一种由改性塑料制备的水表壳体转让专利
申请号 : CN201610318252.8
文献号 : CN105802182A
文献日 : 2016-07-27
发明人 : 徐怀洪 , 徐燕 , 徐国刚 , 徐莉莉
申请人 : 徐怀洪
摘要 :
本发明属于水表领域，公开了一种由改性塑料制备的水表壳体，其由如下原料制备而成：聚碳酸酯、玻璃纤维、乙烯基三甲氧基硅烷、棕刚玉、石英砂、碳化硅、氮化硅、坡缕石、水镁石、硅藻土、聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂、抗紫外线剂、耐寒增韧剂。本发明针对聚丙烯材料的优缺点，添加了多种改性剂，配伍合理，制备工艺合理，提高了耐低温抗冲击性性能，并且不易老化和燃烧。
权利要求 :
1.一种由改性塑料制备的水表壳体，其由如下原料制备而成：
聚碳酸酯、玻璃纤维、乙烯基三甲氧基硅烷、棕刚玉、石英砂、碳化硅、氮化硅、坡缕石、水镁石、硅藻土、聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂、抗紫外线剂、耐寒增韧剂。
2.根据权利要求1所述的水表壳体，其特征在于，所述壳体的制备工艺包括如下步骤：
步骤1）将聚碳酸酯以及玻璃纤维依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至80℃时，加入乙烯基三甲氧基硅烷，维持80℃继续搅拌10min；然后降温至室温，即得物料A；其中，聚碳酸酯、玻璃纤维以及乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为10:1:2；
步骤2）将坡缕石以及水镁石依次添加到破碎机中进行破碎，然后与硅藻土混合均匀，再进行研磨，得到粒径为200-300目的粉末，即为物料B；其中，坡缕石、水镁石以及硅藻土的质量比为3:1:1；
步骤3）将棕刚玉、石英砂、碳化硅以及氮化硅按照3:2:2:1的质量比依次添加到球磨罐中，球磨至粒径为200-300目的粉末，取出球磨料，置于离心搅拌机中，以300转/min的搅拌速度搅拌5分钟，得到物料C；
步骤4）将聚丙烯和聚乙烯置于50-60℃温度30min，然后加入注塑机的注塑螺杆内，再加入物料A、抗氧剂、抗紫外线剂以及耐寒增韧剂，在200-220℃加热熔融；随后向注塑螺杆内熔融料中加入物料B和物料C得到混合料；然后将混合料注射到温度为60-90℃模具内，注射压力为50-60Mpa，然后在50-60Mpa保压15-30min，自然冷却，最后模具开模取件即得；其中，聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂、抗紫外线剂、耐寒增韧剂、物料A、物料B以及物料C的质量比为
800-1000:100-120:3-4:3-4:2-3:80-100:35-45:55-65。
3.根据权利要求1-2所述的水表壳体，其特征在于，优选地，所述抗氧剂为抗氧剂168，所述抗紫外线剂为抗紫外线剂UV-531，所述耐寒增韧剂为耐寒增韧剂E920。
说明书 :
一种由改性塑料制备的水表壳体
[0001]
技术领域
[0002] 本发明属于水表领域，具体涉及一种由改性塑料制备的水表壳体。
背景技术
[0003] 聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃。耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小，是最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差，易老化易燃烧，韧性不高黏合性差，只能通过改性予以克服。
[0004] 水表是测量水流量的仪表。大多是水的累计流量测量。一般分为容积式水表和速度式水表两类。前者的准确度较后者为高，但对水质要求高，水中含杂质时易被堵塞。记录自来水用水量的仪表，装在水管上，当用户放水时，表上指针或字轮转动指出通过的水量。水表壳体材料主要是铸铁，黄铜，不锈钢以及塑料材料等。铸铁制造的水表壳价格低廉，强度高，缺点是铸造粗糙，容易生锈腐蚀污染水质。黄铜制造的水表壳加工容易，铸造精致，耐腐蚀，缺点是价格较高，锈斑铜绿具有毒性，黄铜中的铅也是对人体有害物质。不锈钢耐腐蚀不生锈，是水表壳体的理想材料。但不锈钢材料加工困难，价格高，只能用于高端产品。铝对人体有害，而且铝合金在硷性水中极易腐蚀，一直被排除在水表壳体材料之外。塑料壳体具备生产效率高，耗能低，比重轻，不生锈，耐腐蚀，制成品精度高，外观精致，价格低廉等优点。但是也存在硬度小，耐压耐拉伸强度不够，耐冷热性能差等缺陷。基于上述技术问题，本发明的申请人此前提出了发明专利“一种塑料水表壳体”，该专利技术各方面性能较佳，但是模收缩性能以及热变形温度不够，时间久了表面容易氧化变色，以及在耐极端温度方面仍需要提高。
发明内容
[0005] 本发明针对现有技术的水表壳体存在的缺陷，提供了一种由改性塑料制备的水表壳体。为了实现上述目的，本发明的技术方案通过如下方式来实现的：一种由改性塑料制备的水表壳体，其由如下原料制备而成：
聚碳酸酯、玻璃纤维、乙烯基三甲氧基硅烷、棕刚玉、石英砂、碳化硅、氮化硅、坡缕石、水镁石、硅藻土、聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂、抗紫外线剂、耐寒增韧剂；
具体地，上述壳体的制备工艺包括如下步骤：
步骤1）将聚碳酸酯以及玻璃纤维依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至80℃时，加入乙烯基三甲氧基硅烷，维持80℃继续搅拌10min；然后降温至室温，即得物料A；其中，聚碳酸酯、玻璃纤维以及乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为10:1:2；
步骤2）将坡缕石以及水镁石依次添加到破碎机中进行破碎，然后与硅藻土混合均匀，再进行研磨，得到粒径为200-300目的粉末，即为物料B；其中，坡缕石、水镁石以及硅藻土的质量比为3:1:1；
步骤3）将棕刚玉、石英砂、碳化硅以及氮化硅按照3:2:2:1的质量比依次添加到球磨罐中，球磨至粒径为200-300目的粉末，取出球磨料，置于离心搅拌机中，以300转/min的搅拌速度搅拌5分钟，得到物料C；
步骤4）首先将聚丙烯和聚乙烯置于50-60℃温度30min，然后加入注塑机的注塑螺杆内，再加入物料A、抗氧剂、抗紫外线剂以及耐寒增韧剂，在200-220℃加热熔融；随后向注塑螺杆内熔融料中加入物料B和物料C得到混合料；然后将混合料注射到温度为60-90℃模具内，注射压力为50-60Mpa，然后在50-60Mpa保压15-30min，自然冷却，最后模具开模取件即得；其中，聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂、抗紫外线剂、耐寒增韧剂、物料A、物料B以及物料C的质量比为800-1000:100-120:3-4:3-4:2-3:80-100:35-45:55-65。
聚碳酸酯、玻璃纤维、乙烯基三甲氧基硅烷、棕刚玉、石英砂、碳化硅、氮化硅、坡缕石、水镁石、硅藻土、聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂、抗紫外线剂、耐寒增韧剂；
具体地，上述壳体的制备工艺包括如下步骤：
步骤1）将聚碳酸酯以及玻璃纤维依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至80℃时，加入乙烯基三甲氧基硅烷，维持80℃继续搅拌10min；然后降温至室温，即得物料A；其中，聚碳酸酯、玻璃纤维以及乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为10:1:2；
步骤2）将坡缕石以及水镁石依次添加到破碎机中进行破碎，然后与硅藻土混合均匀，再进行研磨，得到粒径为200-300目的粉末，即为物料B；其中，坡缕石、水镁石以及硅藻土的质量比为3:1:1；
步骤3）将棕刚玉、石英砂、碳化硅以及氮化硅按照3:2:2:1的质量比依次添加到球磨罐中，球磨至粒径为200-300目的粉末，取出球磨料，置于离心搅拌机中，以300转/min的搅拌速度搅拌5分钟，得到物料C；
步骤4）首先将聚丙烯和聚乙烯置于50-60℃温度30min，然后加入注塑机的注塑螺杆内，再加入物料A、抗氧剂、抗紫外线剂以及耐寒增韧剂，在200-220℃加热熔融；随后向注塑螺杆内熔融料中加入物料B和物料C得到混合料；然后将混合料注射到温度为60-90℃模具内，注射压力为50-60Mpa，然后在50-60Mpa保压15-30min，自然冷却，最后模具开模取件即得；其中，聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂、抗紫外线剂、耐寒增韧剂、物料A、物料B以及物料C的质量比为800-1000:100-120:3-4:3-4:2-3:80-100:35-45:55-65。
[0006] 优选地，所述抗氧剂为抗氧剂168；所述抗紫外线剂为抗紫外线剂UV-531；所述耐寒增韧剂为耐寒增韧剂E920。
[0007] 本发明取得的有益效果主要包括但是不限于以下几个方面：针对聚丙烯材料的优缺点，本发明添加了多种改性剂，配伍合理，制备工艺合理，提高了塑料材料的耐低温抗冲击性性能，并且不易老化和燃烧，其制备的水表壳体质量轻、强度大、耐腐蚀，环保无污染；本发明采用塑料原料为主要材料，制备工艺简单可操作性强，适合工业化生产，配伍合理，大大提高了塑料的性能，同时避免了使用金属原料对水质的污染；
本发明通过添加合适质量和粒径的棕刚玉、石英砂、碳化硅以及氮化硅，对基体材料填充增强，提高了抗弯拉伸强度以及冲击强度；通过对玻璃纤维改性，提高了其韧性和相容性，使得壳体的耐腐蚀性能也大大提高；通过添加抗抗氧剂等添加剂，降低了氧化和腐蚀，提高了壳体的使用寿命和表面光泽度；本发明制备的水表壳体稳定性能好，吸水率低、受温度影响小，能够适应各种不同的环境，适用范围广。
本发明通过添加合适质量和粒径的棕刚玉、石英砂、碳化硅以及氮化硅，对基体材料填充增强，提高了抗弯拉伸强度以及冲击强度；通过对玻璃纤维改性，提高了其韧性和相容性，使得壳体的耐腐蚀性能也大大提高；通过添加抗抗氧剂等添加剂，降低了氧化和腐蚀，提高了壳体的使用寿命和表面光泽度；本发明制备的水表壳体稳定性能好，吸水率低、受温度影响小，能够适应各种不同的环境，适用范围广。
具体实施方式
[0008] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
[0009] 实施例1一种由改性塑料制备的水表壳体，其由如下原料制备而成：
聚碳酸酯、玻璃纤维、乙烯基三甲氧基硅烷、棕刚玉、石英砂、碳化硅、氮化硅、坡缕石、水镁石、硅藻土、聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂、抗紫外线剂、耐寒增韧剂；
具体地，上述壳体的制备工艺包括如下步骤：
步骤1）将聚碳酸酯以及玻璃纤维依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至80℃时，加入乙烯基三甲氧基硅烷，维持80℃继续搅拌10min；然后降温至室温，即得物料A；其中，聚碳酸酯、玻璃纤维以及乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为10:1:2；
步骤2）将坡缕石以及水镁石依次添加到破碎机中进行破碎，然后与硅藻土混合均匀，再进行研磨，得到粒径为200目的粉末，即为物料B；其中，坡缕石、水镁石以及硅藻土的质量比为3:1:1；
步骤3）将棕刚玉、石英砂、碳化硅以及氮化硅按照3:2:2:1的质量比依次添加到球磨罐中，球磨至粒径为200目的粉末，取出球磨料，置于离心搅拌机中，以300转/min的搅拌速度搅拌5分钟，得到物料C；
步骤4）首先将聚丙烯和聚乙烯置于50℃温度30min，然后加入注塑机的注塑螺杆内，再加入物料A、抗氧剂、抗紫外线剂以及耐寒增韧剂，在200℃加热熔融；随后向注塑螺杆内熔融料中加入物料B和物料C得到混合料；然后将混合料注射到温度为60℃模具内，注射压力为50Mpa，然后在50Mpa保压30min，自然冷却，最后模具开模取件即得；其中，聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂、抗紫外线剂、耐寒增韧剂、物料A、物料B以及物料C的质量比为800:100:3:3:2:
80:35:55。
聚碳酸酯、玻璃纤维、乙烯基三甲氧基硅烷、棕刚玉、石英砂、碳化硅、氮化硅、坡缕石、水镁石、硅藻土、聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂、抗紫外线剂、耐寒增韧剂；
具体地，上述壳体的制备工艺包括如下步骤：
步骤1）将聚碳酸酯以及玻璃纤维依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至80℃时，加入乙烯基三甲氧基硅烷，维持80℃继续搅拌10min；然后降温至室温，即得物料A；其中，聚碳酸酯、玻璃纤维以及乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为10:1:2；
步骤2）将坡缕石以及水镁石依次添加到破碎机中进行破碎，然后与硅藻土混合均匀，再进行研磨，得到粒径为200目的粉末，即为物料B；其中，坡缕石、水镁石以及硅藻土的质量比为3:1:1；
步骤3）将棕刚玉、石英砂、碳化硅以及氮化硅按照3:2:2:1的质量比依次添加到球磨罐中，球磨至粒径为200目的粉末，取出球磨料，置于离心搅拌机中，以300转/min的搅拌速度搅拌5分钟，得到物料C；
步骤4）首先将聚丙烯和聚乙烯置于50℃温度30min，然后加入注塑机的注塑螺杆内，再加入物料A、抗氧剂、抗紫外线剂以及耐寒增韧剂，在200℃加热熔融；随后向注塑螺杆内熔融料中加入物料B和物料C得到混合料；然后将混合料注射到温度为60℃模具内，注射压力为50Mpa，然后在50Mpa保压30min，自然冷却，最后模具开模取件即得；其中，聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂、抗紫外线剂、耐寒增韧剂、物料A、物料B以及物料C的质量比为800:100:3:3:2:
80:35:55。
[0010] 所述抗氧剂为抗氧剂168；所述抗紫外线剂为抗紫外线剂UV-531；所述耐寒增韧剂为耐寒增韧剂E920。
[0011] 实施例2一种由改性塑料制备的水表壳体，其由如下原料制备而成：
聚碳酸酯、玻璃纤维、乙烯基三甲氧基硅烷、棕刚玉、石英砂、碳化硅、氮化硅、坡缕石、水镁石、硅藻土、聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂、抗紫外线剂、耐寒增韧剂；
具体地，上述壳体的制备工艺包括如下步骤：
步骤1）将聚碳酸酯以及玻璃纤维依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至80℃时，加入乙烯基三甲氧基硅烷，维持80℃继续搅拌10min；然后降温至室温，即得物料A；其中，聚碳酸酯、玻璃纤维以及乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为10:1:2；
步骤2）将坡缕石以及水镁石依次添加到破碎机中进行破碎，然后与硅藻土混合均匀，再进行研磨，得到粒径为300目的粉末，即为物料B；其中，坡缕石、水镁石以及硅藻土的质量比为3:1:1；
步骤3）将棕刚玉、石英砂、碳化硅以及氮化硅按照3:2:2:1的质量比依次添加到球磨罐中，球磨至粒径为300目的粉末，取出球磨料，置于离心搅拌机中，以300转/min的搅拌速度搅拌5分钟，得到物料C；
步骤4）首先将聚丙烯和聚乙烯置于60℃温度30min，然后加入注塑机的注塑螺杆内，再加入物料A、抗氧剂、抗紫外线剂以及耐寒增韧剂，在220℃加热熔融；随后向注塑螺杆内熔融料中加入物料B和物料C得到混合料；然后将混合料注射到温度为90℃模具内，注射压力为60Mpa，然后在60Mpa保压15min，自然冷却，最后模具开模取件即得；其中，聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂、抗紫外线剂、耐寒增韧剂、物料A、物料B以及物料C的质量比为1000:120:4:4:3:
100:45:65。
聚碳酸酯、玻璃纤维、乙烯基三甲氧基硅烷、棕刚玉、石英砂、碳化硅、氮化硅、坡缕石、水镁石、硅藻土、聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂、抗紫外线剂、耐寒增韧剂；
具体地，上述壳体的制备工艺包括如下步骤：
步骤1）将聚碳酸酯以及玻璃纤维依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至80℃时，加入乙烯基三甲氧基硅烷，维持80℃继续搅拌10min；然后降温至室温，即得物料A；其中，聚碳酸酯、玻璃纤维以及乙烯基三甲氧基硅烷的质量比为10:1:2；
步骤2）将坡缕石以及水镁石依次添加到破碎机中进行破碎，然后与硅藻土混合均匀，再进行研磨，得到粒径为300目的粉末，即为物料B；其中，坡缕石、水镁石以及硅藻土的质量比为3:1:1；
步骤3）将棕刚玉、石英砂、碳化硅以及氮化硅按照3:2:2:1的质量比依次添加到球磨罐中，球磨至粒径为300目的粉末，取出球磨料，置于离心搅拌机中，以300转/min的搅拌速度搅拌5分钟，得到物料C；
步骤4）首先将聚丙烯和聚乙烯置于60℃温度30min，然后加入注塑机的注塑螺杆内，再加入物料A、抗氧剂、抗紫外线剂以及耐寒增韧剂，在220℃加热熔融；随后向注塑螺杆内熔融料中加入物料B和物料C得到混合料；然后将混合料注射到温度为90℃模具内，注射压力为60Mpa，然后在60Mpa保压15min，自然冷却，最后模具开模取件即得；其中，聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂、抗紫外线剂、耐寒增韧剂、物料A、物料B以及物料C的质量比为1000:120:4:4:3:
100:45:65。
[0012] 所述抗氧剂为抗氧剂168；所述抗紫外线剂为抗紫外线剂UV-531；所述耐寒增韧剂为耐寒增韧剂E920。
[0013] 实施例3本发明制备的水表壳体的性能测试：
1、针对本发明实施例1和2制备的水表壳体进行性能测试；其中模收缩按照ASTM D955检测标准；热变形温度按ASTM D648检测标准；耐燃性能按照UL94检测标准；弯曲强度按ASTM D790检测标准；拉伸强度和延伸率根据ASTM D638检测标准；缺口冲击强度按ASTM D256检测标准。所得材料的测试结果见表1：
1、针对本发明实施例1和2制备的水表壳体进行性能测试；其中模收缩按照ASTM D955检测标准；热变形温度按ASTM D648检测标准；耐燃性能按照UL94检测标准；弯曲强度按ASTM D790检测标准；拉伸强度和延伸率根据ASTM D638检测标准；缺口冲击强度按ASTM D256检测标准。所得材料的测试结果见表1：