使用尼龙/石墨烯复合材料的扎线带制造技术

技术编号:9823717 阅读:112 留言:0更新日期:2014-03-31 22:18
本发明专利技术提供一种尼龙/石墨烯复合材料的扎线带,所述扎线带包含聚合物和石墨烯的复合材料。

【技术实现步骤摘要】
使用尼龙/石墨烯复合材料的扎线带 相关申请的交叉引用本申请要求2013年3月6日提交的美国专利申请N0.13/786,697和2012年8月30日提交的美国临时专利申请N0.61/694,966的优先权,上述申请全部内容通过引用纳入本文。
本专利技术涉及一种具有改进的机械强度的扎线带。更具体的,本专利技术针对一种使用尼龙/石墨烯复合材料的扎线带。
技术介绍
扎线带已为公众所熟知,可用来捆扎或固定一组物体,如电线或电缆。扎线带一般包括头部、延伸的尾部以及头部和尾部之间的纵向绑带。扎线带的头部有锁定元件,可与所述绑带啮合,从而把所述绑带固定在扎线带的头部。扎线带总体而言可以分为两类。第一类为一体式扎线带。一体式扎线带由塑料整体形成,所述塑料优选为尼龙。所述扎线带利用头部内的模塑棘爪和绑带带身中形成的齿阵列来将绑带固定在尾部。第二类为二件式扎线带。所述二件式扎线带包括尼龙头部和绑带带身。该扎线带头部埋有不锈钢倒钩,通过把倒钩扣入绑带来固定绑带带身。扎线带的性 能通常由插入力来评价,即把绑带插入扎线带头部需要多少力。扎线带的性能也可用它的拉伸强度来评价。通常,扎线带根据其固定拉伸强度来分类(如18磅,50磅和120磅)。扎线带的最大断裂极限为最大额定固定拉伸强度的150%。扎线带除了应具备所需的拉伸强度以外,最好能有足够的伸长度,这样不仅可以有效的捆扎物体还可以抵御由于环境条件(如冰)而额外施加的各种力。不幸的是,由基质材料尼龙66 (nylon6, 6)制成的扎线带受制于材料自身的极限,其机械强度有限。尼龙66是扎线带获得更高性能的阻碍。因此,需要开发一种具备改进的固定拉伸强度和/或伸长度的扎线带。
技术实现思路
本专利技术提供一种扎线带及其制备方法,所述扎线带包括尼龙和石墨烯的复合材料。本专利技术的有益效果在于,与仅由基质材料尼龙66制成的扎线带相比,所述扎线带不仅具有更高的固定拉伸强度,而且具有更大的伸长度。正因如此,所述改进的扎线带可以更好的固定成束的东西,以及抵御如环境变化而施加的各种外力。【附图说明】图1为本专利技术所述扎线带的剖面图,所述扎线带包括扎线带头部和延伸绑带,其中绑带已插入扎线带头部。【具体实施方式】参考图1,其显示了本专利技术的扎线带10。扎线带10通常是伸长的模制塑料件,可按照本领域所熟知的方式来缠绕一束物体,如电线或电缆(未显示)。包括聚合物和石墨烯复合材料的扎线带10在室内和室外皆可使用。扎线带10的一端为头部12,另一端为尾部16,在头部和尾部之间通常连有平面的绑带。在附图所示的【具体实施方式】中,扎线带头部12已集成为扎线带10的一部分。然而,在某些应用中,扎线带10也可以采用下述结构,即头部12和绑带14是分开形成的。扎线带10的头部12有贯通的孔15 (附图中该位置已插入了绑带14)。该孔可插入的容纳扎线带尾部16,也允许当绑带14以第一方向“A”移动时通过。扎线带10的头部12包括锁定装置18,该装置由头部12支撑并延伸至孔内。该锁定装置允许绑带14沿第一方向“A”运动;并当试图把绑带14从孔中抽出时防止绑带沿与第一方向相反的第二方向“B”显著运动。所述锁定装置可包括金属倒钩,如美国专利N0.5,513,421所示;或者整体成型的塑料棘爪,如美国专利N0.7,017,237所示。 传统的扎线带仅由聚合物(如尼龙66)形成,与之相比,本专利技术提供的扎线带额外还包含聚合物和石墨烯的复合材料。在所述复合材料的一个实施方式中,所述聚合物为尼龙。更具体的,所述聚合物为尼龙6,且石墨烯烃过了化学官能化。优选的,复合材料中石墨烯的含量在I重量%至20重量%之间。在一实施方式中,本专利技术所述的扎线带除了聚合物和石墨烯的复合材料以外还包含尼龙66树脂。优选的,尼龙66树脂为市售级别的尼龙66。在优选的实施方式中,石墨烯在扎线带中的总含量为0.01重量%至5重量%。在一优选的实施例中,石墨烯在扎线带中的总含量不超过I重量%。在一实施方式中,扎线带的伸长度为20%或更大。在一实施方式中,与只由基质材料尼龙66制成的扎线带相比,本专利技术所述扎线带的拉伸强度提高了 20%或更多。在一实施方式中,与只由基质材料尼龙66制成的扎线带相比,本专利技术所述扎线带的拉伸强度提高了30%或更多。在某些实施方式中,本专利技术所述扎线带的(I)伸长度为20%或更大;以及(2)与只由基质材料尼龙66制成的扎线带相比,拉伸强度提高了 20%或更多。在某些实施方式中,本专利技术所述的扎线带(1)伸长度为20%或更大;以及(2)与只由基质材料尼龙66制成的扎线带相比,拉伸强度提高了 30%或更多。总的来说,本专利技术所提供的制备扎线带的方法包括(a)复合技术和(b)模制工艺技术。其中,(a)复合技术用于合成聚合物/石墨烯复合材料,(b)模制工艺技术则用于生产扎线带产品。所述扎线带产品使用在(a)中复合的聚合物石墨烯复合材料以及尼龙66树脂。更具体的,本专利技术提供了制备扎线带的方法,包括:对提纯的石墨烯进行化学官能化,形成化学官能化的石墨烯;把所述化学官能化的石墨烯通过一种选自以下的工艺分散于聚合物基质中,使石墨烯与聚合物(如尼龙6分子链)形成化学键,从而制备复合材料:溶液复合技术、熔体复合技术和原位复合技术;其中,所述复合材料中石墨烯的含量在I重量%至20重量%之间;挤出或模制复合材料,形成颗粒;把所得颗粒与尼龙66树脂熔融,并模制扎线带;其中,所述扎线带中石墨烯含量在0.01重量%至5重量%之间。在一实施方式中,扎线带中石墨烯含量不大于I重量%。优选的,化学官能化的石墨烯均匀的分散于聚合物基质中。在某些实施方式中,复合材料颗粒可以是丸粒、珠粒、碟状,不规则的几何形状或其中两种或多种的组合。在某些实施方式中,复合材料颗粒的大小为0.1英寸。在某些实施方式中,复合材料颗粒与尼龙66树脂混合后再熔融。优选的,扎线带可利用本领域技术人员所熟知的标准注塑机器通过注塑-模制工艺来制备扎线带。提纯后的石墨烯利用本领域技术人员所熟知的方法进行化学官能化。与此类似,聚合物和化学官能化的石墨烯的复合材料使用本领域技术人员所熟知的工艺,如溶液复合技术、熔体复合技术和原位复合技术来形成。类似的,制备复合材料颗粒所用的挤出或模制工艺也是本领域技术人员所熟知的。用于生产扎线带的模制工艺如注模也是如此。虽然不限于本专利技术有关的任何理论,但是我们认为石墨烯在聚合物/石墨烯复合材料中起增强填料的作用,其提高了由该复合材料制成的扎线带的性能。虽然聚合物扎线带,尤其是由尼龙66制成的扎线带相对于其预期使用目的具有足够的机械强度,但由尼龙66与石墨烯和尼龙6复合材料形成的扎线带具有更好的拉伸强度和伸长度。 本领域的普通技术人员要理解,在不偏离本专利技术概括的专利技术概念的情况下可以对上述实施方式进行修改。因此,要理解,本专利技术并没有限于所述具体的实施方式,而是可覆盖所附权利要求书所限定的本专利技术精神和范围之内的所有修改。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种扎线带,所述扎线带包含聚合物和石墨烯的复合材料。

【技术特征摘要】
2012.08.30 US 61/694,966;2013.03.06 US 13/786,6971.一种扎线带,所述扎线带包含聚合物和石墨烯的复合材料。2.如权利要求1所述的扎线带,其特征在于,所述扎线带还包括尼龙66树脂。3.如权利要求1所述的扎线带,其特征在于,所述聚合物是尼龙。4.如权利要求1所述的扎线带,其特征在于,所述聚合物是尼龙6。5.如权利要 求1所述的扎线带,其特征在于,所述石墨烯进行化学官能化。6.如权利要求1所述的扎线带,其特征在于,所述复合材料中石墨烯的含量在I重量%至20重量%之间。7.如权利要求1所述的扎线带,其特征在于,所述扎线带中石墨烯的含量在0.01重量%至5重量%之间。8.如权利要求1所述的扎线带,其特征在于,所述扎线带中石墨烯的含量在不大于I重量%。9.如权利要求1所述的扎线带,其特征在于,所述扎线带的伸长度为20%或更大。10.如权利要求1所述的扎线带,其特征在于,与由基质材料尼龙66制成的扎线带相t匕...

【专利技术属性】
技术研发人员:高岩孔丹丁M·R·德雷恩A·D·尼尔
申请(专利权)人:托马斯及贝茨国际股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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