一種高強(qiáng)度耐磨充氣艇材料的制作方法
【專利摘要】發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度耐磨充氣艇材料，由以下成分制成：聚酯纖維、竹纖維納米晶須、羧甲基纖維素、聚氯乙烯、丁腈橡膠、納米氧化鋁、納米碳化硅、天然橡膠、輔助劑。本發(fā)明制備的充氣艇材料，柔韌性好，強(qiáng)度高，通過各成分的相互協(xié)同作用，材料的拉伸性能、硬度、斷裂伸長率都有極大的提高；各成分之間界面相容性和分散性好，抗老化能力和對光和熱的穩(wěn)定性佳，抗沖擊強(qiáng)度得到了極大的提高；本發(fā)明通過添加聚氯乙烯與丁腈橡膠的協(xié)同作用，使得充氣材料的氣密性提高了3.5倍,在20號機(jī)油中,拉伸彈性模量的殘率提高了75%以上,耐鹽水性拉伸強(qiáng)度殘率達(dá)到100%,耐低溫性由原來的?30℃降低到?45℃。
【專利說明】
一種高強(qiáng)度耐磨充氣艇材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及塑料領(lǐng)域，特別是涉及一種高強(qiáng)度耐磨充氣艇材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 充氣艇，體積小巧，船尾添加推進(jìn)器，航行速度可以顯著提高。廣泛應(yīng)用于水上休 閑、娛樂、釣魚、捕魚等水上作業(yè)。一般來講整艇的充氣浮力胎被隔成多個獨(dú)立氣室，分隔設(shè) 置有很高的氣密性，在個別氣室破損時，其它部分仍保持足夠浮力，相鄰兩個氣室甚至更多 氣室同時破損時，整艇仍有一定浮力。整艇具有很好的抗沉性，在整艇已處于最大載重(使 用安全上的限定)時，即使整個船艇灌滿水時，仍浮于表面！由于充氣船艇兩側(cè)有浮力胎，艇 體橫向傾側(cè)入水的可能程度很小，再加上產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造中有專門的穩(wěn)定性測試的保證，因 此在最大載重即使還有較大的風(fēng)浪)時，它也不會橫向傾覆!充氣船艇與木質(zhì)、鋁合金、玻璃 鋼小艇相比較，充氣艇可拆解保存和靈活轉(zhuǎn)移，并且備良好的抗撞擊緩沖的作用。但是，現(xiàn) 有的充氣艇材料制成的充氣艇氣密性、耐磨性一般，使用壽命不是很長，達(dá)不到某些場合的 需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度耐磨充氣艇材料，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種高強(qiáng)度耐磨充氣艇材料，按重量份計(jì)由以下成分制成:聚酯纖維48、竹纖維納米晶 須12、羧甲基纖維素1、聚氯乙烯10、丁腈橡膠1.5、納米氧化鋁0.6、納米碳化硅0.4、天然橡 膠112、輔助劑2; 所述輔助劑按百分比計(jì)由以下成分制成:30%淀粉、50%環(huán)氧大豆油、12%鈦酸酯、8%丙烯 酰胺;所述淀粉為玉米淀粉，所述輔助劑的制備方法為:將淀粉、環(huán)氧大豆油、鈦酸酯、丙烯 酰胺按各自百分比添加到高混機(jī)中，在78°C下，以lOOOr/min速度攪拌30分鐘，即可； 所述聚酯纖維經(jīng)過預(yù)處理:將聚酯纖維放入質(zhì)量濃度為12%的馬來酸溶液中浸泡20分 鐘并采用紫外光照射30s，過濾，洗滌，再放入質(zhì)量濃度為90%的乙醇溶液中浸泡20分鐘并采 用紫外光照射45s，過濾，洗滌，然后放入質(zhì)量濃度為13.5%的丙烯酸溶液中，浸泡30分鐘并 采用紫外光照射1分鐘，過濾，洗滌，干燥，即可； 所述納米氧化鋁的粒度為24-26nm，所述納米氧化鋁經(jīng)過預(yù)處理:將納米氧化鋁添加到 質(zhì)量濃度為5.6%的馬來酸溶液中，加熱至44°C，攪拌10分鐘，添加納米氧化鋁質(zhì)量2%的聚甲 基丙烯酸甲酯，加熱至68°C，攪拌20分鐘，然后，過濾，烘干，即可； 所述納米碳化娃的粒度為18_20nm，所述納米碳化娃經(jīng)過預(yù)處理:將納米碳化娃添加到 質(zhì)量濃度為6.5%的硬脂酸溶液中，常溫浸泡30分鐘后，過濾，烘干，即可； 所述天然橡膠經(jīng)過預(yù)處理:將天然橡膠與其質(zhì)量1.25%的高嶺土與炭黑混合物在134°C 下，進(jìn)行混合，并以650r/min轉(zhuǎn)速攪拌25分鐘，自然冷卻至室溫，即可;所述高嶺土與炭黑混 合物中高嶺土與炭黑按3 :1質(zhì)量比例混合而成，所述高嶺土與炭黑混合物經(jīng)過有機(jī)硅烷偶 聯(lián)劑si-6改性處理。經(jīng)過處理，可以使得天然橡膠與聚酯纖維在一定程度上有助于增大復(fù) 合材料界面粘結(jié)性能，改善與聚氯乙烯的界面粘結(jié)性能。
[0004] -種高強(qiáng)度耐磨充氣艇材料的制備方法，包括： 1) 按重量份分別稱取，聚酯纖維48、竹纖維納米晶須12、羧甲基纖維素1、聚氯乙烯10、 丁腈橡膠1.5、納米氧化鋁0.6、納米碳化硅0.4、天然橡膠112、輔助劑2; 2) 將聚酯纖維、丁腈橡膠、竹纖維納米晶須、天然橡膠、輔助劑均勻混合，初始溫度加熱 至137°C，持續(xù)15分鐘后，添加羧甲基纖維素、聚氯乙烯、納米氧化鋁、納米碳化硅繼續(xù)緩慢 加熱，在1小時內(nèi)溫度升高至180 °C為止，開始緩慢冷卻，當(dāng)冷卻至120 °C時，直接添加到高速 攪拌共混開始進(jìn)行預(yù)塑化，再添加到擠出機(jī)中進(jìn)行造粒，即可。
[0005] 本發(fā)明通過大量的實(shí)驗(yàn)研究，研制出的聚酯纖維充氣艇材料，并對其拉伸性能和 摩擦磨損性能進(jìn)行了研究，分析了拉伸斷口和摩損表面的形貌。結(jié)果表明：通過對聚酯纖維 和天然橡膠進(jìn)行的預(yù)處理，配合添加的竹纖維納米晶須和輔助劑使得制成的材料的經(jīng)向和 煒向的拉伸強(qiáng)度提高了5.1 %、15.0 %，經(jīng)向和煒向的彈性模量提高了35.1 %、27.0% ;材料 的耐磨損性能得到極大的提高，材料的摩擦因數(shù)降低了 24.2%、磨損率減少了 96.0%，并 且，制成的材料氣密性得到極大的提升。
[0006] 通過大量實(shí)驗(yàn)研究，對不同粒徑和不同處理的納米碳化硅對本發(fā)明制備的充氣艇 材料的性能進(jìn)行了分析，得出最佳納米碳化硅粒徑能夠更加均勻的分布在充氣艇材料中， 對充氣艇的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率和耐溫性能具有極大的提高和對充氣艇的壽命、耐腐蝕 性都有補(bǔ)強(qiáng)效果，且本發(fā)明選用的碳化硅粒徑及與其它成分分布匹配時有最好的補(bǔ)強(qiáng)效 果，還可以有效提高充氣艇的熱穩(wěn)定性。
[0007] 添加經(jīng)過處理的納米氧化鋁，能夠降低充氣艇的摩擦系數(shù)，減小摩擦損耗，具有優(yōu) 異的耐磨性;耐天候老化和臭氧老化性能好，經(jīng)久耐用，極大的提高了充氣艇的使用壽命。
[0008] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明制備的充氣艇材料，柔韌性好，強(qiáng)度高，通過各成分 的相互協(xié)同作用，材料的拉伸性能、硬度、斷裂伸長率都有極大的提高;各成分之間界面相 容性和分散性好，抗老化能力和對光和熱的穩(wěn)定性佳，抗沖擊強(qiáng)度得到了極大的提高，材料 的接觸角大于150°，疏水性極高，耐天候老化和臭氧老化性能好，經(jīng)久耐用，極大的提高了 充氣艇的使用壽命;本發(fā)明通過添加聚氯乙烯與丁腈橡膠的協(xié)同作用，使得充氣材料的氣 密性提高了3.5倍，在20號機(jī)油中，拉伸彈性模量的殘率提高了75%以上，耐鹽水性拉伸強(qiáng)度 殘率達(dá)到100%，耐低溫性由原來的-30°C降低到-45°C ;本發(fā)明充氣艇材料制備的充氣艇壽 命比普通充氣艇的壽命提高了 70%。
【具體實(shí)施方式】
[0009] -種高強(qiáng)度耐磨充氣艇材料，按重量份計(jì)由以下成分制成:聚酯纖維48、竹纖維納 米晶須12、羧甲基纖維素1、聚氯乙烯10、丁腈橡膠1.5、納米氧化鋁0.6、納米碳化硅0.4、天 然橡膠112、輔助劑2; 所述輔助劑按百分比計(jì)由以下成分制成:30%淀粉、50%環(huán)氧大豆油、12%鈦酸酯、8%丙烯 酰胺;所述淀粉為玉米淀粉，所述輔助劑的制備方法為:將淀粉、環(huán)氧大豆油、鈦酸酯、丙烯 酰胺按各自百分比添加到高混機(jī)中，在78°C下，以lOOOr/min速度攪拌30分鐘，即可； 所述聚酯纖維經(jīng)過預(yù)處理:將聚酯纖維放入質(zhì)量濃度為12%的馬來酸溶液中浸泡20分 鐘并采用紫外光照射30s，過濾，洗滌，再放入質(zhì)量濃度為90%的乙醇溶液中浸泡20分鐘并采 用紫外光照射45s，過濾，洗滌，然后放入質(zhì)量濃度為13.5%的丙烯酸溶液中，浸泡30分鐘并 采用紫外光照射1分鐘，過濾，洗滌，干燥，即可； 所述納米氧化鋁的粒度為24-26nm，所述納米氧化鋁經(jīng)過預(yù)處理:將納米氧化鋁添加到 質(zhì)量濃度為5.6%的馬來酸溶液中，加熱至44°C，攪拌10分鐘，添加納米氧化鋁質(zhì)量2%的聚甲 基丙烯酸甲酯，加熱至68°C，攪拌20分鐘，然后，過濾，烘干，即可； 所述納米碳化娃的粒度為18_20nm，所述納米碳化娃經(jīng)過預(yù)處理:將納米碳化娃添加到 質(zhì)量濃度為6.5%的硬脂酸溶液中，常溫浸泡30分鐘后，過濾，烘干，即可； 所述天然橡膠經(jīng)過預(yù)處理:將天然橡膠與其質(zhì)量1.25%的高嶺土與炭黑混合物在134°C 下，進(jìn)行混合，并以650r/min轉(zhuǎn)速攪拌25分鐘，自然冷卻至室溫，即可;所述高嶺土與炭黑混 合物中高嶺土與炭黑按3 :1質(zhì)量比例混合而成，所述高嶺土與炭黑混合物經(jīng)過有機(jī)硅烷偶 聯(lián)劑si-6改性處理。
[0010] -種高強(qiáng)度耐磨充氣艇材料的制備方法，包括： 1) 按重量份分別稱取，聚酯纖維48、竹纖維納米晶須12、羧甲基纖維素1、聚氯乙烯10、 丁腈橡膠1.5、納米氧化鋁0.6、納米碳化硅0.4、天然橡膠112、輔助劑2; 2) 將聚酯纖維、丁腈橡膠、竹纖維納米晶須、天然橡膠、輔助劑均勻混合，初始溫度加熱 至137°C，持續(xù)15分鐘后，添加羧甲基纖維素、聚氯乙烯、納米氧化鋁、納米碳化硅繼續(xù)緩慢 加熱，在1小時內(nèi)溫度升高至180 °C為止，開始緩慢冷卻，當(dāng)冷卻至120 °C時，直接添加到高速 攪拌共混開始進(jìn)行預(yù)塑化，再添加到擠出機(jī)中進(jìn)行造粒，即可。
[0011] 本發(fā)明經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)研究對于聚氯乙烯與丁腈橡膠添加的量對本發(fā)明充氣艇材 料性能的影響(相對于普通充氣艇材料）：
表1 由表1可以看出本發(fā)明中聚氯乙烯與丁腈橡膠不同添加的量對本發(fā)明充氣艇材料性能 的影響不同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高強(qiáng)度耐磨充氣艇材料，其特征在于，按重量份計(jì)由以下成分制成：聚酯纖維 48、竹纖維納米晶須12、羧甲基纖維素1、聚氯乙烯10、丁腈橡膠1.5、納米氧化鋁0.6、納米碳 化硅0.4、天然橡膠112、輔助劑2; 所述輔助劑按百分比計(jì)由以下成分制成：30%淀粉、50%環(huán)氧大豆油、12%鈦酸酯、8%丙烯 酰胺;所述淀粉為玉米淀粉，所述輔助劑的制備方法為:將淀粉、環(huán)氧大豆油、鈦酸酯、丙烯 酰胺按各自百分比添加到高混機(jī)中，在78°C下，以lOOOr/min速度攪拌30分鐘，即可； 所述聚酯纖維經(jīng)過預(yù)處理:將聚酯纖維放入質(zhì)量濃度為12%的馬來酸溶液中浸泡20分 鐘并采用紫外光照射30s，過濾，洗滌，再放入質(zhì)量濃度為90%的乙醇溶液中浸泡20分鐘并采 用紫外光照射45s，過濾，洗滌，然后放入質(zhì)量濃度為13.5%的丙烯酸溶液中，浸泡30分鐘并 采用紫外光照射1分鐘，過濾，洗滌，干燥，即可； 所述納米氧化鋁的粒度為24-26nm，所述納米氧化鋁經(jīng)過預(yù)處理:將納米氧化鋁添加到 質(zhì)量濃度為5.6%的馬來酸溶液中，加熱至44°C，攪拌10分鐘，添加納米氧化鋁質(zhì)量2%的聚甲 基丙烯酸甲酯，加熱至68°C，攪拌20分鐘，然后，過濾，烘干，即可； 所述納米碳化娃的粒度為18_20nm，所述納米碳化娃經(jīng)過預(yù)處理:將納米碳化娃添加到 質(zhì)量濃度為6.5%的硬脂酸溶液中，常溫浸泡30分鐘后，過濾，烘干，即可； 所述天然橡膠經(jīng)過預(yù)處理:將天然橡膠與其質(zhì)量1.25%的高嶺土與炭黑混合物在134°C 下，進(jìn)行混合，并以650r/min轉(zhuǎn)速攪拌25分鐘，自然冷卻至室溫，即可;所述高嶺土與炭黑混 合物中高嶺土與炭黑按3 :1質(zhì)量比例混合而成，所述高嶺土與炭黑混合物經(jīng)過有機(jī)硅烷偶 聯(lián)劑si-6改性處理。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度耐磨充氣艇材料的制備方法，其特征在于，包括： 1) 按重量份分別稱取，聚酯纖維48、竹纖維納米晶須12、羧甲基纖維素1、聚氯乙烯10、 丁腈橡膠1.5、納米氧化鋁0.6、納米碳化硅0.4、天然橡膠112、輔助劑2; 2) 將聚酯纖維、丁腈橡膠、竹纖維納米晶須、天然橡膠、輔助劑均勻混合，初始溫度加熱 至137°C，持續(xù)15分鐘后，添加羧甲基纖維素、聚氯乙烯、納米氧化鋁、納米碳化硅繼續(xù)緩慢 加熱，在1小時內(nèi)溫度升高至180 °C為止，開始緩慢冷卻，當(dāng)冷卻至120 °C時，直接添加到高速 攪拌共混開始進(jìn)行預(yù)塑化，再添加到擠出機(jī)中進(jìn)行造粒，即可。
【文檔編號】C08K3/22GK105949528SQ201610419899
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】江雄陽
【申請人】安徽揚(yáng)帆充氣游樂設(shè)備制造有限公司