CN108676343A - 抗冲击抗蠕变机械臂及其制备方法 - Google Patents

抗冲击抗蠕变机械臂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗冲击抗蠕变机械臂及其制备方法，其中，所述制备方法包括：1)在温度为150‑180℃的条件下，将聚乙烯、马来酸酐和过氧化二异丙苯混合，制得混合物M1；2)将聚碳酸酯、混合物M1、碳纤维、纳米碳酸钙、氯化镁、硫化剂和促进剂进行混合熔炼，制得混合物M2；3)将混合物M2挤出造粒，制得颗粒物；4)将步骤3)中制得的颗粒物熔融后，经注射填充入模、保压塑形和冷却成型后，制得抗冲击抗蠕变机械臂。本发明将聚乙烯、马来酸酐和过氧化二异丙苯混合，再将上述改性后的材料与聚碳酸酯、碳纤维、纳米碳酸钙、氯化镁、硫化剂和促进剂混合熔炼，使得制得的机械臂能具有更好的抗冲击抗蠕变性能，满足工业使用的需求。

Description

抗冲击抗蠕变机械臂及其制备方法
技术领域
本发明涉及机械臂材料领域，具体地，涉及抗冲击抗蠕变机械臂及其制备方法。
背景技术
工程塑料作为一种使用领域极为广泛的塑料材料，其在生产中的使用极为广泛。且工程塑料以其相较于金属等材料更为低廉的价格和更为广泛的来源等性能，使得其被用于代替金属来制造机械手和机械臂等。而作为机械臂使用时，往往在使用过程中容易受到撞击，且使用环境也往往较为恶劣，因此，对其抗冲击及抗蠕变性能提出了更高的要求。
因此，提供一种具有良好的抗冲击抗蠕变性能，能使得其适应更为严苛的环境的抗冲击抗蠕变机械臂及其制备方法是本发明亟需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中一般塑料难以满足机械臂使用环境的需求的问题，从而提供一种具有良好的抗冲击抗蠕变性能，能使得其适应更为严苛的环境的抗冲击抗蠕变机械臂及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种抗冲击抗蠕变机械臂的制备方法，其中，所述制备方法包括：
1)在温度为150-180℃的条件下，将聚乙烯、马来酸酐和过氧化二异丙苯混合，制得混合物M1；
2)将聚碳酸酯、混合物M1、碳纤维、纳米碳酸钙、氯化镁、硫化剂和促进剂进行混合熔炼，制得混合物M2；
3)将混合物M2挤出造粒，制得颗粒物；
4)将步骤3)中制得的颗粒物熔融后，经注射填充入模、保压塑形和冷却成型后，制得抗冲击抗蠕变机械臂。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的抗冲击抗蠕变机械臂。
通过上述技术方案，本发明将聚乙烯、马来酸酐和过氧化二异丙苯在一定的温度条件下混合，对聚乙烯进行改性，而后将上述改性后的材料与聚碳酸酯、碳纤维、纳米碳酸钙、氯化镁、硫化剂和促进剂混合熔炼，再将上述熔炼后的混合物挤出造粒，而后通过注射填充入模、保压塑形和冷却成型，使得制得的机械臂能具有更好的抗冲击抗蠕变性能，满足工业使用的需求。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种抗冲击抗蠕变机械臂的制备方法，其中，所述制备方法包括：
1)在温度为150-180℃的条件下，将聚乙烯、马来酸酐和过氧化二异丙苯混合，制得混合物M1；
2)将聚碳酸酯、混合物M1、碳纤维、纳米碳酸钙、氯化镁、硫化剂和促进剂进行混合熔炼，制得混合物M2；
3)将混合物M2挤出造粒，制得颗粒物；
4)将步骤3)中制得的颗粒物熔融后，经注射填充入模、保压塑形和冷却成型后，制得抗冲击抗蠕变机械臂。
本发明将聚乙烯、马来酸酐和过氧化二异丙苯在一定的温度条件下混合，对聚乙烯进行改性，而后将上述改性后的材料与聚碳酸酯、碳纤维、纳米碳酸钙、氯化镁、硫化剂和促进剂混合熔炼，再将上述熔炼后的混合物挤出造粒，而后通过注射填充入模、保压塑形和冷却成型，使得制得的机械臂能具有更好的抗冲击抗蠕变性能，满足工业使用的需求。
上述材料的用量可以在宽的范围内选择，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，步骤1)中，相对于10重量份的所述聚乙烯，所述马来酸酐的用量为1-2重量份，所述过氧化二异丙苯的用量为1-2重量份。
混合时间可以根据实际需要进行调节，当然，在本发明的一种更为优选的实施方式中，步骤1)中，混合过程的混合时间为10-20min。
进一步优选的实施方式中，步骤2)中，相对于100重量份的所述聚碳酸酯，所述混合物M1的用量为10-30重量份，所述碳纤维的用量为5-10重量份，所述纳米碳酸钙的用量为3-6重量份，所述氯化镁的用量为5-20重量份，所述硫化剂的用量为1-5重量份，所述促进剂的用量为1-5重量份。
另一优选的实施方式中，步骤3)中，挤出造粒过程为采用双螺杆挤出机进行，且螺杆的转速为300-330r/min。
更为优选的实施方式中，步骤3)中，挤出造粒过程中挤出模头的温度为180-220℃。
为了使得最终制得的机械臂使用性能更好，具有更好的抗冲击等性能，一种优选的实施方式中，步骤4)中，注射填充入模过程中的注射压力为140-160Bar。
在本发明的另一优选的实施方式中，步骤4)中，所述保压塑形过程中的保压压力为100-120Bar。
更为优选的实施方式中，步骤4)中，冷却成型过程为吹风冷却。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的抗冲击抗蠕变机械臂。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
1)在温度为150℃的条件下，将10重量份的聚乙烯、1重量份马来酸酐和1重量份过氧化二异丙苯混合10min，制得混合物M1；
2)将100重量份的聚碳酸酯、10重量份混合物M1、5重量份碳纤维、3重量份纳米碳酸钙、5重量份氯化镁、1重量份硫化剂和1重量份促进剂进行混合熔炼，制得混合物M2；
3)将混合物M2采用螺杆转速为300r/min的双螺杆挤出机挤出造粒(其中，挤出模头的温度为180℃)，制得颗粒物；
4)将步骤3)中制得的颗粒物熔融后，经注射填充入模(注射压力为140Bar)、保压塑形(保压压力为100Bar)和风冷成型后，制得抗冲击抗蠕变机械臂A1。
实施例2
1)在温度为180℃的条件下，将10重量份的聚乙烯、2重量份马来酸酐和2重量份过氧化二异丙苯混合20min，制得混合物M1；
2)将100重量份的聚碳酸酯、30重量份混合物M1、10重量份碳纤维、6重量份纳米碳酸钙、20重量份氯化镁、5重量份硫化剂和5重量份促进剂进行混合熔炼，制得混合物M2；
3)将混合物M2采用螺杆转速为330r/min的双螺杆挤出机挤出造粒(其中，挤出模头的温度为220℃)，制得颗粒物；
4)将步骤3)中制得的颗粒物熔融后，经注射填充入模(注射压力为160Bar)、保压塑形(保压压力为120Bar)和风冷成型后，制得抗冲击抗蠕变机械臂A2。
实施例3
1)在温度为160℃的条件下，将10重量份的聚乙烯、1.5重量份马来酸酐和1.5重量份过氧化二异丙苯混合15min，制得混合物M1；
2)将100重量份的聚碳酸酯、20重量份混合物M1、8重量份碳纤维、5重量份纳米碳酸钙、10重量份氯化镁、3重量份硫化剂和3重量份促进剂进行混合熔炼，制得混合物M2；
3)将混合物M2采用螺杆转速为320r/min的双螺杆挤出机挤出造粒(其中，挤出模头的温度为200℃)，制得颗粒物；
4)将步骤3)中制得的颗粒物熔融后，经注射填充入模(注射压力为150Bar)、保压塑形(保压压力为110Bar)和风冷成型后，制得抗冲击抗蠕变机械臂A3。
实施例4
按照实施例1的制备方法进行制备，不同的是，混合物M1的用量为5重量份，碳纤维的用量为2重量份，纳米碳酸钙的用量为1重量份，制得抗冲击抗蠕变机械臂A4。
实施例5
按照实施例2的制备方法进行制备，不同的是，注射压力为50Bar，保压压力为40Bar，制得抗冲击抗蠕变机械臂A5。
对比例1
按照实施例1的制备方法进行制备，不同的是，不经过步骤1)，将混合物M1替换为聚乙烯，制得机械臂D1。
对比例2
按照实施例2的制备方法进行制备，不同的是，不加入碳纤维和纳米碳酸钙，制得机械臂D2。
测试例
将上述A1-A5、D1和D2按照GB/T1843检测其缺口冲击强度，按照GB/T1040.1检测其断裂伸长率，剖开上述机械臂，检测其内部是否有孔隙，得到的结果如表1所示。
表1
编号 缺口冲击强度(kJ/m2) 断裂伸长率(％) 内部孔隙
A1 31.2 320 无明显孔隙
A2 33.2 310 无明显孔隙
A3 33.6 320 无明显孔隙
A4 26.5 260 无明显孔隙
A5 22.1 300 肉眼可见孔隙
D1 12.1 220 无明显孔隙
D2 16.7 180 无明显孔隙
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种抗冲击抗蠕变机械臂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
1)在温度为150-180℃的条件下，将聚乙烯、马来酸酐和过氧化二异丙苯混合，制得混合物M1；
2)将聚碳酸酯、混合物M1、碳纤维、纳米碳酸钙、氯化镁、硫化剂和促进剂进行混合熔炼，制得混合物M2；
3)将混合物M2挤出造粒，制得颗粒物；
4)将步骤3)中制得的颗粒物熔融后，经注射填充入模、保压塑形和冷却成型后，制得抗冲击抗蠕变机械臂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤1)中，相对于10重量份的所述聚乙烯，所述马来酸酐的用量为1-2重量份，所述过氧化二异丙苯的用量为1-2重量份。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤1)中，混合过程的混合时间为10-20min。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤2)中，相对于100重量份的所述聚碳酸酯，所述混合物M1的用量为10-30重量份，所述碳纤维的用量为5-10重量份，所述纳米碳酸钙的用量为3-6重量份，所述氯化镁的用量为5-20重量份，所述硫化剂的用量为1-5重量份，所述促进剂的用量为1-5重量份。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤3)中，挤出造粒过程为采用双螺杆挤出机进行，且螺杆的转速为300-330r/min。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，步骤3)中，挤出造粒过程中挤出模头的温度为180-220℃。
7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤4)中，注射填充入模过程中的注射压力为140-160Bar。
8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤4)中，所述保压塑形过程中的保压压力为100-120Bar。
9.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤4)中，冷却成型过程为吹风冷却。
10.一种根据权利要求1-9中任意一项所述的制备方法制得的抗冲击抗蠕变机械臂。
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