CN102575035A - 复合成型体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合成型体的制造方法，更具体而言，涉及包含以下阶段的复合成型体的制造方法，即，成型体的制造阶段，在此，所述成型体包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯及玻璃纤维或碳纤维；在所述成型体涂布反应性聚氨酯组成物或橡胶组成物的阶段。由于根据本发明的复合成型体代替轮毂的铸件使用，从而将轮子轻量化至最低，不仅材料费用低廉，而且能够大量生产，并与涂料组成物的粘结力良好，具有与铸铁、不锈钢或铝等的金属铸件相应的强度及耐久性的效果。

Description

复合成型体的制造方法
技术领域
本发明涉及一种复合成型体的制造方法，更具体而言，涉及包含以下阶段的复合成型体的制造方法，即成型体的制造阶段；在所述成型体涂布反应性涂料组成物的阶段，在此，所述成型体包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯及玻璃纤维或碳纤维，所述反应性涂料组成物为反应性聚氨酯组成物或橡胶组成物。
背景技术
通常，作为容易使物体移动的装置的轮子的种类可根据其用途区分，例如，最大装载为135kg左右的轮子使用于高级家电产品、陈列架、办公设备以及室内装饰用家具、轻量物以及工业用运载工具等，最大装载为200kg左右的中负荷用轮子使用于各种重量物运载工具等，最大装载为820kg左右的高负荷用轮子使用于工业用设备、小型设备、轻负荷运载工具等。
一般而言，轮子使用有在铸件涂布双组分聚氨酯组成物的和将尼龙射出成型而制造的刚性的塑料射出材料等。其中，塑料射出材料不是通过粘结的双重射出，而是在轮毂形成槽或段差而两种物质相互凝结在一起的结合状态。
其中，塑料射出材料由于粘结性及耐久性的问题，存在涂布双组分聚氨酯组成物时受限，并容易碎的问题。
另外，以往利用铸铁、不锈钢或铝等的金属铸件制造的轮子存在以下问题，在移动轮子时噪音大，并由铸件重量(比重为7.5以上)引起运输费用大而不仅影响轮子的价格，而且产量下降，不易搬运，制造成本高的问题。
发明内容
本发明是为了解决如上所述的现有技术的问题点而提出的，其目的在于，提供一种复合成型体及其制造方法，在制造复合成型体时，提高与反应性聚氨酯组成物或橡胶组成物的粘结性，所述复合成型体具有与金属铸件相应的强度及耐久性，并用反应性聚氨酯组成物或橡胶组成物涂布利用所述成型体的组成制造的成型体的外部。
更具体而言，本发明的目的在于，提供一种复合成型体的制造方法，即成型体的制造阶段，在此，所述成型体包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯及玻璃纤维或碳纤维；在所述成型体涂布反应性聚氨酯组成物或橡胶组成物的阶段，从而改善了以往的利用金属铸件制造的轮子所具有的制造方法的难度性及制造成本高的缺点。
为了达成所述目而提出的本发明提供一种复合成型体的制造方法，即成型体的制造阶段，在此，所述成型体包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯及玻璃纤维或碳纤维；在所述成型体涂布反应性聚氨酯组成物或橡胶组成物的阶段。
以下，更详细地说明本发明。
此时，若所使用的技术术语及科学术语没有其他的含义，则具有通常本领域的技术人员所理解的含义，对于能够使本发明的要旨不明确的公知功能及构成，省略对其的说明。
本发明涉及一种复合成型体的制造方法，所述复合成型体的制造方法包含以下阶段：a)成型体的制造阶段，在此，所述成型体包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，polyethyleneterephtalate)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS，acrylonitrile-butadiene-styrene)及玻璃纤维(GF，glassfiber)或碳纤维；b)在所述成型体涂布反应性聚氨酯组成物或橡胶组成物的阶段。
若在本发明所使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下称为PET)为在相关领域通常使用的物质，则能够不受限制使用，但是最近随着塑料产业的发展而塑料产品泛滥，处理废弃物成为严重的环境问题，而本发明中通过使用PET而减少环境污染问题，并提供经济效果良好的复合成型体及其制造方法。
本发明制造包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(以下称为ABS)及玻璃纤维或碳纤维的成型体，从而能够制造粘结性得以提高且具有与铸件相应的强度及耐久性的复合成型体。
所述a)阶段的成型体对于混合有聚对苯二甲酸乙二醇酯与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的混合物100重量份，优选包含1-30重量份的玻璃纤维(以下称为GF)或碳纤维(以下称为CF)，若所述玻璃纤维或碳纤维小于1重量份，则存在强度及耐久性脆弱的问题，若超过30重量份，则存在耐冲击性下降的问题。
混合有所述聚对苯二甲酸乙二醇酯与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的混合物优选包含30-70重量％的聚对苯二甲酸乙二醇酯、30-70重量％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯。
若混合有所述聚对苯二甲酸乙二醇酯与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的混合物及玻璃纤维或碳纤维在所述范围内，则能够制造耐冲击性、耐久性、耐热性及粘结性良好的成型体。
并且，所述a)阶段的成型体能够进一步包含由聚乙烯(PE，polyethylene)、聚碳酸酯(PC，polycarbonate)、聚对苯二甲酸丁酯(PBT，polybutyleneterephthalate)、尼龙(nylon)、热塑性聚氨酯(TPU，thermoplasticpolyurethane)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS，styrene-butadiene-styrene)中选择的一种或两种以上的树脂而制造。
所述a)阶段的成型体对于混合有聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、以及由聚乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁酯、尼龙、热塑性聚氨酯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯中选择的一种或两种以上的树脂的混合物100重量份，优选包含1-30重量份的玻璃纤维或碳纤维，若所述玻璃纤维或碳纤维小于1重量份，则存在强度及耐久性脆弱的问题，若超过30重量份，则存在耐冲击性下降的问题。
并且，混合有所述聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、以及由聚乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁酯、尼龙、热塑性聚氨酯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯中选择的一种或两种以上的树脂的混合物优选包含30-60重量％的聚对苯二甲酸乙二醇酯、20-60重量％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、1-50重量％的由聚乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁酯、尼龙、热塑性聚氨酯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯中选择的一种或两种以上的树脂，若在所述范围内，则能够制造耐冲击性、耐久性、耐热性及粘结性良好的成型体。
若在所述成型体包含小于1重量％的由所述聚乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁酯、尼龙、热塑性聚氨酯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯中选择的一种或两种以上的树脂，则强度及耐久性不发生变化，若超过50重量％，则存在粘结性下降的问题，并且因价格上涨而很难成为商业化。
所述b)阶段进一步包含在成型体涂布反应性聚氨酯组成物或橡胶组成物后，进行硬化的阶段，从而能够制造复合成型体，硬化时具有提高复合成型体的强度及耐久性的效果。
所述反应性聚氨酯组成物优选使用包含多元醇的第一溶液与包含异氰酸酯的第二溶液的双组分组成物，所述反应性聚氨酯组成物不仅与本发明的成型体的粘结性良好，而且价格低廉而有利于复合成型体的商业化。
并且，所述橡胶组成物对于提高复合成型体的强度及耐久性很有效，例如，能够使用丁腈橡胶(itrilebutadienerubber，NBR)、丁苯橡胶(styrenebutadienerubber，SBR)、热塑性橡胶(thermoplasticrubber，TPR)、硅橡胶等，但并非局限于此。
根据本发明的复合成型体能够代替轮毂的铸件使用，能够将轮子轻量化至最小，不仅材料费用低廉，而且能够大量生产，并与涂料组成物的粘结力良好，能够制造具有与铸铁、不锈钢或铝等的金属铸件相应的强度及耐久性的轮子。
根据本发明的复合成型体能够代替轮毂的铸件使用，作为包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，polyethyleneterephtalate)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS，acrylonitrile-butadiene-styrene)及玻璃纤维(glassfiber)或碳纤维的构成轻量化至最小，不仅材料费用低廉，而且能够大量生产，并与涂料组成物的粘结力良好，具有与铸铁、不锈钢或铝等的金属铸件相应的强度及耐久性的效果。
具体实施方式
以下，根据实施例详细说明本发明，但是这只不过是为了便于理解本发明的结构及效果而提供，并非限定本发明的范围。
【试验例1】轮子粘结试验
将根据本发明的复合成型体的试片射出(Hosung Chemex)并使用一般的粘结剂(东成化学，5100#)粘结聚氨酯(TPU)，然后用拉伸强度测定仪根据剥离(粘结力试验)的状态确认了复合成型体的粘结性(○：毫无剥离的状态；△：可能发生剥离的状态；×：发生剥离的状态)。
【试验例2】耐久性、行驶性、耐热性及耐冲击性试验
4个轮子为一组而装载750kg的负重，行驶2Km而轮毂与聚氨酯涂层部分不能有脱离现象，轴承插入部分也不能有拉伸的现象。通过所述方法确认了耐久性及行驶状态(○：毫无脱离及拉伸的状态；△：可能发生一部分脱离及拉伸的状态；×：发生脱离及拉伸的状态)，而耐热性是通过使用烘箱调节温度为90℃-120℃而每5分钟为单位确认了轮子的状态(○：毫无变形的状态；△：在110℃以上有发生一部分变形的状态；×：发生变形的状态)。并且，耐冲击性是通过每四个轮子为一组而装载750kg的负重，并从1m上的高度将轮子掉落而确认了其状态(○：在轮毂部分毫无裂痕的状态；△：在一部分轮毂部分有发生裂痕的状态；×：在轮毂部分发生裂痕的状态)。
【实施例1-实施例12】
利用混合机将可回收利用的聚对苯二甲酸乙二醇酯(SK CHEMICAL，4080)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(LG化学，Hi100)及玻璃纤维(韩国FIBER，玻璃纤维短切毡)或碳纤维混合了30分钟。根据需要，可以进一步包含由聚乙烯(可回收利用)、聚碳酸酯(LG化学，Calibre201)、聚对苯二甲酸丁酯(LG化学，5011)、尼龙(KOLON，DUPONT)、热塑性聚氨酯(HosungChemex，5190AP)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(KUMHOPETROCHEMICAL，KT201)中选择的一种或两种以上的树脂，各组成与含量如以下表1所示。使用温度调节为220℃-250℃的60m/m的单螺杆挤出机将所述混合物以1,400rpm的速度混炼，然后使用射出成型机(YUJIN油压有限公司，20盎司)调节模具温度为220℃-240℃而射出预订量到模具，然后冷却40秒后得到了成型体。通过在所述成型体涂布双组分反应性聚氨酯组成物或橡胶组成物而硬化的工程制造复合成型体，根据每个实施例的复合成型体的粘结性、耐久性、行驶性及耐冲击性的试验结果如以下表2所示。
【对比例1】
使用混合机将可回收利用的聚对苯二甲酸乙二醇酯(SK CHEMICAL，4080)、聚碳酸酯(LG化学，Calibre201)及玻璃纤维(韩国FIBER，玻璃纤维短切毡)混合了30分钟。各组成与含量为以下表1所示。使用温度调节为220℃-250℃的60m/m的单螺杆挤出机将所述混合物以1,400rpm的速度混炼，然后使用射出成型机(YUJIN油压有限公司，20盎司)调节模具温度为220℃-240℃而射出预订量到模具，然后冷却40秒后得到了成型体。通过在所述成型体涂布双组分反应性聚氨酯组成物而硬化的工程制造复合成型体，根据对比例1的复合成型体的粘结性、耐久性、行驶性及耐冲击性的试验结果如以下表2所示。
【对比例2】
除了使用混合机将可回收利用的聚对苯二甲酸乙二醇酯(SKCHEMICAL，4080)、聚对苯二甲酸丁酯(LG化学，5011)、玻璃纤维(韩国FIBER，玻璃纤维短切毡)混合30分钟以外，与对比例1相同地实施，各组成与含量如以下表1所示，根据对比例2的复合成型体的粘结性、耐久性、行驶性及耐冲击性的试验结果如以下表2所示。
【表1】
Figure BPA00001515488500061
【表2】
  物性   粘结性   耐久性   行驶性   耐热性   耐冲击性
  实施例1   ○   △   ○   △   ○
  实施例2   ○   ○   ○   △   ○
  实施例3   ○   ○   ○   △   ○
  实施例4   ○   ○   ○   ○   ○
  实施例5   ○   ○   ○   ○   ○
  实施例6   ○   ○   ○   ○   △
  实施例7   ○   ○   ○   △   ○
  实施例8   ○   ○   ○   △   ○
  实施例9   ○   ○   ○   △   ○
  实施例10   ○   ○   ○   ○   ○
  实施例11   ○   ○   ○   ○   ○
  实施例12   ○   △   ○   △   ○
  对比例1   ×   ×   △   ○   △
  对比例2   ×   ×   △   △   △
如以上实施例1-12、对比例1及对比例2所示，根据本发明制造的复合成型体具有与铸件相应的良好的耐久性、行驶性、耐热性及耐冲击性，具有比塑料射出材料产品提高的物性。
并且，通过对比例1及对比例2可知，能够确认在一起使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯及玻璃纤维或碳纤维时，可以将复合成型体的物性提高为最大。
根据本发明制造的复合成型体由于比现有的金属铸件产品轻1/5，因此不仅减少运输费用，而且很明显地缩短制造工程时间，并减少移动时所产生的噪音，由于搬运容易，从而有利于各种产品的商业化。

Claims (6)

1.一种使用复合成型体的制造方法制造的轮子，所述复合成型体的制造方法包含：
a)成型体的制造阶段，在此，所述成型体包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯及玻璃纤维或碳纤维；
b)在所述成型体涂布反应性聚氨酯组成物或橡胶组成物的阶段。
2.根据权利要求1所述的使用复合成型体的制造方法制造的轮子，其中，所述a)阶段的聚对苯二甲酸乙二醇酯为可回收利用的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
3.根据权利要求1所述的使用复合成型体的制造方法制造的轮子，其中，所述a)阶段的成型体进一步包含由聚乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁酯、尼龙、热塑性聚氨酯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯中选择的一种或两种以上的树脂。
4.根据权利要求1所述的使用复合成型体的制造方法制造的轮子，其中，所述b)阶段进一步包含在成型体涂布反应性聚氨酯组成物或橡胶组成物后，进行硬化的阶段。
5.根据权利要求4所述的使用复合成型体的制造方法制造的轮子，其中，所述反应性聚氨酯组成物为包含多元醇的第一溶液与包含异氰酸酯的第二溶液的双组分组成物。
6.根据权利要求1所述的使用复合成型体的制造方法制造的轮子，其中，a)阶段的成型体对于混合有聚对苯二甲酸乙二醇酯与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的混合物100重量份，包含1-30重量份的玻璃纤维或碳纤维。
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