CN103073794A - 一种高刚高耐热低收缩性空调风轮专用料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高刚高耐热低收缩性空调风轮专用料及其制备方法，该专用料按重量百分比由以下组份组成：聚丙烯树脂33～68%，界面结合剂5～10%，无碱玻璃纤维15～35%，矿粉10～20%，成核剂0.1～1%，晶须1～5%，抗氧剂0.1-1%，润滑剂0.1-2%。本发明风轮材料刚性指标达7000Mpa，成型收缩率0.6%与通用SAN材质风轮刚性、收缩率相仿，最大优点在于成型流动性、耐热性、韧性大大优于SAN材质性能。本发明所有材料选用均满足欧盟ROSH环保要求。本发明原料易得，能耗低，机器磨损小，成本低，回收重复使用容易，适于替代SAN材质风轮。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种空调风轮专利用料及其制备方法，特别地涉及一种高刚高耐热低收缩性空调风轮专用料及其制备方法。
【背景技术】
风轮是空调的核心部件之一，直接关系到空调的送风量、静音效果和能耗。而其中风轮材料的选取和制造又是影响其质量的关键因素。目前广泛应用于制造空调风轮的材料是玻纤增强SAN材料，但玻纤增强SAN材料的成本贵，工艺复杂，制造能耗高、对机器磨损大、重复使用回收困难。
聚丙烯树脂（PP），能耗低，来源广泛、密度小、力学均衡性好、耐化学腐蚀、易加工及价格低廉等的突出优点，从而得到广泛使用。目前全球环保呼声高涨，环保观念日益深入人心，在这样一种大环境下，家电造商们为了废旧产品的回收方便，也越来越倾向于材料使用的归一化，而这种归一化的材料的最好选择就是PP，这也是本项目采用聚丙烯材质的一个重要原因。
但通用PP材料成型收缩率大，制品尺寸稳定性差，容易产生翘曲变形；低温易脆断，低温韧性差；刚性不足，无法满足空调风轮的使用要求，必须对通用PP材料进行改性。
【发明内容】
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、成本低、各性能指标好的高刚高耐热低收缩性空调风轮专用料。
本发明的另一目的是提供一种上述空调风轮专用料的制备方法。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
本发明采用聚丙烯(PP)通用塑料，根据其良好的性能可设计性，广泛的适应注塑成型加工性，通过塑料改性技术，制备了高刚性高耐热低收缩率的风轮专用料。
一种高刚高耐热低收缩性空调风轮专用料，其特征在于按重量百分比由以下组份组成：
本发明中的界面结合剂为硅烷偶联剂、双马来酰亚胺、PP-gMAH、PE-g-MAH、POE-g-MAH、POE-g-GMA中的一种或一种以上的混合物。
本发明中矿粉的目粉为600-3000目，所述矿粉的形态为球型和薄片状中的一种或两种。
本发明中的矿粉为碳酸钙粉、滑石粉、重晶石粉、白云母粉、绢云母粉中的一种或一种以上的混合物。
本发明中的成核剂为山梨糖醇、山梨糖醇衍生物、羧酸金属盐类成核剂、有机芳香族盐、酰胺类β成核剂中的一种或一种以上的混合物。
本发明中的晶须为硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、氧化镁晶须中的一种或一种以上的混合物。
本发明中的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的一种或一种以上的混合物。
本发明中的润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、EBS中的一种或一种以上的混合物。
本发明空调风轮专利用料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将聚丙烯树脂、界面结合剂、晶须、成核剂、润滑剂、抗氧剂、矿粉混合均匀后投入双螺杆挤出机中，再加入无碱玻璃纤维，在双螺杆挤出机中经过输送、压实、充分熔融塑化、复合、均化后经模头挤出，然后拉条、水冷、风冷、切粒、干燥即得。
本发明采用PP与无碱玻璃纤维和矿粉复配填充改性，一是发挥无碱玻璃纤维本身高刚性高耐热的特质，同时引入界面结合剂紧固聚丙烯高分子链和无碱玻璃纤维相互作用，使高刚性和耐热得到最大程度的保留；二是采用600-3000目的矿粉物质，降低半结晶性材料的成型收缩率和取向，克服注塑过程中的模具适应性难题；三是采用晶须和成核剂复配，进一步改善聚丙烯材料结晶性能，细化球晶，使分子链排列整齐紧密，从而实现增刚耐热。
本发明与现有技术相比，有以下优点：
本发明风轮材料刚性指标达7000Mpa，成型收缩率0.6%与通用SAN材质风轮刚性、收缩率相仿，最大优点在于成型流动性、耐热性、韧性大大优于SAN材质性能。本发明所有材料选用均满足欧盟ROSH环保要求。
本发明原料易得，能耗低，机器磨损小，成本低，回收重复使用容易，适于替代SAN材质风轮。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述：
实施例1（制备100Kg本发明空调风轮专用料）：
本实施例一种高刚高耐热低收缩性空调风轮专用料及其制备方法是以聚丙烯树脂为基材，无碱玻璃纤维为增刚剂，PE-g-MAH为界面结合剂，晶须和成核剂复配为辅助增刚耐热剂，1010/168、硬脂酸钙为抗氧润滑体系，利用双螺杆挤出机设备，经过熔融共混技术制备而成。其工艺过程：称取聚丙烯树脂42kg，界面结合剂PE-g-MAH10kg，硬脂酸钙1kg，放入高速搅拌机混合1分钟，再加入碳酸钙晶须5kg、山梨糖醇0.5kg，抗氧剂1010/168（质量比1:1.5）共0.5kg，在高速搅拌2分钟，后再加入白云母粉11kg，高速搅拌5分钟后，均匀排出配混料，将配混料加入双螺杆挤出机料筒，将30kg无碱玻璃纤维从挤出机加纤口喂入，挤出机工作温度170-190℃，喂料8HZ,转速600r/min，在双螺杆挤出机中经过输送、压实、充分熔融塑化、复合、均化后经模头挤出，然后拉条、水冷、风冷、切粒、干燥即得。
实施例2（制备100Kg本发明空调风轮专用料）：
本实施例是以聚丙烯树脂为基材，无碱玻璃纤维为增刚剂，PP-g-MAH为界面结合剂，晶须和成核剂复配为辅助增刚耐热剂，1076、硬脂酸镁为抗氧润滑体系，利用双螺杆挤出机设备，经过熔融共混技术制备而成。其工艺过程：称取聚丙烯树脂55kg，界面结合剂PP-g-MAH5kg，硬脂酸镁2kg，放入高速搅拌机混合1分钟，再加入硫酸钙晶须1kg、山梨糖醇衍生物1kg，1kg抗氧剂1076，在高速搅拌2分钟，后再加入绢云母粉/白云母粉（质量比1：1）共20kg，高速搅拌5分钟后，均匀排出配混料，将配混料加入双螺杆挤出机料筒，将15kg无碱玻璃纤维从挤出机加纤口喂入，挤出机工作温度170-190℃，喂料8HZ,转速600r/min，在双螺杆挤出机中经过输送、压实、充分熔融塑化、复合、均化后经模头挤出，然后拉条、水冷、风冷、切粒、干燥即得。
实施例3（制备100Kg本发明空调风轮专用料）：
本实施例是以聚丙烯树脂为基材，无碱玻璃纤维为增刚剂，POE-g-MAH/POE-g-GMA为界面结合剂，晶须和成核剂复配为辅助增刚耐热剂，1010、EBS为抗氧润滑体系，利用双螺杆挤出机设备，经过熔融共混技术制备而成。其工艺过程：称取聚丙烯树脂43.7kg，界面结合剂POE-g-MAH/POE-g-GMA（质量比1：0.5）共8kg，EBS0.1kg，放入高速搅拌机混合1分钟，再加入氧化镁晶须3kg、羧酸金属盐类成核剂0.1kg，0.1kg抗氧剂1010，在高速搅拌2分钟，后再加入重晶石粉10kg，高速搅拌5分钟后，均匀排出配混料，将配混料加入双螺杆挤出机料筒，将35kg无碱玻璃纤维从挤出机加纤口喂入，挤出机工作温度170-190℃，喂料8HZ,转速600r/min，在双螺杆挤出机中经过输送、压实、充分熔融塑化、复合、均化后经模头挤出，然后拉条、水冷、风冷、切粒、干燥即得。
实施例4（制备100Kg本发明空调风轮专用料）：
本实施例是以聚丙烯树脂为基材，无碱玻璃纤维为增刚剂，PP-g-MAH/PE-g-MAH/POE-g-MAH为界面结合剂，晶须和成核剂复配为辅助增刚耐热剂，1010/1076/168、硬脂酸钙/硬脂酸镁为抗氧润滑体系，利用双螺杆挤出机设备，经过熔融共混技术制备而成。其工艺过程：称取聚丙烯树脂33kg，界面结合剂PP-g-MAH/PE-g-MAH/POE-g-MAH（质量比1：1：1）共10kg，硬脂酸钙/硬脂酸镁（质量比1：1）共1.7kg，放入高速搅拌机混合1分钟，再加入硫酸钙晶须/碳酸钙晶须（质量比1：1）共5kg、有机芳香族/酰胺类β成核剂（质量比1：1）共1kg，抗氧剂1010/1076/168（质量比3:3:2）共0.8kg,在高速搅拌2分钟，后再加入碳酸钙粉/滑石粉（质量比1：1）共18kg，高速搅拌5分钟后，均匀排出配混料，将配混料加入双螺杆挤出机料筒，将30.5kg无碱玻璃纤维从挤出机加纤口喂入，挤出机工作温度170-190℃，喂料8HZ,转速600r/min，在双螺杆挤出机中经过输送、压实、充分熔融塑化、复合、均化后经模头挤出，然后拉条、水冷、风冷、切粒、干燥即得。
对以上实施例进行力学性能分析，其结果如表1：
表1：
其中弯曲强度和弯曲模量的检测标准为GB/T9341，冲击强度的检测标准为GB/T1843，熔指g/10min220℃10kg的检测标准为GB/T3682，成型收缩率的检测标准为GB/T15585-1995，热变形温度的检测标准为ASTM D648，密度的检测标准为ASTM D792。
由表1中的测试结果可知，本发明空调风轮专用料的弯曲模量，弯曲强度，成型收缩率，比重等关键指标均与行业内空调风轮通用料SANGF20材质性能相仿，而冲击强度，热变形温度，熔指均优于SANGF20材质，本发明空调风轮专用料在韧性、流动性、耐热性远远优于空调风轮通用料SANGF20材质，所以本发明完全可以成功代替SANGF20材料，从而降低成本。
Claims (9)
1.一种高刚高耐热低收缩性空调风轮专用料，其特征在于按重量百分比由以下组份组成：
2.根据权利要求1所述的一种高刚高耐热低收缩性空调风轮专利用料，其特征在于所述的界面结合剂为硅烷偶联剂、双马来酰亚胺、PP-g-MAH、PE-g-MAH、POE-g-MAH、POE-g-GMA中的一种或一种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种高刚高耐热低收缩性空调风轮专利用料，其特征在于所述矿粉的目粉为600-3000目，所述矿粉的形态为球型和薄片状中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种高刚高耐热低收缩性空调风轮专利用料，其特征在于所述的矿粉为碳酸钙粉、滑石粉、重晶石粉、白云母粉、绢云母粉中的一种或一种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种高刚高耐热低收缩性空调风轮专利用料，其特征在于所述的成核剂为山梨糖醇、山梨糖醇衍生物、羧酸金属盐类成核剂、有机芳香族盐、酰胺类β成核剂中的一种或一种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种高刚高耐热低收缩性空调风轮专利用料，其特征在于所述的晶须为硫酸钙晶须、碳酸钙晶须、氧化镁晶须中的一种或一种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种高刚高耐热低收缩性空调风轮专利用料，其特征在于所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的一种或一种以上的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种高刚高耐热低收缩性空调风轮专利用料，其特征在于所述的润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、EBS中的一种或一种以上的混合物。
9.一种权利要求1所述空调风轮专利用料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将聚丙烯树脂、界面结合剂、晶须、成核剂、润滑剂、抗氧剂、矿粉混合均匀后投入双螺杆挤出机中，再加入玻璃无碱纤维，在双螺杆挤出机中经过输送、压实、充分熔融塑化、复合、均化后经模头挤出，然后拉条、水冷、风冷、切粒、干燥即得。
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