本發(fā)明屬于樂器材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)耐斷樂器弦材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
樂器泛指可以用各種方法演奏出音色的工具，能夠發(fā)出樂音，并能進(jìn)行音樂藝術(shù)再創(chuàng)造的器具。一般分為民族樂器和西洋樂器。包括弦樂器、管樂器。樂器的生產(chǎn)不同于一般工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)。它不僅要求產(chǎn)品有合理的精美外觀造型，還必須有良好的聲學(xué)品質(zhì)，其中包括音色、音樂和規(guī)定的音準(zhǔn)高度。因而在材質(zhì)的選擇上非常嚴(yán)格。現(xiàn)有的樂器材料通常不耐摔易碎，時(shí)間長(zhǎng)久會(huì)出現(xiàn)開裂，使用壽命不長(zhǎng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：為了克服以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)耐斷樂器弦材料及其制備方法。
技術(shù)方案：本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種高強(qiáng)耐斷樂器弦材料，包括以下重量份的組分：聚碳酸酯20-30份、聚氯乙烯30-40份、苯乙烯接枝馬來酸酐共聚物3-5份、玻璃纖維6-10份、碳酸鈣6-10份、鈦5-10份、鉻10-18份、硬脂酸鈣0.5-1份、抗氧化劑0.5-1份、光穩(wěn)定劑1-2份、硬脂酸酰胺0.3-0.5份。
優(yōu)選地，所述的剝離纖維為表面經(jīng)γ-氨丙基三甲氧基硅烷處理的無堿玻璃纖維。
優(yōu)選地，所述的碳酸鈣為表面接枝有甲基丙烯酸甲酯單體的納米級(jí)輕質(zhì)碳酸鈣。
優(yōu)選地，所述的碳酸鈣制備方法如下，按重量比75:2:3:20稱取納米級(jí)輕質(zhì)碳酸鈣、分散劑、過硫酸銨、甲基丙烯酸甲酯單體，再將納米級(jí)輕質(zhì)碳酸鈣用去離子水配制成質(zhì)量百分比濃度為15-18%的懸浮液，再加入分散劑，超聲振蕩和機(jī)械攪拌處理30-40min，滴加37%鹽酸調(diào)ph值為6.5-7.0，然后加入用氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)釜中，以500-650r/min攪拌加熱至60-70℃，加入過硫酸銨，保持?jǐn)嚢?0-15min，然后滴加甲基丙烯酸甲酯單體，在60-70℃溫度下反應(yīng)2-3h，停止加熱，待冷卻至室溫后真空抽濾，再將濾料放入真空干燥箱中，于90-110℃溫度下干燥12-16h，制得所述的碳酸鈣。
優(yōu)選地，所述的抗氧化劑為抗氧化劑1010、抗氧化劑1076和抗氧化劑dltp按照質(zhì)量比1:1:1互混而成。
優(yōu)選地，所述的光穩(wěn)定劑為光穩(wěn)定劑uv-p。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供上述所述的一種高強(qiáng)耐斷樂器弦材料的制備方法，包括以下步驟：
1）按照上述方法制備碳酸鈣；
2）按照配方量稱取各組分，包括步驟1）中的碳酸鈣；
3）將聚氯乙烯、聚碳酸酯和苯乙烯接枝馬來酸酐共聚物加入料筒溫度80-90℃、轉(zhuǎn)速為60-70r/min混合機(jī)中攪拌20-30min，再加入除玻璃纖維以外的組分，包括步驟1）制備的碳酸鈣，一起攪拌25-35min，完全混合均勻后，出料；
4）將步驟3）中得到的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中同時(shí)加入玻璃纖維，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)混煉后擠出，冷卻至10-15℃后進(jìn)行拉伸至樂器弦直徑大?。?/p>
5）將拉伸后的樂器弦放置在90-110℃恒溫箱內(nèi)靜置15-45min，消除內(nèi)應(yīng)力。
優(yōu)選地，所述擠出機(jī)的機(jī)筒按物料輸送方向依次包括第一溫區(qū)220~230℃、第二溫區(qū)230~240℃、第三溫區(qū)240~250℃、第四溫區(qū)250~260℃、第五溫區(qū)260~270℃、第六溫區(qū)270~280℃和第七溫區(qū)260~270℃。
優(yōu)選地，所述的樂器弦用于高音琴弦。
上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明所述的高強(qiáng)耐斷樂器弦材料，綜合了聚氯乙烯和聚碳酸酯的優(yōu)點(diǎn)，而且還大幅提升了材質(zhì)的強(qiáng)度、耐斷性能、熱穩(wěn)定性、耐候性及加工性能等，其力學(xué)性能好，延伸性小、韌性好，還縮短了樂器弦定音時(shí)長(zhǎng)，耐候防老化性能優(yōu)良；制作方法簡(jiǎn)單合理，成本低；硬脂酸酰胺可以提高產(chǎn)品的潤(rùn)滑效果和脫模劑；鈦和鉻的加入可以進(jìn)一步增加樂器弦的耐腐蝕性能。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
實(shí)施例1
本實(shí)施例所述的一種高強(qiáng)耐斷樂器弦材料，包括以下重量份的組分：聚碳酸酯20份、聚氯乙烯30份、苯乙烯接枝馬來酸酐共聚物3份、玻璃纖維6份、碳酸鈣6份、鈦5份、鉻10份、硬脂酸鈣0.5份、抗氧化劑0.5份、光穩(wěn)定劑1份、硬脂酸酰胺0.3份。
所述的剝離纖維為表面經(jīng)γ-氨丙基三甲氧基硅烷處理的無堿玻璃纖維。
所述的碳酸鈣為表面接枝有甲基丙烯酸甲酯單體的納米級(jí)輕質(zhì)碳酸鈣。
所述的碳酸鈣制備方法如下，按重量比75:2:3:20稱取納米級(jí)輕質(zhì)碳酸鈣、分散劑、過硫酸銨、甲基丙烯酸甲酯單體，再將納米級(jí)輕質(zhì)碳酸鈣用去離子水配制成質(zhì)量百分比濃度為15%的懸浮液，再加入分散劑，超聲振蕩和機(jī)械攪拌處理30min，滴加37%鹽酸調(diào)ph值為6.5，然后加入用氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)釜中，以500r/min攪拌加熱至60℃，加入過硫酸銨，保持?jǐn)嚢?5min，然后滴加甲基丙烯酸甲酯單體，在60℃溫度下反應(yīng)3h，停止加熱，待冷卻至室溫后真空抽濾，再將濾料放入真空干燥箱中，于90℃溫度下干燥16h，制得所述的碳酸鈣。
所述的抗氧化劑為抗氧化劑1010、抗氧化劑1076和抗氧化劑dltp按照質(zhì)量比1:1:1互混而成。
所述的光穩(wěn)定劑為光穩(wěn)定劑uv-p。
上述所述的一種高強(qiáng)耐斷樂器弦材料的制備方法，包括以下步驟：
1）按照上述方法制備碳酸鈣；
2）按照配方量稱取各組分，包括步驟1）中的碳酸鈣；
3）將聚氯乙烯、聚碳酸酯和苯乙烯接枝馬來酸酐共聚物加入料筒溫度80℃、轉(zhuǎn)速為60r/min混合機(jī)中攪拌30min，再加入除玻璃纖維以外的組分，包括步驟1）制備的碳酸鈣，一起攪拌25min，完全混合均勻后，出料；
4）將步驟3）中得到的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中同時(shí)加入玻璃纖維，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)混煉后擠出，冷卻至10℃后進(jìn)行拉伸至樂器弦直徑大?。?/p>
5）將拉伸后的樂器弦放置在90℃恒溫箱內(nèi)靜置45min，消除內(nèi)應(yīng)力。
所述擠出機(jī)的機(jī)筒按物料輸送方向依次包括第一溫區(qū)220℃、第二溫區(qū)230℃、第三溫區(qū)240℃、第四溫區(qū)250℃、第五溫區(qū)260℃、第六溫區(qū)270℃和第七溫區(qū)260℃。
所述的樂器弦用于高音琴弦。
實(shí)施例2
本實(shí)施例所述的一種高強(qiáng)耐斷樂器弦材料，包括以下重量份的組分：聚碳酸酯30份、聚氯乙烯40份、苯乙烯接枝馬來酸酐共聚物5份、玻璃纖維10份、碳酸鈣10份、鈦10份、鉻18份、硬脂酸鈣1份、抗氧化劑1份、光穩(wěn)定劑2份、硬脂酸酰胺0.5份。
所述的剝離纖維為表面經(jīng)γ-氨丙基三甲氧基硅烷處理的無堿玻璃纖維。
所述的碳酸鈣為表面接枝有甲基丙烯酸甲酯單體的納米級(jí)輕質(zhì)碳酸鈣。
所述的碳酸鈣制備方法如下，按重量比75:2:3:20稱取納米級(jí)輕質(zhì)碳酸鈣、分散劑、過硫酸銨、甲基丙烯酸甲酯單體，再將納米級(jí)輕質(zhì)碳酸鈣用去離子水配制成質(zhì)量百分比濃度為18%的懸浮液，再加入分散劑，超聲振蕩和機(jī)械攪拌處理40min，滴加37%鹽酸調(diào)ph值為7.0，然后加入用氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)釜中，以650r/min攪拌加熱至70℃，加入過硫酸銨，保持?jǐn)嚢?0min，然后滴加甲基丙烯酸甲酯單體，在70℃溫度下反應(yīng)2h，停止加熱，待冷卻至室溫后真空抽濾，再將濾料放入真空干燥箱中，于110℃溫度下干燥12h，制得所述的碳酸鈣。
所述的抗氧化劑為抗氧化劑1010、抗氧化劑1076和抗氧化劑dltp按照質(zhì)量比1:1:1互混而成。
所述的光穩(wěn)定劑為光穩(wěn)定劑uv-p。
上述所述的一種高強(qiáng)耐斷樂器弦材料的制備方法，包括以下步驟：
1）按照上述方法制備碳酸鈣；
2）按照配方量稱取各組分，包括步驟1）中的碳酸鈣；
3）將聚氯乙烯、聚碳酸酯和苯乙烯接枝馬來酸酐共聚物加入料筒溫度90℃、轉(zhuǎn)速為70r/min混合機(jī)中攪拌20min，再加入除玻璃纖維以外的組分，包括步驟1）制備的碳酸鈣，一起攪拌35min，完全混合均勻后，出料；
4）將步驟3）中得到的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中同時(shí)加入玻璃纖維，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)混煉后擠出，冷卻至15℃后進(jìn)行拉伸至樂器弦直徑大??；
5）將拉伸后的樂器弦放置在110℃恒溫箱內(nèi)靜置15min，消除內(nèi)應(yīng)力。
所述擠出機(jī)的機(jī)筒按物料輸送方向依次包括第一溫區(qū)230℃、第二溫區(qū)240℃、第三溫區(qū)250℃、第四溫區(qū)260℃、第五溫區(qū)270℃、第六溫區(qū)280℃和第七溫區(qū)270℃。
所述的樂器弦用于高音琴弦。
實(shí)施例3
本實(shí)施例所述的一種高強(qiáng)耐斷樂器弦材料，包括以下重量份的組分：聚碳酸酯25份、聚氯乙烯35份、苯乙烯接枝馬來酸酐共聚物4份、玻璃纖維8份、碳酸鈣8份、鈦8份、鉻14份、硬脂酸鈣0.8份、抗氧化劑0.8份、光穩(wěn)定劑1.5份、硬脂酸酰胺0.4份。
所述的剝離纖維為表面經(jīng)γ-氨丙基三甲氧基硅烷處理的無堿玻璃纖維。
所述的碳酸鈣為表面接枝有甲基丙烯酸甲酯單體的納米級(jí)輕質(zhì)碳酸鈣。
所述的碳酸鈣制備方法如下，按重量比75:2:3:20稱取納米級(jí)輕質(zhì)碳酸鈣、分散劑、過硫酸銨、甲基丙烯酸甲酯單體，再將納米級(jí)輕質(zhì)碳酸鈣用去離子水配制成質(zhì)量百分比濃度為16%的懸浮液，再加入分散劑，超聲振蕩和機(jī)械攪拌處理35min，滴加37%鹽酸調(diào)ph值為6.8，然后加入用氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)釜中，以600r/min攪拌加熱至65℃，加入過硫酸銨，保持?jǐn)嚢?3min，然后滴加甲基丙烯酸甲酯單體，在65℃溫度下反應(yīng)2.5h，停止加熱，待冷卻至室溫后真空抽濾，再將濾料放入真空干燥箱中，于100℃溫度下干燥14h，制得所述的碳酸鈣。
所述的抗氧化劑為抗氧化劑1010、抗氧化劑1076和抗氧化劑dltp按照質(zhì)量比1:1:1互混而成。
所述的光穩(wěn)定劑為光穩(wěn)定劑uv-p。
上述所述的一種高強(qiáng)耐斷樂器弦材料的制備方法，包括以下步驟：
1）按照上述方法制備碳酸鈣；
2）按照配方量稱取各組分，包括步驟1）中的碳酸鈣；
3）將聚氯乙烯、聚碳酸酯和苯乙烯接枝馬來酸酐共聚物加入料筒溫度85℃、轉(zhuǎn)速為65r/min混合機(jī)中攪拌25min，再加入除玻璃纖維以外的組分，包括步驟1）制備的碳酸鈣，一起攪拌30min，完全混合均勻后，出料；
4）將步驟3）中得到的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中同時(shí)加入玻璃纖維，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)混煉后擠出，冷卻至13℃后進(jìn)行拉伸至樂器弦直徑大??；
5）將拉伸后的樂器弦放置在100℃恒溫箱內(nèi)靜置30min，消除內(nèi)應(yīng)力。
所述擠出機(jī)的機(jī)筒按物料輸送方向依次包括第一溫區(qū)225℃、第二溫區(qū)235℃、第三溫區(qū)245℃、第四溫區(qū)255℃、第五溫區(qū)265℃、第六溫區(qū)275℃和第七溫區(qū)265℃。
所述的樂器弦用于高音琴弦。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。