技术领域
本发明涉及改性尼龙，特别涉及一种用于生产电水壶的尼龙及其制备方法。
背景技术
电水壶是现今家庭生活中比较常见的家庭小家电，其工作原理是利用水沸腾产生的水蒸气使蒸汽感温元件的双金属片变形，这种变形通过杠杆原理推动电源开关断电。其断电是不可自复位的，故断电后水壶不会自动再加热。所以，在烧水的过程中，给人们带来了方便。而现有技术中电水壶的很多部件都是用尼龙材料生产出来，例如壶盖和壶嘴等。这些部件由于会直接与饮用的水发生接触，并且烧开的水温度往往能够达到100℃，普通尼龙材质中的小分子又比较容易溶解到开水中，从而当人体饮用该种开水后，就容易对人体的健康造成危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于生产电水壶的尼龙及其制备方法，其基本不会在沸水中发生溶解，从而有利于保证人体的健康。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于生产电水壶的尼龙，按重量份计，包括以下组份：尼龙45～65份、玻璃纤维5～15份、超支化聚合物9～15份、贝壳粉4～6份、蛭石粉5～7份、膨润土4～6份、热稳定剂3～7份、偶联剂0.5～1.5份、溶剂10～20份。
优选为，按重量份计，包括以下组份：尼龙50份、玻璃纤维10份、超支化聚合物12份、贝壳粉5份、蛭石粉6份、膨润土5份、热稳定剂5份、偶联剂1份、溶剂15份。
通过采用上述技术方案，由于超支化聚合物其具有三维的支化结构，从而其能够影响到尼龙大分子链的洁净结构，使得其在冲击力的作用下较难被破坏，进而有利于保证尼龙的力学性能。而且，在一定范围内，随着加入的超支化聚合物量的增加，尼龙熔融状态下的粘度就会降低，从而尼龙的流动性就能够增强，从而也就有利于使得尼龙和其他组合能够更充分地混合在一起。
而贝壳粉中主要成分为碳酸钙，含少量氧化钙、氢氧化钙等钙化物，所以能够加快尼龙在加工过程中的定型效果。同时，其本身又为多孔纤维状双螺旋体结构，这样其能够吸附住其他组分细的分子，避免小分子扩散到沸水中。
再者，蛭石中带有较多的微小孔隙，其能够吸附水中微小的杂质，从而在倒水的过程中，当开水与尼龙材料接触时，开水又相当于被再次过滤了一下。
另外，膨润土能够作为填充料，而且其还具有较强的粘性，从而这样一方面能够提高尼龙材质的强度，另一方面也有利于对各组分进行封锁，从而降低各组分扩散到开水中的概率。
优选为，所述超支化聚合物为超支化多羟基聚酰胺酯、超支化多羟基聚胺酯、超支化聚己内酰胺、超支化聚庚内酰胺和超支化聚辛内酰胺中的一种或几种的混合物。
通过采用上述技术方案，具有酰基和胺基的超支化聚合物在接入到尼龙上之后，有利于提高尼龙生物降解的能力，从而有利于对环境起到保护。
优选为，所述贝壳粉经含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的酶液处理。
通过采用上述技术方案，经过酶液处理过的贝壳粉，不仅保留了原有贝壳粉的性能，同时也释放出了贝壳粉中的甲壳素。而甲壳素本身就具有较强的抗菌杀菌的能力，所以此时的贝壳粉又有利于抑制大肠杆菌等治病菌在尼龙材料上进行繁殖。同时，带有甲壳素的贝壳粉在固化之后还具有较强的粘结作用，能够进一步保证各组分之间的粘结牢固度，降低了小分子迁移到沸水中的概率。
优选为，所述溶剂为乙二醇和二甲苯的混合物，且乙二醇和二甲苯的重量比为3∶1。
通过采用上述技术方案，乙二醇是一种相催化剂，其能够使反应物中各组分更好地溶合在一起，二甲苯能够使超支化聚合物的支化链发生软化，这样可以使得超支化聚合物的分子链和尼龙的分子链更容易对接起来，从而有利于提高超支化聚合物接支于尼龙上的效率。并且，两溶剂在150℃的时候都会发生挥发，这样在尼龙加工的过程中基本上都不会有残留，从而也降低了对饮用水造成污染的概率。而且，在乙二醇和二甲苯的重量比为3∶1的时候，各组分之间的混合程度是较高的，从而有利于提高尼龙的质量。
优选为，所述热稳定剂为N，N’-1，6-亚己基-二-[3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺]和聚邻苯二甲酰胺的混合物，且N，N’-1，6-亚己基-二-[3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺]和聚邻苯二甲酰胺的重量比为1∶1。
通过采用上述技术方案，这样能够提高尼龙的热稳定性，减少水烧开时，尼龙发生形变而出现损坏的问题，从而尼龙内部的小分子就不容易扩散到开水中。
优选为，所述偶联剂为硅烷偶联剂和锆类偶联剂的混合物，所述硅烷偶联剂和锆类偶联剂的重量比为2∶1。
通过采用上述技术方案，能够将蛭石粉、膨润土以及贝壳粉等都能够与尼龙及其他有机原料均匀地混合在一起。同时，硅烷偶联剂上往往带有氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基及甲基丙烯酰氧基等基团，这些基团和不同的基体树脂均具有较强的反应能力，从而也就能够使得尼龙和无机材料更容易混合起来。而锆类偶联剂不仅可以促进不同物质之间的粘合，而且可以改善复合材料体系的性能，特别是流变性能。
一种用于生产电水壶的尼龙的制备方法，包括以下步骤：
S1、按规定的重量，将尼龙和超支化聚合物加入到混合搅拌器中，进行搅拌混合，搅拌转速为500rpm；
S2、向混合搅拌器中加入规定重量的贝壳粉、蛭石粉、膨润土、热稳定剂、偶联剂和溶剂，并进行搅拌混合，搅拌转速为500rpm，得到混合物，其中温度控制在100℃；
S3、将混合物和规定重量的玻璃纤维加入到螺杆挤出机中，温度控制在160℃，并被一起挤入到注塑模具中进行注塑。
通过采用上述技术方案，这样一方面能够保证尼龙的产生效率，另一方面在挤出的过程中，由于温度高于150℃，这样也有利于使得尼龙中大部分有机溶剂都能够发生挥发，从而能够保证尼龙材料符合食品级的要求。
优选为，S1中在加入尼龙和超支化聚合物之前，先向混合搅拌器中通入氮气进行排空。
通过采用上述技术方案，这样在混合的过程中，能够减少空气对原材料造成的氧化，从而有利于保证最终产品的质量。
优选为，将玻璃纤维从靠近螺杆挤出机的挤出口处加入到螺杆挤出机中。
通过采用上述技术方案，这样能够减少螺杆对玻璃纤维的挤压，从而有利于保证玻璃纤维的完整度，进而也有利于提高尼龙材料整体的强度。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、将蛭石粉和膨润土加入到尼龙中，这样能够提高各组分之间的粘结力，从而有利于避免小分子扩散到饮用水的概率；
2、将贝壳粉经过微生物处理之后，再加入到尼龙中，这样贝壳粉中会带有甲壳素，从而不仅在尼龙固化之后，能够提高尼龙的粘结强度，同时也能够增强尼龙的抗菌性能，降低各类微生物在尼龙表面繁殖；
3、在搅拌之前，先对混合搅拌器通入氮气进行排空，这样能够避免各组分在混合过程中发生氧化而导致产品质量下降的问题。
附图说明
图1是一种用于生产电水壶的尼龙的制备工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
一种用于生产电水壶的尼龙的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：向混合搅拌器中通入氮气，对混合搅拌器进行排空处理；
步骤二：将45Kg尼龙和9Kg超支化聚合物加入到混合搅拌器中，进行搅拌混合，搅拌转速为500rpm；
步骤三：向混合搅拌器中加入4Kg贝壳粉、5Kg蛭石粉、4Kg膨润土、3Kg热稳定剂、0.5Kg偶联剂和10Kg溶剂，并进行搅拌混合，搅拌转速为500rpm，得到混合物，其中温度控制在100℃；
步骤四：将步骤三所获得的混合物加入到螺杆挤出机中，保证螺杆挤出机的温度控制在160℃，并将5Kg玻璃纤维从靠近螺杆挤出机的挤出口处加入到螺杆挤出机中，之后并被一起挤入到注塑模具中进行注塑，这个过程中，螺杆挤出机的侧面还安装有真空管，真空管与真空机相连接。
此处，超支化聚合物为超支化多羟基聚酰胺酯、超支化多羟基聚胺酯和超支化聚己内酰胺的混合物，并且三者的重力比为2∶1∶3。
贝壳粉的处理过程为：配制pH为8.0的亚硫酸钠缓冲溶液，用少量曲拉通作为表面活性剂，分别使用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶等酶的组合酶作催化，将贝壳粉浸泡于其中，控制恒温摇床温度为50℃，转速300r/min的条件下水解2小时。
而溶剂为乙二醇和二甲苯的混合物，且乙二醇和二甲苯的重量比为3∶1。
热稳定剂为N，N’-1，6-亚己基-二-[3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺]和聚邻苯二甲酰胺的混合物，且N，N’-1，6-亚己基-二-[3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺]和聚邻苯二甲酰胺的重量比为1∶1。
偶联剂为硅烷偶联剂和锆类偶联剂的混合物，硅烷偶联剂和锆类偶联剂的重量比为2∶1。并且硅烷偶联剂的型号可以为KH550、KH560、KH570、KH792、DL602和DL171等，而锆类偶联剂可以为四正丙基锆酸酯和铝锆偶联剂LD-139(扬州市立达树脂有限公司生产)等。
实施例二：
一种用于生产电水壶的尼龙的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：向混合搅拌器中通入氮气，对混合搅拌器进行排空处理；
步骤二：将65Kg尼龙和15Kg超支化聚合物加入到混合搅拌器中，进行搅拌混合，搅拌转速为500rpm；
步骤三：向混合搅拌器中加入6Kg贝壳粉、7Kg蛭石粉、6Kg膨润土、7Kg热稳定剂、1.5Kg偶联剂和20Kg溶剂，并进行搅拌混合，搅拌转速为500rpm，得到混合物，其中温度控制在100℃；
步骤四：将步骤三所获得的混合物加入到螺杆挤出机中，保证螺杆挤出机的温度控制在160℃，并将15Kg玻璃纤维从靠近螺杆挤出机的挤出口处加入到螺杆挤出机中，之后并被一起挤入到注塑模具中进行注塑，这个过程中，螺杆挤出机的侧面还安装有真空管，真空管与真空机相连接。
此处，超支化聚合物为超支化多羟基聚胺酯、超支化聚己内酰胺和超支化聚庚内酰胺的混合物，并且三者的重力比为1∶2∶1。
贝壳粉的处理过程为：配制pH为8.0的亚硫酸钠缓冲溶液，用少量曲拉通作为表面活性剂，分别使用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶等酶的组合酶作催化，将贝壳粉浸泡于其中，控制恒温摇床温度为50℃，转速300r/min的条件下水解2小时。
而溶剂为乙二醇和二甲苯的混合物，且乙二醇和二甲苯的重量比为3∶1。
热稳定剂为N，N’-1，6-亚己基-二-[3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺]和聚邻苯二甲酰胺的混合物，且N，N’-1，6-亚己基-二-[3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺]和聚邻苯二甲酰胺的重量比为1∶1。
偶联剂为硅烷偶联剂和锆类偶联剂的混合物，硅烷偶联剂和锆类偶联剂的重量比为2∶1。并且硅烷偶联剂的型号可以为KH550、KH560、KH570、KH792、DL602和DL171等，而锆类偶联剂可以为四正丙基锆酸酯和铝锆偶联剂LD-139(扬州市立达树脂有限公司生产)等。
实施例三：
一种用于生产电水壶的尼龙的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：向混合搅拌器中通入氮气，对混合搅拌器进行排空处理；
步骤二：将50Kg尼龙和12Kg超支化聚合物加入到混合搅拌器中，进行搅拌混合，搅拌转速为500rpm；
步骤三：向混合搅拌器中加入5Kg贝壳粉、6Kg蛭石粉、5Kg膨润土、5Kg热稳定剂、1Kg偶联剂和15Kg溶剂，并进行搅拌混合，搅拌转速为500rpm，得到混合物，其中温度控制在100℃：
步骤四：将步骤三所获得的混合物加入到螺杆挤出机中，保证螺杆挤出机的温度控制在160℃，并将15Kg玻璃纤维从靠近螺杆挤出机的挤出口处加入到螺杆挤出机中，之后并被一起挤入到注塑模具中进行注塑，这个过程中，螺杆挤出机的侧面还安装有真空管，真空管与真空机相连接。
此处，超支化聚合物为超支化聚己内酰胺、超支化聚庚内酰胺和超支化聚辛内酰胺的混合物，并且三者的重力比为1∶1∶1。
贝壳粉的处理过程为：配制pH为8.0的亚硫酸钠缓冲溶液，用少量曲拉通作为表面活性剂，分别使用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶等酶的组合酶作催化，将贝壳粉浸泡于其中，控制恒温摇床温度为50℃，转速300r/min的条件下水解2小时。
而溶剂为乙二醇和二甲苯的混合物，且乙二醇和二甲苯的重量比为3∶1。
热稳定剂为N，N’-1，6-亚己基-二-[3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺]和聚邻苯二甲酰胺的混合物，且N，N’-1，6-亚己基-二-[3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺]和聚邻苯二甲酰胺的重量比为1∶1。
偶联剂为硅烷偶联剂和锆类偶联剂的混合物，硅烷偶联剂和锆类偶联剂的重量比为2∶1。并且硅烷偶联剂的型号可以为KH550、KH560、KH570、KH792、DL602和DL171等，而锆类偶联剂可以为四正丙基锆酸酯和铝锆偶联剂LD-139(扬州市立达树脂有限公司生产)等。
实施例四：
一种用于生产电水壶的尼龙的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：向混合搅拌器中通入氮气，对混合搅拌器进行排空处理；
步骤二：将65Kg尼龙和12Kg超支化聚合物加入到混合搅拌器中，进行搅拌混合，搅拌转速为500rpm；
步骤三：向混合搅拌器中加入6Kg贝壳粉、5Kg蛭石粉、4Kg膨润土、7Kg热稳定剂、1.5Kg偶联剂和20Kg溶剂，并进行搅拌混合，搅拌转速为500rpm，得到混合物，其中温度控制在100℃；
步骤四：将步骤三所获得的混合物加入到螺杆挤出机中，保证螺杆挤出机的温度控制在160℃，并将15Kg玻璃纤维从靠近螺杆挤出机的挤出口处加入到螺杆挤出机中，之后并被一起挤入到注塑模具中进行注塑，这个过程中，螺杆挤出机的侧面还安装有真空管，真空管与真空机相连接。
此处，超支化聚合物为超支化聚己内酰胺和超支化聚辛内酰胺的混合物，并且三者的重力比为1∶1。
贝壳粉的处理过程为：配制pH为8.0的亚硫酸钠缓冲溶液，用少量曲拉通作为表面活性剂，分别使用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶等酶的组合酶作催化，将贝壳粉浸泡于其中，控制恒温摇床温度为50℃，转速300r/min的条件下水解2小时。
而溶剂为乙二醇和二甲苯的混合物，且乙二醇和二甲苯的重量比为3∶1。
热稳定剂为N，N’-1，6-亚己基-二-[3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺]和聚邻苯二甲酰胺的混合物，且N，N’-1，6-亚己基-二-[3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺]和聚邻苯二甲酰胺的重量比为1∶1。
偶联剂为硅烷偶联剂和锆类偶联剂的混合物，硅烷偶联剂和锆类偶联剂的重量比为2∶1。并且硅烷偶联剂的型号可以为KH550、KH560、KH570、KH792、DL602和DL171等，而锆类偶联剂可以为四正丙基锆酸酯和铝锆偶联剂LD-139(扬州市立达树脂有限公司生产)等。
实施例五：
一种用于生产电水壶的尼龙的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：向混合搅拌器中通入氮气，对混合搅拌器进行排空处理；
步骤二：将50Kg尼龙和15Kg超支化聚合物加入到混合搅拌器中，进行搅拌混合，搅拌转速为500rpm；
步骤三：向混合搅拌器中加入6Kg贝壳粉、7Kg蛭石粉、5Kg膨润土、5Kg热稳定剂、1Kg偶联剂和15Kg溶剂，并进行搅拌混合，搅拌转速为500rpm，得到混合物，其中温度控制在100℃：
步骤四：将步骤三所获得的混合物加入到螺杆挤出机中，保证螺杆挤出机的温度控制在160℃，并将20Kg玻璃纤维从靠近螺杆挤出机的挤出口处加入到螺杆挤出机中，之后并被一起挤入到注塑模具中进行注塑，这个过程中，螺杆挤出机的侧面还安装有真空管，真空管与真空机相连接。
此处，超支化聚合物为超支化多羟基聚酰胺酯。
贝壳粉的处理过程为：配制pH为8.0的亚硫酸钠缓冲溶液，用少量曲拉通作为表面活性剂，分别使用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶等酶的组合酶作催化，将贝壳粉浸泡于其中，控制恒温摇床温度为50℃，转速300r/min的条件下水解2小时。
而溶剂为乙二醇和二甲苯的混合物，且乙二醇和二甲苯的重量比为3∶1。
热稳定剂为N，N’-1，6-亚己基-二-[3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺]和聚邻苯二甲酰胺的混合物，且N，N’-1，6-亚己基-二-[3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺]和聚邻苯二甲酰胺的重量比为1∶1。
偶联剂为硅烷偶联剂和锆类偶联剂的混合物，硅烷偶联剂和锆类偶联剂的重量比为2∶1。并且硅烷偶联剂的型号可以为KH550、KH560、KH570、KH792、DL602和DL171等，而锆类偶联剂可以为四正丙基锆酸酯和铝锆偶联剂LD-139(扬州市立达树脂有限公司生产)等。
对上述实施例一至实施例五中注塑而成的尼龙产品进行组份迁移检测，得到如下表所述的结果：
检测标准为GB4806.7-2016。
从上述表中可以清楚的看出，本发明的尼龙材料基本上不会向开水中迁移组分，从而有利于保证人体的健康。
另外，对于实施例一至实施例五中注塑而成的尼龙产品进行吸附杂质和抑制微生物生成特性的检测：
检测方法：
1、截取5cm*5cm的产品样片加入到1升的水中，该水中的杂质为浓度为24mg/L，放置时间15min，然后取出产品样片，检测水中杂质的含量；
2、截取1cm*1cm的产品样片放置于有15cfu大肠杆菌菌落的培养皿中，培养皿中有充足的营养基，持续时间6小时，之后再检测培养皿中大肠杆菌菌落数量：
从上表中可以看出，本尼龙材料既具有较强的吸附水中杂质的能力，同时也具有较强的抑菌杀菌的功能，从而有利于保证人体的健康。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。