CN115703928A

CN115703928A - 一种便携式海水过滤器用改性树脂及其制备方法

Info

Publication number: CN115703928A
Application number: CN202110942961.4A
Authority: CN
Inventors: 冉国文; 兰修才; 曹艳肖; 周淑芬; 李先红; 袁理
Original assignee: China Bluestar Chengrand Co Ltd
Current assignee: China Bluestar Chengrand Co Ltd
Priority date: 2021-08-17
Filing date: 2021-08-17
Publication date: 2023-02-17

Abstract

本发明公开了一种便携式海水过滤器用改性树脂及其制备方法，该材料由以下质量百分比的原料组成：树脂62～75%；相容剂3～5%；玻璃纤维20～30%；炭黑色母1.0～2.0%；抗氧剂0.2～0.5%；抗菌剂0.3～0.6%，抗UV剂0.2～0.5%，偶联剂0.2～0.5%。本发明将不同树脂合金化，并结合玻璃纤维和其它功能助剂，制备出高强度、高韧性、低密度、低吸水率，且具有优异的抗UV和抗霉菌性能的改性树脂，其优异的综合性能特别适合制作便携式海水过滤器，在海水域等其它淡水资源匮乏的区域使用。

Description

一种便携式海水过滤器用改性树脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及树脂技术领域，特别是涉及一种便携式海水过滤器用改性树脂及其制备方法。

背景技术

便携式海水过滤器是将海水或者其它非淡水过滤成淡水的装置，广泛应用于户外探险、海上航行，军事等领域。考虑到该设备的使用方法和环境，制备该设备的材料必须要具备如下特点：（1）高强度：过滤器在壁厚5~6mm的情况下，可以承受10MP以上的爆破压强；（2）高韧性：过滤器可以承受较强的碰撞冲击，不易损坏。（3）低密度：过滤器轻便、易携带。（4）吸水率低：过滤器的重量和性能不会因为大量吸水而发生变化。（5）耐候性优异：过滤器可以在光照、低温、潮湿等环境下长期使用。（6）抗霉菌：过滤器不会产生大量霉菌，保证使用者的健康和安全。对于玻纤增强树脂而言，高强度通常意味着高玻纤含量，而玻纤含量越高，材料的密度也会越大。因此，对于玻纤增强树脂而言，高强度和低密度很难同时实现。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种便携式海水过滤器用改性树脂及其制备方法，利用合金化的思路，将不同树脂基体的性能相结合，通过玻璃纤维的增强作用以及其它助剂的功能化作用，制备出一种高强度、高韧性、低密度、低吸水率、抗UV、抗霉菌和耐盐碱的改性树脂材料，保证了便携式海水过滤器的使用安全和可靠性的同时，又极大地减轻了使用者的携带负担。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种便携式海水过滤器用改性树脂，其由以下质量百分比的组分组成：

树脂：62～75%；

相容剂：3～5%；

玻璃纤维：20～30%；

炭黑色母：1.0～2.0%；

抗氧剂：0 .2～0.5%；

抗菌剂：0 .3～0.6%；

抗UV剂：0.2～0.5%；

偶联剂：0.2～0.5%。

优选的，所述的树脂为尼龙6，尼龙610，尼龙11，聚苯醚（PPO），高抗冲聚苯乙烯（HIPS）中的至少两种。

优选的，所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，POE接枝马来酸酐，PS接枝马来酸酐，SBS接枝马来酸酐中的至少一种。

优选的，所述的玻璃纤维为988A，ECS303W-3-K，ECS306-3-K，ECS3014B，ECS301HP-3-H中的一种或多种。

优选的，所述的炭黑色母为2772，EG3807，PA3785中的一种或多种。

优选的，所述的抗氧剂为1010，168，B561，B1171，JC1245中的一种或多种。

优选的，所述的抗菌剂为RBV-600V，B401，B20，AEM-5700中的一种或多种。

优选的，所述的抗UV剂为234，326，622，1577，783，850中的一种或多种。

优选的，所述的偶联剂为KH550，KH560，KH570，201中的一种或多种。

一种便携式海水过滤器用改性树脂的制备方法，包括以下步骤：

步骤（1）将充分干燥后的树脂和其它助剂加入搅拌机混合3~5min，所述的搅拌机的电机功率为30 kw，主轴转速为475转/分钟；

步骤（2）将步骤（1）得到的混合物加入双螺杆挤出机中，通过侧喂料的方法将玻纤加入，熔融共混并挤出造粒，得到便携式海水过滤器用改性树脂材料；述的双螺杆挤出机的长径比为36~52，螺杆转速为300~450转/分钟，挤出温度为240~280℃。

本发明的优点是：

（1）本发明利用高分子材料的合金化技术，充分兼顾了玻纤增强树脂的强度和密度，在保证材料具备高强度的前提下，使材料的密度尽可能低。

（2）本发明通过不同助剂的组合、协同使用，使得改性树脂材料同时具备低吸水率、抗UV、抗霉菌等功能，以满足便携式海水过滤器的使用要求。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

作为本发明一种最基本的实施方案，本实施例公开了一种便携式海水过滤器用改性树脂，其由以下质量百分比的组分组成：尼龙6：43%；聚苯醚（PPO）：25%；SBS接枝马来酸酐：4%；玻璃纤维 ECS3014B：25%；炭黑色母 PA3785：1.5%；抗氧剂 1010：0.2% ；抗氧剂168：0.2%；抗菌剂RBV-600V：0.6% ；抗UV剂234：0.3%；偶联剂 KH550：0.2%。

采用以下步骤：

步骤（1）将充分干燥后的树脂和其它助剂加入搅拌机混合3 min，转速475转/分钟；

步骤（2）将步骤（1）得到的混合物加入双螺杆挤出机中，通过侧喂料的方法将玻纤加入，熔融共混并挤出造粒，所述的双螺杆挤出机的长径比为36，螺杆转速为450转/分钟，挤出温度为260~280 ℃。

实施例2：

作为本发明一种最基本的实施方案，本实施例公开了一种便携式海水过滤器用改性树脂，其由以下质量百分比的组分组成：聚苯醚（PPO）：30%；高抗冲聚苯乙烯（HIPS）：10%；尼龙6：25%；SBS接枝马来酸酐：4%；玻璃纤维 ECS306-3-K：28%；炭黑色母 EG3807：1.8%；抗氧剂 JC-1245：0.2%；抗菌剂B401：0.3%；抗UV剂622：0.2%；偶联剂 KH570：0.5%。

采用以下步骤：

步骤（1）将充分干燥后的树脂和其它助剂加入搅拌机混合4 min，转速475转/分钟；

步骤（2）将步骤（1）得到的混合物加入双螺杆挤出机中，通过侧喂料的方法将玻纤加入，熔融共混并挤出造粒，所述的双螺杆挤出机的长径比为40，螺杆转速为300转/分钟，挤出温度为260~280 ℃。

实施例3：

作为本发明一种最基本的实施方案，本实施例公开了一种便携式海水过滤器用改性树脂，其由以下质量百分比的组分组成：尼龙610：45%；尼龙11：30%；POE接枝马来酸酐：3%；玻璃纤维 ECS301HP-3-H：20%；炭黑色母 PA3785：1%；抗氧剂 B561：0.2%；抗菌剂AEM-5700：0.4%；抗UV剂1577：0.2%；偶联剂 KH550：0.2%。

采用以下步骤：

步骤（2）将步骤（1）得到的混合物加入双螺杆挤出机中，通过侧喂料的方法将玻纤加入，熔融共混并挤出造粒，所述的双螺杆挤出机的长径比为40，螺杆转速为400转/分钟，挤出温度为240~260 ℃。

实施例4：

作为本发明一种最基本的实施方案，本实施例公开了一种便携式海水过滤器用改性树脂，其由以下质量百分比的组分组成：尼龙6：20%；聚苯醚（PPO）：42%；SBS接枝马来酸酐：5%；玻璃纤维 ECS3014B：15%；玻璃纤维 ECS306-3-K：15%；炭黑色母 PA3785：1%；抗氧剂1010：0.3% ；抗氧剂168：0.2%；抗菌剂RBV-600V：0.6% ；抗UV剂234：0.2%；抗UV剂326：0.3%；偶联剂 KH550：0.4%。

采用以下步骤：

步骤（1）将充分干燥后的树脂和其它助剂加入搅拌机混合3 min，转速475转/分钟。将两种玻纤加入搅拌机混合4min，转速475转/分钟；

步骤（2）将步骤（1）得到的混合物加入双螺杆挤出机中，通过侧喂料的方法将（1）中混合好的两种玻纤加入，熔融共混并挤出造粒，所述的双螺杆挤出机的长径比为36，螺杆转速为300转/分钟，挤出温度为260~280 ℃。

对比例1：

作为上述实施例的一种对比方案，本对比例公开了一种便携式海水过滤器用改性树脂，其由以下质量百分比的组分组成：尼龙11：65%； POE接枝马来酸酐：3%；玻璃纤维ECS301HP-3-H：30%；炭黑色母 PA3785：1.0%；抗氧剂 1010：0.2%；抗氧剂 168：0.1%；抗菌剂RBV-600V：0.3%；抗UV剂326：0.2%；偶联剂 KH550：0.2%。

采用以下步骤：

步骤（2）将步骤（1）得到的混合物加入双螺杆挤出机中，通过侧喂料的方法将玻纤加入，熔融共混并挤出造粒，所述的双螺杆挤出机的长径比为52，螺杆转速为400转/分钟，挤出温度为230~250 ℃。

对比例2：

作为上述实施例的一种对比方案，本对比例公开了一种便携式海水过滤器用改性树脂，其由以下质量百分比的组分组成：尼龙6：64%；POE接枝马来酸酐：3%；玻璃纤维ECS301HP-3-H：30%；炭黑色母 PA3785：2.0%；抗氧剂 1010：0.2%；抗氧剂 168：0.1%；抗菌剂RBV-600V：0.3%；抗UV剂234：0.2%；偶联剂 KH550：0.2%。

采用以下步骤：

步骤（2）将步骤（1）得到的混合物加入双螺杆挤出机中，通过侧喂料的方法将玻纤加入，熔融共混并挤出造粒，所述的双螺杆挤出机的长径比为52，螺杆转速为400转/分钟，挤出温度为245~265 ℃。

对比例3：

作为本发明一种最基本的实施方案，本实施例公开了一种便携式海水过滤器用改性树脂，其由以下质量百分比的组分组成：尼龙6：45.8%；聚苯醚（PPO）：30.2%；SBS接枝马来酸酐：4%；玻璃纤维 ECS3014B：17%；炭黑色母 PA3785：1.5%；抗氧剂 1010：0.2% ；抗氧剂168：0.2%；抗菌剂RBV-600V：0.6% ；抗UV剂234：0.3%；偶联剂 KH550：0.2%。

采用以下步骤：

步骤（2）将步骤（1）得到的混合物加入双螺杆挤出机中，通过侧喂料的方法将玻纤加入，熔融共混并挤出造粒，所述的双螺杆挤出机的长径比为36，螺杆转速为300转/分钟，挤出温度为240~280 ℃。

对比例4：

作为本发明一种最基本的实施方案，本实施例公开了一种便携式海水过滤器用改性树脂，其由以下质量百分比的组分组成：尼龙6：32.2%；聚苯醚（PPO）：20.8%；SBS接枝马来酸酐：4%；玻璃纤维 ECS3014B：40%；炭黑色母 PA3785：1.5%；抗氧剂 1010：0.2% ；抗氧剂168：0.2%；抗菌剂RBV-600V：0.6% ；抗UV剂234：0.3%；偶联剂 KH550：0.2%。

采用以下步骤：

对实施例1~4和对比例1~4所得产品进行测试，测试项目及方法为：密度按照ISO1183进行测试。灰分按照ISO 3451进行测试。吸水率按照ISO 62进行测试，测试条件为（23±1）℃，（24±1）hr。拉伸强度按照ISO 527进行测试，拉伸速率为50mm/min。弯曲强度按照ISO 178进行测试，弯曲速率为2mm/min。简支梁缺口冲击强度按照ISO 179进行测试，测试温度为（23±1）℃。抗霉菌性按照QB/T 2591进行测试。抗UV性能按照 ISO 4892-2 方法A进行，喷水并光照老化1000h。材料的耐低温测试方法为：将简支梁缺口冲击样条放入-30℃恒温器中4h，然后立即按照ISO 179进行测试。过滤器的自由落体撞击试验的方法为：将过滤器从2m处自由下落至水泥地面，观察过滤器有无破碎、裂纹等现象。过滤器的耐低温试验方法为：将过滤器放入-30℃恒温器中4h，然后立按照自由落体撞击试验进行测试。过滤器的爆破压强采用手动液压机进行测试。结果如表1：

表1 各材料及相应注塑产品的性能测试结果

从上表可以看出，4个实施例虽然在性能上有一定的差异，但均同时具有高强度、高韧性、低密度、低吸水率、抗UV和抗霉菌的性能，用4个实施例注塑成的过滤器，其可承受的爆破压强均满足10MPa以上的要求，重量均小于1.3kg。然而，采用单一树脂基体制备的3种材料就不具备优异的综合性能：对比例1选用单一尼龙11树脂，制备的材料拉伸强度太低，注塑成的过滤器无法达到10MPa的爆破压强；对比例2选用单一尼龙6树脂，制备的材料吸水率过高，过滤器接口处的尺寸会因为吸水过多而发生较大变化，影响其密封性。另外，吸水后过滤器的重量也会有一定增加。对比例3的玻纤含量只有17%，材料的强度过低，注塑成的过滤器的爆破压强只有8.5MPa，耐低温性能差，无法满足使用要求。对比例4的玻纤含量高达40%，其力学强度得到很大提升，但材料的密度过大，制备出的过滤器较重，不便于长期携带。因此，4个实施例更适合制备便携式海水过滤器。

综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出的其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。

Claims

1.一种便携式海水过滤器用改性树脂，其特征在于，其由以下质量百分含量的原料组成：

树脂：62～75%；

相容剂：3～5%；

玻璃纤维：20～30%；

炭黑色母：1.0～2.0%；

抗氧剂：0 .2～0.5%；

抗菌剂：0 .3～0.6%；

抗UV剂：0.2～0.5%；

偶联剂：0.2～0.5%。

2.根据权利要求1所述的一种便携式海水过滤器用改性树脂，其特征在于：所述的树脂为尼龙6，尼龙610，尼龙11，聚苯醚，高抗冲聚苯乙烯中的至少两种。

3.根据权利要求1所述的一种便携式海水过滤器用改性树脂，其特征在于：所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，POE接枝马来酸酐，PS接枝马来酸酐，SBS接枝马来酸酐中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种便携式海水过滤器用改性树脂，其特征在于：所述的玻璃纤维为988A，ECS303W-3-K，ECS306-3-K，ECS3014B，ECS301HP-3-H中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种便携式海水过滤器用改性树脂，其特征在于：所述的炭黑色母为2772，EG3807，PA3785中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种便携式海水过滤器用改性树脂，其特征在于：所述的抗氧剂为1010，168，B561，B1171，JC1245中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种便携式海水过滤器用改性树脂，其特征在于：所述的抗菌剂为RBV-600V，B401，B20，AEM-5700中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种便携式海水过滤器用改性树脂，其特征在于：所述的抗UV剂为234，326，622，1577，783，850中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的一种便携式海水过滤器用改性树脂，其特征在于：所述的偶联剂为KH550，KH560，KH570，201中的一种或多种。

10.一种便携式海水过滤器用改性树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤（1）将充分干燥后的树脂和其它助剂加入搅拌机混合3~5min；

步骤（2）将步骤（1）得到的混合物加入双螺杆挤出机中，通过侧喂料的方法将玻纤加入，熔融共混并挤出造粒，得到便携式海水过滤器用改性树脂材料；所述的双螺杆挤出机的长径比为36~52，螺杆转速为300~450转/分钟，挤出温度为240~280℃。