CN101754599B - 注塑级木塑在生产电器外壳上的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了注塑级木塑在生产电器外壳上的应用。注塑级木塑优选由如下重量份数的组分组成：热塑性树脂100重量份；植物粉1～400重量份；分散剂0.1～40重量份；冲击改性剂0.5-60重量份；无机填料0～100重量份；抗氧剂0～10重量份。本发明经过长期研究，发现注塑级木塑能用于制造各种电器外壳，效果非常好。从而第一次将注塑级木塑引入电器外壳生产领域，这将引起电器外壳制造材料的极大革命性变化。本发明的注塑级木塑优选为植物粉改性热塑性木塑复合材料，其与木材相比，具有耐用、尺寸稳定性好、易成型、吸水性小、耐腐蚀；与塑料相比具有成本低、刚性高的特点。

Description

注塑级木塑在生产电器外壳上的应用

技术领域

本发明涉及木塑复合材料领域，具体地说，涉及注塑级木塑的新用途。

背景技术

木塑复合材料是利用木粉和热塑性塑料为主要原料，加入一定量的添加剂后，经混合和挤出机加工后形成的一种新型复合材料。该材料可以缓解石油用量，同时大量使用了废弃的木屑粉，该材料的研制既能缓解现代社会对石油资源的消耗，又能减少木材资源的消耗，是保护环境和降低能耗的有效手段。木塑复合材料与木材相比，具有耐用、尺寸稳定性好、易成型、吸水性小、耐腐蚀；与塑料相比具有成本低、刚性高的特点。

木塑材料所用的木粉包括木屑粉、果壳粉、竹粉、秸杆粉、糠壳粉、其它农作物或植物茎叶粉等，其来源十分广阔且价格低廉，充分利用这些材料本身就是治理环境美化环境的的一种途径。

目前现有木塑制备工艺主要以挤出成型、热压成型和挤压成型工艺为主，主要用于生产板材类制品，对于成型结构复杂的注塑制件受到很大的制约，主要问题是由于加入大量的木粉的木塑复合材料流动性差，制件强度低，外观质量差。因此现有的木塑材料并不适合于制造电器外壳，尚未有将木塑材料用于生产电器外壳的报道。

发明内容

本发明的目的主要针对现有技术的不足，提供注塑级木塑在生产电器外壳上的新应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明经过大量的实验，发现注塑级的木塑能用于制造各种电器的外壳，效果非常好。只要将木塑制成注塑级，即可用于制造各种电器。本发明的注塑级木塑优选植物粉改性热塑性木塑复合材料，其由如下重量份数的组分组成：

热塑性树脂            100重量份；

植物粉                1～400重量份；

分散剂                0.1～40重量份；

冲击改性剂            0.5-60重量份；

无机填料              0～100重量份；

抗氧剂                0～10重量份。

在上述植物粉改性热塑性木塑复合材料中，所述热塑性树脂优选为改性聚氯乙烯、聚丙烯、马来酸酐接枝改性聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝改性聚丙烯、聚乙烯、马来酸酐改性聚烯烃、乙烯-丙烯酸脂共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸盐共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚苯乙烯、抗冲击聚苯乙烯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝改性抗冲击聚苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝改性抗冲击聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝改性高抗冲聚苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝改性高抗冲聚苯乙烯、马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种的混合物。

在上述植物粉改性热塑性木塑复合材料中，所述改性聚氯乙烯是聚氯乙烯、热稳定剂、增塑剂、润滑剂、加工改性剂和抗冲击改性剂组成的混合物。

在上述植物粉改性热塑性木塑复合材料中，所述植物粉为木屑粉、果壳粉、竹粉、秸杆粉、糠壳粉、其它农作物或植物茎叶粉中的一种或几种的混合物。

在上述植物粉改性热塑性木塑复合材料中，所述分散剂优选为硅烷偶联剂、钛酸脂偶联剂、铬化合物偶联剂、铝酸脂偶联剂、硼酸脂偶联剂、锆偶联剂、镁偶联剂、硬脂酸或其盐、液体石蜡、硅油、芥酸酰胺、油酸酰胺、N，N′-双乙撑硬脂酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸酰胺、甘油单油酸脂、二甘油醚单油酸脂、改性甘油三酸脂、山嵛酰胺、柠檬酸三(十八)脂、硬脂酸正丁脂、十八醇、单油酸(季戊四醇甘油醚)脂、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸二甘油酯、硬脂酸三甘油酯、邻苯二甲酸二丁脂、邻苯二甲酸二乙脂、邻苯二甲酸二辛脂、对苯二甲酸二辛脂、油酸丁脂、己二酸二辛脂、壬二酸二辛脂、癸二酸二辛脂、磷酸三辛脂、磷酸三苯脂、磷酸三苄脂、环氧大豆油、环氧硬脂酸辛脂、己二酸丙二醇聚脂、癸二酸丙二醇聚酯、聚a-甲基苯乙烯、氯化石蜡、烷基磺酸苯脂、液体橡胶、环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、聚酯油、聚脂、聚酰胺、聚氨酯、脲醛树脂中的一种或几种的混合物。

在上述植物粉改性热塑性木塑复合材料中，所述冲击改性剂优选为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、充油苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、氢化SBS、乙丙橡胶、腈基-丁二烯橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、丙烯酸系树脂(ACR)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯丙烯酸丁酯二元接枝改性乙丙胶(EPDM-g-St/BA)、聚烯烃弹性体(POE)、马来酸酐接枝植物纤维、马来酸酐改性聚烯烃、乙烯-丙烯酸脂共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯-丙烯酸盐共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、丙烯腈-高丁二烯含量-苯乙烯共聚物中的一种或几种的混合物。

在上述植物粉改性热塑性木塑复合材料中，所述抗氧剂优选为酚类、亚磷酸酯类、含硫酯类、金属钝化剂中的一种或几种的混合物。酚类抗氧剂如2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八脂(抗氧剂1076)、四β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸)季戊四醇脂(抗氧剂1010)、2，2‘-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)等；含硫酯类抗氧剂如硫代二丙酸二月桂脂、硫代二丙酸二硬脂酸脂、硫代二丙酸二月桂酸十八脂等；亚磷酸酯类抗氧剂如亚磷酸三苯脂、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯)脂、亚磷酸三壬基苯脂、季戊四醇双亚磷酸二(2，4-二叔丁基苯基)脂等；金属钝化剂如N-水杨酰-N’-甲酰胺、双(水杨酰肼)、对苯甲叉草酰胺等。

上述植物粉改性热塑性木塑复合材料的制备方法，包括如下步骤：先将植物粉在100～150℃下烘干3-8小时，然后将各组分按比例在高混机中混合均匀后，加入到挤出机中挤出造粒，得到植物粉改性热塑性木塑复合材料。一般植物粉通常是表面干燥，水分含量较高，不适合做注塑级的木塑复合材料，植物粉在使用前应在100～150℃的烘干设备内烘干3～8小时，水分及木粉中的挥发物含量控制在1％以下，如果木粉中残留的水分及木粉中的低沸点挥发物质含量过高，木塑复合材料中会存在大量的气泡，材料的力学性能会受到很大影响，而水分及挥发物含量低于1％以下时对材料的力学性能影响最小，可以满足复合材料的使用要求。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明经过长期研究，发现注塑级木塑能用于制造各种电器外壳，效果非常好。从而第一次将注塑级木塑引入电器外壳生产领域，这将引起电器外壳制造材料的极大革命性变化。本发明的注塑级木塑优选为植物粉改性热塑性木塑复合材料，其与木材相比，具有耐用、尺寸稳定性好、易成型、吸水性小、耐腐蚀；与塑料相比具有成本低、刚性高的特点。

具体实施方式

实施例1

原料组分按重量份数计为：

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)  100份

100目木粉                        5份

液体石蜡                         0.5份

邻苯二甲酸二丁脂                 0.2份

N，N′-双乙撑硬脂酰胺    0.2份

聚烯烃弹性体(POE)        1份

抗氧剂1010               0.1份

先将植物粉在150℃下烘干8小时，然后在高混机中混合均匀后，加入到挤出机中挤出造粒，加工温度控制在170℃，得到木粉改性的注塑级丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)木塑复合材料。

上述的木塑复合材料经过检测的性能如下：

比重                     1.07

拉伸强度                 36Mpa

伸长率                   8％

悬臂梁无缺口冲击强度     145J/m

弯曲强度                 60MPa

弯曲模量                 2320Mpa

熔融指数(200℃，5公斤)   2.5。

实施例2

原料组分按重量份数计为：

熔融指数为10克/10分钟的聚丙烯        100份

100目木粉                            60份

液体石蜡                             2份

邻苯二甲酸二丁脂                     1份

N，N′-双乙撑硬脂酰胺                2份

γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷        1份

聚烯烃弹性体(POE)                    6份

乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)               5份

抗氧剂1010                           0.2份

亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯)脂          0.4份

先将植物粉在100℃下烘干3小时，然后在高混机中混合均匀后，加入到挤出机中挤出造粒，加工温度控制在180℃，得到木粉改性的注塑级聚丙烯木塑复合材料。

上述的木塑复合材料经过检测的性能如下：

比重                    1.12

拉伸强度                35Mpa

伸长率                  10％

悬臂梁无缺口冲击强度    300J/m

弯曲强度                51MPa

弯曲模量                2500Mpa

熔融指数(200℃，5公斤)  7

1.5mm水平燃烧试验       HB40。

实施例3

原料组分按重量份数计为：

聚丙烯及马来酸酐接枝改性聚丙烯    100份

100目木粉                         300份

液体石蜡                          5份

邻苯二甲酸二丁脂                  4份

N，N′-双乙撑硬脂酰胺                5份

γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷        5份

聚烯烃弹性体(POE)                    10份

乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)               5份

乙烯-丙烯酸乙脂共聚物                3份

抗氧剂1010                           0.2份

亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯)脂          0.4份

先将植物粉在1250℃下烘干5小时，然后在高混机中混合均匀后，加入到挤出机中挤出造粒，加工温度控制在190℃，得到木粉改性的注塑级聚丙烯木塑复合材料。

上述的木塑复合材料经过检测的性能如下：

比重                    1.20

拉伸强度                42Mpa

伸长率                  3％

悬臂梁无缺口冲击强度    200J/m

弯曲强度                67MPa

弯曲模量                3700Mpa

熔融指数(200℃，5公斤)  2

1.5mm水平燃烧试验       HB40。

实施例4

原料组分按重量份数计为：

熔融指数为10克/10分钟

高抗冲击聚苯乙烯                        100份

100目木粉                               60份

液体石蜡                                2份

邻苯二甲酸二丁脂                        1份

N，N′-双乙撑硬脂酰胺                   2份

γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷           1份

充油苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS) 6份

乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)                  5份

抗氧剂1010                              0.2份

亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯)脂             0.4份

先将植物粉在140℃下烘干6小时，然后在高混机中混合均匀后，加入到挤出机中挤出造粒，加工温度控制在160℃，得到木粉改性的注塑级抗冲击聚苯乙烯木塑复合材料。

上述的木塑复合材料经过检测的性能如下：

比重                    1.12

拉伸强度                30Mpa

伸长率                  4％

悬臂梁无缺口冲击强度    160J/m

弯曲强度                60MPa

弯曲模量                2700Mpa

熔融指数(200℃，5公斤)  3克

1.5mm水平燃烧试验       HB40。

实施例5

原料组分按重量份数计为：

熔融指数为20克/10分钟

聚乙烯及共聚物                    100份

100目木粉                         60份

液体石蜡                          2份

邻苯二甲酸二丁脂                  1份

N，N′-双乙撑硬脂酰胺             2份

γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷     1份

乙烯-丙烯酸脂共聚物               6份

乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)            5份

抗氧剂1010                        0.2份

亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯)脂       0.4份

先将植物粉在100℃下烘干8小时，然后在高混机中混合均匀后，加入到挤出机中挤出造粒，加工温度控制在170℃，得到木粉改性的注塑级聚乙烯木塑复合材料。

上述的木塑复合材料经过检测的性能如下：

比重                    1.18

拉伸强度                23Mpa

伸长率                  15％

悬臂梁无缺口冲击强度    350J/m

弯曲强度                25MPa

弯曲模量                2100Mpa

熔融指数(200℃，5公斤)  6克/10分种

1.5mm水平燃烧试验       HB40。

实施例6

原料组分按重量份数计为：

聚氯乙烯树脂                         90份

热稳定剂                             4份

增塑剂                               4份

加工改性剂                           2份

100目木粉                            60份

液体石蜡                             2份

邻苯二甲酸二丁脂                     5份

N，N′-双乙撑硬脂酰胺                2份

γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷        1份

丙烯酸系树脂(ACR)                    6份

抗氧剂1010                           0.2份

亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯)脂          0.4份

先将植物粉在100℃下烘干8小时，然后在高低混机中混合均匀后，加入到挤出机中挤出造粒，加工温度控制在160℃，得到木粉改性的注塑级改性聚氯乙烯木塑复合材料。

上述的木塑复合材料经过检测的性能如下：

比重                    1.45

拉伸强度                55Mpa

伸长率                  3％

悬臂梁无缺口冲击强度    100J/m

弯曲强度                75MPa

弯曲模量                4500Mpa

熔融指数(200℃，10公斤) 6克/10分种

1.5mm水平燃烧试验       HB40。

实施例7

原料组分按重量份数计为：

熔融指数为10克/10分钟

高抗冲击聚苯乙烯                         100份

100目木粉                                60份

硅油                                     2份

邻苯二甲酸二丁脂                         1份

N，N′-双乙撑硬脂酰胺                    2份

γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷            1份

充油苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)  6份

乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)                   5份

抗氧剂1010                               0.2份

亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯)脂              0.4份

先将植物粉在140℃下烘干6小时，然后在高混机中混合均匀后，加入到挤出机中挤出造粒，加工温度控制在200℃，得到木粉改性的注塑级抗冲击聚苯乙烯木塑复合材料。

上述的木塑复合材料经过检测的性能如下：

比重                        1.12

拉伸强度                    30Mpa

伸长率                      4％

悬臂梁无缺口冲击强度        160J/m

弯曲强度                    60MPa

弯曲模量                    2700Mpa

熔融指数(200℃，5公斤)      3克

1.5mm水平燃烧试验           HB40。

实施例8 65寸液晶电视后面板注射实施例

将实施例7制得的木粉改性的注塑级高抗冲聚苯乙烯木塑复合材料用于生产65寸液晶电视后面板，具体如下：

生产设备2800吨注射机，注射工艺如下：

温度  195  195  195  190

熔胶条件  序号  熔胶速度％  熔胶压力％  熔胶位置mm

          1     80          80          80

          2     80          80          150

          3     80          80          250

注射条件  序号  注射速度％  注射压力％  注射位置mm

          1     60          80          200

          2     80          85          100

          3     80          90          50

          4     85          90          20

保压条件  序号  保压速度％  保压压力％  保压时间(秒)

          1     30          50          8

          2     30          40          9

冷却时间50秒  周期100秒。

实施例9

将实施例4制得的植物粉改性高抗冲聚苯乙烯木塑复合材料注射21寸电视机后面板，具体如下：

生产设备1000吨注射机，注射工艺如下：

温度  195  195  195  190

熔胶条件  序号  熔胶速度％  熔胶压力％  熔胶位置mm

          1     50          65          100

          2     50          65          200

          3     50          65          330

注射条件  序号  注射速度％  注射压力％  注射位置mm

          1     60          80          250

          2     80          85          150

          3     80          90          15

保压条件  序号  保压速度％  保压压力％  保压时间(秒)

          1     40          50          8

          2     30          40          6

冷却时间35秒  周期65秒。

Claims (9)

1.注塑级木塑在生产电器外壳上的应用；

所述注塑级木塑为植物粉改性热塑性木塑复合材料，所述植物粉改性热塑性木塑复合材料由如下重量份数的组成：

热塑性树脂              100重量份；

植物粉                  1~400重量份；

分散剂                  0.1~40重量份；

冲击改性剂              0.5-60重量份；

无机填料                0~100重量份；

抗氧剂                  0~10重量份。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述电器为电视机、打印机、音响设备、传真机或复印机。

3.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述热塑性树脂为改性聚氯乙烯、聚丙烯、马来酸酐接枝改性聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝改性聚丙烯、聚乙烯、马来酸酐改性聚烯烃、乙烯-丙烯酸脂共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸盐共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚苯乙烯、抗冲击聚苯乙烯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝改性抗冲击聚苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝改性抗冲击聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝改性高抗冲聚苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝改性高抗冲聚苯乙烯、马来酸酐接枝改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种的混合物。

4.如权利要求3所述的应用，其特征在于所述改性聚氯乙烯是聚氯乙烯、热稳定剂、增塑剂和加工改性剂组成的混合物。

5.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述植物粉为木屑粉、果壳粉、竹粉、秸杆粉、糠壳粉或其他植物茎叶粉中的一种或几种的混合物。

6.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述分散剂为硅烷偶联剂、钛酸脂偶联剂、铬化合物偶联剂、铝酸脂偶联剂、硼酸脂偶联剂、锆偶联剂、镁偶联剂、硬脂酸或其盐、液体石蜡、硅油、芥酸酰胺、油酸酰胺、N,N＇-双乙撑硬脂酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸酰胺、甘油单油酸脂、二甘油醚单油酸脂、改性甘油三酸脂、山嵛酰胺、柠檬酸三（十八）脂、硬脂酸正丁脂、十八醇、单油酸（季戊四醇甘油醚）脂、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸二甘油酯、硬脂酸三甘油酯、邻苯二甲酸二丁脂、邻苯二甲酸二乙脂、邻苯二甲酸二辛脂、对苯二甲酸二辛脂、油酸丁脂、己二酸二辛脂、壬二酸二辛脂、癸二酸二辛脂、磷酸三辛脂、磷酸三苯脂、磷酸三苄脂、环氧大豆油、环氧硬脂酸辛脂、己二酸丙二醇聚脂、癸二酸丙二醇聚酯、聚ａ-甲基苯乙烯、氯化石蜡、烷基磺酸苯脂、液体橡胶、环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、聚酯油、聚脂、聚酰胺、聚氨酯、脲醛树脂中的一种或几种的混合物。

7.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述冲击改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、充油苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化SBS、乙丙橡胶、腈基-丁二烯橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、丙烯酸系树脂、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯丙烯酸丁酯二元接枝改性乙丙胶、聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝植物纤维、马来酸酐改性聚烯烃、乙烯-丙烯酸脂共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸盐共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-高丁二烯含量-苯乙烯共聚物中的一种或几种的混合物。

8.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类、含硫酯类、金属钝化剂中的一种或几种的混合物。

9.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述无机填料是滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、无水硫酸钙、氢氧化钙、膨润土、粘土、陶瓷微珠、高岭土、氧化镁、氢氧化镁、氧化钙、氧化铝、氢氧化铝、珍珠岩、硅灰石、水滑石、硫化锌中的一种或几种的混合物。