CN114456591A - 一种冷库用的尼龙螺丝钉及其制备方法 - Google Patents

一种冷库用的尼龙螺丝钉及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种冷库用的尼龙螺丝钉及其制备方法，其中，冷库用的尼龙螺丝钉的原料组成包括：尼龙100‑120份、玻璃纤维10‑30份、增韧剂10‑40份、改性纳米空心微珠2‑6份、二氧化硅气凝胶5‑10份、偶联剂0.5‑2份、润滑剂1.2‑3份、抗氧剂0.5‑1份。本发明的尼龙螺丝钉，具有类似金属的强度，低温不脆，不容易断裂，而且导热率低，可以对冷库做更好的保温，从而降低能源的消耗，也不会出现冷桥现象。

Description

一种冷库用的尼龙螺丝钉及其制备方法
技术领域
本发明涉及紧固件技术领域，特别涉及一种冷库用的尼龙螺丝钉及其制备方法。
背景技术
螺丝钉，是指建筑机械用零件，它一类末端尖锐如钉，小的圆柱形或圆锥形金属杆上带螺纹的零件，有一带槽的或带凹窝的头，单独使用。螺丝钉作为一种常用的紧固件，在众多领域都有广泛的应用，在很多应用领域，对螺丝钉性能要求越来越高，而且不同领域对螺丝钉的性能要求也不一样，有些领域要求螺丝钉的表面硬度大，有些领域要求螺丝钉的塑性变形能力较高。
目前国内冷库在生产中拼接部分会用到大量螺丝钉，一般都用金属铆钉等，但金属钉有个缺点就是会有冷桥现象，导致冷库保温不好，常规方法使用锡纸包裹保温，但依然效果不明显。
因此，金属钉用于冷库时会出现冷桥的现象，是本行业亟待解决的问题。
发明内容
为解决背景技术提到的现有技术中金属钉用于冷库时会出现冷桥的现象问题，本发明以尼龙为原料，添加各种功能助剂，制得的螺丝钉本发明的尼龙螺丝钉，具有类似金属的强度，低温不脆，不容易断裂，而且导热率低，可以对冷库做更好的保温，从而降低能源的消耗，也不会出现冷桥现象。
具体方案为：一种冷库用的尼龙螺丝钉，以重量份数计，其原料组成包括:尼龙100-120份、玻璃纤维10-30份、增韧剂10-40份、改性纳米空心微珠2-6份、二氧化硅气凝胶5-10份、偶联剂0.5-2份、润滑剂1.2-3份、抗氧剂0.5-1份。
在实施上述实施例时，优选地，所述尼龙为尼龙6、尼龙66和尼龙12中的至少一种。
在实施上述实施例时，优选地，所述玻璃纤维为短玻璃纤维。
在实施上述实施例时，优选地，所述增韧剂为聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶和乙烯-辛烯共聚物中的至少一种。
在实施上述实施例时，优选地，所述改性纳米空心微珠采用硅烷偶联剂进行表面改性。
在实施上述实施例时，优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种。
在实施上述实施例时，优选地，所述润滑剂为油酸酰胺、石蜡类和有机硅氧烷类中的至少一种。
在实施上述实施例时，优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的至少一种。
本发明还提供一种上述的冷库用的尼龙螺丝钉的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、用偶联剂对玻璃纤维进行预处理；
步骤2、按配比将尼龙、增韧剂、改性纳米空心微珠、二氧化硅气凝胶、润滑剂、抗氧剂混合均匀后，从主投料口投入双螺杆挤出机中，预处理后的玻璃纤维从玻纤口投入双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融共混，制得拉料；
步骤3、将制得的粒料烘干；
步骤4、将烘好的粒料放进单螺杆挤出机中，熔融挤出，并通过模具定型，既得到尼龙螺丝钉。
在实施上述实施例时，优选地，步骤2中双螺杆挤出机各区的温度控制在230℃～290℃，主机的转速为4000～6000RPM，喂料速率为40～60RPM；
步骤3中烘烤温度80～120℃，时间3～6h；
步骤4中单螺杆挤出机各区温度为250℃～330℃，螺杆转速为30～50RPM。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明以尼龙为基材，通过添加玻璃纤维和增韧剂，提高了尼龙的强度，使得尼龙的强度能够达到金属的强度水平，而且在冷库低温下保持尼龙螺丝钉韧度足够，不易断裂。
2、本发明通过添加改性纳米空心微珠、二氧化硅气凝胶进一步降低尼龙螺丝钉的导热率，避免了冷桥现象的出现，并且改性纳米空心微珠经过硅烷偶联剂进行表面改性后，与聚硅氧烷具有形容性，挤出造粒时可以随着聚硅氧烷均匀分散，不会出现团聚，效果更佳明显。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
为了方便本领域技术人员实施本发明，现对本发明实施例及其对比例采用的部分实验药品与试剂说明，具体如下：
尼龙：尼龙66，美国杜邦的H03FHS，使用前，尼龙66要烘干去除水分；
玻璃纤维：短玻璃纤维，山东宇航工程材料有限公司；
改性纳米空心微珠:将纳米空心微珠浸入KH550中进行表面改性；
增韧剂：聚丙烯；
偶联剂：KH550；
润滑剂：油酸酰胺；
抗氧剂：抗氧剂1010。
本发明提供实施例1-5和对比例1-4用于验证。
实施例1
一种尼龙螺丝钉，以重要份数计，原料组成包括PA66 100份、短玻璃纤维10份、聚丙烯10份、改性纳米空心微珠2份、二氧化硅气凝胶5份、KH550 0.5份、油酸酰胺1.2份、抗氧剂1010 0.5份。
其制备步骤包括：
步骤1、用KH550对短玻璃纤维进行预处理；
步骤2、按配比将PA66、聚丙烯、改性纳米空心微珠、二氧化硅气凝胶、油酸酰胺、抗氧剂1010混合均匀后，从主投料口投入双螺杆挤出机中，预处理后的短玻璃纤维从玻纤口投入双螺杆挤出机中，各区的温度控制在230℃～290℃，主机的转速为5000RPM，喂料速率为50RPM，经双螺杆挤出机熔融共混，制得拉料；
步骤3、将制得的粒料进行烘干，烘烤温度110℃，时间4h；
步骤4、将烘好的粒料放进单螺杆挤出机中，单螺杆挤出机各区温度为250℃～330℃，螺杆转速为50RPM，熔融挤出，并通过模具定型，既得到尼龙螺丝钉。
实施例2
一种尼龙螺丝钉，以重要份数计，原料组成包括PA66 105份、短玻璃纤维15份、聚丙烯15份、改性纳米空心微珠3份、二氧化硅气凝胶6份、KH550 0.6份、油酸酰胺2份、抗氧剂1010 0.6份。
其制备步骤包括：
步骤1、用KH550对短玻璃纤维进行预处理；
步骤2、按配比将PA66、聚丙烯、改性纳米空心微珠、二氧化硅气凝胶、油酸酰胺、抗氧剂1010混合均匀后，从主投料口投入双螺杆挤出机中，预处理后的短玻璃纤维从玻纤口投入双螺杆挤出机中，各区的温度控制在230℃～290℃，主机的转速为5000RPM，喂料速率为50RPM，经双螺杆挤出机熔融共混，制得拉料；
步骤3、将制得的粒料进行烘干，烘烤温度110℃，时间4h；
步骤4、将烘好的粒料放进单螺杆挤出机中，单螺杆挤出机各区温度为250℃～330℃，螺杆转速为50RPM，熔融挤出，并通过模具定型，既得到尼龙螺丝钉。
实施例3
一种尼龙螺丝钉，以重要份数计，原料组成包括PA66 110份、短玻璃纤维20份、聚丙烯20份、改性纳米空心微珠4份、二氧化硅气凝胶7份、KH550 0.7份、油酸酰胺2.3份、抗氧剂1010 0.7份。
其制备步骤包括：
步骤1、用KH550对短玻璃纤维进行预处理；
步骤2、按配比将PA66、聚丙烯、改性纳米空心微珠、二氧化硅气凝胶、油酸酰胺、抗氧剂1010混合均匀后，从主投料口投入双螺杆挤出机中，预处理后的短玻璃纤维从玻纤口投入双螺杆挤出机中，各区的温度控制在230℃～290℃，主机的转速为5000RPM，喂料速率为50RPM，经双螺杆挤出机熔融共混，制得拉料；
步骤3、将制得的粒料进行烘干，烘烤温度110℃，时间4h；
步骤4、将烘好的粒料放进单螺杆挤出机中，单螺杆挤出机各区温度为250℃～330℃，螺杆转速为50RPM，熔融挤出，并通过模具定型，既得到尼龙螺丝钉。
实施例4
一种尼龙螺丝钉，以重要份数计，原料组成包括PA66 115份、短玻璃纤维25份、聚丙烯30份、改性纳米空心微珠5份、二氧化硅气凝胶8份、KH550 1.5份、油酸酰胺2.6份、抗氧剂1010 0.8份。
其制备步骤包括：
步骤1、用KH550对短玻璃纤维进行预处理；
步骤2、按配比将PA66、聚丙烯、改性纳米空心微珠、二氧化硅气凝胶、油酸酰胺、抗氧剂1010混合均匀后，从主投料口投入双螺杆挤出机中，预处理后的短玻璃纤维从玻纤口投入双螺杆挤出机中，各区的温度控制在230℃～290℃，主机的转速为5000RPM，喂料速率为50RPM，经双螺杆挤出机熔融共混，制得拉料；
步骤3、将制得的粒料进行烘干，烘烤温度110℃，时间4h；
步骤4、将烘好的粒料放进单螺杆挤出机中，单螺杆挤出机各区温度为250℃～330℃，螺杆转速为50RPM，熔融挤出，并通过模具定型，既得到尼龙螺丝钉。
实施例5
一种尼龙螺丝钉，以重要份数计，原料组成包括PA66 120份、短玻璃纤维30份、聚丙烯40份、改性纳米空心微珠6份、二氧化硅气凝胶10份、KH550 02份、油酸酰胺3份、抗氧剂1010 1份。
其制备步骤包括：
步骤1、用KH550对短玻璃纤维进行预处理；
步骤2、按配比将PA66、聚丙烯、改性纳米空心微珠、二氧化硅气凝胶、油酸酰胺、抗氧剂1010混合均匀后，从主投料口投入双螺杆挤出机中，预处理后的短玻璃纤维从玻纤口投入双螺杆挤出机中，各区的温度控制在230℃～290℃，主机的转速为5000RPM，喂料速率为50RPM，经双螺杆挤出机熔融共混，制得拉料；
步骤3、将制得的粒料进行烘干，烘烤温度110℃，时间4h；
步骤4、将烘好的粒料放进单螺杆挤出机中，单螺杆挤出机各区温度为250℃～330℃，螺杆转速为50RPM，熔融挤出，并通过模具定型，既得到尼龙螺丝钉。
对比例1
市售的不锈钢螺丝钉
对比例2
一种尼龙螺丝钉，以重要份数计，原料组成包括PA66 100份、短玻璃纤维10份、聚丙烯10份、改性纳米空心微珠2份、二氧化硅气凝胶5份、油酸酰胺1.2份、抗氧剂1010 0.5份。
其制备步骤包括：
步骤1、按配比将PA66、聚丙烯、改性纳米空心微珠、二氧化硅气凝胶、油酸酰胺、抗氧剂1010混合均匀后，从主投料口投入双螺杆挤出机中，短玻璃纤维从玻纤口投入双螺杆挤出机中，各区的温度控制在230℃～290℃，主机的转速为5000RPM，喂料速率为50RPM，经双螺杆挤出机熔融共混，制得拉料；
步骤2、将制得的粒料进行烘干，烘烤温度110℃，时间4h；
步骤3、将烘好的粒料放进单螺杆挤出机中，单螺杆挤出机各区温度为250℃～330℃，螺杆转速为50RPM，熔融挤出，并通过模具定型，既得到尼龙螺丝钉。
对比例3
一种尼龙螺丝钉，以重要份数计，原料组成包括PA66 100份、短玻璃纤维10份、聚丙烯10份、纳米空心微珠2份、二氧化硅气凝胶5份、KH550 0.5份、油酸酰胺1.2份、抗氧剂1010 0.5份。
其制备步骤包括：
步骤1、用KH550对短玻璃纤维进行预处理；
步骤2、按配比将PA66、聚丙烯、纳米空心微珠、二氧化硅气凝胶、油酸酰胺、抗氧剂1010混合均匀后，从主投料口投入双螺杆挤出机中，预处理后的短玻璃纤维从玻纤口投入双螺杆挤出机中，各区的温度控制在230℃～290℃，主机的转速为5000RPM，喂料速率为50RPM，经双螺杆挤出机熔融共混，制得拉料；
步骤3、将制得的粒料进行烘干，烘烤温度110℃，时间4h；
步骤4、将烘好的粒料放进单螺杆挤出机中，单螺杆挤出机各区温度为250℃～330℃，螺杆转速为50RPM，熔融挤出，并通过模具定型，既得到尼龙螺丝钉。
对比例4
一种尼龙螺丝钉，以重要份数计，原料组成包括PA66 100份、短玻璃纤维10份、聚丙烯10份、二氧化硅气凝胶5份、KH550 0.5份、油酸酰胺1.2份、抗氧剂1010 0.5份。
其制备步骤包括：
步骤1、用KH550对短玻璃纤维进行预处理；
步骤2、按配比将PA66、聚丙烯、二氧化硅气凝胶、油酸酰胺、抗氧剂1010混合均匀后，从主投料口投入双螺杆挤出机中，预处理后的短玻璃纤维从玻纤口投入双螺杆挤出机中，各区的温度控制在230℃～290℃，主机的转速为5000RPM，喂料速率为50RPM，经双螺杆挤出机熔融共混，制得拉料；
步骤3、将制得的粒料进行烘干，烘烤温度110℃，时间4h；
步骤4、将烘好的粒料放进单螺杆挤出机中，单螺杆挤出机各区温度为250℃～330℃，螺杆转速为50RPM，熔融挤出，并通过模具定型，既得到尼龙螺丝钉。
将上述的螺丝钉进行如下测试，其测试结果如表1所示；
表1
Figure BDA0003508948530000091
通过表1可知，实施例1-5的尼龙螺丝钉的强度与对比例1的强度相差较小，对比例1采用的是市售的不锈钢螺丝，由此可知，本发明提供的尼龙螺丝钉，强度类似金属强度。
实施例1-5的尼龙螺丝钉的韧性在常温下无缺口冲击强度在40.6kJ/m2以上，在低温测试时无缺口冲击强度在28.7kJ/m2以上，由此可知，虽然尼龙螺丝钉在低温下，韧性有所减少，但是仍保持着较高韧性，足以证明在冷库低温下本发明的尼龙螺丝钉能够保持韧度足够，不易断裂。
实施例1-5的尼龙螺丝钉的导热率在1.8-2.4W/M.K，相较于对比例1的不锈钢螺丝钉，可发现本发明的尼龙螺丝钉具有较低的导热率，由此证明了，本申请的尼龙螺丝钉用于冷库紧固时，可以达到保温效果，避免冷桥现象的出现。
此外，对比例2中缺少偶联剂，对比例3中的纳米空心微珠未进行改性处理，对比例4中缺少纳米空心微珠，其制得的尼龙螺丝钉的导热率在4-5W/M.K，相较于实施例1-5偏大，根据分析，这是因为空心玻璃微珠未在尼龙螺丝钉中均匀分散，起不到有效的降低导热率的作用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种冷库用的尼龙螺丝钉，其特征在于，以重量份数计，其原料组成包括:尼龙100-120份、玻璃纤维10-30份、增韧剂10-40份、改性纳米空心微珠2-6份、二氧化硅气凝胶5-10份、偶联剂0.5-2份、润滑剂1.2-3份、抗氧剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的冷库用的尼龙螺丝钉，其特征在于，所述尼龙为尼龙6、尼龙66和尼龙12中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的冷库用的尼龙螺丝钉，其特征在于，所述玻璃纤维为短玻璃纤维。
4.根据权利要求1所述的冷库用的尼龙螺丝钉，其特征在于，所述增韧剂为聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶和乙烯-辛烯共聚物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的冷库用的尼龙螺丝钉，其特征在于，所述改性纳米空心微珠采用硅烷偶联剂进行表面改性。
6.根据权利要求1所述的冷库用的尼龙螺丝钉，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的冷库用的尼龙螺丝钉，其特征在于，所述润滑剂为油酸酰胺、石蜡类和有机硅氧烷类中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的冷库用的尼龙螺丝钉，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的至少一种。
9.一种如权利求1-8任一项所述的冷库用的尼龙螺丝钉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、用偶联剂对玻璃纤维进行预处理；
步骤2、按配比将尼龙、增韧剂、改性纳米空心微珠、二氧化硅气凝胶、润滑剂、抗氧剂混合均匀后，从主投料口投入双螺杆挤出机中，预处理后的玻璃纤维从玻纤口投入双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融共混，制得拉料；
步骤3、将制得的粒料烘干；
步骤4、将烘好的粒料放进单螺杆挤出机中，熔融挤出，并通过模具定型，既得到尼龙螺丝钉。
10.根据权利要求9所述的冷库用的尼龙螺丝钉的制备方法，其特征在于，步骤2中双螺杆挤出机各区的温度控制在230℃～290℃，主机的转速为4000～6000RPM，喂料速率为40～60RPM；
步骤3中烘烤温度80～120℃，时间3～6h；
步骤4中单螺杆挤出机各区温度为250℃～330℃，螺杆转速为30～50RPM。
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