：(0.02-0.05)。
根据本发明的方法，步骤(1)中，所述双螺杆挤出机的加热段温度在260-280℃之间，机头的温度在280℃。
根据本发明的方法，所述复合物M与石墨烯的用量比例可以在较宽的范围内选择，作为优选的，步骤(2)中，所述复合物M与石墨烯的重量比为1：(0.05-0.1)。
根据本发明的方法，步骤(2)中，所述的石墨烯为氧化石墨烯，且该氧化石墨烯的直径为0.2-5μm，优选为0.5-3μm，例如可以为0.5μm、0.6μm、0.7μm、1μm、2μm、3μm。
根据本发明的方法，步骤(3)中，所述密炼机的工作条件包括：密炼温度为125-140℃，密炼时间为8-15min。
根据本发明的方法，步骤(1)中，所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂复配而成，其中，所述的主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述的辅抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂；优选的，所述主抗氧剂与辅抗氧剂的重量比为1：(1-3)；更为具体的，所述的受阻酚类抗氧剂可举出抗氧剂1098、抗氧剂1010，所述的亚磷酸酯类抗氧剂可举出抗氧剂168。
根据本发明的方法，步骤(1)中，所述的偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570、硅烷偶联剂KH590、硅烷偶联剂KH902中的一种。
本发明中，所述的玻璃纤维经细化处理，使其达到满足要求的长度。具体的，所述细化处理的方法可采用本领域技术人员所公知的，例如采用较长时间的粉碎来获得，本发明在此不做赘述。
以下通过具体的实施例对本发明提供的利用高分子绝缘树脂复合材料制备仿生鱼饵的方法做出进一步的说明。
实施例1
一种利用高分子绝缘树脂复合材料制备仿生鱼饵的方法，包括以下步骤：
(1)先将尼龙6树脂原料(购自日本东丽的CM1021FS，相对粘度3.4Pa·S(测试溶剂为95％质量分数的浓硫酸))放入烘箱中，在80℃的温度条件下干燥处理5小时，取出后与细化处理后的玻璃纤维、硅烷偶联剂KH550和抗氧剂加入到高混机中，高速搅拌混合3min；然后通过双螺杆挤出机熔融混合挤出，经拉条后水冷、切粒、干燥，得到混合物M；
其中，所述的细化处理后的玻璃纤维的长度为5μm；
所述尼龙6、玻璃纤维、硅烷偶联剂KH550和抗氧剂的重量比为1：0.06：0.02：0.04；
所述双螺杆挤出机的加热段温度在260-280℃之间，机头的温度在280℃；
所述的抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168按照重量比1：2复配而成；
(2)将所述的复合物M与氧化石墨烯(直径为1μm)按重量比为1：0.08混合均匀后下料至双螺杆挤出机中，经拉条后水冷、切粒、干燥，得到改性尼龙6颗粒；
(3)将所述的改性尼龙6颗粒加入到密炼机中，密炼处理一定时间后，在110-120℃熟化处理1h，再在10-15MPa、160-180℃的条件下模压处理5min，得到所述的仿生鱼饵；
其中，所述密炼机的密炼温度为130℃，密炼时间为10min。
实施例2
本实施例与实施例1中制备仿生鱼饵的方法基本一致，不同的是，在步骤(1)中，所述的细化处理后的玻璃纤维的长度为3μm；其余不变，制备得到所述的仿生鱼饵。
实施例3
本实施例与实施例1中制备仿生鱼饵的方法基本一致，不同的是，在步骤(1)中，所述的细化处理后的玻璃纤维的长度为8μm；其余不变，制备得到所述的仿生鱼饵。
实施例4
本实施例与实施例1中制备仿生鱼饵的方法基本一致，不同的是，在步骤(1)中，所述尼龙6、玻璃纤维、硅烷偶联剂KH550和抗氧剂的重量比为1：0.05：0.01：0.02；其余不变，制备得到所述的仿生鱼饵。
实施例5
本实施例与实施例1中制备仿生鱼饵的方法基本一致，不同的是，在步骤(1)中，所述尼龙6、玻璃纤维、硅烷偶联剂KH550和抗氧剂的重量比为1：0.08：0.03：0.05；其余不变，制备得到所述的仿生鱼饵。
实施例6
本实施例与实施例1中制备仿生鱼饵的方法基本一致，不同的是，在步骤(2)中，所述复合物M与氧化石墨烯的重量比为1：0.05；其余不变，制备得到所述的仿生鱼饵。
实施例7
本实施例与实施例1中制备仿生鱼饵的方法基本一致，不同的是，在步骤(2)中，所述复合物M与氧化石墨烯的重量比为1：0.1；其余不变，制备得到所述的仿生鱼饵。
对比例1
本对比例与实施例1中制备仿生鱼饵的方法基本一致，不同的是，在步骤(1)中，所述的细化处理后的玻璃纤维的长度为10μm；其余不变，制备得到所述的仿生鱼饵。
对比例2
本对比例与实施例1中制备仿生鱼饵的方法基本一致，不同的是，在步骤(1)中，在步骤(1)中，所述尼龙6、玻璃纤维、硅烷偶联剂KH550和抗氧剂的重量比为1：0.01：0.03：0.05；其余不变，制备得到所述的仿生鱼饵。
为了进一步表征本发明提供的高分子绝缘树脂复合材料制备的仿生鱼饵的综合性能，对上述实施例及对比例中制备得到的改性尼龙6颗粒的性能进行测试。
具体的，拉伸性能测试参照ISO 527的标准，弯曲性能测试参照ISO 178的标准，利用电子万能试验机进行测试；试样缺口冲击强度的测试参照ISO 179的标准，利用数显式简支梁冲击试验机进行；
耐水能力测试：将上述实施例及对比例中的改性尼龙颗粒注塑形成试样，在5℃的低温下重复浸没水中和提起的多次动作，每次浸水5min，提起2min，重复100次，再将其放入到高低温交变试验箱中，在50℃的恒温条件下保持240h，接着再测试其拉伸性能，获得拉伸强度损失率(％)；所述的拉伸强度损失率＝(初始拉伸强度-耐水试验后拉伸强度)/初始拉伸强度×100％；同时记录其表观情况，判别标准如下：
○：试样正反面均无裂纹，或裂纹数量小于3处；
Δ：试样正反面出现裂纹，且裂纹数量大于等于3处，小于10处；
╳：试样正反面出现裂纹，且裂纹数量大于等于10处。
将上述测试结果汇总于表1中。
表1：各实施例及对比例的性能测试数据
Figure BDA0002448680410000071
Figure BDA0002448680410000081
结合上述的对各实施例及对比例中制备得到的改性尼龙6颗粒的性能测试数据可以看出，本发明提供的方法制备得到的改性尼龙6颗粒具有较好的综合性能。其中，在对比例1中，注塑成型的试样在经历耐水能力测试后出现了较大的强度损失，其表观上出现了较多的裂纹，这在仿生鱼饵的使用过程中是较为不利的，会导致仿生效果变差，即仿生鱼饵的使用寿命降低；在对比例2中，采用了较低的玻璃纤维添加量，其拉伸强度等略低，但是在耐水能力测试中表现突出，发明人推测是玻璃纤维较低添加量使得PA6树脂内缺陷较少，因此具有较好的耐候能力。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种利用高分子绝缘树脂复合材料制备仿生鱼饵的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将尼龙6与细化处理后的玻璃纤维、偶联剂、抗氧剂加入到高混机中混合均匀，然后通过双螺杆挤出机中熔融混合挤出、经拉条后水冷、切粒、干燥，得到复合物M；
(2)将所述的复合物M与石墨烯按一定重量比混合均匀后下料至双螺杆挤出机中，经拉条后水冷、切粒、干燥，得到改性尼龙6颗粒；
(3)将所述的改性尼龙6颗粒加入到密炼机中，密炼处理一定时间后，在110-120℃熟化处理1h，再在10-15MPa、160-180℃的条件下模压处理5min，得到所述的仿生鱼饵。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的细化处理后的玻璃纤维的长度为3-8μm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述尼龙6、玻璃纤维、偶联剂和抗氧剂的重量比为1：(0.05-0.08)：(0.01-0.03)：(0.02-0.05)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述双螺杆挤出机的加热段温度在260-280℃之间，机头的温度在280℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述复合物M与石墨烯的重量比为1：(0.05-0.1)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的石墨烯为氧化石墨烯，且该氧化石墨烯的直径为0.2-5μm，优选为0.5-3μm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述密炼机的工作条件包括：密炼温度为125-140℃，密炼时间为8-15min。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂复配而成，其中，所述的主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述的辅抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂；优选的，所述主抗氧剂与辅抗氧剂的重量比为1：(1-3)。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570、硅烷偶联剂KH590、硅烷偶联剂KH902中的一种。
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