CN101955642A

CN101955642A - 一种高分子合金、由其制成的壳体及该壳体的应用以及包含该壳体的电视机

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Publication number: CN101955642A
Application number: CN 201010504027
Authority: CN
Inventors: 何洋; 宋吉智; 王世超
Original assignee: Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Current assignee: Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: CN101955642B

Abstract

一种高分子合金，按重量百分含量计包含如下原料：50％～70％的聚碳酸酯；20％～46％的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环乙烷甲醇酯；0.4％～1.4％的阻燃剂；0.5％～5％的相容剂。本发明所提供的高分子合金，通过简单的原料配比，使用常规手段制作，便可制作出能够符合欧洲的EN60065标准A11中关于产品外壳需满足TS62441标准的电器外壳，并且所制备的电器外壳具有符合高光免喷效果要求的外观。同时，在本发明中还提供了一种壳体以及包含该壳体的电视机。

Description

一种高分子合金、由其制成的壳体及该壳体的应用以及包含该壳体的电视机

技术领域

本发明涉及电器外壳领域，更具体地涉及一种高分子合金及由其制成的壳体及该壳体的应用以及包含该壳体的电视机。

背景技术

随着社会的进步，科技的发展以及生活水平的提高，人们对于生活品质的要求越来越高，特别是对于电视机一类的电器产品的安全性要求越来越高。欧洲的EN60065标准A11中加入了产品外壳满足TS62441标准的要求，该要求于2010年7月正式生效。从2010年7月起出口欧洲的消费品的外壳，特别是电视机外壳必须满足欧洲的EN60065标准A11中关于产品外壳满足TS62441标准的要求，在TS62441标准中规定消费品的外壳必须通过烛火试验。目前，在电视机销售市场中，高光免喷电视前壳是主流。从成本和注塑工艺角度讲目前使用的高光材料主要是HB级别的ABS+PMMA高光料或者仿高光ABS材料，而目前这两种材料无法通过烛火试验，达到欧洲的EN60065标准A11中关于产品外壳的TS62441标准。

发明内容

本发明的目的是提供一种高分子合金，该高分子合金能够制作成符合欧洲的EN60065标准A11中关于产品外壳需满足TS62441标准的电器外壳。

本发明是通过以下技术方案实现：一种高分子合金，按重量百分含量计包含如下原料：50％～70％的聚碳酸酯；20％～46％的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环乙烷甲醇酯；0.4％～1.4％的阻燃剂；0.5％～5％的相容剂。

进一步地，按重量百分含量计包含如下原料：55％～65％的聚碳酸酯；32％～42％的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环乙烷甲醇酯；0.8％～1.2％的阻燃剂；2.0％～2.6％的相容剂。

进一步地，阻燃剂为磺酸盐类阻燃剂。

进一步地，阻燃剂为二苯基砜磺酸盐。

进一步地，还包括0.1～0.5％的阻燃抗滴落剂。

进一步地，阻燃抗滴落剂为MM-5935EF阻燃抗滴落剂。

进一步地，相容剂为马来酸酐接枝PET。

同时，在本发明中还提供了一种壳体，是由上述高分子合金经熔融、注塑制备而成。

同时，在本发明中还提供了上述壳体在电视机、冰箱、洗衣机、录像机中的应用。

同时，在发明中还提供了一种电视机，包括上述外壳。

本发明产生的有益效果如下：本发明所提供的原料及原料配比而制成的高分子合金，使用常规手段制作，便可制作出能够符合欧洲的EN60065标准A11中关于产品外壳需满足TS62441标准的电器外壳，并且所制备的电器外壳具有符合高光免喷效果要求的外观。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了制作一种能够符合欧洲的EN60065标准A11中关于产品外壳需满足TS62441标准的电器外壳，本发明人进行了大量的实验，包括在现有技术中常见的ABS+PMMA高光料或者仿高光ABS材料的基础上添加阻燃剂做阻燃方案，然而由于ABS和PMMA材料本身非常容易燃烧，需要添加很多阻燃剂才可以达到V1阻燃，通过烛火试验。然而由于在ABS和PMMA材料中加入的阻燃剂含量过多，会严重影响所制作的电器机壳的外观，出现机壳表面有黑纹和白纹的现象，以及在机壳中熔接线位置会出现较宽的黑印，并且还会影响机壳本身的半透明效果，不能满足高光材料的外观要求。所以在ABS+PMMA高光料或者仿高光ABS材料的基础上添加阻燃剂的阻燃方案，不能得到应用。

为此发明人改变了设计思路，提出一种以半透明聚碳酸酯(PC)为主要成分的方案。PC材料本身具有符合制备高分子合金的基本要求，然而现有技术中很少利用这种PC材料制作电器的外壳，这是因为PC材料的玻璃化温度(Tg)比较高，材料粘性很大，对注塑工艺要求比较苛刻，要求注塑时模具的温度高于130度，比较优选为135度。一旦模具的温度低于130度，机壳外观熔接线和浇口晕比较明显，不符合对高光免喷外壳外观的要求；而现有的注塑技术RHCM技术中常用的模具温度只能达到110-125度，增加模具的温度会增加相应的注塑工艺的操作步骤，操作难度，以及增加能耗。同时，PC材料收缩率比较大，使用PC材料制备的壳体与使用ABS+PMMA高光料或者仿高光ABS材料制作的壳体相比，长度为1m的机壳相应缩小1.5mm，影响整机装配性能。然而，这种PC材料本身具有良好的阻燃性，不用添加过多的阻燃剂就能够达到很高的阻燃标准，同时，PC材料还具有较高的半透明性能，能够符合高光材料的外观要求。为此本发明人针对使用PC材料制作壳体的优势以及不足，进行了大量研究，提出了本发明高分子合金的方案以满足制作符合欧洲的EN60065标准A11中关于产品外壳需满足TS62441标准的电器外壳的要求。

在本发明的一种典型实施方式中，该高分子合金，按重量百分含量包括如下原料：50％～ 70％的聚碳酸酯(PC)；20％～46％的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环乙烷甲醇酯(PETG)；0.4％～1.4％的阻燃剂；0.5％-5％的相容剂；

在本发明高分子合金中，所使用的PETG是一种热塑性聚酯，其能够改善PC材料的流动性、并降低PC材料加工温度、以及Tg，并且可以与PC材料形成合金填充相以降低PC材料的缩模率。在本发明中各种原料的使用量也是一个保护重点，PETG材料虽然能够降低PC材料的缩模率，但PETG材料阻燃性不好，如果在本发明高分子合金中加入的PETG材料过多，会降低高分子合金的阻燃性，无法通过烛火试验，为了提高高分子合金的阻燃性，需要在高分子合金中加入适量的阻燃剂，如果加入过多的阻燃剂又会严重影响所制作的电器机壳的外观，出现机壳表面有黑纹和白纹的现象，以及在机壳中熔接线位置会出现较宽的黑印，并且还会影响机壳本身的半透明效果，不能满足高光材料的外观要求。而PETG材料的加入量太少又起不到改善PC材料的流动性和改善缩模率的作用，这就需要找到一个PC材料与PETG材料混合的平衡点，经过本发明发明人的长期试验，发现聚碳酸酯(PC)重量占总含量的50％～70％时加入聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环乙烷甲醇酯(PETG)的重量占总重量的20％～46％能够较好地实现两者的协同作用。当然，在本发明高分子合金中还包括相容剂与阻燃剂，随着PETG含量的升高，高分子合金中相容剂与阻燃剂的含量相应增加，在该实施例中，为了满足在含有20％～46％含量的PETG情况下高分子合金的阻燃性，阻燃剂的含量优选为0.4％～1.4％，阻燃剂的含量大于1.4％时，高分子合金表面会出现黑纹和白纹气痕，影响本发明高分子合金的外观，而不能被使用。而阻燃剂的含量小于0.4时，本发明高分子合金的阻燃性难以通过烛火实验。而相容剂的含量优选为0.5％-5％。相容剂量太少时，形成的桥会比较少，PC和PETG更多的是物理共混，注塑性能得不到明显改善，相容剂太多，会有一些相容剂游离于材料中，影响材料的外观。

在本发明的一种优选地实施方式中，该高分子合金，按重量百分含量包括如下原料：55％～65％的聚碳酸酯；32％～42％的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环乙烷甲醇酯；0.8％～1.2％的阻燃剂；2.0％-2.6％的相容剂；

在本发明的一种具体地实施方式中，在该高分子合金中所使用的阻燃剂为磺酸盐类阻燃剂。磺酸盐类阻燃剂阻燃效率高，容量在0.4％～1.4％时的阻燃效果就能达到普通阻燃剂的添加10％以上的阻燃效果，可减少阻燃剂对电器外壳外观的影响其中优选使用二苯基砜磺酸盐。这种二苯基砜磺酸盐在满足阻燃效率的同时，阻燃剂的耐热性比较好，不容易在注塑时分解降低制作电器外壳的难度。更为优选地，在使用二苯基砜磺酸盐的同时加入0.1～0.5％的阻燃抗滴落剂。能够满足V1以上阻燃标准中燃烧中滴落的塑胶不能引燃下面的棉花的要求，更容易满足烛火测试优选地，所使用的阻燃抗滴落剂为MM-5935EF阻燃抗滴落剂。

在本发明的一种具体的实施方式中，在该高分子合金中所使用的相容剂为马来酸酐接枝PET。马来酸酐接枝PET中马来酸酐为亲PC相，PET为亲PETG相，马来酸酐接枝PET作为化学接枝的桥能够很好地把PC和PETG连接起来。

根据本发明所提供的高分子合金，经过注塑工艺生产电视机、冰箱、洗衣机、录像机的等电器外壳。这种外壳抗阻燃性强，能够达到V1阻燃标准，能够通过烛火实验，达到欧洲的EN60065标准A11中关于产品外壳满足TS62441标准的要求。

同时，在本发明中还提供了一种电视机，这种电视机中机壳是有上述高分子合金经注塑制备而成。

在本发明中所提供的高分子合金的制备方法十分简单，采用双螺杆挤出机将PC、PETG、阻燃剂、相容剂按照比例进行混合，温度控制在260～280度进行挤出造粒即得。

而本发明外壳制作电器机壳的步骤也十分简单，将上述步骤中得到的颗粒在90-100度烘料2-5小时，添加入注塑机的加料斗内，设定注塑机中各段温度为喷嘴250-270度、计量段250-270度、压缩段240-250段、进料塑化段220-230度对塑料进行塑化和熔融后注塑得到样件。对于注塑机各段温度的设定与使用ABS+PMMA高光料或者仿高光ABS材料制作壳体时的温度相同即可。

以下结合实施例1-5及由该实施例1-5所制备的壳体对本发明高分子合金的有益效果做进一步说明。

实施例1

原料：PC 60kg、PETG36kg、二苯基砜磺酸盐1.0kg、MM-5935EF0.6kg、马来酸酐接枝PET2.4kg。本发明实施例中所使用的原料均为市售原料，其中MM-5935EF为阻燃抗滴落剂是从3M Dyneon公司购买得到。

制备工艺：将上述原料投入到双螺杆挤出机中，在260度下使用挤出机进行挤出造粒，制得高分子合金，将高分子合金在95度烘料3小时，添加入注塑机的加料斗内，设定注塑机各段温度为喷嘴260度、计量段260度、压缩段245段、进料塑化段225度对塑料进行塑化和熔融后注塑得到样品1(注塑过程中模具的温度见表1)。

实施例2

原料：PC 70kg、PETG 27kg、二苯基砜磺酸盐0.7kg、MM-5935EF0.5kg、马来酸酐接枝PET1.8kg。

制备工艺：与实施例1相同，制得样品2。

实施例3

原料：PC50kg、PETG45.1kg、二苯基砜磺酸盐1.4kg、MM-5935EF0.7.kg、马来酸酐接枝PET2.8kg。

制备工艺：与实施例1相同，制得样品3。

实施例4

原料：PC65kg、PETG31.7kg、二苯基砜磺酸盐0.8kg、MM-5935EF0.5kg、马来酸酐接枝PET2.0kg。

制备工艺：与实施例1相同，制得样品4。

实施例5

原料：PC55.kg、PETG...40.6kg、二苯基砜磺酸盐1.2kg、MM-5935EF0.6kg、马来酸酐接枝PET2.6kg。

制备工艺：与实施例1相同，制得样品5。

测试：

常规性测试：

将由实施例1-5所制备的壳体样品1-5，进行常规测试，在表1中列出了关于所制备的壳体样品的外观、模具温度以及收缩率的相关数据。

表1壳体样品1-5的制作参数与测试结构

由表1中数据可知，表1中给出了在115度的定模温度情况下制件壳体样品1-5的外观检测情况，虽然在0.2m时某些角度略有轻微熔接线或轻微晕痕或轻微白纹或黑纹。但这些在0.2m正视的情况下观察不到，符合高光免喷壳体的外观要求。由此可知，根据本发明所提供的高分子合金完全适用于制备电器壳体。同时，本发明所提供的高分子合金所制备的壳体在模具温度控制在105-125度时，收缩率得到了良好的控制，接近于ABS+PMMA的缩模率，通常缩模率差在0.5‰以内认为是可以通用模具，由此可知，本发明所提供的高分子合金可以使用以ABS+PMMA高光料或者仿高光ABS材料制作壳体时所使用的模具，无需另外制作模具，节省了生产成本。由此可知，在本发明中通过加入适当的辅料，降低了PC材料在注塑过程中所需的模具温度，简化了PC材料注塑工艺的操作步骤，为大规模生产提供了基础。

烛火测试

本发明的主要目的是提供一种能够符合欧洲的EN60065标准A11中关于产品外壳需满足TS62441标准的壳体。TS62441标准中规定消费品的外壳需要通过烛火试验。

烛火试验的操作如下：

1.将壳体样品在条件为23℃±2℃，相对湿度为50％±5％的条件室内放置至少24小时。

2.完成步骤1后，将机壳样品在条件为15℃-35℃，相对湿度为45％±75％下放置1小时。

3.完成步骤2后，将壳体样品放置在一个平坦、光滑、不易燃的支撑表面上，这个支撑表面需要一体形成，并且该支撑表面需要足够的大，使得机壳样品的四周位于表面内，并且支撑表面能够对测试过程中可能塌陷的机壳样品提供支持。

4.完成上述步骤后，使用燃烧器进行烛火试验，将燃烧器喷管的端部距离样品上烛火可接触区域5mm±0.5mm设置，燃烧器喷管水平放置(±5°)，燃烧器的中心线需要设置在上述烛火可接触区域内，测试火焰需要保持稳定燃烧3分钟，即使样品表面融化或者相对火焰收缩也不停止。如果在移开测试火焰后，包括从样品上滴落的材料的火焰在内的任何火焰在3分钟之内停止燃烧，则将测试火焰移动到下一块火焰可接触区域重复上述过程，直到完成样品相对表面上的任一块烛火可接触区域的测试。

如果出现某一烛火可接触区域的火焰燃烧时间超过3分钟，则壳体样品未通过烛火实验，反之，则为通过烛火实验。

将由实施例1-5所制备的壳体样品1-5送到上海天祥质量技术服务有限公司(ITS)公司进行烛火测试。上海ITS公司针对由实施例1-5所制备的样品1-5提供了相关的测试报告，在测试报告中明确指出，所提供的样品壳体能够符合阻燃标准，通过烛火测试。该结论表明，应用本发明所提供的高分子合金制作电器外壳能够符合欧洲的EN60065标准A11中关于产品外壳需满足TS62441标准。

本发明所提供的高分子合金，原料简单，制备容易，由该组合物所制备的壳体，性能稳定，外观漂亮，并且能够符合欧洲的EN60065标准A11中关于产品外壳需满足TS62441标准。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高分子合金，其特征在于，按重量百分含量计包含如下原料：50％～70％的聚碳酸酯，20％～46％的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环乙烷甲醇酯，0.4％～1.4％的阻燃剂以及0.5％～5％的相容剂。

2.根据权利要求1所述的高分子合金，其特征在于，按重量百分含量计包含如下原料：55％～65％的聚碳酸酯，31.7％～42％的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环乙烷甲醇酯，0.8％～1.2％的阻燃剂以及2.0％～2.6％的相容剂。

3.根据权利要求1或2所述的高分子合金，其特征在于，所述阻燃剂为磺酸盐类阻燃剂。

4.根据权利要求3所述的高分子合金，其特征在于，所述阻燃剂为二苯基砜磺酸盐。

5.根据权利要求1或2所述的高分子合金，其特征在于，还包括0.1～0.5％的阻燃抗滴落剂。

6.根据权利要求5所述的高分子合金，其特征在于，所述阻燃抗滴落剂为MM-5935EF阻燃抗滴落剂。

7.根据权利要求1或2所述的高分子合金，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝PET。

8.一种壳体，其特征在于，是由权利要求1-7中任一项所述的高分子合金经熔融、注塑制备而成。

9.权利要求8所述的壳体在电视机、冰箱、洗衣机、录像机制备中的应用。

10.一种电视机，其特征在于，包括权利要求8所述的外壳。