CN112111105A - 一种高强度电源支架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度电源支架，其原料按重量份包括：无规共聚聚丙烯80‑120份，环氧树脂10‑20份，氨基树脂15‑25份，聚酰胺4‑10份，氯化聚丙烯2‑5份，乙醇胺1‑2份，邻苯二甲酸二丁酯1‑3份，增强纤维15‑25份，乙酸纤维素微粉1‑5份，聚苯乙烯树脂15‑30份，分散剂1‑2份，抗氧剂1‑2份。增强纤维的制备过程中，将石墨烯、羧基化纤维素、水混合，蒸发，加入γ‑氨丙基‑三甲氧基硅，70‑80℃搅拌，过滤，洗涤，干燥，粉碎得到增强纤维。本发明公开了上述高强度电源支架制备方法，包括：将上述原料混合，送入双螺杆挤出机中共混后挤出，冷却，切粒，170‑190℃注塑成型得到高强度电源支架。
Description
技术领域
本发明涉及电源支架技术领域，尤其涉及一种高强度电源支架及其制备方法。
背景技术
电源作为电子元件，它在长时间使用过程中会产热，同时放在地板或者其他地方往往都是裸露放置，很容易从高度掉落或者被其他硬物撞击到，这样对电源的使用寿命是有很大影响的。
塑料制品在人们日常生活中有着不可缺少的地位，聚丙烯是一种无毒塑料，具有较高耐热性和良好的物理性能，应用广泛，目前电源一般通过支架采用挂钩的方式固定在箱体内，要求牢固、避免在运输或震动的环境下脱落，但是采用聚丙烯塑料的支架在安装的过程中存在耐冲击性差，拉伸强度低的技术问题，常时间使用易于损坏，且设备维修和拆装时都不方便，施工难度大，造成极大的施工效率困扰，增加了成本。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高强度电源支架及其制备方法。
一种高强度电源支架，其原料按重量份包括：无规共聚聚丙烯80-120份，环氧树脂10-20份，氨基树脂15-25份，聚酰胺4-10份，氯化聚丙烯2-5份，乙醇胺1-2份，邻苯二甲酸二丁酯1-3份，增强纤维15-25份，乙酸纤维素微粉1-5份，聚苯乙烯树脂15-30份，分散剂1-2份，抗氧剂1-2份。
优选地，无规共聚聚丙烯的乙烯单体含量<5％。
优选地，氯化聚丙烯为低氯化度氯化聚丙烯，其氯化度为21.5-24％。
优选地，增强纤维的制备过程中，将石墨烯、羧基化纤维素、水混合，蒸发，加入γ-氨丙基-三甲氧基硅，70-80℃搅拌，过滤，洗涤，干燥，粉碎得到增强纤维。
优选地，增强纤维的制备过程中，石墨烯、羧基化纤维素、水、γ-氨丙基-三甲氧基硅的质量比为2-4：10-15：30-50：1-2。
优选地，增强纤维的制备过程中，蒸发至含水量为10-20wt％。
优选地，分散剂为三硬脂酸甘油酯、硬脂酸钙、氧化聚乙烯蜡、微晶石蜡中至少一种。
优选地，抗氧剂为抗氧剂BHT、抗氧剂TNP、抗氧剂TPP、抗氧剂1010、抗氧剂264中至少一种。
上述高强度电源支架制备方法，包括如下步骤：将上述原料混合，送入双螺杆挤出机中共混后挤出，双螺杆挤出工艺条件为：一区：195-205℃；二区：200-210℃；三区：205-215℃；四区：220-230℃；五区：210-215℃；六区：190-200℃；机头温度：200-215℃；螺杆的转速为：400-500r/min，冷却，切粒，170-190℃注塑成型得到高强度电源支架。
本发明的技术效果如下所示：
氯化聚丙烯为聚丙烯分子链上引入氯原子的一种极性热塑性树脂，其与乙醇胺的相容性好，本发明采用两者复配，一方面所含羟基可与聚酰胺的强极性羰基形成氢键，另一方面其中的聚丙烯链与无规共聚聚丙烯、环氧树脂、氨基树脂的相容性佳，经过熔融挤出后，从而使得本发明的有机共混体系形成稳定的产物，在保持较高拉伸强度时，有效提高了冲击强度；
由于羧基化纤维素的羟基反应活性高，本发明采用羧基化纤维素与石墨烯复配，在γ-氨丙基-三甲氧基硅的作用下进行结合，石墨烯被羧基化纤维素包围，更利于羧基化纤维素的的分散稳定性，更好的分散在无规共聚聚丙烯、环氧树脂、氨基树脂中，进而改善体系的耐冲击性，而二维层状的石墨烯具有巨大的比表面积和力学性能，与乙酸纤维素微粉共同作用，可促使电源支架刚性和韧性达到平衡，增强效果显著。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种高强度电源支架，其原料包括：乙烯单体含量<5％的无规共聚聚丙烯80kg，环氧树脂20kg，氨基树脂15kg，聚酰胺10kg，氯化度为21.5％的氯化聚丙烯5kg，乙醇胺1kg，邻苯二甲酸二丁酯3kg，增强纤维15kg，乙酸纤维素微粉5kg，聚苯乙烯树脂15kg，微晶石蜡0.5kg，硬脂酸钙1.5kg，抗氧剂1010 1kg。
增强纤维的制备过程中，将4kg石墨烯、10kg羧基化纤维素、50kg水混合，10000r/min高速搅拌15min，蒸发至含水量为10wt％，加入2kgγ-氨丙基-三甲氧基硅，70℃搅拌20min，搅拌速度为300r/min，过滤，采用丙酮洗涤，干燥，粉碎得到增强纤维。
上述高强度电源支架制备方法，包括如下步骤：将上述原料送入高速混合机中搅拌20min，搅拌速度为1000r/min，送入双螺杆挤出机中共混后挤出，双螺杆挤出工艺条件为：一区：205℃；二区：200℃；三区：215℃；四区：220℃；五区：215℃；六区：190℃；机头温度：215℃；螺杆的转速为：400r/min，冷却，切粒，190℃注塑成型得到高强度电源支架。
实施例2
一种高强度电源支架，其原料包括：乙烯单体含量<5％的无规共聚聚丙烯120kg，环氧树脂10kg，氨基树脂25kg，聚酰胺4kg，氯化度为24％的氯化聚丙烯2kg，乙醇胺2kg，邻苯二甲酸二丁酯1kg，增强纤维25kg，乙酸纤维素微粉1kg，聚苯乙烯树脂30kg，三硬脂酸甘油酯1kg，抗氧剂264 2kg。
增强纤维的制备过程中，将2kg石墨烯、15kg羧基化纤维素、30kg水混合，12000r/min高速搅拌10min，蒸发至含水量为20wt％，加入1kgγ-氨丙基-三甲氧基硅，80℃搅拌10min，搅拌速度为500r/min，过滤，采用丙酮洗涤，干燥，粉碎得到增强纤维。
上述高强度电源支架制备方法，包括如下步骤：将上述原料送入高速混合机中搅拌10min，搅拌速度为1200r/min，送入双螺杆挤出机中共混后挤出，双螺杆挤出工艺条件为：一区：195℃；二区：210℃；三区：205℃；四区：230℃；五区：210℃；六区：200℃；机头温度：200℃；螺杆的转速为：500r/min，冷却，切粒，170℃注塑成型得到高强度电源支架。
实施例3
一种高强度电源支架，其原料包括：乙烯单体含量<5％的无规共聚聚丙烯90kg，环氧树脂18kg，氨基树脂18kg，聚酰胺8kg，氯化度为22.3％的氯化聚丙烯4kg，乙醇胺1.2kg，邻苯二甲酸二丁酯2.5kg，增强纤维18kg，乙酸纤维素微粉4kg，聚苯乙烯树脂20kg，硬脂酸钙1.7kg，抗氧剂TNP 1.2kg。
增强纤维的制备过程中，将3.5kg石墨烯、12kg羧基化纤维素、45kg水混合，10500r/min高速搅拌14min，蒸发至含水量为12wt％，加入1.7kgγ-氨丙基-三甲氧基硅，73℃搅拌18min，搅拌速度为350r/min，过滤，采用丙酮洗涤，干燥，粉碎得到增强纤维。
上述高强度电源支架制备方法，包括如下步骤：将上述原料送入高速混合机中搅拌18min，搅拌速度为1050r/min，送入双螺杆挤出机中共混后挤出，双螺杆挤出工艺条件为：一区：202℃；二区：203℃；三区：212℃；四区：224℃；五区：213℃；六区：193℃；机头温度：210℃；螺杆的转速为：420r/min，冷却，切粒，185℃注塑成型得到高强度电源支架。
实施例4
一种高强度电源支架，其原料包括：乙烯单体含量<5％的无规共聚聚丙烯110kg，环氧树脂12kg，氨基树脂22kg，聚酰胺6kg，氯化度为23.6％的氯化聚丙烯3kg，乙醇胺1.8kg，邻苯二甲酸二丁酯1.5kg，增强纤维22kg，乙酸纤维素微粉2kg，聚苯乙烯树脂24kg，氧化聚乙烯蜡1.3kg，抗氧剂TPP 1.8kg。
增强纤维的制备过程中，将2.5kg石墨烯、14kg羧基化纤维素、35kg水混合，11500r/min高速搅拌12min，蒸发至含水量为18wt％，加入1.3kgγ-氨丙基-三甲氧基硅，77℃搅拌12min，搅拌速度为450r/min，过滤，采用丙酮洗涤，干燥，粉碎得到增强纤维。
上述高强度电源支架制备方法，包括如下步骤：将上述原料送入高速混合机中搅拌12min，搅拌速度为1150r/min，送入双螺杆挤出机中共混后挤出，双螺杆挤出工艺条件为：一区：198℃；二区：207℃；三区：208℃；四区：228℃；五区：211℃；六区：197℃；机头温度：205℃；螺杆的转速为：480r/min，冷却，切粒，175℃注塑成型得到高强度电源支架。
实施例5
一种高强度电源支架，其原料包括：乙烯单体含量<5％的无规共聚聚丙烯100kg，环氧树脂15kg，氨基树脂20kg，聚酰胺7kg，氯化度为23.1％的氯化聚丙烯3.5kg，乙醇胺1.5kg，邻苯二甲酸二丁酯2kg，增强纤维20kg，乙酸纤维素微粉3kg，聚苯乙烯树脂22kg，氧化聚乙烯蜡1.5kg，抗氧剂BHT 1.5kg。
增强纤维的制备过程中，将3kg石墨烯、13kg羧基化纤维素、40kg水混合，11000r/min高速搅拌13min，蒸发至含水量为15wt％，加入1.5kgγ-氨丙基-三甲氧基硅，75℃搅拌15min，搅拌速度为400r/min，过滤，采用丙酮洗涤，干燥，粉碎得到增强纤维。
上述高强度电源支架制备方法，包括如下步骤：将上述原料送入高速混合机中搅拌15min，搅拌速度为1100r/min，送入双螺杆挤出机中共混后挤出，双螺杆挤出工艺条件为：一区：200℃；二区：205℃；三区：210℃；四区：226℃；五区：212℃；六区：195℃；机头温度：208℃；螺杆的转速为：450r/min，冷却，切粒，180℃注塑成型得到高强度电源支架。
对比例1
一种高强度电源支架，其原料包括：乙烯单体含量<5％的无规共聚聚丙烯100kg，环氧树脂15kg，氨基树脂20kg，聚酰胺7kg，氯化度为23.1％的氯化聚丙烯3.5kg，乙醇胺1.5kg，邻苯二甲酸二丁酯2kg，乙酸纤维素微粉3kg，聚苯乙烯树脂22kg，氧化聚乙烯蜡1.5kg，抗氧剂BHT 1.5kg。
上述高强度电源支架制备方法，包括如下步骤：将上述原料送入高速混合机中搅拌15min，搅拌速度为1100r/min，送入双螺杆挤出机中共混后挤出，双螺杆挤出工艺条件为：一区：200℃；二区：205℃；三区：210℃；四区：226℃；五区：212℃；六区：195℃；机头温度：208℃；螺杆的转速为：450r/min，冷却，切粒，180℃注塑成型得到高强度电源支架。
对比例2
一种高强度电源支架，其原料包括：乙烯单体含量<5％的无规共聚聚丙烯100kg，环氧树脂15kg，氨基树脂20kg，聚酰胺7kg，氯化度为23.1％的氯化聚丙烯3.5kg，乙醇胺1.5kg，邻苯二甲酸二丁酯2kg，羧基化纤维素20kg，乙酸纤维素微粉3kg，聚苯乙烯树脂22kg，氧化聚乙烯蜡1.5kg，抗氧剂BHT 1.5kg。
上述高强度电源支架制备方法，包括如下步骤：将上述原料送入高速混合机中搅拌15min，搅拌速度为1100r/min，送入双螺杆挤出机中共混后挤出，双螺杆挤出工艺条件为：一区：200℃；二区：205℃；三区：210℃；四区：226℃；五区：212℃；六区：195℃；机头温度：208℃；螺杆的转速为：450r/min，冷却，切粒，180℃注塑成型得到高强度电源支架。
将实施例5和对比例1-2所得高强度电源支架进行机械性能测试，具体如下：
①根据GB/T 1633-2000热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定测试维卡软化温度；
②根据GB/T 1843-2008塑料悬臂梁冲击强度的测定测试冲击强度；
③根据GB/T 1040.1-2018塑料拉伸性能的测定测试拉伸强度和断裂伸长率；
④根据GB/T 9341-2008塑料弯曲性能的测定测试弯曲强度。
其结果如下：
| 实施例5 | 对比例1 | 对比例2 | |
| 维卡软化点，℃ | 147.3 | 115.0 | 123.6 |
| 冲击强度，kJ/m<sup>2</sup> | 62 | 44 | 50 |
| 拉伸强度，Mpa | 43 | 21 | 25 |
| 断裂伸长率，％ | 81 | 62 | 55 |
| 弯曲强度，Mpa | 52 | 29 | 34 |
由上表可知：实施例5所得电源支架的机械性能优于对比例，而且维卡软化点也高于对比例，证实本发明所得电源支架具有优异的力学性能，其刚性和韧性达到平衡，增强效果显著。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高强度电源支架，其特征在于，其原料按重量份包括：无规共聚聚丙烯80-120份，环氧树脂10-20份，氨基树脂15-25份，聚酰胺4-10份，氯化聚丙烯2-5份，乙醇胺1-2份，邻苯二甲酸二丁酯1-3份，增强纤维15-25份，乙酸纤维素微粉1-5份，聚苯乙烯树脂15-30份，分散剂1-2份，抗氧剂1-2份。
2.根据权利要求1所述高强度电源支架，其特征在于，无规共聚聚丙烯的乙烯单体含量<5％。
3.根据权利要求1所述高强度电源支架，其特征在于，氯化聚丙烯为低氯化度氯化聚丙烯，其氯化度为21.5-24％。
4.根据权利要求1所述高强度电源支架，其特征在于，增强纤维的制备过程中，将石墨烯、羧基化纤维素、水混合，蒸发，加入γ-氨丙基-三甲氧基硅，70-80℃搅拌，过滤，洗涤，干燥，粉碎得到增强纤维。
5.根据权利要求4所述高强度电源支架，其特征在于，增强纤维的制备过程中，石墨烯、羧基化纤维素、水、γ-氨丙基-三甲氧基硅的质量比为2-4：10-15：30-50：1-2。
6.根据权利要求4所述高强度电源支架，其特征在于，增强纤维的制备过程中，蒸发至含水量为10-20wt％。
7.根据权利要求1所述高强度电源支架，其特征在于，分散剂为三硬脂酸甘油酯、硬脂酸钙、氧化聚乙烯蜡、微晶石蜡中至少一种。
8.根据权利要求1所述高强度电源支架，其特征在于，抗氧剂为抗氧剂BHT、抗氧剂TNP、抗氧剂TPP、抗氧剂1010、抗氧剂264中至少一种。
9.一种如权利要求1-8任一项所述高强度电源支架制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将上述原料混合，送入双螺杆挤出机中共混后挤出，双螺杆挤出工艺条件为：一区：195-205℃；二区：200-210℃；三区：205-215℃；四区：220-230℃；五区：210-215℃；六区：190-200℃；机头温度：200-215℃；螺杆的转速为：400-500r/min，冷却，切粒，170-190℃注塑成型得到高强度电源支架。
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