CN106046588B - 一种增强异型材及其制备方法和应用 - Google Patents

一种增强异型材及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种增强异型材及其制备方法和应用，包括芯层以及设置在芯层外的皮层，皮层为木纹纸，芯层为增强苯乙烯基组合物材料；其中，所述增强苯乙烯基组合物材料包括组分：苯乙烯基共聚物25‑55份；PBT或PMMA 5‑30份；增强剂30‑65份。其制备方法是先制备增强苯乙烯基组合物材料，然后采用单螺杆挤出机挤出增强苯乙烯基组合物材料作为芯层，冷却定型，然后在芯层表面贴上木纹纸得到增强异型材。本发明的增强异型材具有优异的保温隔热性能，较低的密度和优异的外观，可应用于衣柜包边、办公桌包边、橱柜包边材料，具有较好的应用前景。

Description

一种增强异型材及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及塑料型材技术领域，具体涉及一种增强异型材及其制备方法和应用。
背景技术
衣柜，橱柜，办公桌的主体板材使用三聚氰胺板，密度板或刨花板，但由于不同型号产品的尺寸不一样，在制作过程中都需要按照不同尺寸把主体板材锯开，那么锯开的部分就是裸露的板芯，严重影响产品的外观，所以就需要包边材料把裸露的板芯部分包住，包边的好坏也是衡量衣柜质量的一个重要标准。另外，包边材料还对柜体的变形起着重要的作用，所以衣柜的包边材料还需要一定的强度，刚性等要求。
目前，主要是采用铝合金包边条应用在衣柜，橱柜，办公桌等方面。与钢材相比，铝合金具有材料轻，强度高，密闭性能好，耐腐蚀效果好，安装时变形小等优点，但是铝合金包边材料也存在以下不足之处：铝合金包边材料的生产能耗高，保温隔热、隔音效果差，材料密度大，颜色单一，而且在安装时，工艺复杂。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种增强异型材，该增强异型材具有优异的保温隔热性能，较低的密度和优异的外观等优点，可作为包边材料代替铝合金应用于衣柜、橱柜，办公桌包边。
本发明的另一个目的是在于提供上述增强异型材的制备方法。
本发明通过下述技术方案来实现：
一种增强异型材，包括芯层以及设置在芯层外的皮层，所述皮层为木纹纸，所述芯层为增强苯乙烯基组合物材料， 其中，所述增强苯乙烯基组合物材料按重量份数计，包括如下组分：
苯乙烯基共聚物 25-55份；
PBT或PMMA 5-30份;
增强剂 30-65份。
所述增强异型材的按GB/T 10297标准进行测试，测试设备为湘潭湘科DRX-Ⅱ导热系数测试仪，热导率为0.20-0.30W/mK。
所述增强异型材按ISO 2813标准进行测试，测试设备为威福光电的WG60G，角度按60°进行测试的光泽度大于90°
所述的木纹纸为三聚氰胺浸渍纸、三聚氰胺油漆纸、Pu油面纸、宝丽纸或华丽纸中的一种。
所述苯乙烯基共聚物树脂在220℃，10kg载荷条件下的熔体流动速率为1 g/10min-80g/10min，为更易挤出成型，优选5 g/10min-20g/10min，更优选为10g/10min-15g/10min。
所述苯乙烯基共聚物选自苯乙烯-丙烯腈共聚物AS、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物ABS、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物MABS、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物ASA、丙烯腈-三元乙丙橡胶-苯乙烯共聚物AES、丙烯腈-硅丙橡胶-苯乙烯共聚物SAS、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物MS中的一种或几种。
所述增强剂选自玻璃纤维、碳纤维，玄武岩纤维、滑石粉、硅灰石、晶须、玻璃微珠中的一种或几种，优选玻璃纤维，所述玻璃纤维的直径为6-20μm。
本发明所述增强苯乙烯基组合物材料，按重量份数计，还包括相容剂0.5-10份、偶联剂0.1-5.0份、加工助剂0.1-5.0份。
所述相容剂选自苯乙烯-丁二烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物树脂、苯乙烯-马来酸酐共聚物中的一种或几种；
所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂中的一种或几种；
所述加工助剂包括润滑剂或抗氧剂中的一种或几种。
所述润滑剂选自脂肪酸盐、脂肪酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、固体石蜡、液体石蜡、硬脂酸盐、硅酮、N,N'-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种。
所述抗氧剂为四[β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季茂四醇脂和三[2, 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的混合物。
本发明所述的增强异型材的制备方法，包括以下步骤：
（1）增强苯乙烯基组合物材料的制备：除增强剂外，按配比将增强苯乙烯基组合物的各原料加入高混机中混合均匀；将上述混合物料送入双螺杆挤出机中，其中增强剂通过第一排气孔或侧喂系统加入，熔融挤出造粒，即得增强苯乙烯基组合物材料；
（2）挤出成型及贴膜：采用单螺杆挤出机挤出增强苯乙烯基组合物材料作为芯层，冷却定型，然后在芯层表面贴上木纹纸得到增强异型材。
步骤 （1）中，所述混合温度为20-50℃，转速为100-800转/分钟，混合时间为2-5分钟；所述双螺杆挤出机各段温度为200-240℃，双螺杆挤出机的长径比为36-48，螺杆转速为300-500转/分钟。
步骤 （2）中，所述单螺杆挤出机各段温度为160-215℃； 优选的，单螺杆挤出机机头温度为175-195℃，机身一区温度为160-165℃，机身二区温度为160-175℃，机身三区温度为175-185℃，机身四区温度为175-185℃，螺杆转速为18-22rpm。
本发明还提供了上述增强异型材在办公桌包边、衣柜包边或橱柜包边中的应用。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：
本发明利用单螺杆挤出机挤出增强苯乙烯基组合物材料制备型材芯层，然后表面贴上木纹纸制备增强异型材来代替铝合金包边材料，其中皮层为木纹纸，其提供优异的外观效果，芯层为高刚性增强苯乙烯基组合物材料，其提供包边材料所需要的强度，刚性等使用性能。本发明的增强异型材具有优异的保温隔热性能，较低的密度和优异的外观，可应用于衣柜包边、办公桌包边、橱柜包边材料，具有较好的应用前景。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面通过实施例对本发明作进一步的说明，需要说明的是实施例并不构成对本发明保护范围的限制。
所用原材料如下：
三聚氰胺浸渍纸，市购；
AS苯乙烯-丙烯腈树脂，SAN PN-137H，台湾奇美，熔体流动速率12 g/10min；
AS苯乙烯-丙烯腈树脂，SAN NF-5台化定制；熔体流动速率5 g/10min；
AS苯乙烯-丙烯腈树脂，SAN NF2200，台化，熔体流动速率35g/10min；
ABS 树脂，ABS AG10NP，台化；熔体流动速率6 g/10min；
ASA苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物，ASA PW-997，台湾奇美；熔体流动速率5g/10min；
PBT树脂，PBT 1200-211M，台湾长春；
PMMA树脂，PMMA CM-205，台湾奇美；
玻璃纤维，ECS13-4.5-534A，桐乡巨石，直径为6~20μm。
马来酸酐苯乙烯共聚物，SMA-700，上海华雯公司；
偶联剂，KH560，沸点化工；
润滑剂，N,N'-亚乙基双硬脂酰胺，上海宁成；
抗氧剂，168 和1010，瑞士汽巴精化公司。
增强苯乙烯基组合物材料的制备：
除增强剂外，按表1配比将增强苯乙烯基组合物的各原料加入高混机中混合均匀；将上述混合物料送入双螺杆挤出机中，其中增强剂通过第一排气孔或侧喂系统加入，熔融挤出造粒，即得增强苯乙烯基组合物材料。其中，所述混合温度为20-50℃，转速为100-800转/分钟，混合时间为2-5分钟；所述双螺杆挤出机各段温度为200-240℃，双螺杆挤出机的长径比为36-48，螺杆转速为300-500转/分钟。
将得到的增强苯乙烯基组合物材料在90℃的鼓风烘箱中干燥4小时后，用宁波海天注射成型机BS650-Ⅲ制样，注塑温度设定为230-240-240-250℃，所得增强苯乙烯基组合物材料的物性测试结果性能见表1。
拉伸强度按ISO 527标准进行测试，试样为Ⅰ型试样，测试设备为德国Zwick公司的拉伸试验机Z020。
弯曲模量按ISO 178标准进行测试，试样尺寸为4mm×10mm×80mm，测试设备为德国Zwick Roell公司的弯曲试验机Z005。
IZOD缺口冲击强度按照ISO 180标准进行测试，试样尺寸为4mm×10mm×80mm，缺口深度为2mm。测试设备为德国Zwick Roell公司的冲击试验机HIT5.5P。
密度按ISO 1183标准进行测试，测试设备为日本ALFA MIRAGE的数显液体密度计MD-300S。
光泽度按ISO 2813标准进行测试，测试设备为威福光电的WG60G，角度按60°进行测试。
热导率按GB/T 10297标准进行测试，测试设备为湘潭湘科DRX-Ⅱ导热系数测试仪。
表1 增强苯乙烯基组合物各组分配比（重量份）及物性
从表1可以看出，本发明的增强苯乙烯基组合物材料作为芯层，具有优异的强度、刚性等力学性能，且密度较低，只有铝合金材料的一半左右。
增强异型材的制备：
采用单螺杆挤出机挤出增强苯乙烯基组合物材料作为芯层，然后在芯层表面贴上木纹纸得到增强异型材，性能结果如表2所示。
其中，所述单螺杆挤出机机头温度为175-195℃，机身一区温度为160-165℃，机身二区温度为160-175℃，机身三区温度为175-185℃，机身四区温度为175-185℃，螺杆转速为18-22rpm。
表2 增强异型材的各组分配比及性能结果（重量份）
由表2可以看出，本发明利用木纹纸作为皮层，其光泽度达到90°以上，较铝合金的光泽度（70°左右）有明显提高，可提供优异的外观效果，高刚性增强苯乙烯基组合物材料作为芯层，其可提供包边材料所需要的强度，刚性等使用性能，此外二者复合制备得到的增强异型材的导热率为0.20-0.30 W/mK，显著低于铝合金的热导率（200 W/mK左右），因此，本发明的增强型材具有更低的热导率，在保温隔热，外观效果方面更加具有优势。本发明制备的异型材可代替铝合金包边材料，在办公桌、橱柜、衣柜包边等具有较好的应用前景。

Claims (17)

1.一种增强异型材，其特征在于，包括芯层以及设置在芯层外的皮层，所述皮层为木纹纸，所述芯层为增强苯乙烯基组合物材料；其中，所述增强苯乙烯基组合物材料按重量份数计，包括如下组分：
苯乙烯基共聚物 25-55份；
PBT或PMMA 5-30份；
增强剂 30-65份;
所述木纹纸为三聚氰胺浸渍纸、三聚氰胺油漆纸、Pu油面纸、宝丽纸或华丽纸中的一种。
2.根据权利要求1所述的增强异型材，其特征在于，所述增强异型材的按GB/T 10297标准进行测试，测试设备为湘潭湘科DRX-Ⅱ导热系数测试仪，热导率为0.20-0.30W/mK。
3.根据权利要求1所述的增强异型材，其特征在于，所述增强异型材按ISO 2813标准进行测试，测试设备为威福光电的WG60G，角度按60°进行测试的光泽度大于90°。
4.根据权利要求1所述的增强异型材，其特征在于，所述苯乙烯基共聚物在220℃，10kg载荷条件下的熔体流动速率为1 g/10min-80g/10min。
5.根据权利要求4所述的增强异型材，其特征在于，所述苯乙烯基共聚物在220℃，10kg载荷条件下的熔体流动速率为5 g/10min-20g/10min。
6.根据权利要求5所述的增强异型材，其特征在于，所述苯乙烯基共聚物在220℃，10kg载荷条件下的熔体流动速率为10 g/10min -15 g/10min。
7.根据权利要求4所述的增强异型材，其特征在于，所述苯乙烯基共聚物选自苯乙烯-丙烯腈共聚物AS、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物MABS、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物ASA、丙烯腈-三元乙丙橡胶-苯乙烯共聚物AES、丙烯腈-硅丙橡胶-苯乙烯共聚物SAS、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物MS中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的增强异型材，其特征在于，所述增强剂选自玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、滑石粉、硅灰石、晶须、玻璃微珠中的一种或几种。
9.根据权利要求8所述的增强异型材，其特征在于，所述增强剂为玻璃纤维。
10.根据权利要求9所述的增强异型材，其特征在于，所述玻璃纤维的直径为6-20μm。
11.根据权利要求1所述的增强异型材，其特征在于，按重量份数计，所述增强苯乙烯基组合物材料还包括相容剂0.5-10份、偶联剂0.1-5.0份、加工助剂0.1-5.0份。
12.根据权利要求11所述的增强异型材，其特征在于，所述相容剂选自苯乙烯-丁二烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物中的一种或几种；所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂中的一种或几种；所述加工助剂包括润滑剂或抗氧剂中的一种或几种。
13.根据权利要求1-12任一项所述的增强异型材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）增强苯乙烯基组合物材料的制备：除增强剂外，按配比将增强苯乙烯基组合物材料的各原料加入高混机中混合均匀；将上述混合物料送入双螺杆挤出机中，其中增强剂通过第一排气孔或侧喂系统加入，熔融挤出造粒，即得增强苯乙烯基组合物材料；
（2）挤出成型及贴膜：采用单螺杆挤出机挤出增强苯乙烯基组合物材料作为芯层，冷却定型，然后在芯层表面贴上木纹纸得到增强异型材。
14.根据权利要求13所述的增强异型材的制备方法，其特征在于，步骤 （1）中，所述混合温度为20-50℃，转速为100-800转/分钟，混合时间为2-5分钟；所述双螺杆挤出机各段温度为200-240℃，双螺杆挤出机的长径比为36-48，螺杆转速为300-500转/分钟。
15.根据权利要求13所述的增强异型材的制备方法，其特征在于，步骤 （2）中，所述单螺杆挤出机各段温度为160-215℃。
16.根据权利要求15所述的增强异型材的制备方法，其特征在于，步骤 （2）中，所述单螺杆挤出机的机头温度为175-195℃，机身一区温度为160-165℃，机身二区温度为160-175℃，机身三区温度为175-185℃，机身四区温度为175-185℃，螺杆转速为18-22rpm。
17.权利要求1-12任一项所述的增强异型材在办公桌包边、衣柜包边或橱柜包边中的应用。
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