CN105968679B - 一种冰箱内胆板材及其制备方法与所用冰箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种冰箱内胆板材，其中包含微孔发泡层；所述微孔发泡层由包括高抗冲聚苯乙烯和发泡剂的原料制备而成。本发明提供的冰箱内胆板材还可以包括位于所述微孔发泡层上方的面层或/和位于所述微孔发泡层下方的底层。本发明进一步提供了所述冰箱内胆板材的制备方法。本发明通过在所述板材内设置微孔发泡层，从而实现冰箱内胆隔音提升、导热系数降低，冰箱内胆减重、冰箱保温性能提高等综合效果。

Description

一种冰箱内胆板材及其制备方法与所用冰箱
技术领域
本发明涉及冰箱工业领域，具体涉及一种包含微孔发泡层的冰箱内胆板材。
背景技术
目前市场上冰箱内胆材料主要采用ABS或者HIPS，通过单层或者多层共挤完成。冰箱内胆的保温性能主要取决于内胆材料的导热性能，如何有效提升内胆的保温性能，降低内胆导热系数，同时降低冰箱内胆的重量，减少生产成本，成为冰箱行业的一个课题。
发明内容
本发明的目的是弥补现有技术的不足，提供一种新型的冰箱内胆板材，通过在所述板材内设置微孔发泡层，从而实现冰箱内胆隔音提升、导热系数降低，冰箱内胆减重、冰箱保温性能提高等综合效果。
具体而言，本发明提供了一种冰箱内胆板材，所述内胆板材包含微孔发泡层；所述微孔发泡层采用包括基材和发泡剂的原料制备而成。
本发明所述微孔发泡层选用的基材为高抗冲聚苯乙烯(High ImpactPolystyrene，HIPS)，是由弹性体改性聚苯乙烯制成的热塑性材料，由少量聚丁二烯接技到聚苯乙烯基体上合成，具有“海岛结构”，易于加工，且具有优异的综合性能。
本发明所述微孔发泡层选用的发泡剂为无机发泡剂，本发明通过大量实验发现，选用无机发泡剂与高抗冲聚苯乙烯合用，可以显著提高内胆板材的发泡效果，从而提高其隔热性能，且显著降低内胆板材的重量。具体而言，所述无机发泡剂优选为柠檬酸、碳酸镁、碳酸氢钠中的一种或多种。本发明优选所述发泡剂由柠檬酸和碳酸氢钠以重量比3～4：6～7混合而成，柠檬酸和碳酸氢钠以该比例混合使用，不仅可以进一步提升产品的隔音效果和保温性能、降低导热系数和内胆重量，且成本较低，利于大规模工业化生产。所述发泡剂可以为粉剂或者母粒。将所述发泡剂按照一定比例添加到高抗冲聚苯乙烯中，混合均匀，即可得到制备本发明所需微孔发泡层的原料。作为本发明的优选方案，当所述发泡剂为粉剂时，以质量百分比计，其在高抗冲聚苯乙烯中的添加比例为2‰～8‰；当所述发泡剂为母粒时，以质量百分比计，其在高抗冲聚苯乙烯中的添加比例为3％～10％。
本发明为了实现保温效果的同时，避免板材过重，并确保其环保节能特性，所述微孔发泡层的厚度占所述内胆板材总厚度的60～90％。本发明优选所述微孔发泡层的厚度0.5mm～3.5mm；进一步优选所述内胆板材的总厚度不大于5mm。
所述内胆板材还可以包括位于所述微孔发泡层上方的面层，所述微发泡层与面层紧密相邻。在实际应用中，所述面层是指与放置于冰箱内进行保鲜的食品等接触的表面。所述面层的厚度可以为所述内胆板材总厚度的5～20％，优选为0.05mm～3mm，进一步优选为0.1～1mm。作为本发明的优选方案，所述面层可以采用HIPS为原料制备而成，所述HIPS可选用普通HIPS或高光HIPS。
所述内胆板材还可以包括位于所述微孔发泡层下方的底层，所述微发泡层与底层紧密相邻。在实际应用中，所述底层是指与冰箱内所含发泡层中发泡料接触的表面。所述底层的厚度可以为所述内胆板材总厚度的5～20％，优选为0.1mm～2mm，进一步优选为0.1mm～1mm。作为本发明的优选方案，所述面层可以采用HIPS或者PE/PS合金为原料制备而成。
作为本发明的一种具体方案，所述内胆板材由自下而上设置的底层、微孔发泡层和面层组成；其中，所述底层的厚度为0.1mm～1mm，所述微发泡层的厚度为0.5mm～3.5mm，所述面层的厚度为0.1mm～1mm。本发明通过设置包括底层、微孔发泡层和面层的三层结构，并对各层的厚度进行优选，可以使各层之间协同作用，并进一步提高所述微孔发泡层隔音、保温等性能。
本发明进一步提供了所述内胆板材的制备方法，所述方法包括微孔发泡层的制备。
具体而言，所述微发泡层的制备步骤包括：混合原料的塑化、反应、分散、发泡以及挤板。
本发明所述挤板在螺杆挤出机中进行。所述挤板过程包括：将混合好的原料经风机送到料筒中，在料筒中烘干，经过单螺杆或双螺杆加热，挤出。作为本发明的一种优选方案，所述螺杆的长径比为15～25，螺杆加料段温度为50～100℃，压缩段温度为150～180℃，熔融段温度为160～200℃，机头温度为170～210℃。
所述微孔发泡层在挤板过程中要保持网前压力稳定，并处于非真空条件，即在操作过程中关闭抽真空装置。由于发泡剂经过加热后分解成二氧化碳、氮气等气体，螺杆挤出机需要关闭抽真空系统，以确保板材中有气泡存在，使导热系数下降，保温效果提升。
当所述内胆板材包含面层时，所述面层的制备在螺杆挤出机中进行；具体为：将面层材料经风机送到料筒中，在料筒中烘干，经过单螺杆或双螺杆加热，挤出。作为本发明的一种优选方案，所述螺杆的长径比为15～25，螺杆加料段温度为60～100℃，压缩段温度为150～180℃，熔融段温度为110～220℃，机头温度为180～220℃。
当所述内胆板材包含底层时，所述底层的制备在螺杆挤出机中进行；具体为：将底层材料经风机送到料筒中，在料筒中烘干，经过单螺杆或双螺杆加热，挤出。作为本发明的一种优选方案，所述螺杆的长径比为18～30，螺杆加料段温度为50～100℃，压缩段温度为130～170℃，熔融段温度为160～190℃，机头温度为170～200℃。
所述微孔发泡层、面层、底层经过不同机头挤出，通过同一口模完成板材截面控制，经过轮毂等装置处理后，即可完成板材制作。所述口模的温度优选为160～190℃。
本发明进一步保护应用所述内胆板材的冰箱。
本发明通过在所述板材内设置微孔发泡层，从而实现冰箱内胆隔音提升、导热系数降低，冰箱内胆减重、冰箱保温性能提高等综合效果。
附图说明
图1为实施例3提供的冰箱内胆板材示意图；其中，1为面层，2为微孔发泡层，3为底层。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
以下各实施例中所用高抗冲聚苯乙烯和无机发泡剂均市售购得。
实施例1
本实施例提供了一种冰箱内胆板材，所述冰箱内胆板材为一层微孔发泡层；所述微孔发泡层采用高抗冲聚苯乙烯和无机发泡剂(由柠檬酸和碳酸氢钠以重量比3：7混合而成)制备而成；所述发泡剂为母粒，其添加量为高抗冲聚苯乙烯的5％。
本实施例提供了三种不同规格的板材，具体如表1所示：
表1：冰箱内胆板材规格
微孔发泡层厚度(mm)
规格一 0.5
规格二 2
规格三 3.5
实施例2
本实施例提供了一种冰箱内胆板材，所述冰箱内胆板材由微发泡层及其上方的面层组成；
所述微孔发泡层采用高抗冲聚苯乙烯和无机发泡剂(由柠檬酸和碳酸氢钠以重量比4：6混合而成)制备而成；所述发泡剂为粉剂，其添加量为高抗冲聚苯乙烯的5‰；
所述面层以高抗冲聚苯乙烯为原料制备而成。
本实施例提供了五种不同规格的板材，具体如表2所示：
表2：冰箱内胆板材规格
微孔发泡层厚度(mm) 面层厚度(mm)
规格一 0.5 3
规格二 0.5 0.1
规格三 2 0.5
规格四 3.5 1
规格五 3.5 0.05
经实验证明，规格二、三、四的综合应用效果优异规格一、五。
实施例3
一种冰箱内胆板材，所述冰箱内胆板材由自下而上设置的底层、微发泡层和面层组成；
所述微孔发泡层采用高抗冲聚苯乙烯和无机发泡剂(由柠檬酸和碳酸氢钠以重量比4.5：5.5混合而成)制备而成；所述发泡剂为粉剂，其添加量为高抗冲聚苯乙烯的8‰；
所述面层和底层均以高抗冲聚苯乙烯为原料制备而成。
本实施例提供了五种不同规格的板材，具体如表3所示：
表3：冰箱内胆板材规格
经实验证明，规格二、三、四的综合应用效果优异规格一、五。
实施例4
本实施例提供了一种冰箱内胆板材的制备方法，所述方法包括：分别制备微孔发泡层、面层后，通过温度为160℃的模口进行板材截面控制；
所述微发泡层的制备步骤包括：混合原料的塑化、反应、分散、发泡以及非真空状态下在双螺杆挤出机中挤板；所述螺杆的长径比为15，螺杆加料段温度为50℃，压缩段温度为150℃，熔融段温度为160℃，机头温度为170℃。
实施例1提供的冰箱内胆板材可采用本实施提供的述方法制备而成。经实验证明，对于实施例1提供的内胆板材，采用本实施例提供的方法与本领域公知的其它常规方法相比，所得内胆板材的隔音、保温等综合效果均显著提升。
实施例5
本实施例提供了一种冰箱内胆板材的制备方法，所述方法包括：分别制备微孔发泡层、面层后，通过温度为175℃的模口进行板材截面控制；
所述微发泡层的制备步骤包括：混合原料的塑化、反应、分散、发泡以及非真空状态下在双螺杆挤出机中挤板；所述螺杆的长径比为20，螺杆加料段温度为75℃，压缩段温度为165℃，熔融段温度为180℃，机头温度为190℃；
所述面层的制备在双螺杆挤出机中进行，具体为：将混合好的原料送入料筒中，烘干后，经过螺杆加热，挤出；所述螺杆的长径比为15，螺杆加料段温度为60℃，压缩段温度为150℃，熔融段温度为110℃，机头温度为180℃。
实施例2提供的冰箱内胆板材可采用本实施提供的述方法制备而成。经实验证明，对于实施例2提供的内胆板材，采用本实施例提供的方法与本领域公知的其它常规方法相比，所得内胆板材的隔音、保温等综合效果均显著提升。
实施例6
本实施例提供了一种冰箱内胆板材的制备方法，所述方法包括：分别制备微孔发泡层、面层和底层后，通过温度为190℃的模口进行板材截面控制；
所述微发泡层的制备步骤包括：混合原料的塑化、反应、分散、发泡以及非真空状态下在双螺杆挤出机中挤板；所述螺杆的长径比为125，螺杆加料段温度为100℃，压缩段温度为180℃，熔融段温度为200℃，机头温度为210℃；
所述面层的制备在双螺杆挤出机中进行，具体为：将混合好的原料送入料筒中，烘干后，经过螺杆加热，挤出；所述螺杆的长径比为25，螺杆加料段温度为100℃，压缩段温度为180℃，熔融段温度为220℃，机头温度为220℃；
所述底层的制备在双螺杆挤出机中进行，具体为：将混合好的原料送入料筒中，烘干后，经过螺杆加热，挤出；所述螺杆的长径比为24，螺杆加料段温度为75℃，压缩段温度为150℃，熔融段温度为175℃，机头温度为185℃。
实施例3提供的冰箱内胆板材可采用本实施提供的述方法制备而成。经实验证明，对于实施例3提供的内胆板材，采用本实施例提供的方法与本领域公知的其它常规方法相比，所得内胆板材的隔音、保温等综合效果均显著提升。
实施例7
本实施例提供了一种冰箱，其中可应用实施例1～3任一方案所述的冰箱内胆板材。
本发明对采用实施例1～3所述冰箱内胆板材的冰箱性能进行了检测。
为采用实施例1所述内胆板材的冰箱设对比例1；对比例1与实施例1的区别仅在于，所述冰箱内胆板材采用高抗冲聚苯乙烯制备而成，其中不添加发泡剂；
为采用实施例2所述内胆板材的冰箱设对比例2；对比例2与实施例2的区别仅在于，所述微孔发泡层采用高抗冲聚苯乙烯制备而成，其中不添加发泡剂；
为采用实施例3所述内胆板材的冰箱设对比例3；对比例3与实施例3的区别仅在于，所述微孔发泡层采用高抗冲聚苯乙烯制备而成，其中不添加发泡剂；
通过将实施例1与对比例1相比，实施例2与对比例2相比，实施例3与对比例3相比，分别检测三种方案所得冰箱的隔音效果和保温性能的提升程度，以及导热系数和内胆重量的下降程度，各参数的测试均按照本领域常规方法进行；检测结果如表4所示。
表4：效果检测
由表4结果可知，本发明通过设置特定的微孔发泡层，可以使冰箱的隔音效果和保温性能明显提升，同时降低导热系数和内胆重量。且本发明使用的原料尤其是发泡剂原料廉价易得，制备工艺简便，具有广阔的市场应用前景。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种冰箱内胆板材，其特征在于，由自下而上设置的底层、微孔发泡层和面层组成；其中，
所述底层以高抗冲聚苯乙烯或PE/PS合金为原料制备而成，所述底层的厚度为0.1mm~1mm；
所述微孔发泡层采用包括高抗冲聚苯乙烯和发泡剂的原料制备而成，所述微发泡层的厚度为0.5mm~3.5mm；所述发泡剂由柠檬酸和碳酸氢钠以重量比3~4：6~7混合而成；所述发泡剂为粉剂；以质量百分比计，其添加量为高抗冲聚苯乙烯的2‰~8‰；或，所述发泡剂为母粒；以质量百分比计，其添加量为高抗冲聚苯乙烯的3%~10%；
所述面层以高抗冲聚苯乙烯为原料制备而成，所述面层的厚度为0.1mm~1mm；
所述冰箱内胆板材由如下方法制得：
其中，所述微发泡层的制备步骤包括：混合原料的塑化、反应、分散、发泡以及在非真空状态下挤板；其中，所述挤板在单螺杆或双螺杆挤出机中进行，包括以下步骤：将混合好的原料送入料筒中，烘干后，经过螺杆加热，挤出；
所述螺杆的长径比为15~25，螺杆加料段温度为50~100℃，压缩段温度为150~180℃，熔融段温度为160~200℃，机头温度为170~210℃；
所述面层的制备在单螺杆或双螺杆挤出机中进行，包括以下步骤：将混合好的原料送入料筒中，烘干后，经过螺杆加热，挤出；
所述底层的制备在单螺杆或双螺杆挤出机中进行，包括以下步骤：将混合好的原料送入料筒中，烘干后，经过螺杆加热，挤出。
2.制备权利要求1所述冰箱内胆板材的方法，其特征在于，包括微孔发泡层的制备；
所述微发泡层的制备步骤包括：混合原料的塑化、反应、分散、发泡以及在非真空状态下挤板。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述挤板在单螺杆或双螺杆挤出机中进行，包括以下步骤：将混合好的原料送入料筒中，烘干后，经过螺杆加热，挤出；
所述螺杆的长径比为15~25，螺杆加料段温度为50~100℃，压缩段温度为150~180℃，熔融段温度为160~200℃，机头温度为170~210℃。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括面层或/和底层的制备；
所述面层的制备在单螺杆或双螺杆挤出机中进行，包括以下步骤：将混合好的原料送入料筒中，烘干后，经过螺杆加热，挤出；
所述底层的制备在单螺杆或双螺杆挤出机中进行，包括以下步骤：将混合好的原料送入料筒中，烘干后，经过螺杆加热，挤出。
5.根据权利要求2~4任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：所述微孔发泡层挤出后，通过温度为160~190℃的口模进行板材截面控制；
或，所述微孔发泡层与面层/底层分别挤出后，通过同一口模进行板材截面控制；所述口模的温度为160~190℃；
或，所述微孔发泡层、面层和底层分别挤出后，通过同一口模进行板材截面控制；所述口模的温度为160~190℃。
6.应用权利要求1所述内胆板材或权利要求2~5任意一项所述方法制备所得内胆板材的冰箱。
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