技术领域
本发明涉及空气净化器材料技术领域，具体涉及一种空气净化器用耐候高强度风扇叶片及其制备方法。
背景技术
空气净化器又称“空气清洁器”、空气清新机、净化器，是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物（一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等），有效提高空气清洁度的家电产品，主要分为家用 、商用、工业、楼宇。空气净化器中有多种不同的技术和介质，使它能够向用户提供清洁和安全的空气。常用的空气净化技术有：吸附技术、负（正）离子技术、催化技术、光触媒技术、超结构光矿化技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术等；材料技术主要有：光触媒、活性炭、极炭心滤芯技术、合成纤维、HEAP高效材料、负离子发生器等。现有的空气净化器多采为复合型，即同时采用了多种净化技术和材料介质。
空气净化器主要由马达、风扇、空气过滤网等系统组成，其工作原理为：机器内的马达和风扇使室内空气循环流动，污染的空气通过机内的空气过滤网后将各种污染物清除或吸附，将空气不断电离，产生大量负离子，被微风扇送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的。
在特定情况下，空气净化器中的风扇在高速运转下长期工作，对风扇叶材质的要求较为苛刻，不仅需具有高强度、高刚性，还应具有优异的高低温冲击韧性、耐热性和耐热氧老化性，以防止风扇变形、龟裂。早期的风扇叶多使用金属材料，由于钢质风扇叶易腐蚀、锈蚀后强度低，且不易于加工，现趋向于使用高分子材料和复合材料，其重量轻、易于加工制造，且成本相对较低。目前多用工程塑料尼龙材料或改性聚丙烯材料，但尼龙风扇叶原料成本较高，材料力学强度不够，其加工收缩变形量大、干燥或低温时易脆裂。因此不宜在寒冷地区、极干旱地区使用。而玻纤增强的尼龙材料，但尼龙材料吸水率高、吸水后稳定性变差是其致命缺点，同时近年来尼龙价格上涨，成本较高。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种空气净化器用耐候高强度风扇叶片，该风扇叶片通过加入耐候添加剂、β晶型成核剂、热稳定剂等有效助剂，增强了叶片的耐热性、耐老化性以及机械强度，叶片噪声较低、不易变形断裂且防静电，大大提高了其环境适应性，同时本发明提供的制备方法其材料成本较低、原料易得、工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种空气净化器用耐候高强度风扇叶片，包括以下重量份的原料：
β晶型成核剂0.5-1.5份、热稳定剂1-3份、聚丙烯65-75份、短切异形无碱玻璃纤维20-30份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物8-15份、氧化铝5-15份、氯化钙5-10份、聚碳酸酯树脂10-20份、丁基橡胶10-20份、加工助剂3-7份、耐候添加剂2-6份。
优选地，所述空气净化器用耐候高强度风扇叶片包括以下重量份的原料：
β晶型成核剂1份、热稳定剂2份、聚丙烯70份、短切异形无碱玻璃纤维25份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物11份、氧化铝10份、氯化钙7份、聚碳酸酯树脂15份、丁基橡胶15份、加工助剂5份、耐候添加剂4份。
优选地，所述热稳定剂为亚磷酸脂类、杯芳烃、半受阻酚类中的一种或几种。
优选地，所述加工助剂为按重量份数偶联剂4-6份、润滑剂3-5份、增塑剂6-8份的混合物；
所述偶联剂为有机硅偶联剂；所述润滑剂为硬脂酸类润滑剂；所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂。
优选地，所述耐候添加剂为按重量份数抗氧剂6-8份、抗静电剂2-4份、紫外线吸收剂5-7份的混合物；
所述抗氧剂为CA、DNP、TNP中的一种；所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂；所述紫外线吸收剂为UV-531、UV-9中的一种。
本发明还提供了一种空气净化器用耐候高强度风扇叶片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将聚丙烯、β晶型成核剂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、热稳定剂、氧化铝、氯化钙、聚碳酸酯树脂、丁基橡胶、加工助剂、耐候添加剂加入高速搅拌机中搅拌15-25分钟，搅拌转速500-600r/min，再加入到反应釜中，在温度为80-90℃、惰性气体的保护下搅拌反应80-90分钟得到混合物A；
步骤二，将步骤一制得的混合物、短切异形无碱玻璃纤维加入高速搅拌机中搅拌5-15分钟，搅拌转速800-1000r/min，搅拌均匀后加入双螺杆挤出机，进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为165-170℃，区段二温度为 160-165℃，区段三温度为155-160℃，区段四温度为150-155℃，区段五合流区温度为145-150℃，区段六机头温度为 140-145℃，得到粒料；
步骤三，将步骤二制得的粒料在送入干燥箱中在80-100℃下干燥2-4小时，再依次经熔融注塑、冷却定型，脱模、检验，得到冷却风扇扇叶片。
优选地，所述步骤一中惰性气体为氮气和氩气中的一种。
优选地，所述步骤为：步骤一，将聚丙烯、β晶型成核剂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、热稳定剂、氧化铝、氯化钙、聚碳酸酯树脂、丁基橡胶、加工助剂、耐候添加剂加入高速搅拌机中搅拌20钟，搅拌转速550r/min，再加入到反应釜中，在温度为85℃、惰性气体的保护下搅拌反应85钟得到混合物A；
步骤二，将步骤一制得的混合物、短切异形无碱玻璃纤维加入高速搅拌机中搅拌10分钟，搅拌转速900r/min，搅拌均匀后加入双螺杆挤出机，进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为168℃，区段二温度为 163℃，区段三温度为158℃，区段四温度为153℃，区段五合流区温度为148℃，区段六机头温度为 143℃，得到粒料；
步骤三，将步骤二制得的粒料在送入干燥箱中在90℃下干燥3小时，再依次经熔融注塑、冷却定型，脱模、检验，得到冷却风扇扇叶片。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的一种空气净化器用耐候高强度风扇叶片添加了β晶型成核剂，能够加快结晶速率、增加结晶密度和促使晶粒尺寸微细化，达到缩短成型周期、有效提高叶片的表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性、抗蠕变性等物理机械性能。
（2）本发明的一种空气净化器用耐候高强度风扇叶片聚碳酸酯树脂其具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广，耐疲劳性佳、耐候性佳。
（3）本发明的一种空气净化器用耐候高强度风扇叶片添加了耐候助剂，主要包括抗氧剂、抗静电剂、紫外线吸收剂，能够有效增强叶片的抗老化性，增强其稳定性，同时抗静电剂能够减少叶片的静电吸尘作用，防止空气净化器长时间的使用集聚地灰尘引起空气的二次污染。
（4）本发明的一种空气净化器用耐候高强度风扇叶片添加的短切异形无碱玻璃纤维增加了叶片的刚性、抗蠕变性和耐疲劳性，解决了一般圆形截面玻纤的翘曲变形问题，同时不会造成叶片表面浮纤。
（5）本发明的一种空气净化器用耐候高强度风扇叶片的制备方法材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，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.
本实施例的空气净化器用耐候高强度风扇叶片，包括以下重量份的原料：
β晶型成核剂0.5份、热稳定剂1份、聚丙烯65份、短切异形无碱玻璃纤维20份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物8份、氧化铝5份、氯化钙5份、聚碳酸酯树脂10份、丁基橡胶10份、加工助剂3份、耐候添加剂2份。
其特征在于，所述热稳定剂为亚磷酸脂类、杯芳烃、半受阻酚类中的一种或几种。
本实施例中加工助剂为按重量份数偶联剂4份、润滑剂3份、增塑剂6份的混合物；
所述偶联剂为有机硅偶联剂；所述润滑剂为硬脂酸类润滑剂；所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂。
本实施例中耐候添加剂为按重量份数抗氧剂6份、抗静电剂2份、紫外线吸收剂5份的混合物；
所述抗氧剂为CA；所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂；所述紫外线吸收剂为UV-531。
本实施例的空气净化器用耐候高强度风扇叶片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将聚丙烯、β晶型成核剂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、热稳定剂、氧化铝、氯化钙、聚碳酸酯树脂、丁基橡胶、加工助剂、耐候添加剂加入高速搅拌机中搅拌15分钟，搅拌转速500r/min，再加入到反应釜中，在温度为80℃、氮气气体的保护下搅拌反应80分钟得到混合物A；
步骤二，将步骤一制得的混合物、短切异形无碱玻璃纤维加入高速搅拌机中搅拌5分钟，搅拌转速800r/min，搅拌均匀后加入双螺杆挤出机，进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为165℃，区段二温度为 160℃，区段三温度为155℃，区段四温度为150℃，区段五合流区温度为145℃，区段六机头温度为 140℃，得到粒料；
步骤三，将步骤二制得的粒料在送入干燥箱中在80℃下干燥2小时，再依次经熔融注塑、冷却定型，脱模、检验，得到冷却风扇扇叶片。
实施例2.
本实施例的空气净化器用耐候高强度风扇叶片，包括以下重量份的原料：
β晶型成核剂1.5份、热稳定剂3份、聚丙烯75份、短切异形无碱玻璃纤维30份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物15份、氧化铝15份、氯化钙10份、聚碳酸酯树脂20份、丁基橡胶20份、加工助剂7份、耐候添加剂6份。
其特征在于，所述热稳定剂为亚磷酸脂类、杯芳烃、半受阻酚类中的一种或几种。
本实施例中加工助剂为按重量份数偶联剂6份、润滑剂5份、增塑剂8份的混合物；
所述偶联剂为有机硅偶联剂；所述润滑剂为硬脂酸类润滑剂；所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂。
本实施例中耐候添加剂为按重量份数抗氧剂8份、抗静电剂4份、紫外线吸收剂7份的混合物；
所述抗氧剂为DNP；所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂；所述紫外线吸收剂为UV-9。
本实施例的空气净化器用耐候高强度风扇叶片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将聚丙烯、β晶型成核剂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、热稳定剂、氧化铝、氯化钙、聚碳酸酯树脂、丁基橡胶、加工助剂、耐候添加剂加入高速搅拌机中搅拌25分钟，搅拌转速600r/min，再加入到反应釜中，在温度为90℃、氩气气体的保护下搅拌反应90分钟得到混合物A；
步骤二，将步骤一制得的混合物、短切异形无碱玻璃纤维加入高速搅拌机中搅拌15分钟，搅拌转速1000r/min，搅拌均匀后加入双螺杆挤出机，进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为170℃，区段二温度为165℃，区段三温度为160℃，区段四温度为155℃，区段五合流区温度为150℃，区段六机头温度为145℃，得到粒料；
步骤三，将步骤二制得的粒料在送入干燥箱中在100℃下干燥4小时，再依次经熔融注塑、冷却定型，脱模、检验，得到冷却风扇扇叶片。
实施例3.
本实施例的空气净化器用耐候高强度风扇叶片，包括以下重量份的原料：
β晶型成核剂1份、热稳定剂2份、聚丙烯70份、短切异形无碱玻璃纤维25份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物11份、氧化铝10份、氯化钙7份、聚碳酸酯树脂15份、丁基橡胶15份、加工助剂5份、耐候添加剂4份。
其特征在于，所述热稳定剂为亚磷酸脂类、杯芳烃、半受阻酚类中的一种或几种。
本实施例中加工助剂为按重量份数偶联剂5份、润滑剂4份、增塑剂7份的混合物；
所述偶联剂为有机硅偶联剂；所述润滑剂为硬脂酸类润滑剂；所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂。
本实施例中耐候添加剂为按重量份数抗氧剂7份、抗静电剂3份、紫外线吸收剂6份的混合物；
所述抗氧剂为TNP；所述抗静电剂为乙氧基化脂肪族烷基胺抗静电剂；所述紫外线吸收剂为UV-9。
本实施例的空气净化器用耐候高强度风扇叶片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将聚丙烯、β晶型成核剂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、热稳定剂、氧化铝、氯化钙、聚碳酸酯树脂、丁基橡胶、加工助剂、耐候添加剂加入高速搅拌机中搅拌20钟，搅拌转速550r/min，再加入到反应釜中，在温度为85℃、氩气气体的保护下搅拌反应85钟得到混合物A；
步骤二，将步骤一制得的混合物、短切异形无碱玻璃纤维加入高速搅拌机中搅拌10分钟，搅拌转速900r/min，搅拌均匀后加入双螺杆挤出机，进行分段式控温挤出、冷却、切粒，分段式控温分6段控温，温度分别为：区段一温度为168℃，区段二温度为 163℃，区段三温度为158℃，区段四温度为153℃，区段五合流区温度为148℃，区段六机头温度为 143℃，得到粒料；
步骤三，将步骤二制得的粒料在送入干燥箱中在90℃下干燥3小时，再依次经熔融注塑、冷却定型，脱模、检验，得到冷却风扇扇叶片。
以上各实施例制备的空气净化器用耐候高强度风扇叶片的性能测试结果如下： 拉伸强度Mpa弯曲强度Mpa缺口冲击强度KJ/m2热变形温度℃实施例1849516.1145实施例2869315.7150实施例3839615.5152对比例728512132
本发明的空气净化器用过滤网复合材在具有过滤作用的同时还有抑菌杀菌作用和甲醛去除效能。其PM2.5过滤效果好、甲醛去除率高、抑杀菌种类广、使用寿命长、材料安全环保，同时本发明提供的制备方法其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。