一种自救器壳体复合材料的制备方法

摘要

本发明公开一种自救器壳体新型复合材料，由以下质量分数的组份组成：树脂40-60份，玻璃纤维10-30份，偶联剂1-2份，八甲基多面体低聚倍半硅氧烷2-10份，成膜剂1-5份，增塑剂10-20份，稳定剂2-5份，抗氧剂1-2份，填料10-30份；制备方法如下，（1）玻璃纤维的表面处理：（2）将树脂，增塑剂，稳定剂，抗氧剂，填料，高速混合均匀得到塑料混合母料；（3）将混合母料、经表面处理的玻璃纤维、八甲基多面体低聚倍半硅氧烷混合，低速搅拌，加入双螺杆挤出机熔融共混造粒；（4）将生产得到的粒料经注塑机注塑成型，制得自救器壳体。本发明增强了壳体材料的力学性能、阻燃性和热稳定性，同时环境友好。

权利要求

1.一种自救器壳体复合材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤，(1)玻璃纤维的表面处理：将1-2质量份偶联剂，1-5质量份成膜剂，10-30质量份玻璃纤维加入乙醇中，混合搅拌，超声10min，120℃下烘干4h，得到经过表面处理的玻璃纤维；

(2)制备混合配料：将40-60质量份树脂，10-20质量份增塑剂，2-5质量份稳定剂，1-2质量份抗氧剂，10-30质量份填料加入高速混合机中，高速混合均匀得到混合母料；

(3)将步骤(2)制备的混合母料、步骤(1)中经表面处理的玻璃纤维，2-10质量份八甲基多面体低聚倍半硅氧烷混合，低速搅拌，加入双螺杆挤出机熔融共混造粒；

(4)将步骤(3)中所生产得到的粒料经注塑机注塑成型，制得所述自救器壳体；

所述树脂为聚氯乙烯树脂，所述玻璃纤维为短切E-玻璃纤维。

2.根据权利要求1所述的自救器壳体复合材料的制备方法，其特征在于：所述偶联剂是γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

3.根据权利要求1所述的自救器壳体复合材料的制备方法，其特征在于：所述成膜剂是聚氨酯。

4.根据权利要求1所述的自救器壳体复合材料的制备方法，其特征在于：所述增塑剂是环氧大豆油。

5.根据权利要求1所述的自救器壳体复合材料的制备方法，其特征在于：所述稳定剂是硬脂酸锌、硬脂酸钙和稀土复合稳定剂。

6.根据权利要求1所述的自救器壳体复合材料的制备方法，其特征在于：所述抗氧剂是2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。

7.根据权利要求1所述的自救器壳体复合材料的制备方法，其特征在于：所述填料是纳米碳酸钙、纳米二氧化硅或纳米氧化铝。

说明书

一种自救器壳体复合材料的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种新型复合材料的制备方法，尤其涉及自救器壳体材料的制备方法。

背景技术

[0002] 自救器是入井人员在井下发生火灾、瓦斯、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出时防止有害气体中毒或缺氧窒息的一种随身携带的呼吸保护器具。自救器是一种体积小、重量轻、便于携带的防护个人呼吸器官的装备。

[0003] 自救器由生氧罐、气囊、导气管、口具、背腰带及壳体等部件组成。生氧罐、气囊、导气管、口具等部件设置在壳体内，壳体起到保护各个部件的作用，由于在井下作业经常会发生不同情况的突发状况，所以壳体材料要求具有较好的硬度、强度和耐热性能。

[0004] 专利号为CN1909978A、CN101891957A、WO2011067005A1和EP2434055A1以及文章《polymer》第48卷第5期，20070223“Polyhedral oligomeric silsesquioxane as a novel plasticizer for poly(vinyl chloride)”虽然记载了使用玻璃、陶瓷等与多面体低聚半硅氧烷制备有机复合材料，但是作为自救器壳体材料的用途并未公开。

[0005] 现有的自救器壳体主要采用聚氯乙烯树脂材料制备，力学性能不强，较脆，热稳定性差，同时加工过程中采用的增塑剂和稳定剂大多不够环保，使用中容易给环境造成一定的污染。

发明内容

[0006] 本发明的主要目的在于，克服现有的自救器壳体材料及其制备方法存在的缺陷，而提供一种自救器壳体新型复合材料的制备方法，保证自救器壳体具有较好的硬度和强度，同时不会造成环境污染，而且制备方法简单，操作方便，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

[0007] 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的制备自救器壳体复合材料的方法，所述制备方法包括如下步骤，

[0008] (1)玻璃纤维的表面处理：将偶联剂，成膜剂，玻璃纤维加入乙醇中，混合搅拌，超声10min，120℃下烘干4h，得到经过表面处理的玻璃纤维；

[0009] (2)制备混合配料：将树脂，增塑剂，稳定剂，抗氧剂，填料加入高速混合机中，高速混合均匀得到混合母料；

[0010] (3)将步骤(2)制备的混合母料、步骤(1)中经表面处理的玻璃纤维，八甲基多面体低聚倍半硅氧烷混合，低速搅拌，加入双螺杆挤出机熔融共混造粒；

[0011] (4)将步骤(3)中所生产得到的粒料经注塑机注塑成型，制得所述自救器壳体。

[0012] 自救器壳体复合材料，所述复合材料由以下质量份数的组份组成：

[0013]

[0014] 所述树脂为聚氯乙烯树脂(PVC)；

[0015] 所述玻璃纤维为短切E-玻璃纤维。

[0016] 前述偶联剂是γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

[0017] 前述成膜剂是聚氨酯。

[0018] 前述增塑剂是环氧大豆油。

[0019] 前述稳定剂是硬脂酸锌、硬脂酸钙和稀土复合稳定剂。

[0020] 前述抗氧剂是2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。

[0021] 前述填料是纳米碳酸钙，纳米二氧化硅，纳米氧化铝。

[0022] 借由上述技术方案，本发明自救器壳体复合材料及其制备方法至少具有下列优点：

[0023] 本发明采用环保型助剂，提供了一种玻璃纤维和八甲基多面体低聚倍半硅氧烷复合增强聚氯乙烯树脂及其制备方法，该复合材料提高了热塑性聚氯乙烯树脂的力学性能和柔韧性，同时也增强了壳体材料的阻燃性和热稳定性，大大地满足其在使用中遇到的各种复杂条件，而且该制备方法工艺简单，操作方便，适于工业性应用。

[0024] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

具体实施方式

[0025] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的自救器壳体复合材料及其制备方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

[0026] 实施例1

[0027] 本发明的自救器壳体复合材料，由以下质量分数的组份组成：

[0028]

[0029] 具体制备工艺包括如下步骤：

[0030] (1)玻璃纤维的表面处理：将硅烷偶联剂1份，聚氨酯1份，短切E-玻璃纤维15份加入乙醇中，混合搅拌，超声10min，120℃下烘干4h，得到经过表面处理的玻璃纤维；

[0031] (2)制备混合配料：将聚氯乙烯树脂40份，环氧大豆油14份，硬脂酸锌、硬脂酸钙和稀土复合稳定剂2份，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚1份，纳米碳酸钙22份加入高速混机种，高速混合均匀得到聚氯乙烯混合母料；

[0032] (3)将步骤(2)制备的混合母料、步骤(1)中经表面处理的玻璃纤维，八甲基多面体低聚倍半硅氧烷混合，低速搅拌，加入双螺杆挤出机熔融共混造粒；

[0033] (4)将步骤(3)中所生产得到的粒料经注塑机注塑成型，制得所述自救器壳体。

[0034] 实施例2

[0035] 本发明的自救器壳体复合材料，由以下质量分数的组份组成：

[0036]

[0037] 具体制备工艺包括如下步骤：

[0038] (1)玻璃纤维的表面处理：将硅烷偶联剂2份，聚氨酯2份，短切E-玻璃纤维13份加入乙醇中，混合搅拌，超声10min，120℃下烘干4h，得到经过表面处理的玻璃纤维；