一种用于制备哑铃的组合材料及制备工艺的制作方法

1.本发明涉及运动器械领域，具体是一种制备哑铃的组合材料及其制备工艺。


背景技术：

2.哑铃是一种用于增强肌肉力量训练的简单器材。它的主要材料是铸铁，有的外包一层橡胶。而铸铁哑铃在制作过程中需要高温冶炼，消耗大量的能源和铁资源，严重污染环境，且铸铁材质的哑铃造假较为昂贵，使用成本较高。再生材料是对废旧材料综合利用的主要产物之一，其不仅降低原材料的成本，提高经济效益，同时对于节约资源和环境保护有着极大作用，是循环经济在材料行业中的体现。
3.同时，在哑铃使用过程中，人的手心会分泌汗液，在使用结束后手心的汗液会残留在哑铃上，使得哑铃表面极易滋生细菌和长霉，影响使用者的健康。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术的不足，本发明提供一种用于制备哑铃的组合材料及制备工艺，其具有耐冲击、抗菌和防霉能力，使用寿命长，耐疲劳，同时成本较低。
5.一种用于制备哑铃的组合材料及制备工艺，其中，所述哑铃由填充物和外壳组成：哑铃的外壳由以下重量份的原料组成：聚对苯二甲酸乙二酯（pet）100份；复合成核剂2份；结晶促进剂1-3份；抗氧化剂2-4份；改性助剂1-3份；其中，复合成核剂由硬脂酸镁和苯甲酸钠组成；其中，结晶促进剂为重量比为4：1的己内酯和聚乙二醇8000聚合反应而成的聚酯聚醚共聚物；其中，抗氧化剂为抗氧化剂215；所述粘合剂由以下重量比的原料制成：不饱和聚酯树脂75%；聚丙烯酸钠10%；c5石油树脂10% ；滑石粉3%；2，6-二叔丁基对甲酚1%；二苯基异辛基亚磷酸酯1%。
6.其中，改性助剂为十二烷基三甲基氯化铵修饰的纳米二氧化硅改性的蒙脱土粒子（dtac-sio
2-mmt/zn）。
7.哑铃的填充物由以下重量份的原料组成：由以下以重量份剂的原料组成：再生原料40-100份；铁渣20-40份；粘合剂2-5份；阻燃剂1-2份。
8.改性助剂的制备方法为：将蒙脱土（mmt）加入到蒸馏水中通过超声配置成5wt%的悬浮液，加入氯化锌（mmt和氯化锌的质量比为20：1）在60℃下搅拌6h后，加入十八烷基三甲基氯化铵（mmt和十八烷基三甲基氯化铵的质量比为10：1）并升温到70℃搅拌3h后，抽滤并用蒸馏水反复清洗，然后将收集的固体置于70℃真空干燥箱干燥12h，制得负载有锌粒子的蒙脱土（mmt/zn）；在常温条件下，将mmt/zn加入到蒸馏水中，超声分散成10wt%均匀的悬浮液，将四乙氧基硅烷（teos）溶解在乙醇中，其中，mmt/zn与teos的质量比为1：1-3，并缓慢滴加到搅拌的mmt/zn的悬浮液中；继续向悬浮液中滴加氨水控制ph在9-10，搅拌至teos完全水解；将反应液放在
65℃烘箱中烘干，即得到纳米二氧化硅修饰的蒙脱土粒子（sio
2-mmt/zn）；将sio
2-mmt/zn加入到乙醇中，其中，sio
2-mmt/zn和乙醇的质量比为1：20，然后将十二烷基三甲基氯化铵（dtac）和氨水加入其中，其中，sio
2-mmt/zn与dtac的质量比1：0.2-0.8，氨水与乙醇的体积比为1：40-60，在65℃条件下回流反应24h，然后离心分离，将离心得到的固体物质放在65℃烘箱中烘干，得到十二烷基三甲基氯化铵修饰的纳米二氧化硅改性的蒙脱土粒子（dtac-sio
2-mmt/zn）。
9.哑铃的外壳的制备方法为：将pet、复合成核剂、抗氧化剂和改性助剂在高混机中混合，混合均匀，在双螺杆挤出机中挤出，其中，挤出温度为240℃，锥形螺杆转速250rpm，即获得具有耐冲击、抗菌、防霉能力的蒙脱土增强的pet复合材料。
10.哑铃的填充物的制备方法为：（1）材料的筛选：将收集来的废旧衣物经杀菌消毒、浸泡裂解、过滤、脱色、提纯和聚合制备得到再生pet颗粒，筛选出直径小于1cm的颗粒保持洁净和干燥，备用；将收集来的废旧轮胎和橡胶制品经分拣、破碎、分离得到再生橡胶颗粒，筛选出直径小于1cm的颗粒保持洁净和干燥，备用；将收集来的铁渣加工成300-500目的铁粉，保持干燥，备用；（2）搅拌：将称量好的再生pet颗粒、再生橡胶颗粒和铁粉放入双螺旋搅拌机内，开机搅拌5min，再放入粘合剂和阻燃剂继续搅拌20min，使其均匀混合；（3）成型：将步骤（2）获得的混合均匀的材料注入到模具的空腔中，通过合模加压成型（温度140-160℃，时间15-20min，压力3-7mpa），成型出模，放置冷却到室温；最后去除溢出产品边缘的飞边和毛刺。
11.在获得成型的哑铃的填充物后，通过模内注塑的工艺将蒙脱土增强的pet复合材料成型在填充物的外层。
12.本发明具有如下优点：（1）哑铃的外壳为一种蒙脱土增强的pet复合材料，选择十二烷基三甲基氯化铵修饰的纳米二氧化硅改性的蒙脱土粒子（dtac-sio
2-mmt/zn）作为pet的改性助剂，通过十二烷基三甲基氯化铵和二氧化硅接枝改性使得蒙脱土的层间距增大，有利于后续聚合物的插层，增强了pet的冲击性能和热稳定性能，并对pet的结晶成核具有促进作用。
13.（2）通过在mmt上负载zn和dtac，发现zn和dtac的抑菌效果优于单独的zn或dtac的抑菌效果，并且优于zn和dtac的抑菌效果的叠加，说明zn和dtac之间对大肠杆菌的抑制存在着协同作用，使pet具有良好的抗菌性能；同时，zn和dtac的存在起到了明显的防霉效果，使pet具有良好的防霉性能。
14.（3）哑铃的填充物原材料和制备过程节能环保，在生产过程中节约较高的能源消耗，不污染环境，且其成本低，比重大，密度为3-4g/cm3，能够满足家庭健身器材的使用要求。
附图说明
15.图1是蒙脱土增强的pet复合材料在自然环境下放置1d和100d后，不同改性助剂对大肠杆菌的影响。
16.图2是蒙脱土增强的pet复合材料在自然环境下放置1d和100d后，不同改性助剂对金黄色葡萄球菌的影响。
具体实施方式
17.实施例1：一种蒙脱土增强的pet复合材料，由以下以重量份剂的原料组成：pet（武汉拉那白医药化工有限公司，乙醇含量≤1.0ppm，水分≤0.2%）100份；复合成核剂2份；结晶促进剂1份；抗氧化剂2份；改性助剂1份。
18.复合成核剂为1重量份的硬脂酸镁和1重量份的苯甲酸钠组成。结晶促进剂为1重量份的重量比为4：1的己内酯和聚乙二醇8000（天津中和盛泰化工有限公司）聚合反应而成的聚酯聚醚共聚物。抗氧化剂为2重量份的抗氧化剂215（青岛杰得佳新材料科技有限公司）。改性助剂为1重量份的dtac-sio
2-mmt/zn。
19.将蒙脱土（mmt）加入到蒸馏水中通过超声配置成5wt%的悬浮液，加入氯化锌（mmt和氯化锌的质量比为20：1）在60℃下搅拌6h后，加入十八烷基三甲基氯化铵（mmt和十八烷基三甲基氯化铵的质量比为10：1）并升温到70℃搅拌3h后，抽滤并用蒸馏水反复清洗，然后将收集的固体置于70℃真空干燥箱干燥12h，制得负载有锌粒子的蒙脱土（mmt/zn）；在常温条件下，将mmt/zn加入到蒸馏水中，超声分散成10wt%均匀的悬浮液，将四乙氧基硅烷（teos）（mmt/zn与teos的质量比为1：2）溶解在乙醇中，并缓慢滴加到搅拌的mmt/zn的悬浮液中；继续向悬浮液中滴加氨水控制ph在9.5，搅拌至teos完全水解；将反应液放在65℃烘箱中烘干，即得到纳米二氧化硅修饰的蒙脱土粒子（sio
2-mmt/zn）；将sio
2-mmt/zn加入到乙醇中（固液比例为1：20），然后将十二烷基三甲基氯化铵（dtac）（sio
2-mmt/zn与dtac的质量比1：0.5）和氨水（氨水与乙醇的体积比为1：50）加入其中，在65℃条件下回流反应24h，然后离心分离，将离心得到的固体物质放在65℃烘箱中烘干，得到十二烷基三甲基氯化铵修饰的纳米二氧化硅改性的蒙脱土粒子（dtac-sio
2-mmt/zn）。
20.上述蒙脱土增强的pet复合材料的制备方法，具体步骤为：将pet（在150℃的真空干燥箱中干燥8h，以实现将pet的水分去除）、复合成核剂、抗氧化剂和改性助剂（在90℃的真空干燥箱中干燥8h，以实现将mmt的水分去除）在高混机中混合，混合均匀，在双螺杆挤出机中挤出，其中，挤出温度为240℃，锥形螺杆转速250rpm，即获得具有耐冲击、抗菌、防霉能力的蒙脱土增强的pet复合材料。
21.实施例2：一种蒙脱土增强的pet复合材料，由以下以重量份剂的原料组成：pet（武汉拉那白医药化工有限公司，乙醇含量≤1.0ppm，水分≤0.2%）100份；复合成核剂2份；结晶促进剂1份；抗氧化剂2份；改性助剂2份。
22.复合成核剂为1重量份的硬脂酸镁和1重量份的苯甲酸钠组成。结晶促进剂为1重量份的重量比为4：1的己内酯和聚乙二醇8000（天津中和盛泰化工有限公司）聚合反应而成的聚酯聚醚共聚物。抗氧化剂为2重量份的抗氧化剂215（青岛杰得佳新材料科技有限公司）。改性助剂为2重量份的dtac-sio
2-mmt/zn。
23.将蒙脱土（mmt）加入到蒸馏水中通过超声配置成5wt%的悬浮液，加入氯化锌（mmt和氯化锌的质量比为20：1）在60℃下搅拌6h后，加入十八烷基三甲基氯化铵（mmt和十八烷基三甲基氯化铵的质量比为10：1）并升温到70℃搅拌3h后，抽滤并用蒸馏水反复清洗，然后将收集的固体置于70℃真空干燥箱干燥12h，制得负载有锌粒子的蒙脱土（mmt/zn）；在常温条件下，将mmt/zn加入到蒸馏水中，超声分散成10wt%均匀的悬浮液，将四乙氧基硅烷
（teos）（mmt/zn与teos的质量比为1：2）溶解在乙醇中，并缓慢滴加到搅拌的mmt/zn的悬浮液中；继续向悬浮液中滴加氨水控制ph在9.5，搅拌至teos完全水解；将反应液放在65℃烘箱中烘干，即得到纳米二氧化硅修饰的蒙脱土粒子（sio
2-mmt/zn）；将sio
2-mmt/zn加入到乙醇中（固液比例为1：20），然后将十二烷基三甲基氯化铵（dtac）（sio
2-mmt/zn与dtac的质量比1：0.5）和氨水（氨水与乙醇的体积比为1：50）加入其中，在65℃条件下回流反应24h，然后离心分离，将离心得到的固体物质放在65℃烘箱中烘干，得到十二烷基三甲基氯化铵修饰的纳米二氧化硅改性的蒙脱土粒子（dtac-sio
2-mmt/zn）。
24.上述蒙脱土增强的pet复合材料的制备方法，具体步骤为：将pet（在150℃的真空干燥箱中干燥8h，以实现将pet的水分去除）、复合成核剂、抗氧化剂和改性助剂（在90℃的真空干燥箱中干燥8h，以实现将mmt的水分去除）在高混机中混合，混合均匀，在双螺杆挤出机中挤出，其中，挤出温度为240℃，锥形螺杆转速250rpm，即获得具有耐冲击、抗菌、防霉能力的蒙脱土增强的pet复合材料。
25.实施例3：一种蒙脱土增强的pet复合材料，由以下以重量份剂的原料组成：pet（武汉拉那白医药化工有限公司，乙醇含量≤1.0ppm，水分≤0.2%）100份；复合成核剂2份；结晶促进剂2份；抗氧化剂2份；改性助剂2份。
26.复合成核剂为1重量份的硬脂酸镁和1重量份的苯甲酸钠组成。结晶促进剂为2重量份的重量比为4：1的己内酯和聚乙二醇8000（天津中和盛泰化工有限公司）聚合反应而成的聚酯聚醚共聚物。抗氧化剂为2重量份的抗氧化剂215（青岛杰得佳新材料科技有限公司）。改性助剂为2重量份的dtac-sio
2-mmt/zn。
27.将蒙脱土（mmt）加入到蒸馏水中通过超声配置成5wt%的悬浮液，加入氯化锌（mmt和氯化锌的质量比为20：1）在60℃下搅拌6h后，加入十八烷基三甲基氯化铵（mmt和十八烷基三甲基氯化铵的质量比为10：1）并升温到70℃搅拌3h后，抽滤并用蒸馏水反复清洗，然后将收集的固体置于70℃真空干燥箱干燥12h，制得负载有锌粒子的蒙脱土（mmt/zn）；在常温条件下，将mmt/zn加入到蒸馏水中，超声分散成10wt%均匀的悬浮液，将四乙氧基硅烷（teos）（mmt/zn与teos的质量比为1：2）溶解在乙醇中，并缓慢滴加到搅拌的mmt/zn的悬浮液中；继续向悬浮液中滴加氨水控制ph在9.5，搅拌至teos完全水解；将反应液放在65℃烘箱中烘干，即得到纳米二氧化硅修饰的蒙脱土粒子（sio
2-mmt/zn）；将sio
2-mmt/zn加入到乙醇中（固液比例为1：20），然后将十二烷基三甲基氯化铵（dtac）（sio
2-mmt/zn与dtac的质量比1：0.5）和氨水（氨水与乙醇的体积比为1：50）加入其中，在65℃条件下回流反应24h，然后离心分离，将离心得到的固体物质放在65℃烘箱中烘干，得到十二烷基三甲基氯化铵修饰的纳米二氧化硅改性的蒙脱土粒子（dtac-sio
2-mmt/zn）。
28.上述蒙脱土增强的pet复合材料的制备方法，具体步骤为：将pet（在150℃的真空干燥箱中干燥8h，以实现将pet的水分去除）、复合成核剂、抗氧化剂和改性助剂（在90℃的真空干燥箱中干燥8h，以实现将mmt的水分去除）在高混机中混合，混合均匀，在双螺杆挤出机中挤出，其中，挤出温度为240℃，锥形螺杆转速250rpm，即获得具有耐冲击、抗菌、防霉能力的蒙脱土增强的pet复合材料。
29.实施例4：一种蒙脱土增强的pet复合材料，由以下以重量份剂的原料组成：pet（武汉拉那白
医药化工有限公司，乙醇含量≤1.0ppm，水分≤0.2%）100份；复合成核剂2份；结晶促进剂2份；抗氧化剂3份；改性助剂2份。
30.复合成核剂为1重量份的硬脂酸镁和1重量份的苯甲酸钠组成。结晶促进剂为2重量份的重量比为4：1的己内酯和聚乙二醇8000（天津中和盛泰化工有限公司）聚合反应而成的聚酯聚醚共聚物。抗氧化剂为3重量份的抗氧化剂215（青岛杰得佳新材料科技有限公司）。改性助剂为2重量份的dtac-sio
2-mmt/zn。
31.将蒙脱土（mmt）加入到蒸馏水中通过超声配置成5wt%的悬浮液，加入氯化锌（mmt和氯化锌的质量比为20：1）在60℃下搅拌6h后，加入十八烷基三甲基氯化铵（mmt和十八烷基三甲基氯化铵的质量比为10：1）并升温到70℃搅拌3h后，抽滤并用蒸馏水反复清洗，然后将收集的固体置于70℃真空干燥箱干燥12h，制得负载有锌粒子的蒙脱土（mmt/zn）；在常温条件下，将mmt/zn加入到蒸馏水中，超声分散成10wt%均匀的悬浮液，将四乙氧基硅烷（teos）（mmt/zn与teos的质量比为1：2）溶解在乙醇中，并缓慢滴加到搅拌的mmt/zn的悬浮液中；继续向悬浮液中滴加氨水控制ph在9.5，搅拌至teos完全水解；将反应液放在65℃烘箱中烘干，即得到纳米二氧化硅修饰的蒙脱土粒子（sio
2-mmt/zn）；将sio
2-mmt/zn加入到乙醇中（固液比例为1：20），然后将十二烷基三甲基氯化铵（dtac）（sio
2-mmt/zn与dtac的质量比1：0.5）和氨水（氨水与乙醇的体积比为1：50）加入其中，在65℃条件下回流反应24h，然后离心分离，将离心得到的固体物质放在65℃烘箱中烘干，得到十二烷基三甲基氯化铵修饰的纳米二氧化硅改性的蒙脱土粒子（dtac-sio
2-mmt/zn）。
32.上述蒙脱土增强的pet复合材料的制备方法，具体步骤为：将pet（在150℃的真空干燥箱中干燥8h，以实现将pet的水分去除）、复合成核剂、抗氧化剂和改性助剂（在90℃的真空干燥箱中干燥8h，以实现将mmt的水分去除）在高混机中混合，混合均匀，在双螺杆挤出机中挤出，其中，挤出温度为240℃，锥形螺杆转速250rpm，即获得具有耐冲击、抗菌、防霉能力的蒙脱土增强的pet复合材料。
33.实施例5：一种蒙脱土增强的pet复合材料，由以下以重量份剂的原料组成：pet（武汉拉那白医药化工有限公司，乙醇含量≤1.0ppm，水分≤0.2%）100份；复合成核剂2份；结晶促进剂3份；抗氧化剂3份；改性助剂2份。
34.复合成核剂为1重量份的硬脂酸镁和1重量份的苯甲酸钠组成。结晶促进剂为3重量份的重量比为4：1的己内酯和聚乙二醇8000（天津中和盛泰化工有限公司）聚合反应而成的聚酯聚醚共聚物。抗氧化剂为3重量份的抗氧化剂215（青岛杰得佳新材料科技有限公司）。改性助剂为2重量份的dtac-sio
2-mmt/zn。
35.将蒙脱土（mmt）加入到蒸馏水中通过超声配置成5wt%的悬浮液，加入氯化锌（mmt和氯化锌的质量比为20：1）在60℃下搅拌6h后，加入十八烷基三甲基氯化铵（mmt和十八烷基三甲基氯化铵的质量比为10：1）并升温到70℃搅拌3h后，抽滤并用蒸馏水反复清洗，然后将收集的固体置于70℃真空干燥箱干燥12h，制得负载有锌粒子的蒙脱土（mmt/zn）；在常温条件下，将mmt/zn加入到蒸馏水中，超声分散成10wt%均匀的悬浮液，将四乙氧基硅烷（teos）（mmt/zn与teos的质量比为1：2）溶解在乙醇中，并缓慢滴加到搅拌的mmt/zn的悬浮液中；继续向悬浮液中滴加氨水控制ph在9.5，搅拌至teos完全水解；将反应液放在65℃烘箱中烘干，即得到纳米二氧化硅修饰的蒙脱土粒子（sio
2-mmt/zn）；将sio
2-mmt/zn加入到乙
醇中（固液比例为1：20），然后将十二烷基三甲基氯化铵（dtac）（sio
2-mmt/zn与dtac的质量比1：0.5）和氨水（氨水与乙醇的体积比为1：50）加入其中，在65℃条件下回流反应24h，然后离心分离，将离心得到的固体物质放在65℃烘箱中烘干，得到十二烷基三甲基氯化铵修饰的纳米二氧化硅改性的蒙脱土粒子（dtac-sio
2-mmt/zn）。
36.上述蒙脱土增强的pet复合材料的制备方法，具体步骤为：将pet（在150℃的真空干燥箱中干燥8h，以实现将pet的水分去除）、复合成核剂、抗氧化剂和改性助剂（在90℃的真空干燥箱中干燥8h，以实现将mmt的水分去除）在高混机中混合，混合均匀，在双螺杆挤出机中挤出，其中，挤出温度为240℃，锥形螺杆转速250rpm，即获得具有耐冲击、抗菌、防霉能力的蒙脱土增强的pet复合材料。
37.实施例6：一种蒙脱土增强的pet复合材料，由以下以重量份剂的原料组成：pet（武汉拉那白医药化工有限公司，乙醇含量≤1.0ppm，水分≤0.2%）100份；复合成核剂2份；结晶促进剂3份；抗氧化剂3份；改性助剂3份。
38.复合成核剂为1重量份的硬脂酸镁和1重量份的苯甲酸钠组成。结晶促进剂为3重量份的重量比为4：1的己内酯和聚乙二醇8000（天津中和盛泰化工有限公司）聚合反应而成的聚酯聚醚共聚物。抗氧化剂为3重量份的抗氧化剂215（青岛杰得佳新材料科技有限公司）。改性助剂为3重量份的dtac-sio
2-mmt/zn。
39.将蒙脱土（mmt）加入到蒸馏水中通过超声配置成5wt%的悬浮液，加入氯化锌（mmt和氯化锌的质量比为20：1）在60℃下搅拌6h后，加入十八烷基三甲基氯化铵（mmt和十八烷基三甲基氯化铵的质量比为10：1）并升温到70℃搅拌3h后，抽滤并用蒸馏水反复清洗，然后将收集的固体置于70℃真空干燥箱干燥12h，制得负载有锌粒子的蒙脱土（mmt/zn）；在常温条件下，将mmt/zn加入到蒸馏水中，超声分散成10wt%均匀的悬浮液，将四乙氧基硅烷（teos）（mmt/zn与teos的质量比为1：2）溶解在乙醇中，并缓慢滴加到搅拌的mmt/zn的悬浮液中；继续向悬浮液中滴加氨水控制ph在9.5，搅拌至teos完全水解；将反应液放在65℃烘箱中烘干，即得到纳米二氧化硅修饰的蒙脱土粒子（sio
2-mmt/zn）；将sio
2-mmt/zn加入到乙醇中（固液比例为1：20），然后将十二烷基三甲基氯化铵（dtac）（sio
2-mmt/zn与dtac的质量比1：0.5）和氨水（氨水与乙醇的体积比为1：50）加入其中，在65℃条件下回流反应24h，然后离心分离，将离心得到的固体物质放在65℃烘箱中烘干，得到十二烷基三甲基氯化铵修饰的纳米二氧化硅改性的蒙脱土粒子（dtac-sio
2-mmt/zn）。
40.上述蒙脱土增强的pet复合材料的制备方法，具体步骤为：将pet（在150℃的真空干燥箱中干燥8h，以实现将pet的水分去除）、复合成核剂、抗氧化剂和改性助剂（在90℃的真空干燥箱中干燥8h，以实现将mmt的水分去除）在高混机中混合，混合均匀，在双螺杆挤出机中挤出，其中，挤出温度为240℃，锥形螺杆转速250rpm，即获得具有耐冲击、抗菌、防霉能力的蒙脱土增强的pet复合材料。
41.实施例7：一种蒙脱土增强的pet复合材料，由以下以重量份剂的原料组成：pet（武汉拉那白医药化工有限公司，乙醇含量≤1.0ppm，水分≤0.2%）100份；复合成核剂2份；结晶促进剂3份；抗氧化剂4份；改性助剂3份。
42.复合成核剂为1重量份的硬脂酸镁和1重量份的苯甲酸钠组成。结晶促进剂为3重
量份的重量比为4：1的己内酯和聚乙二醇8000（天津中和盛泰化工有限公司）聚合反应而成的聚酯聚醚共聚物。抗氧化剂为4重量份的抗氧化剂215（青岛杰得佳新材料科技有限公司）。改性助剂为3重量份的dtac-sio
2-mmt/zn。
43.将蒙脱土（mmt）加入到蒸馏水中通过超声配置成5wt%的悬浮液，加入氯化锌（mmt和氯化锌的质量比为20：1）在60℃下搅拌6h后，加入十八烷基三甲基氯化铵（mmt和十八烷基三甲基氯化铵的质量比为10：1）并升温到70℃搅拌3h后，抽滤并用蒸馏水反复清洗，然后将收集的固体置于70℃真空干燥箱干燥12h，制得负载有锌粒子的蒙脱土（mmt/zn）；在常温条件下，将mmt/zn加入到蒸馏水中，超声分散成10wt%均匀的悬浮液，将四乙氧基硅烷（teos）（mmt/zn与teos的质量比为1：2）溶解在乙醇中，并缓慢滴加到搅拌的mmt/zn的悬浮液中；继续向悬浮液中滴加氨水控制ph在9.5，搅拌至teos完全水解；将反应液放在65℃烘箱中烘干，即得到纳米二氧化硅修饰的蒙脱土粒子（sio
2-mmt/zn）；将sio
2-mmt/zn加入到乙醇中（固液比例为1：20），然后将十二烷基三甲基氯化铵（dtac）（sio
2-mmt/zn与dtac的质量比1：0.5）和氨水（氨水与乙醇的体积比为1：50）加入其中，在65℃条件下回流反应24h，然后离心分离，将离心得到的固体物质放在65℃烘箱中烘干，得到十二烷基三甲基氯化铵修饰的纳米二氧化硅改性的蒙脱土粒子（dtac-sio
2-mmt/zn）。
44.上述蒙脱土增强的pet复合材料的制备方法，具体步骤为：将pet（在150℃的真空干燥箱中干燥8h，以实现将pet的水分去除）、复合成核剂、抗氧化剂和改性助剂（在90℃的真空干燥箱中干燥8h，以实现将mmt的水分去除）在高混机中混合，混合均匀，在双螺杆挤出机中挤出，其中，挤出温度为240℃，锥形螺杆转速250rpm，即获得具有耐冲击、抗菌、防霉能力的蒙脱土增强的pet复合材料。
45.利用x射线衍射仪（cukα射线，入射波长λ=0.154nm，管电压40kv，管电流20ma，探测器距样品的距离为85mm，扫描时间为12min），发现实施例1-7制备的蒙脱土增强的pet复合材料的图谱峰值对应的角度比蒙脱土角度减小，认为是得到了插层型的蒙脱土增强的pet复合材料。这是由于通过十二烷基三甲基氯化铵和二氧化硅改性使得蒙脱土的层间距增大，有利于后续聚合物的插层。
46.如表1所示，通过不同对比例之间的对比，基于插层型的蒙脱土增强的pet复合材料，增强了pet的冲击性能，当其作为哑铃的外壳时，具有较强的抗冲击性；对比例1：其他与实施例2相同，改性助剂为2重量份的mmt；对比例2：其他与实施例2相同，改性助剂为2重量份的mmt/zn；将蒙脱土（mmt）加入到蒸馏水中通过超声配置成5wt%的悬浮液，加入氯化锌（mmt和氯化锌的质量比为20：1）在60℃下搅拌6h后，加入十八烷基三甲基氯化铵（mmt和十八烷基三甲基氯化铵的质量比为10：1）并升温到70℃搅拌3h后，抽滤并用蒸馏水反复清洗，然后将收集的固体置于70℃真空干燥箱干燥12h，制得负载有锌粒子的蒙脱土（mmt/zn）；对比例3：其他与实施例2相同，改性助剂为2重量份的sio
2-mmt/zn；将蒙脱土（mmt）加入到蒸馏水中通过超声配置成5wt%的悬浮液，加入氯化锌（mmt和氯化锌的质量比为20：1）在60℃下搅拌6h后，加入十八烷基三甲基氯化铵（mmt和十八烷基三甲基氯化铵的质量比为10：1）并升温到70℃搅拌3h后，抽滤并用蒸馏水反复清洗，然后将收集的固体置于70℃真空干燥箱干燥12h，制得负载有锌粒子的蒙脱土（mmt/zn）；在常温条件下，将mmt/zn加入到蒸馏水中，超声分散成10wt%均匀的悬浮液，将四乙氧基硅烷
（teos）（mmt/zn与teos的质量比为1：2）溶解在乙醇中，并缓慢滴加到搅拌的mmt/zn的悬浮液中；继续向悬浮液中滴加氨水控制ph在9.5，搅拌至teos完全水解；将反应液放在65℃烘箱中烘干，即得到纳米二氧化硅修饰的蒙脱土粒子（sio
2-mmt/zn）；对比例4：其他与实施例2相同，改性助剂为2重量份的dtac-sio
2-mmt；在常温条件下，将蒙脱土（mmt）加入到蒸馏水中，超声分散成10wt%均匀的悬浮液，将四乙氧基硅烷（teos）（mmt与teos的质量比为1：2）溶解在乙醇中，并缓慢滴加到搅拌的mmt的悬浮液中；继续向悬浮液中滴加氨水控制ph在9.5，搅拌至teos完全水解；将反应液放在65℃烘箱中烘干，即得到纳米二氧化硅修饰的蒙脱土粒子（sio
2-mmt）；将sio
2-mmt加入到乙醇中（固液比例为1：20），然后将十二烷基三甲基氯化铵（dtac）（sio
2-mmt与dtac的质量比1：0.5）和氨水（氨水与乙醇的体积比为1：50）加入其中，在65℃条件下回流反应24h，然后离心分离，将离心得到的固体物质放在65℃烘箱中烘干，得到十二烷基三甲基氯化铵修饰的纳米二氧化硅改性的蒙脱土粒子（dtac-sio
2-mmt）。
47.表1 不同pet样品的冲击强度利用热重分析仪（实施例1-7制备的蒙脱土增强的pet复合材料10mg，在氮气流量25ml/min的气流保护下进行，材料从20℃分别以设定的升温速率加热到600℃，设定的升温速率为10℃/min）对蒙脱土增强的pet复合材料的热性能进行分析，添加了蒙脱土的pet的
起始分解温度比纯pet升高了10℃以上，说明添加蒙脱土后蒙脱土增强的pet复合材料的热稳定性得到了提高。
48.利用差示扫描量热仪（实施例1-7制备的蒙脱土增强的pet复合材料升温至300℃，恒温10min，然后以160℃/min快速降温至20℃，再以10℃/min升温；升温至300℃，恒温10min，然后以10℃/min降温结晶），冷却结晶峰温度由179.5
±
1.4℃升高到212.4
±
1.7℃，结晶初始温度由196.3
±
1.9℃升高到216.7
±
1.6℃，说明蒙脱土的引入对pet的结晶成核有显著的促进作用。
49.抗菌性能按gb/t31402－2015标准进行测试，检测菌种为大肠杆菌和金黄葡萄菌；防霉性能按gb/t24128－2009标准进行测试，检测菌种为黑曲霉菌和黄曲霉菌。
50.如附图1所示，蒙脱土增强的pet复合材料在自然环境下放置1d和100d后，改性助剂对大肠杆菌的影响。从附图1中可以看出，当没有改性助剂和改性助剂为mmt时，材料的抗菌率分别为20%左右，小于国家抗菌标准90%；当改性助剂为mmt/zn、sio
2-mmt/zn和dtac-sio
2-mmt时，材料放置1d后的抗菌率有明显增长，为50%、52%和46%，但在100d后抗菌率下降到30%、31%和28%，小于国家抗菌标准90%；当改性助剂为dtac-sio
2-mmt/zn时，实施例1-7在放置1d和100d后的抗菌率均大于国家抗菌标准90%。说明单独的zn和dtac均起到了抑菌效果，但是zn和dtac的抑菌效果不仅优于单独的zn和dtac的抑菌效果，还优于单独的zn和dtac的抑菌效果的叠加，说明zn和dtac之间对大肠杆菌的抑制存在着协同作用，使其抑菌效果极大地增强。
51.如附图2所示，蒙脱土增强的pet复合材料在自然环境下放置1d和100d后，改性助剂对金黄色葡萄球菌的影响。从附图2中可以看出，当没有改性助剂和改性助剂为mmt时，材料的抗菌率小于国家抗菌标准90%；当改性助剂为mmt/zn、sio
2-mmt/zn和dtac-sio
2-mmt时，材料放置1d后的抗菌率有一定增长，但在100d后抗菌率也明显下降，小于国家抗菌标准90%；当改性助剂为dtac-sio
2-mmt/zn时，实施例1-7在放置1d和100d后的抗菌率均大于国家抗菌标准90%。说明单独的zn和dtac均起到了抑菌效果，但是zn和dtac的抑菌效果不仅优于单独的zn和dtac的抑菌效果，还优于单独的zn和dtac的抑菌效果的叠加，说明zn和dtac之间对金黄色葡萄球菌的抑制存在着协同作用，使其抑菌效果极大地增强。
52.按gb/t24128－2009标准进行检测蒙脱土增强的pet复合材料在自然环境下的防霉性能，按照表2的试样表面霉菌生长面积进行防霉性能评级，检测菌种为黑曲霉菌和黄曲霉菌。
53.表2 防霉性能评级标准如表3所示，改性助剂对pet复合材料防霉性能的影响。由表中可以看出，当改性助剂为mmt时，pet复合材料防霉性能没有发生变化；当改性助剂为mmt/zn、sio
2-mmt/zn和
dtac-sio
2-mmt时，对霉菌生长有一定的抑制作用；当改性助剂为dtac-sio
2-mmt/zn时，表现出极好的防霉效果。从表3可以看出单独的zn虽然起到了抑制霉菌生长的作用，但在90d有发霉的情况存在；当zn和dtac同时存在时起到了明显的防霉效果，尤其实施例2-7在90d依旧没有发生发霉。
54.表3 蒙脱土增强的pet复合材料的防霉实验结果哑铃的填充物和哑铃的制备方法：实施例8：（1）材料的筛选：将收集来的废旧衣物经杀菌消毒、浸泡裂解、过滤、脱色、提纯和聚合制备得到再生pet颗粒，筛选出直径小于1cm的颗粒保持洁净和干燥，备用；将收集来的废旧轮胎和橡胶制品经分拣、破碎、分离得到再生橡胶颗粒，筛选出直径小于1cm的颗粒保持洁净和干燥，备用；将收集来的铁渣加工成400目的铁粉，保持干燥，备用；（2）搅拌：称取20重量份的再生pet、20重量份的再生橡胶和20重量份的铁粉放入双螺旋搅拌机内，开机搅拌5min，再放入2重量份粘合剂和1重量份阻燃剂继续搅拌20min，使其均匀混合；（3）成型：将步骤（2）制得的均匀混合的材料注入到模具的空腔中，通过合模加压成型（温度150℃，时间20min，压力5mpa），成型出模，放置冷却到室温；最后去除溢出产品边缘的飞边和毛刺，获得哑铃的填充物；
将上述制备的哑铃的填充物放入用于制备哑铃外壳的模具中，将实施例3的蒙脱土增强的pet复合材料通过注塑（熔化温度260
°
c，转速为150rpm，注射压力为120mpa）填充到模具中（模具温度为130℃，时间为5min,），成型出模，去除溢出产品边缘的飞边和毛刺，获得哑铃1。
55.实施例9：（1）材料的筛选：将收集来的废旧衣物经杀菌消毒、浸泡裂解、过滤、脱色、提纯和聚合制备得到再生pet颗粒，筛选出直径小于1cm的颗粒保持洁净和干燥，备用；将收集来的废旧轮胎和橡胶制品经分拣、破碎、分离得到再生橡胶颗粒，筛选出直径小于1cm的颗粒保持洁净和干燥，备用；将收集来的铁渣加工成400目的铁粉，保持干燥，备用；（2）搅拌：称取30重量份的再生pet、30重量份的再生橡胶和30重量份的铁粉放入双螺旋搅拌机内，开机搅拌5min，再放入3重量份粘合剂和1重量份阻燃剂继续搅拌20min，使其均匀混合；（3）成型：将步骤(2)制得的均匀混合的材料注入到模具的空腔中，通过合模加压成型（温度150℃，时间20min，压力5mpa），成型出模，放置冷却到室温；最后去除溢出产品边缘的飞边和毛刺，获得哑铃的填充物；将上述制备的哑铃的填充物放入用于制备哑铃外壳的模具中，将实施例4的蒙脱土增强的pet复合材料通过注塑（熔化温度260
°
c，转速为150rpm，注射压力为120mpa）填充到模具中（模具温度为130℃，时间为5min,），成型出模，去除溢出产品边缘的飞边和毛刺，获得哑铃2。
56.实施例10：（1）材料的筛选：将收集来的废旧衣物经杀菌消毒、浸泡裂解、过滤、脱色、提纯和聚合制备得到再生pet颗粒，筛选出直径小于1cm的颗粒保持洁净和干燥，备用；将收集来的废旧轮胎和橡胶制品经分拣、破碎、分离得到再生橡胶颗粒，筛选出直径小于1cm的颗粒保持洁净和干燥，备用；将收集来的铁渣加工成400目的铁粉，保持干燥，备用；（2）搅拌：称取40重量份的再生pet、40重量份的再生橡胶和35重量份的铁粉放入双螺旋搅拌机内，开机搅拌5min，再放入4重量份粘合剂和2重量份阻燃剂继续搅拌20min，使其均匀混合；（3）成型：将步骤（2）制得的均匀混合的材料注入到模具的空腔中，通过合模加压成型（温度150℃，时间20min，压力5mpa），成型出模，放置冷却到室温；最后去除溢出产品边缘的飞边和毛刺，获得哑铃的填充物；将上述制备的哑铃的填充物放入用于制备哑铃外壳的模具中，将实施例5的蒙脱土增强的pet复合材料通过注塑（熔化温度260
°
c，转速为150rpm，注射压力为120mpa）填充到模具中（模具温度为130℃，时间为5min,），成型出模，去除溢出产品边缘的飞边和毛刺，获得哑铃3。
57.实施例11：（1）材料的筛选：将收集来的废旧衣物经杀菌消毒、浸泡裂解、过滤、脱色、提纯和聚合制备得到再生pet颗粒，筛选出直径小于1cm的颗粒保持洁净和干燥，备用；将收集来的废旧轮胎和橡胶制品经分拣、破碎、分离得到再生橡胶颗粒，筛选出直径小于1cm的颗粒保持洁净和干燥，备用；将收集来的铁渣加工成400目的铁粉，保持干燥，备用；
（2）搅拌：称取50重量份的再生pet、50重量份的再生橡胶和40重量份的铁粉放入双螺旋搅拌机内，开机搅拌5min，再放入5重量份粘合剂和2重量份阻燃剂继续搅拌20min，使其均匀混合；（3）成型：将步骤（2）制得的均匀混合的材料注入到模具的空腔中，通过合模加压成型（温度150℃，时间20min，压力5mpa），成型出模，放置冷却到室温；最后去除溢出产品边缘的飞边和毛刺，获得哑铃的填充物；将上述制备的哑铃的填充物放入用于制备哑铃外壳的模具中，将实施例6的蒙脱土增强的pet复合材料通过注塑（熔化温度260
°
c，转速为150rpm，注射压力为120mpa）填充到模具中（模具温度为150℃，时间为5min,），成型出模，去除溢出产品边缘的飞边和毛刺，获得哑铃4。
58.实施例8-11制备的哑铃1-4，在自然环境下经过90天的使用后，采用表2和表3中的测试方法，测试哑铃1-4的抗菌和防霉性能，经检测哑铃1-4的抗菌和防腐性能均符合国家标准，同时，本发明的哑铃在生产过程中节约较高的能源消耗，不污染环境，且其成本低，比重大，密度为3-4g/cm3，能够满足家庭健身器材的使用要求。
59.以上对本发明所提供的用于制备哑铃的组合材料及以该组合物制备哑铃的方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。