一種兒童座椅底座用材料的製備方法與流程
2023-05-25 02:39:06
本發明屬於兒童座椅材料製備技術領域，具體涉及一種兒童座椅底座用材料的製備方法。
背景技術：
不少家長誤以為，將孩子攬入懷中坐在副駕駛位置是最安全的方式，其實護子心切的家長們往往低估了車輛碰撞時產生的衝擊力強度，位於副駕駛的兒童往往容易被彈出的安全氣囊壓破內臟。而中國玩具和嬰童用品協會會長石曉光此前接受採訪時指出，正確使用兒童安全座椅可使兒童在車禍事件中的死亡率有效降低70％。當車速達到50km/h時(市內行駛的普通速度)，一個體重40kg的兒童就相當於1噸的運動物體。而孩子在高速撞擊中所產生的衝力相當於一個大象的重量。因此，對於兒童乘坐汽車時使用兒童座椅是每個家長應盡的責任。目前兒童座椅種類繁多，但是對於兒童座椅的安全新來講，除了座椅本身結構的射擊，另一個重要方面就是座椅所用的材料。好的材料能夠起到良好的緩衝以及吸收撞擊能量的作用，是兒童座椅領域研究的熱點之一。現在所用的兒童座椅材料雖然能夠起到保護作用，但是對於吸能性能以及吸能後能量的低效即材料剛性方面，目前仍沒有達到很好的提升。因此，就需要不斷研究，開發一種既具有良好機械性能，又具有良好吸能性能的兒童座椅材料來滿足廣泛的使用需要。
技術實現要素：
本發明的目的在於為了克服以上現有技術的不足而提供一種兒童座椅底座用材料的製備方法，提升材料的機械性能的同時提高吸能性，提高安全性。
本發明的技術方案如下：
一種兒童座椅底座用材料的製備方法，包括以下步驟：
步驟一，將以重量份計的改性PET20-30份，改性PP30-40份，三元乙丙橡膠2-8份，碳酸鈣3-5份，聚酯纖維2-7份，氧化鋁1-3份於混合攪拌機中攪拌混合均勻，得到混合物一；
步驟二，將混合物一轉入反應釜中，加入甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物3-5份，卵磷脂1-3份，亞磷酸三苯酯0.2-0.5份，丙烯酸二甲氨基乙酯2-4份和過硫酸銨0.2-0.6份，攪拌混合均勻，在惰性氣體保護的條件下升溫至70-80℃，保持20-30分鐘，得到混合物二；
步驟三，將混合物二粉碎後加入以重量份計的抗氧劑1-3份，和硬質酸鋇2-6份，攪拌混合均勻，得到混合物三；
步驟四，將混合物三通過雙螺杆擠出機擠出成型，得到兒童座椅底座用材料。
進一步地，所述的兒童座椅底座用材料的製備方法，步驟一中改性PP的製備方法如下：
S1，將以重量份計的普通PP30-40份，丙烯酸1-3份，丙烯酸甲酯4-7份和碳酸鈣2-5份攪拌混合均勻，得到混合物一；
S2，室溫下在混合物一中加入以重量份計的對氯鄰硝基苯胺0.2-0.5份和二甲基乙醇胺0.3-0.8份，在不斷加攪以及惰性氣體保護的條件下於180-200分鐘內升溫至48-50℃，並保持20-30分鐘，然後加入環氧氯丙烷0.5-1份，繼續攪拌30-50分鐘，得到改性PP。
進一步地，所述的兒童座椅底座用材料的製備方法，步驟一中改性PET的製備過程為將以重量份計的PET50-60份，聚酯纖維10-20份和納米二氧化矽在惰性氣體保護條件下於240-250℃的溫度下混熔得到。
進一步地，所述的兒童座椅底座用材料的製備方法，步驟一中攪拌混合均勻的攪拌速度為100-120轉/分鐘，攪拌時間20-30分鐘。
進一步地，所述的兒童座椅底座用材料的製備方法，步驟二中惰性氣體為氮氣或氬氣。
進一步地，所述的兒童座椅底座用材料的製備方法，步驟三中抗氧劑為抗氧劑264。
進一步地，所述的兒童座椅底座用材料的製備方法，步驟四中擠出成型的擠出溫度為220-240℃。
本發明提供的兒童座椅底座用材料具有良好的綜合性能，其中拉伸強度達到了178MPa以上，缺口衝擊強度達到了2032J/m以上，屈服強度達到了82MPa左右，斷裂伸長率達到了21％以上，比吸能達到了96Nm/g以上，具有優良的機械性能，同時具有良好的吸能性，能夠對於外界衝擊產生良好吸能效果，使用在兒童座椅上能夠起到很好的保護兒童的作用。
具體實施方式：
以下實施例和對照例中，所涉及改性PET的，均是採用如下方法製備得到：
將以重量份計的PET50-60份，聚酯纖維10-20份和納米二氧化矽在惰性氣體保護條件下於240-250℃的溫度下混熔得到。
所涉及改性PP的，都是採用下述方式製備得到：
S1，將以重量份計的普通PP30-40份，丙烯酸1-3份，丙烯酸甲酯4-7份和碳酸鈣2-5份攪拌混合均勻，得到混合物一；
S2，室溫下在混合物一中加入以重量份計的對氯鄰硝基苯胺0.2-0.5份和二甲基乙醇胺0.3-0.8份，在不斷加攪以及惰性氣體保護的條件下於180-200分鐘內升溫至48-50℃，並保持20-30分鐘，然後加入環氧氯丙烷0.5-1份，繼續攪拌30-50分鐘，得到改性PP。
下面通過實施例對本發明提供的兒童座椅底座用材料進行進一步說明。
實施例1
一種兒童座椅底座用材料的製備方法，包括以下步驟：
步驟一，將以重量份計的改性PET20份，改性PP30份，三元乙丙橡膠2份，碳酸鈣3份，聚酯纖維2份，氧化鋁1份於混合攪拌機中攪拌混合均勻，攪拌速度為100轉/分鐘，攪拌時間20分鐘，得到混合物一；
步驟二，將混合物一轉入反應釜中，加入甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物3份，卵磷脂1份，亞磷酸三苯酯0.2份，丙烯酸二甲氨基乙酯2份和過硫酸銨0.2份，攪拌混合均勻，在氮氣保護的條件下升溫至70℃，保持20分鐘，得到混合物二；
步驟三，將混合物二粉碎後加入以重量份計的抗氧劑264 1份，和硬質酸鋇2份，攪拌混合均勻，得到混合物三；
步驟四，將混合物三通過雙螺杆擠出機擠出成型，擠出溫度為220-240℃，得到兒童座椅底座用材料。
實施例2
一種兒童座椅底座用材料的製備方法，包括以下步驟：
步驟一，將以重量份計的改性PET22份，改性PP35份，三元乙丙橡膠4份，碳酸鈣3份，聚酯纖維3份，氧化鋁1份於混合攪拌機中攪拌混合均勻，攪拌速度為105轉/分鐘，攪拌時間22分鐘，得到混合物一；
步驟二，將混合物一轉入反應釜中，加入甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物4份，卵磷脂2份，亞磷酸三苯酯0.3份，丙烯酸二甲氨基乙酯3份和過硫酸銨0.4份，攪拌混合均勻，在氬氣保護的條件下升溫至703℃，保持25分鐘，得到混合物二；
步驟三，將混合物二粉碎後加入以重量份計的抗氧劑264 1份，和硬質酸鋇3份，攪拌混合均勻，得到混合物三；
步驟四，將混合物三通過雙螺杆擠出機擠出成型，擠出溫度為220-240℃，得到兒童座椅底座用材料。
實施例3
一種兒童座椅底座用材料的製備方法，包括以下步驟：
步驟一，將以重量份計的改性PET26份，改性PP37份，三元乙丙橡膠6份，碳酸鈣4份，聚酯纖維5份，氧化鋁2份於混合攪拌機中攪拌混合均勻，攪拌速度為110轉/分鐘，攪拌時間25分鐘，得到混合物一；
步驟二，將混合物一轉入反應釜中，加入甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物4份，卵磷脂2份，亞磷酸三苯酯0.4份，丙烯酸二甲氨基乙酯3份和過硫酸銨0.5份，攪拌混合均勻，在氮氣保護的條件下升溫至78℃，保持25分鐘，得到混合物二；
步驟三，將混合物二粉碎後加入以重量份計的抗氧劑264 2份，和硬質酸鋇4份，攪拌混合均勻，得到混合物三；
步驟四，將混合物三通過雙螺杆擠出機擠出成型，擠出溫度為220-240℃，得到兒童座椅底座用材料。
實施例4
一種兒童座椅底座用材料的製備方法，包括以下步驟：
步驟一，將以重量份計的改性PET30份，改性PP40份，三元乙丙橡膠8份，碳酸鈣5份，聚酯纖維7份，氧化鋁3份於混合攪拌機中攪拌混合均勻，攪拌速度為120轉/分鐘，攪拌時間30分鐘，得到混合物一；
步驟二，將混合物一轉入反應釜中，加入甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物5份，卵磷脂3份，亞磷酸三苯酯0.5份，丙烯酸二甲氨基乙酯4份和過硫酸銨0.6份，攪拌混合均勻，在氮氣保護的條件下升溫至80℃，保持30分鐘，得到混合物二；
步驟三，將混合物二粉碎後加入以重量份計的抗氧劑264 3份，和硬質酸鋇6份，攪拌混合均勻，得到混合物三；
步驟四，將混合物三通過雙螺杆擠出機擠出成型，擠出溫度為220-240℃，得到兒童座椅底座用材料。
對照例1
一種兒童座椅底座用材料的製備方法，包括以下步驟：
步驟一，將以重量份計的PET 26份，改性PP37份，三元乙丙橡膠6份，碳酸鈣4份，聚酯纖維5份，氧化鋁2份於混合攪拌機中攪拌混合均勻，攪拌速度為110轉/分鐘，攪拌時間25分鐘，得到混合物一；
步驟二，將混合物一轉入反應釜中，加入甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物4份，卵磷脂2份，亞磷酸三苯酯0.4份，丙烯酸二甲氨基乙酯3份和過硫酸銨0.5份，攪拌混合均勻，在氮氣保護的條件下升溫至78℃，保持25分鐘，得到混合物二；
步驟三，將混合物二粉碎後加入以重量份計的抗氧劑264 2份，和硬質酸鋇4份，攪拌混合均勻，得到混合物三；
步驟四，將混合物三通過雙螺杆擠出機擠出成型，擠出溫度為220-240℃，得到兒童座椅底座用材料。
對照例2
一種兒童座椅底座用材料的製備方法，包括以下步驟：
步驟一，將以重量份計的改性PET26份，PP 37份，三元乙丙橡膠6份，碳酸鈣4份，聚酯纖維5份，氧化鋁2份於混合攪拌機中攪拌混合均勻，攪拌速度為110轉/分鐘，攪拌時間25分鐘，得到混合物一；
步驟二，將混合物一轉入反應釜中，加入甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物4份，卵磷脂2份，亞磷酸三苯酯0.4份，丙烯酸二甲氨基乙酯3份和過硫酸銨0.5份，攪拌混合均勻，在氮氣保護的條件下升溫至78℃，保持25分鐘，得到混合物二；
步驟三，將混合物二粉碎後加入以重量份計的抗氧劑264 2份，和硬質酸鋇4份，攪拌混合均勻，得到混合物三；
步驟四，將混合物三通過雙螺杆擠出機擠出成型，擠出溫度為220-240℃，得到兒童座椅底座用材料。
對以上實施例和對照例製備的兒童座椅底座用材料進行性能測試，其中比吸能性是指材料有效破壞程度內單位質量吸收的能量，用Nm/g來表示，其值越大表示吸能性越強。具體結果如下：
從以上實驗結果可以看出，本發明提供的兒童座椅底座用材料具有良好的綜合性能，其中拉伸強度達到了178MPa以上，缺口衝擊強度達到了2032J/m以上，屈服強度達到了82MPa左右，斷裂伸長率達到了21％以上，比吸能達到了96Nm/g以上，具有優良的機械性能，同時具有良好的吸能性，能夠對於外界衝擊產生良好吸能效果，使用在兒童座椅上能夠起到很好的保護兒童的作用。對照例1與對照例2是在實施例3的基礎上進行的試驗，其中對照例1中沒有加入改性PET，而加入的是未改性的PET，其他與實施例3相同，結果導致最終材料的拉伸強度顯著下降，同時屈服強度與比吸能性也顯著下降，因此可以說明本發明加入的改性PET能夠提升最終產品的機械性能，同時提升屈服強度與比吸能性。對照例2是在實施例3的擠出上未加入改性PP，而使用未改性的普通PP，結果導致最終材料斷裂伸長率下降明顯，比吸能性極大下降，因此可以看出，本發明製備方法中加入的改性PP能夠極大提升材料的比吸能性，同時增加材料韌性。