CN104912837B - 抗静电自清洁扇叶及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗静电自清洁扇叶及其制作工艺，是针对解决现有同类扇叶产品抗静电自清洁性能较差的技术问题而设计。该扇叶的扇体设有扇片，或扇片与扇体一体成型，其要点所述扇体的扇片采用工程塑胶材料制成，工程塑胶材料内添加导电炭黑、碳纤维、石墨烯，具体为：以工程塑胶材料为原料，加入3%‑5%的石墨烯，再加入0.5%活性剂、0.5%凝固剂，经过搅拌机搅拌均匀，在300‑425℃温度下熔融，再经过冷却、抽粒和切断过程，制作出塑胶原料颗粒；再利用工程塑胶成型技术，设定温度为250度‑300℃，即可注塑出扇体。其灰尘少、成本低、噪音低、寿命长，适合作为抗静电自清洁扇叶使用，以及作为散热风扇等风扇的扇叶使用。

Description

抗静电自清洁扇叶及其制作工艺

技术领域

本发明涉及扇叶，是一种抗静电自清洁扇叶及其制作工艺。

背景技术

目前应用于风扇的材料有很多种，如PBT、ABS、PP、PA等塑胶原料，业界除了考虑风扇防火材料的同时，也会考虑为了增强扇叶运转过程中因来自风的阻力受到的强度考验，有时候也会增加一些玻璃纤维和增韧剂来提升扇叶的强度和韧性。但目前业界的风扇材料均无法解决风扇因为运转过程中剪切风而产生的灰尘吸附，特别是在空气环境比较恶劣的情况下，这种现象就变得非常明显，风扇在使用一年以上，扇叶表面均会被灰尘吸附满。从而会产生以下几种现象：1.增加了转子的重量，造成转子因为吸附灰尘的不均匀性而产生动不平衡，导致马达的负荷加重，以及加重轴与轴承的严重磨损，降低了风扇产品的寿命和品质；2.由于灰尘吸附，通过的风受到表面的阻力比较大，降低了在运转过程中风的通过量，造成散热性能下降和噪音提升，容易损伤被散热的机器或设备；3.很多终端客户在使用时间长久之后需要手动来清理风扇。所以针对以上的现象，目前风扇制造业界急需能够解决这问题的材料，并且追求低噪音和低功耗是一种大趋势。

现有抗静电风扇，如中国专利文献中披露的专利号ZL200520113697.X，授权公告日2006年10月11日，实用新型名称“抗静电的风扇”；该风扇具有风扇叶、框架与马达，马达设置于框架上，风扇叶设置于马达上，其特征在于风扇叶与框架的表面涂设有导电物质；当风扇叶运转时，空气中的灰尘粒子就不会因为静电吸附于风扇叶与框架的表面。但上述风扇和现有扇叶利用石墨烯材料制成的较少，石墨烯是一种二维碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯和少层石墨烯的统称，是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300W/m•K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm²/V•s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10^-8Ω•m，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种工程塑胶材料中加入石墨烯材料制成的抗静电自清洁扇叶，使其解决现有同类扇叶产品抗静电自清洁性能较差的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种抗静电自清洁扇叶，该扇叶的扇体设有扇片，其结构设计要点是所述扇体的扇片采用工程塑胶材料制成，工程塑胶材料内添加导电炭黑、碳纤维、石墨烯。以风扇为例，现有其它塑胶材料制作的扇叶在常温持续运转两个月后，50%的扇叶表面就积满灰尘，而加入石墨烯材料的扇叶在同等条件下，表面积有积灰尘的不到10%，且积尘量非常少。上述扇叶可以是吊扇等独立安装于扇座的扇叶。

所述扇体采用工程塑胶材料制成，工程塑胶材料内添加导电炭黑、碳纤维、石墨烯。即整个扇体均采用上述材料制成，上述扇体可以为整体成型的扇叶。

所述扇体为网罩扇，即网罩扇的网罩内设有漩涡形扇叶片和镂空孔。上述扇体采用鼓型扇叶结构，或其它现有结构制作均可，只需以下制作工艺能实现即可。

所述扇体的制作工艺如下：以工程塑胶材料为原料，加入3%-5%的石墨烯，再加入0.5%活性剂、0.5%凝固剂，经过搅拌机搅拌均匀，在300-425℃温度下熔融，再经过冷却、抽粒和切断过程，制作出塑胶原料颗粒；再利用工程塑胶成型技术，设定温度为250-300℃，即可注塑出扇体。

所述扇体的扇片在制作工艺中利用工程塑胶成型技术注塑扇体时，分模具腔体注入塑胶原料颗粒和工程塑胶材料，塑胶原料颗粒处为扇片，工程塑胶材料处为扇座。即扇片与扇体的其它结构之间通过不同材料注塑成型，或称扇片为扇体的部件，扇片通过上述扇体相同的工艺制作。

所述活性剂和凝固剂加入后，加入3%-5%的防火剂，再经过搅拌机搅拌均匀，防火剂为氯化橡胶、聚氯乙烯、含磷树脂、芳香族和高氯化合物、含卤脂族磷酸酯、含磷的醇类、二聚的六氯环戊二烯、六溴环十二烷的有机物防火剂，或为氯化铵、溴化铵、硼砂、硼酸、磷酸铵、磷酸钠、钨酸钠、水玻璃、三氧化二锑的无机物防火剂。防火剂能进一步提高轴承的防火等级。

所述活性剂加入后，加入3%-5%的抗静电剂，再经过搅拌机搅拌均匀；抗静电剂为非极性基团，采用烷基或烷芳基。抗静电剂能进一步提高轴承的抗静电性能，抗静电剂一般都具有表面活性剂的特征，现有抗静电剂包括极性基团和非极性基团。常用的极性基团（即亲水基）有：羧酸、磺酸、硫酸、磷酸的阴离子，胺盐、季铵盐的阳离子，以及-OH、-O-等基团；常用的非极性基团（即亲油基或疏水基）有：烷基、烷芳基等，从而形成了纤维工业常用的五种基本类型的ASA，即胺的衍生物、季铵盐、硫酸酯、磷酸酯以及聚乙二醇的衍生物。ASA 当涂层用时，疏水基团吸附于材料表面，最外层形成一层ASA 的分子层。该扇叶添加的抗静电剂为非极性基团，当采用共聚方法形成双组分纤维时，材料表面有一个平滑的ASA 分子层，表面摩擦系数的降低使静电产生几率减少。

所述活性剂为十二烷基硫酸钠。

所述凝固剂为导电炭黑、碳纤维，以及醋酸铵和醋酸的水溶液、硝酸钙的醇溶液、氟硅酸钠的水溶液、醋酸或甲酸。

本发明结构设计合理，灰尘少、成本低、噪音低、寿命长，生产、制作可行；适合作为抗静电自清洁扇叶使用，以及作为散热风扇等风扇的扇叶使用，及同类产品的进一步改进。

附图说明

图1是本发明的结构示意图一。

图2是本发明的结构示意图二。

图3是本发明的散热风扇使用实施例部分***结构示意图。

附图序号及名称：1、扇体，101、扇片，2、网罩扇，3、散热风扇架。

具体实施方式

现结合附图，对本发明结构和使用作进一步描述。如图1、图3所示，散热风扇包括一组旋转体、马达组、轴承。该散热风扇与传统的结构有着相同的旋转体、马达组、基架、轴承等组成，旋转体含有轴芯、塑胶扇叶、磁条、马达壳，扇体1放置于散热风扇架3内，扇体设有扇片101。同时，如图2所示，扇体亦可采用网罩扇2，即网罩扇的网罩内设有漩涡形扇叶片和镂空孔。本发明在塑胶扇叶的工程塑胶粒中掺加一定比例的防静电和自清洁的材料，利用工程塑胶射出成型的传统工艺，注塑出可用于工业和家电使用的风扇叶轮，风扇产品组装完成后，在正常运转的时候可以起到少积累灰尘的作用。本发明的复合材料利用目前业界常用的工程塑胶成型技术，在工程塑胶材料里添加导电炭黑、碳纤维、石墨烯等抗静电比较好的材料，以便减少因为旋转产生的灰尘吸附。即现有工程塑胶料利用电炭黑、碳纤维、石墨烯等材料，由于石墨烯添加后工程塑胶材料制成的产品表面导电率增加，从而减少灰尘的吸附。所以利用此材料的特性，再结合传统工艺的注塑成型技术，以便达到灰尘少、成本低、低噪音和长寿命的风扇。

扇体具体制作工艺如下：以工程塑胶材料为原料，加入3%-5%的石墨烯，再加入0.5%活性剂、0.5%凝固剂，经过搅拌机搅拌均匀，在300-425℃温度下熔融，再经过冷却、抽粒和切断过程，制作出塑胶原料颗粒；再利用工程塑胶成型技术，设定温度为250-300℃，即可注塑出扇体。扇体的扇片在上述制作工艺中利用工程塑胶成型技术注塑扇体时，分模具腔体注入塑胶原料颗粒和工程塑胶材料，塑胶原料颗粒处为扇片，工程塑胶材料处为扇座。即扇片与扇体的其它结构之间通过不同材料注塑成型。上述活性剂为十二烷基硫酸钠；凝固剂为导电炭黑、碳纤维，及醋酸铵和醋酸的水溶液、硝酸钙的醇溶液、氟硅酸钠的水溶液、醋酸或甲酸。同时，亦可在上述活性剂和凝固剂加入后，再加入3%-5%的防火剂和/或抗静电剂，增加其防火性能和抗静电性能。

综上所述，本发明涉及一种风扇扇叶新型复合材料，尤其涉及一种扇叶中添加抗静电和自清洁材料。有鉴于此，有必要提供一种复合材料，能够在风扇正常运转过程中减少静电吸附和自清洁的材料，从而实现低噪音、低功耗和高寿命的风扇。虽然以上描述了本发明的具体实施方法，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，本发明所描述的具体实施例只是说明性的，而不是用于对本发明技术范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效修饰及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (6)

1.一种抗静电自清洁扇叶的制作工艺，该扇叶的扇体（1）设有扇片（101），其特征在于所述扇体（1）的扇片（101）采用工程塑胶材料制成，工程塑胶材料内添加导电炭黑、碳纤维、石墨烯；所述扇体（1）采用工程塑胶材料制成，工程塑胶材料内添加导电炭黑、碳纤维、石墨烯；其特征在于所述扇体（1）的制作工艺如下：以工程塑胶材料为原料，加入3%-5%的石墨烯，再加入0.5%活性剂、0.5%凝固剂，经过搅拌机搅拌均匀，在300-425℃温度下熔融，再经过冷却、抽粒和切断过程，制作出塑胶原料颗粒；再利用工程塑胶成型技术，设定温度为250-300℃，即可注塑出扇体。

2.根据权利要求1所述的抗静电自清洁扇叶的制作工艺，其特征在于所述扇体（1）的扇片（101）在制作工艺中利用工程塑胶成型技术注塑扇体时，分模具腔体注入塑胶原料颗粒和工程塑胶材料，塑胶原料颗粒处为扇片，工程塑胶材料处为扇座。

3.根据权利要求1或2所述的抗静电自清洁扇叶的制作工艺，其特征在于所述活性剂和凝固剂加入后，加入3%-5%的防火剂，再经过搅拌机搅拌均匀，防火剂为氯化橡胶、聚氯乙烯、含磷树脂、芳香族和高氯化合物、含卤脂族磷酸酯、含磷的醇类、二聚的六氯环戊二烯、六溴环十二烷的有机物防火剂，或为氯化铵、溴化铵、硼砂、硼酸、磷酸铵、磷酸钠、钨酸钠、水玻璃、三氧化二锑的无机物防火剂。

4.根据权利要求1或2所述的抗静电自清洁扇叶的制作工艺，其特征在于所述活性剂加入后，加入3%-5%的抗静电剂，再经过搅拌机搅拌均匀；抗静电剂为非极性基团，采用烷基或烷芳基。

5.根据权利要求1或2所述的抗静电自清洁扇叶的制作工艺，其特征在于所述活性剂为十二烷基硫酸钠。

6.根据权利要求1或2所述的抗静电自清洁扇叶的制作工艺，其特征在于所述凝固剂为导电炭黑、碳纤维，以及醋酸铵和醋酸的水溶液、硝酸钙的醇溶液、氟硅酸钠的水溶液、醋酸或甲酸。