一种耐紫外伞座及其制备方法与流程

本技术涉及太阳伞伞座产品领域，具体涉及一种耐紫外伞座及其制备方法。

背景技术：

1、伞座是大型遮阳伞的重要结构零件。目前，常见的伞座一般有二种：一种是由混凝土制作而成的伞座体。采用混凝土制作而成的伞座，制作成本较经济，伞座的外观较粗糙，档次低，很难用在一些环境较优雅的场合中使用，从而影响了混凝土伞座的应用范围。另一种是由塑料注塑而成具有容器腔室的伞座体。采用塑料注塑而成的伞座，一般体积都做得较大，使用时需要通过加入水来增加伞座体重量，才能使伞座获得足够的支撑力度；使用完后，可以将水倒掉，有利于搬动。

2、塑料外壳的伞座使用方便，随着在外界放置时间的延长，外界的紫外线会穿透塑料表面进入其内部，与塑料分子中的化学键相互作用。这种相互作用会导致聚合物分子的断裂、交联及氧化等反应，进而使得塑料外壳的伞座出现颜色褪色，材料变脆等现象，从而影响塑料外壳的伞座的寿命。

技术实现思路

1、为了解决塑料外壳的伞座受到紫外线长时间照射后，会降低塑料外壳的伞座寿命的问题，我们提供了一种耐紫外伞座，该塑料以聚乙烯为基体，加入改性碳酸钙，改性碳酸钙中加入酮糖和酸酐类化合物，有效地改善塑料的耐紫外性能，并且还提高了塑料的热稳定性。

2、第一方面，本技术提供一种耐紫外伞座，采用如下的技术方案：

3、一种耐紫外伞座，包括塑料外壳和配重物，所述塑料外壳包括以下重量份的组分：聚乙烯85份，改性碳酸钙8-10份，色母粒2-3份；

4、所述改性碳酸钙包括以下重量份的组分：碳酸钙100份，硬脂酸钠2份，酮糖5-10份，酸酐类化合物1-3份；

5、所述改性碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：

6、将碳酸钙加入到硬脂酸钠溶液中搅拌混合，然后加入酮糖和酸酐类化合物，继续搅拌混合，再进行过滤和干燥，获得改性碳酸钙。

7、通过采用上述技术方案，配重物可以为水和混凝土等多种类型的配重亢。硬脂酸钠能够与碳酸钙表面的钙离子发生反应，形成一层疏水性薄膜，从而降低碳酸钙的表面能，提高其在有机溶剂或聚合物中的分散稳定性；然后酮糖和酸酐类化合物与经过硬脂酸钠修饰后的碳酸钙反应结合，获得改性碳酸钙；

8、酮糖既含有羟基，又含有羰基，其中羟基能够与紫外线发生相互作用，吸收紫外线的能量，将其转化为其他形式的能量，从而防止紫外线对材料造成损害；羰基结构使得酮糖分子具有较高的共轭程度和稳定性，有助于增强酮糖对紫外线的吸收能力；

9、首先，酸酐类化合物含有双键和羧酸基团，这些官能团能够与聚乙烯和酮糖中的某些基团发生反应或相互作用，形成化学键或物理交联，从而增强它们之间的相容性；其次，酸酐类化合物可能起到增容剂的作用，通过改变聚乙烯和酮糖之间的界面性质，降低界面张力，促进两者的混合和分散，提高相容性；此外，酸酐类化合物还可能对塑料的结晶行为、分子链运动等产生影响，进一步改善聚乙烯和酮糖的相容性，从而进一步提高聚乙烯与改性碳酸钙的相容性；

10、另外酮糖在塑料中可以起到吸收热量的作用，酸酐类化合物能够与聚乙烯反生反应，形成更加稳定的化学键，这种化学键的形成可以提高塑料的耐热性，使其在高温下不易发生结构破坏，通过酮糖和酸酐类化合物协同作用提高耐紫外伞座的热稳定性；

11、本技术对以聚乙烯为主要成分的塑料，通过加入改性碳酸钙，改性碳酸钙中的酮糖加强该塑料的耐紫外性能，改性碳酸钙中的酸酐类化合物加强酮糖与聚乙烯的相容性，进一步加强该塑料的耐紫外性能，最后通过酮糖和酸酐类化合物的协同作用加强该塑料的热稳定性。

12、优选的，所述酮糖包括果糖、木酮糖、赤藓酮糖中的至少一种。

13、通过采用上述技术方案，上述三种酮糖都含有羟基和羰基，都有助于塑料吸收紫外线能量，从而增加耐紫外伞座的耐紫外性能；经过比较发现，果糖在三者之间使得耐紫外伞座的性能增加最大，果糖是三者之间的优选。

14、优选的，所述酮糖占7-9份。

15、通过采用上述技术方案，当酮糖含量过低时，酮糖难以为塑料提供足够的紫外线防护，其提升效果不明显；当酮糖含量过高时，酸酐类化合物难以充分改善酮糖与聚乙烯之间的相容性，使得酮糖在塑料中难以分布均匀，反而降低耐紫外伞座的耐紫外性能；为此申请人经过大量研究和实验验证后最终确定，本技术的酮糖的重量组分以上述为宜。

16、优选的，所述酸酐类化合物包括酮酸酐、苯酐和乙酸酐中的至少一种。

17、通过采用上述技术方案，酮酸酐具有特殊的酮基和酸酐结构，这使得它在塑料配方中具有独特的优势；酮基能够与聚乙烯中的非极性部分相互作用，而酸酐部分则能够与酮糖或其他极性添加剂发生反应，形成稳定的化学键；这种双重作用使得酮酸酐在提高塑料的耐紫外性能和热稳定性方面表现出色；

18、苯酐能够与酮糖和聚乙烯的极性基团发生相互作用，形成稳定的化学键或分子间作用力，从而增强它们之间的相容性；良好的相容性可以确保酮糖在聚乙烯中均匀分散，有效发挥其耐紫外性能；苯酐的苯环结构同样使得酮糖分子具有较高的共轭程度和稳定性，有助于增强对紫外线的吸收能力；

19、乙酸酐虽然不像前两者那样具有特殊的官能团，但它作为一种简单的酸酐化合物，能够在一定程度上提高塑料的耐紫外性能；乙酸酐可以与聚乙烯中的羟基或其他活性基团反应，改善塑料的分子结构，提高其稳定性和耐候性；经过比较发现，酮酸酐在三者之间使得耐紫外伞座的性能增加最大，酮酸酐是三者之间的优选。

20、优选的，所述酸酐类化合物与所述酮糖之间质量比为1:3.5-4.5。

21、通过采用上述技术方案，酮糖是主要的紫外线吸收剂，其含量相对较高，以确保足够的紫外线防护能力；酸酐类化合物则主要起到桥梁作用，促进酮糖与聚乙烯的相容性；如果酸酐类化合物的含量过高，虽然可能进一步提高相容性，但也会增加成本，并可能引入过多的极性基团，影响塑料的整体性能；此外，过多的酸酐类化合物还可能增加塑料的加工难度，降低生产效率；

22、如果酸酐类化合物的含量过低，其与酮糖的质量比过小，则可能导致酮糖在聚乙烯中的分散不均匀，相容性不足，这将降低塑料的耐紫外性能。

23、优选的，所述色母粒选用褐色色母粒、黑色色母粒、紫色色母粒中至少一种。

24、通过采用上述技术方案，首先，这些颜色的色母粒可能对紫外线具有一定的吸收或反射作用，从而增强塑料的耐紫外性能；例如，黑色色母粒通常含有较高的颜料浓度，可能有助于吸收更多的紫外线，减少紫外线对塑料的损害；褐色和紫色色母粒也可能具有类似的效果，尽管具体的吸收和反射特性可能因颜料种类和浓度而异；

25、另外，褐色、黑色和紫色在视觉上具有一定的吸引力和独特性，能够满足不同消费者的审美需求；酮糖在加热时可能出现褐化反应，生成褐色物质，选用褐色、黑色和紫色等深色调色母粒，能够有效避免褐色物质带来的杂质颜色。

26、第二方面，本技术提供一种耐紫外伞座的制备方法，采用如下的技术方案：

27、一种耐紫外伞座的制备方法，用于制备上述耐紫外伞座，包括以下步骤：将配方量的聚乙烯、改性碳酸钙和色母粒混合，获得混合料；随后进行注塑成型，即得塑料外壳；最后往塑料外壳内注入配重物。

28、通过采用上述技术方案，通过添加含有酮糖和酸酐类化合物的改性碳酸钙，塑料的耐紫外性能得到了显著提升；酮糖自身具有吸收紫外线的功能，能有效防止紫外线对塑料的损害；而酸酐类化合物则通过促进酮糖与聚乙烯的相容性，增强了塑料的整体稳定性；

29、配方中的各组分经过精心选择和设计，保证了它们之间的良好相容性；这有助于获得均匀、稳定的混合料，进而在挤出造粒过程中保持产品的性能一致性；此外，这种制备方法对加工设备的要求不高，便于工业化生产。

30、优选的，所述改性碳酸钙和色母粒预先混合，获得预混料，然后将预混料加入到所述聚乙烯和改性碳酸钙中进行混合，获得混合料。

31、通过采用上述技术方案，首先，预先混合改性碳酸钙和色母粒有助于确保这些添加剂在塑料中的均匀分布；色母粒负责赋予塑料特定的颜色，而酮糖和酸酐类化合物则是关键的耐紫外成分；通过预先混合，可以确保这些添加剂在塑料基质中更好地分散，从而避免出现颜色不均或耐紫外性能不一致的情况；

32、预先混合还可以在一定程度上改善塑料的加工性能；通过优化添加剂的分散状态，可以降低塑料在加工过程中的粘度变化，提高流动性，从而有利于塑料的成型和加工。

33、优选的，所述改性碳酸钙和色母粒预先混合的速率为300-400rpm。

34、通过采用上述技术方案，300-400rpm的速率能够确保改性碳酸钙和色母粒在短时间内充分混合，而不会因速率过低导致混合不均匀，或速率过高造成物料飞溅或局部过热；这样的混合速率有助于确保各种添加剂在预混阶段就能实现均匀的分布，为后续与聚乙烯和改性碳酸钙的混合打下良好基础；

35、此外，选择合适的混合速率还有助于保护添加剂的活性；对于酮糖和酸酐类化合物这样的功能性添加剂，过高的混合速率可能导致其结构破坏或活性降低，从而影响其在最终产品中的性能表现。

36、优选的，所述聚乙烯、改性碳酸钙和色母粒混合时的混合速率为600-700rpm。

37、通过采用上述技术方案，600-700rpm的混合速率能够实现物料之间的充分混合和均匀分散；在这个速率范围内，各组分之间能够充分接触并相互作用，确保改性碳酸钙和色母粒等添加剂均匀分布在聚乙烯和改性碳酸钙的基质中；这种均匀分散对于最终产品的性能至关重要，可以确保耐紫外伞座具有一致的色泽、良好的耐紫外性能以及稳定的物理性能。

38、综上所述，本技术具有以下有益效果：

39、1.由于本技术对以聚乙烯为主要成分的塑料，通过加入改性碳酸钙，改性碳酸钙中的酮糖加强该塑料的耐紫外性能，改性碳酸钙中的酸酐类化合物加强酮糖与聚乙烯的相容性，进一步加强该塑料的耐紫外性能，最后通过酮糖和酸酐类化合物的协同作用加强该塑料的热稳定性。