一种环保型异型刷制备工艺
阅读说明：本技术 一种环保型异型刷制备工艺 (Preparation process of environment-friendly special-shaped brush ) 是由 曹育华 何飞 于 2021-07-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种环保型异型刷制备工艺,属于异型刷加工技术领域,包括如下步骤：(1)功能填料的制备；(2)原料称取；(3)刷丝的制备；(4)成品的制备。本申请提供了一种环保型异型刷制备工艺,在制备的过程中添加了一种特制的功能填料成分,通过对加工工艺的调整,改变原料的结构、填充特性,以及功能特性,当将其用于异型刷的制备中时,能有效的与基体成分进行均质融合,赋予异型刷抗静电,高力学性能的特性,并且效果显著,有效的拓宽了异型刷的应用范围。(The invention discloses a preparation process of an environment-friendly special-shaped brush, which belongs to the technical field of special-shaped brush processing and comprises the following steps: (1) preparing functional filler; (2) weighing raw materials; (3) preparing brush filaments; (4) and (5) preparing a finished product. The application provides a preparation process of an environment-friendly special-shaped brush, a specially-made functional filler component is added in the preparation process, the structure, the filling characteristic and the functional characteristic of a raw material are changed by adjusting the processing process, and when the special-shaped brush is used for preparing the special-shaped brush, the special-shaped brush can be effectively and homogeneously fused with a matrix component, so that the special-shaped brush is endowed with the characteristics of static resistance and high mechanical property, the effect is obvious, and the application range of the special-shaped brush is effectively widened.)
技术领域
本发明属于异型刷加工技术领域，具体涉及一种环保型异型刷制备工艺。
背景技术
静电对人体有很大的损害，如果不及时放电，它能在人体内积蓄，达到一定量时①影响脑神经细胞膜电位的正常传导，对人的生理和心理会产生负面影响②诱发各种神经或精神疾病，持久的静电会使血液的pH值升高，，机体抗氧化能力减弱，可使人产生疲劳、头晕、头痛，咳嗽、视力下降等综合征。此外，静电还吸附有大量尘埃，含有病毒、细菌等有害物质，人吸入后会影响健康，对付静电，我们可以采取“防”和“放”两种措施。异型刷在使用的过程中，往往会因为静电而吸附大量的尘埃和病毒、病菌，不仅会增加清洗工作量，还会对人体造成很大的危害，另外现今的异型刷强度一般，使用寿命短。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种环保型异型刷制备工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种环保型异型刷制备工艺，包括如下步骤：
（1）功能填料的制备：
A. 称取相应重量份的海藻碳纤维20~30份、导电纤维9~13份、羧甲基纤维素11~15份、木质素纤维7~11份混匀后进行离子束辐照处理，完成后得混合物A备用；
B. 将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理，完成后取出备用；
C. 将操作A中所得的混合物A和操作B中电晕处理后的石墨烯按照重量比为8~9:1共同置于珠磨机内进行粉碎处理，完成后过筛得功能填料备用；
（2）原料称取：
称取相应重量份的步骤（1）所得的功能填料13~17份、天然橡胶75~95份、丙二醇3~5份、丙二醇脂肪酸酯5~8份、刺云实胶7~10份、硅酸钙3~5份、亚油酸10~12份、水30~40份备用；
（3）刷丝的制备：
A. 将步骤（2）中称取的所有原料共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，完成后得混合物B备用；
B. 将操作A中所得的混合物B置于密炼机内进行加热至熔融状态，然后进行牵引拉丝后进行加热定型，剪切得刷丝备用；
（4）成品的制备：
将步骤（3）中所得的刷丝嵌入载体中制成异型刷。
进一步地，步骤（1）操作A中所述的离子束辐照处理为55MeV/u的12C6+，剂量为15~25Gy，处理时间为30~40min。
进一步地，步骤（1）操作B中所述的电晕处理的电压为12~16kV，处理的时间为30~40s。
进一步地，步骤（1）操作C中所述的粉碎处理时控制粉碎机的转速为800~1200rpm，过筛为160~180目筛。
进一步地，步骤（3）操作A中所述的高压均质处理时控制工作压力为90~130MPa，均质处理的时间为45~65min。
通过采用上述技术方案，将海藻碳纤维、导电纤维、羧甲基纤维素按照合适的比例混匀后进行离子束辐照处理，离子束辐照会在混合物的分子链骨架上形成一定量的活性自由基，由于这些基团的位阻大，纤维素主链便发生断裂降解，通过调节处理的技术参数，保证处理的的能量、剂量均匀，从而使得纤维的结晶区和非结晶区的分子链发生均匀的降解，提高其表面活性，并改善其加工特性，防止将其用于异型刷制备中团聚现象的发生。对石墨烯进行电晕处理，通过放电会在石墨烯的表面形成低温等离子区，活化石墨烯的表面，将其与所得的混合物按照合适的比例共同置于珠磨机内进行研磨处理，在研磨的过程中，产生的动能能量被有效的吸收，可有效的裂解纤维素的次价键和共价键，结晶度和聚合程度下降，石墨烯的层间隙增大，此处理，不仅能细化粉末，便于加工，还能改变混合物的结构，当将其同天然橡胶、丙二醇、丙二醇脂肪酸酯等共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理时，高速碰撞，急速剪切，功能填料得以均质填充到基体成分中，能够显著的增强刷丝的抗静电性能和力学性能，并且本申请所使用的的原料安全环保，加工过程中也不会产生工业废水等污染环境。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本申请提供了一种环保型异型刷制备工艺，在制备的过程中添加了一种特制的功能填料成分，通过对加工工艺的调整，改变原料的结构、填充特性，以及功能特性，当将其用于异型刷的制备中时，能有效的与基体成分进行均质融合，赋予异型刷抗静电，高力学性能的特性，并且效果显著，有效的拓宽了异型刷的应用范围。
具体实施方式
一种环保型异型刷制备工艺，包括如下步骤：
（1）功能填料的制备：
A. 称取相应重量份的海藻碳纤维20~30份、导电纤维9~13份、羧甲基纤维素11~15份、木质素纤维7~11份混匀后进行55MeV/u的12C6+离子束辐照处理，剂量为15~25Gy，处理30~40min后得混合物A备用；
B. 将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理，12~16kV处理30~40s后取出备用；
C. 将操作A中所得的混合物A和操作B中电晕处理后的石墨烯按照重量比为8~9:1共同置于珠磨机内进行粉碎处理，控制粉碎机的转速为800~1200rpm，完成后过160~180目筛得功能填料备用；
（2）原料称取：
称取相应重量份的步骤（1）所得的功能填料13~17份、天然橡胶75~95份、丙二醇3~5份、丙二醇脂肪酸酯5~8份、刺云实胶7~10份、硅酸钙3~5份、亚油酸10~12份、水30~40份备用；
（3）刷丝的制备：
A. 将步骤（2）中称取的所有原料共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为90~130MPa，均质处理45~65min后得混合物B备用；
B. 将操作A中所得的混合物B置于密炼机内进行加热至熔融状态，然后进行牵引拉丝后进行加热定型，剪切得刷丝备用；
（4）成品的制备：
将步骤（3）中所得的刷丝嵌入载体中制成异型刷。
为了对本发明做更进一步的解释，下面结合下述具体实施例进行阐述。
实施例1
一种环保型异型刷制备工艺，包括如下步骤：
（1）功能填料的制备：
A. 称取相应重量份的海藻碳纤维20份、导电纤维9份、羧甲基纤维素11份、木质素纤维7份混匀后进行55MeV/u的12C6+离子束辐照处理，剂量为15Gy，处理30min后得混合物A备用；
B. 将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理，12kV处理30s后取出备用；
C. 将操作A中所得的混合物A和操作B中电晕处理后的石墨烯按照重量比为8:1共同置于珠磨机内进行粉碎处理，控制粉碎机的转速为800rpm，完成后过160目筛得功能填料备用；
（2）原料称取：
称取相应重量份的步骤（1）所得的功能填料13份、天然橡胶75份、丙二醇3份、丙二醇脂肪酸酯5份、刺云实胶7份、硅酸钙3份、亚油酸10份、水30份备用；
（3）刷丝的制备：
A. 将步骤（2）中称取的所有原料共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为90MPa，均质处理45min后得混合物B备用；
B. 将操作A中所得的混合物B置于密炼机内进行加热至熔融状态，然后进行牵引拉丝后进行加热定型，剪切得刷丝备用；
（4）成品的制备：
将步骤（3）中所得的刷丝嵌入载体中制成异型刷。
实施例2
一种环保型异型刷制备工艺，包括如下步骤：
（1）功能填料的制备：
A. 称取相应重量份的海藻碳纤维25份、导电纤维11份、羧甲基纤维素13份、木质素纤维9份混匀后进行55MeV/u的12C6+离子束辐照处理，剂量为20Gy，处理35min后得混合物A备用；
B. 将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理，14kV处理35s后取出备用；
C. 将操作A中所得的混合物A和操作B中电晕处理后的石墨烯按照重量比为8~9:1共同置于珠磨机内进行粉碎处理，控制粉碎机的转速为1000rpm，完成后过170目筛得功能填料备用；
（2）原料称取：
称取相应重量份的步骤（1）所得的功能填料15份、天然橡胶85份、丙二醇4份、丙二醇脂肪酸酯6.5份、刺云实胶8.5份、硅酸钙4份、亚油酸11份、水35份备用；
（3）刷丝的制备：
A. 将步骤（2）中称取的所有原料共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为110MPa，均质处理55min后得混合物B备用；
B. 将操作A中所得的混合物B置于密炼机内进行加热至熔融状态，然后进行牵引拉丝后进行加热定型，剪切得刷丝备用；
（4）成品的制备：
将步骤（3）中所得的刷丝嵌入载体中制成异型刷。
实施例3
一种环保型异型刷制备工艺，包括如下步骤：
（1）功能填料的制备：
A. 称取相应重量份的海藻碳纤维30份、导电纤维13份、羧甲基纤维素15份、木质素纤维11份混匀后进行55MeV/u的12C6+离子束辐照处理，剂量为25Gy，处理40min后得混合物A备用；
B. 将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理，16kV处理40s后取出备用；
C. 将操作A中所得的混合物A和操作B中电晕处理后的石墨烯按照重量比为9:1共同置于珠磨机内进行粉碎处理，控制粉碎机的转速为1200rpm，完成后过180目筛得功能填料备用；
（2）原料称取：
称取相应重量份的步骤（1）所得的功能填料17份、天然橡胶95份、丙二醇5份、丙二醇脂肪酸酯8份、刺云实胶10份、硅酸钙5份、亚油酸12份、水40份备用；
（3）刷丝的制备：
A. 将步骤（2）中称取的所有原料共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为130MPa，均质处理65min后得混合物B备用；
B. 将操作A中所得的混合物B置于密炼机内进行加热至熔融状态，然后进行牵引拉丝后进行加热定型，剪切得刷丝备用；
（4）成品的制备：
将步骤（3）中所得的刷丝嵌入载体中制成异型刷。
实施例4
一种环保型异型刷制备工艺，包括如下步骤：
（1）功能填料的制备：
A. 称取相应重量份的海藻碳纤维25份、导电纤维11份、羧甲基纤维素13份、木质素纤维9份混匀后得混合物A备用；
B. 将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理，14kV处理35s后取出备用；
C. 将操作A中所得的混合物A和操作B中电晕处理后的石墨烯按照重量比为8~9:1共同置于珠磨机内进行粉碎处理，控制粉碎机的转速为1000rpm，完成后过170目筛得功能填料备用；
（2）原料称取：
称取相应重量份的步骤（1）所得的功能填料15份、天然橡胶85份、丙二醇4份、丙二醇脂肪酸酯6.5份、刺云实胶8.5份、硅酸钙4份、亚油酸11份、水35份备用；
（3）刷丝的制备：
A. 将步骤（2）中称取的所有原料共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为110MPa，均质处理55min后得混合物B备用；
B. 将操作A中所得的混合物B置于密炼机内进行加热至熔融状态，然后进行牵引拉丝后进行加热定型，剪切得刷丝备用；
（4）成品的制备：
将步骤（3）中所得的刷丝嵌入载体中制成异型刷。
实施例5
一种环保型异型刷制备工艺，包括如下步骤：
（1）功能填料的制备：
A. 称取相应重量份的海藻碳纤维25份、导电纤维11份、羧甲基纤维素13份、木质素纤维9份混匀后进行55MeV/u的12C6+离子束辐照处理，剂量为20Gy，处理35min后得混合物A备用；
B. 将操作A中所得的混合物A置于珠磨机内进行粉碎处理，控制粉碎机的转速为1000rpm，完成后过170目筛得功能填料备用；
（2）原料称取：
称取相应重量份的步骤（1）所得的功能填料15份、天然橡胶85份、丙二醇4份、丙二醇脂肪酸酯6.5份、刺云实胶8.5份、硅酸钙4份、亚油酸11份、水35份备用；
（3）刷丝的制备：
A. 将步骤（2）中称取的所有原料共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为110MPa，均质处理55min后得混合物B备用；
B. 将操作A中所得的混合物B置于密炼机内进行加热至熔融状态，然后进行牵引拉丝后进行加热定型，剪切得刷丝备用；
（4）成品的制备：
将步骤（3）中所得的刷丝嵌入载体中制成异型刷。
实施例6
一种环保型异型刷制备工艺，包括如下步骤：
（1）功能填料的制备：
A. 称取相应重量份的海藻碳纤维25份、导电纤维11份、羧甲基纤维素13份、木质素纤维9份混匀后进行55MeV/u的12C6+离子束辐照处理，剂量为20Gy，处理35min后得混合物A备用；
B. 将操作A中所得的混合物A和石墨烯按照重量比为8~9:1共同置于珠磨机内进行粉碎处理，控制粉碎机的转速为1000rpm，完成后过170目筛得功能填料备用；
（2）原料称取：
称取相应重量份的步骤（1）所得的功能填料15份、天然橡胶85份、丙二醇4份、丙二醇脂肪酸酯6.5份、刺云实胶8.5份、硅酸钙4份、亚油酸11份、水35份备用；
（3）刷丝的制备：
A. 将步骤（2）中称取的所有原料共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为110MPa，均质处理55min后得混合物B备用；
B. 将操作A中所得的混合物B置于密炼机内进行加热至熔融状态，然后进行牵引拉丝后进行加热定型，剪切得刷丝备用；
（4）成品的制备：
将步骤（3）中所得的刷丝嵌入载体中制成异型刷。
实施例7
一种环保型异型刷制备工艺，包括如下步骤：
（1）功能填料的制备：
A. 将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理，14kV处理35s后取出备用；
B. 将石墨烯置于珠磨机内进行粉碎处理，控制粉碎机的转速为1000rpm，完成后过170目筛得功能填料备用；
（2）原料称取：
称取相应重量份的步骤（1）所得的功能填料15份、天然橡胶85份、丙二醇4份、丙二醇脂肪酸酯6.5份、刺云实胶8.5份、硅酸钙4份、亚油酸11份、水35份备用；
（3）刷丝的制备：
A. 将步骤（2）中称取的所有原料共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为110MPa，均质处理55min后得混合物B备用；
B. 将操作A中所得的混合物B置于密炼机内进行加热至熔融状态，然后进行牵引拉丝后进行加热定型，剪切得刷丝备用；
（4）成品的制备：
将步骤（3）中所得的刷丝嵌入载体中制成异型刷。
实施例8
一种环保型异型刷制备工艺，包括如下步骤：
（1）原料称取：
称取相应重量份的天然橡胶85份、丙二醇4份、丙二醇脂肪酸酯6.5份、刺云实胶8.5份、硅酸钙4份、亚油酸11份、水35份备用；
（2）刷丝的制备：
A. 将步骤（1）中称取的所有原料共同置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为110MPa，均质处理55min后得混合物B备用；
B. 将操作A中所得的混合物B置于密炼机内进行加热至熔融状态，然后进行牵引拉丝后进行加热定型，剪切得刷丝备用；
（3）成品的制备：
将步骤（2）中所得的刷丝嵌入载体中制成异型刷。
实施例9
一种环保型异型刷制备工艺，包括如下步骤：
（1）功能填料的制备：
A. 称取相应重量份的海藻碳纤维25份、导电纤维11份、羧甲基纤维素13份、木质素纤维9份混匀后进行55MeV/u的12C6+离子束辐照处理，剂量为20Gy，处理35min后得混合物A备用；
B. 将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理，14kV处理35s后取出备用；
C. 将操作A中所得的混合物A和操作B中电晕处理后的石墨烯按照重量比为8~9:1共同置于珠磨机内进行粉碎处理，控制粉碎机的转速为1000rpm，完成后过170目筛得功能填料备用；
（2）原料称取：
称取相应重量份的步骤（1）所得的功能填料15份、天然橡胶85份、丙二醇4份、丙二醇脂肪酸酯6.5份、刺云实胶8.5份、硅酸钙4份、亚油酸11份、水35份备用；
（3）刷丝的制备：
将步骤（2）中称取的所有原料置于密炼机内进行加热至熔融状态，然后进行牵引拉丝后进行加热定型，剪切得刷丝备用；
（4）成品的制备：
将步骤（3）中所得的刷丝嵌入载体中制成异型刷。
为了对比本申请技术效果，分别用上述实施例2、实施例4~9的方法对应制备异型刷，然后对各组方法对应制备的异型刷进行抗电性性能测试，测试方法为：将50g刷丝样品用手扯松后之余标准大气条件下平衡4h以上，用天平称取质量为15g±0.1g的试样，然后用大镊子将刷丝均匀填入LFY-405型比电阻仪进行测试，每种刷丝测试3次，结果取平均值。具体试验对比数据如下表1所示：
表1
质量比电阻（Ω·g/cm<sup>2</sup>）
实施例2
2.36×10<sup>5</sup>
实施例4
5.26×10<sup>5</sup>
实施例5
1.36×10<sup>6</sup>
实施例6
6.02×10<sup>5</sup>
实施例7
4.65×10<sup>5</sup>
实施例8
5.69×10<sup>7</sup>
实施例9
4.12×10<sup>5</sup>
注：上表1中所述的质量比电阻的值越小，导电性越好，抗静电性能越优越。
由上表1可以看出，本申请提供了环保型异型刷制备工艺，通过在异型刷的制备中加入一种特制的功能填料，有效的提升了异型刷抗静电性能，从而拓宽了异型刷的应用范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种管道刷生产用具备自动扭丝剪毛功能的加工设备