本发明涉及刷盘材料加工技术领域，具体涉及一种轻质高强度刷盘材料及其制备方法。
背景技术：
随着科技的进步和社会的发展，现如今人们对待环境的要求也越来越高，在人们日常生活中，对于街道、工厂、商场的清洁工作也随着时代的发展由传统的人力转换为现阶段的机械清扫。
但是机械清扫对清扫时刷子的质量也有着较高的要求，为了提升机械清扫的效率和降低清扫成本，现阶段厂商和研究人员多在改变刷毛的材质，但是在刷子使用时刷盘的质量的好坏决定刷子的寿命，为了增加刷盘的强度往往向原材料中添加金属成分，但是过多的金属成分的添加在增加成本的同时，使刷盘过重，降低机械清扫的效率，所以如何保证刷盘质轻的基础上增加刷盘的强度为现阶段的一个研究方向。
技术实现要素：
针对现有技术不足，本发明提供一种轻质高强度刷盘材料及其制备方法，有效提升了刷盘的耐磨性能和强度，并且通过发泡技术降低刷盘的重量，使产品具有质轻、耐用、高韧性、成本低等优点，适合推广生产。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种轻质高强度刷盘材料，所述轻质高强度刷盘材料由以下重量份的原料制成：聚乙烯60-65份、酚醛树脂12-15份、聚苯乙烯8-10份、钛酸异丙酯4-6份、炭黑2-4份、纳米氧化锌1-3份、硝酸纤维素3-5份、碳酸钙1-3份、己二酸二乙酯2-4份、氨基硫脲2-3份、增韧剂2-3份、发泡剂1-1.4份、抗氧化剂1-2份。
优选的，所述增韧剂为聚醋酸乙烯乳液、聚苯醚酮、丙烯酸酯橡胶质量比2∶3∶1的混合物。
优选的，所述发泡剂为二氯四氟乙烷、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、正庚烷质量比2∶1∶1的混合物。
优选的，所述抗氧化剂为二氢喹啉、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、硫代二丙酸双酯质量比1∶1∶1的混合物。
所述轻质高强度刷盘材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、酚醛树脂混合于反应釜中高温热融混合搅拌一段时间，得混合树脂备用；
(2)将上述混合树脂冷却后切片粉碎，再加入聚苯乙烯和钛酸异丙酯混合于高压反应釜中高温高压改性处理一段时间，得改性树脂备用；
(3)将发泡剂加入上述改性树脂中，于搅拌机中保温缓慢搅拌一段时间后静置，后调整转速继续搅拌，搅拌结束后冷却定型，得发泡基料备用；
(4)将上述发泡基料进行粉碎，再加入炭黑、纳米氧化锌、硝酸纤维素、碳酸钙、己二酸二乙酯、氨基硫脲一起研磨混合，后将混和料加热后加入增韧剂和抗氧化剂于高温高压下搅拌一段时间，并将其于模具中挤压定型，得本发明轻质高强度刷盘材料。
优选的，所述步骤(1)中高温热熔搅拌的温度为180-200℃，搅拌时间为35-40min。
优选的，所述步骤(2)中高温高压改性的温度为150-160℃，压强为20-22mpa，改性时间为40-60min。
优选的，所述步骤(3)中缓慢搅拌的转速为400-500r/min，调整转速搅拌的转速为1200-1600r/min，且搅拌的温度为120-140℃。
优选的，所述步骤(4)中高温高压搅拌的温度为100-120℃，压强为18-20mpa，搅拌的时间为40-50min。
本发明提供一种轻质高强度刷盘材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
(1)本发明采用聚乙烯、酚醛树脂混合，并且添加聚苯乙烯和钛酸异丙酯进行高温该压改性为基料，有效提升产品的韧性和强度，并且增加基料于其他成分结合的比强度，提升稳定性。
(2)本发明将基料进行发泡后粉碎，使所得颗粒蓬松且有气孔，在减轻最终产品质量的同时能有效与各种耐磨添加物复合，增强产品的强度。
(3)本发明添加有炭黑、纳米氧化锌、硝酸纤维素、碳酸钙、己二酸二乙酯、氨基硫脲等物质，在有效增强产品强度得同时提升产品的稳定性，各物质之间相互协同作用进一步提升产品的机械性能，使产品适合推广生产。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面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作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：
一种轻质高强度刷盘材料，所述轻质高强度刷盘材料由以下重量份的原料制成：聚乙烯60份、酚醛树脂12份、聚苯乙烯8份、钛酸异丙酯4份、炭黑2份、纳米氧化锌1份、硝酸纤维素3份、碳酸钙1份、己二酸二乙酯2份、氨基硫脲2份、增韧剂2份、发泡剂1份、抗氧化剂1份。
所述增韧剂为聚醋酸乙烯乳液、聚苯醚酮、丙烯酸酯橡胶质量比2∶3∶1的混合物；所述发泡剂为二氯四氟乙烷、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、正庚烷质量比2∶1∶1的混合物；所述抗氧化剂为二氢喹啉、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、硫代二丙酸双酯质量比1∶1∶1的混合物。
所述轻质高强度刷盘材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、酚醛树脂混合于反应釜中高温热融混合搅拌一段时间，得混合树脂备用；
(2)将上述混合树脂冷却后切片粉碎，再加入聚苯乙烯和钛酸异丙酯混合于高压反应釜中高温高压改性处理一段时间，得改性树脂备用；
(3)将发泡剂加入上述改性树脂中，于搅拌机中保温缓慢搅拌一段时间后静置，后调整转速继续搅拌，搅拌结束后冷却定型，得发泡基料备用；
(4)将上述发泡基料进行粉碎，再加入炭黑、纳米氧化锌、硝酸纤维素、碳酸钙、己二酸二乙酯、氨基硫脲一起研磨混合，后将混和料加热后加入增韧剂和抗氧化剂于高温高压下搅拌一段时间，并将其于模具中挤压定型，得本发明轻质高强度刷盘材料。
其中，所述步骤(1)中高温热熔搅拌的温度为180-200℃，搅拌时间为35-40min；所述步骤(2)中高温高压改性的温度为150-160℃，压强为20-22mpa，改性时间为40-60min；所述步骤(3)中缓慢搅拌的转速为400-500r/min，调整转速搅拌的转速为1200-1600r/min，且搅拌的温度为120-140℃；所述步骤(4)中高温高压搅拌的温度为100-120℃，压强为18-20mpa，搅拌的时间为40-50min。
实施例2：
一种轻质高强度刷盘材料，所述轻质高强度刷盘材料由以下重量份的原料制成：聚乙烯65份、酚醛树脂15份、聚苯乙烯10份、钛酸异丙酯6份、炭黑4份、纳米氧化锌3份、硝酸纤维素5份、碳酸钙3份、己二酸二乙酯4份、氨基硫脲3份、增韧剂3份、发泡剂1.4份、抗氧化剂2份。
所述增韧剂为聚醋酸乙烯乳液、聚苯醚酮、丙烯酸酯橡胶质量比2∶3∶1的混合物；所述发泡剂为二氯四氟乙烷、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、正庚烷质量比2∶1∶1的混合物；所述抗氧化剂为二氢喹啉、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、硫代二丙酸双酯质量比1∶1∶1的混合物。
所述轻质高强度刷盘材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、酚醛树脂混合于反应釜中高温热融混合搅拌一段时间，得混合树脂备用；
(2)将上述混合树脂冷却后切片粉碎，再加入聚苯乙烯和钛酸异丙酯混合于高压反应釜中高温高压改性处理一段时间，得改性树脂备用；
(3)将发泡剂加入上述改性树脂中，于搅拌机中保温缓慢搅拌一段时间后静置，后调整转速继续搅拌，搅拌结束后冷却定型，得发泡基料备用；
(4)将上述发泡基料进行粉碎，再加入炭黑、纳米氧化锌、硝酸纤维素、碳酸钙、己二酸二乙酯、氨基硫脲一起研磨混合，后将混和料加热后加入增韧剂和抗氧化剂于高温高压下搅拌一段时间，并将其于模具中挤压定型，得本发明轻质高强度刷盘材料。
其中，所述步骤(1)中高温热熔搅拌的温度为180-200℃，搅拌时间为35-40min；所述步骤(2)中高温高压改性的温度为150-160℃，压强为20-22mpa，改性时间为40-60min；所述步骤(3)中缓慢搅拌的转速为400-500r/min，调整转速搅拌的转速为1200-1600r/min，且搅拌的温度为120-140℃；所述步骤(4)中高温高压搅拌的温度为100-120℃，压强为18-20mpa，搅拌的时间为40-50min。
实施例3：
一种轻质高强度刷盘材料，所述轻质高强度刷盘材料由以下重量份的原料制成：聚乙烯63份、酚醛树脂14份、聚苯乙烯9份、钛酸异丙酯5份、炭黑3份、纳米氧化锌2份、硝酸纤维素4份、碳酸钙2份、己二酸二乙酯3份、氨基硫脲2.5份、增韧剂2.5份、发泡剂1.2份、抗氧化剂1.5份。
所述增韧剂为聚醋酸乙烯乳液、聚苯醚酮、丙烯酸酯橡胶质量比2∶3∶1的混合物；所述发泡剂为二氯四氟乙烷、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、正庚烷质量比2∶1∶1的混合物；所述抗氧化剂为二氢喹啉、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、硫代二丙酸双酯质量比1∶1∶1的混合物。
所述轻质高强度刷盘材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将聚乙烯、酚醛树脂混合于反应釜中高温热融混合搅拌一段时间，得混合树脂备用；
(2)将上述混合树脂冷却后切片粉碎，再加入聚苯乙烯和钛酸异丙酯混合于高压反应釜中高温高压改性处理一段时间，得改性树脂备用；
(3)将发泡剂加入上述改性树脂中，于搅拌机中保温缓慢搅拌一段时间后静置，后调整转速继续搅拌，搅拌结束后冷却定型，得发泡基料备用；
(4)将上述发泡基料进行粉碎，再加入炭黑、纳米氧化锌、硝酸纤维素、碳酸钙、己二酸二乙酯、氨基硫脲一起研磨混合，后将混和料加热后加入增韧剂和抗氧化剂于高温高压下搅拌一段时间，并将其于模具中挤压定型，得本发明轻质高强度刷盘材料。
其中，所述步骤(1)中高温热熔搅拌的温度为180-200℃，搅拌时间为35-40min；所述步骤(2)中高温高压改性的温度为150-160℃，压强为20-22mpa，改性时间为40-60min；所述步骤(3)中缓慢搅拌的转速为400-500r/min，调整转速搅拌的转速为1200-1600r/min，且搅拌的温度为120-140℃；所述步骤(4)中高温高压搅拌的温度为100-120℃，压强为18-20mpa，搅拌的时间为40-50min。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。