CN107053794A - Abs双层复合板材及制备方法、内胆及制备方法、制冷设备 - Google Patents

Abs双层复合板材及制备方法、内胆及制备方法、制冷设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种ABS双层复合板材，包括基材层和形成于所述基材层的表面层，该表面层含有挤出级ABS材料，所述基材层含有ABS专用材料和高胶粉，所述ABS专用材料中丙烯腈组分的数均分子量大于或等于18万。本发明的ABS双层复合板材具有高光泽度且耐发泡剂腐蚀。本发明还提供该ABS双层复合板材的制备方法、应用该ABS双层复合板材的内胆及该内胆的制备方法、及应用该内胆的制冷设备。

Description

ABS双层复合板材及制备方法、内胆及制备方法、制冷设备
技术领域
本发明涉及制冷设备技术领域，尤其涉及一种ABS双层复合板材及其制备方法、应用该ABS双层复合板材的内胆及该内胆的制备方法、及应用该内胆的制冷设备。
背景技术
随着冰箱发泡技术的升级，发泡剂的种类越来越多样化，随之对冰箱内胆材料的抗腐蚀性能要求越来越高。冰箱内胆一侧面朝向冰箱内部，需要满足高光泽度美观需求；另一侧面与发泡剂直接接触，需要满足耐腐蚀需求。目前，ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)树脂作为应用较为广泛的冰箱内胆材质，其不耐混合发泡剂HFC-245fa(1，1，1，3，3-五氟丙烷)和LBA(1-氯，3，3，3-三氟丙烯)的腐蚀作用，导致冰箱内胆开裂风险较高。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种ABS双层复合板材，旨在提供一种具有高光泽度且耐腐蚀的ABS双层复合板材。
为实现上述目的，本发明提供的ABS双层复合板材，包括基材层和形成于所述基材层的表面层，该表面层含有挤出级ABS材料，所述基材层含有ABS专用材料和高胶粉，所述ABS专用材料中丙烯腈组分的数均分子量大于或等于18万。
优选地，所述基材层中高胶粉的质量分数为15～50％，ABS专用材料的质量分数为42～84％。
进一步地，所述基材层中还含有颜料和助剂，所述颜料的质量分数为0.5～5％，所述助剂的质量分数为0.5～3％。
优选地，所述高胶粉中丁二烯组分的质量分数大于或等于55％。
优选地，所述丁二烯组分形成橡胶颗粒，所述橡胶颗粒的粒径大于或等于1μm。
优选地，所述挤出级ABS材料在200℃、5kg条件下的熔融指数小于或等于5g/10min。
进一步地，所述表面层还含有色母粒，所述色母粒的质量分数为3～6％。
优选地，所述挤出级ABS材料在60°反射角条件下的光泽度大于或等于90°。
优选地，所述表面层的厚度为所述ABS双层复合板材的厚度的5～95％。
本发明还提供一种ABS双层复合板材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将ABS专用材料和高胶粉混合制得混合物，其中，ABS专用材料中丙烯腈组分的数均分子量大于或等于18万；
提供挤出级ABS材料，对该混合物和挤出级ABS材料进行双层共挤出处理，得到所述ABS双层复合板材，所述ABS双层复合板材包括基材层和形成于该基材层表面的表面层，该表面层含有挤出级ABS材料，所述基材层含有ABS专用材料和高胶粉。
本发明还提供一种内胆，包含所述的ABS双层复合板材，所述内胆包括内层和外层，所述内层为所述表面层，所述外层为所述基材层。
优选地，所述内胆为箱胆或门胆。
本发明还提供一种所述的内胆的制备方法，包括以下步骤：将所述ABS双层复合板材进行真空吸塑成型，得到所述内胆。
本发明还提供一种制冷设备，包括所述的内胆，所述制冷设备还包括发泡层，所述基材层与所述发泡层接触。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明技术方案的ABS双层复合板材包括基材层和表面层，其中，表面层含有挤出级ABS材料，具有较高光泽度，且价格较低，使得ABS双层复合板材的外型美观，同时能够降低ABS双层复合板材的成本。基材层中含有具有高丙烯腈含量的ABS专用材料，由于丙烯腈分子间作用力大，且丙烯腈能够形成局部结晶，使得化学溶剂分子难以进入ABS专用材料内部，因而该基材层具有很好的耐化学腐蚀性；基材层还包含高胶粉，高胶粉中的聚丁二烯含量较高，而聚丁二烯以橡胶颗粒的形态分散于基材层中，根据橡胶增韧塑料的理论，橡胶颗粒能够有效阻止基材层发生应力开裂，即该基材层能够抵抗物理腐蚀。综上，本发明的ABS双层复合板材的表面层具有较高光泽度，基材层能够有效抵抗化学腐蚀和物理腐蚀。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供一种ABS双层复合板材，包括基材层和形成于所述基材层的表面层，所述表面层含有挤出级ABS材料，所述基材层含有ABS专用材料和高胶粉，所述ABS专用材料中丙烯腈组分的数均分子量大于或等于18万。
进一步地，该ABS专用材料为挤出级ABS，在200℃、5kg条件下的熔融指数小于或等于5g/10min，从而使得该ABS专用材料具有较低流动性，便于使用单螺杆挤出机进行加工成型。
本发明技术方案的ABS双层复合板材包括基材层和表面层，其中，表面层含有挤出级ABS材料，具有较高光泽度，且价格较低，使得ABS双层复合板材的外型美观，同时能够降低ABS双层复合板材的成本。基材层中含有具有高丙烯腈含量的ABS专用材料，由于丙烯腈分子间作用力大，且丙烯腈能够形成局部结晶，使得化学溶剂分子难以进入ABS专用材料内部，因而该基材层具有很好的耐化学腐蚀性；基材层还包含高胶粉，高胶粉中的聚丁二烯含量较高，而聚丁二烯以橡胶颗粒的形态分散于基材层中，根据橡胶增韧塑料的理论，橡胶颗粒能够有效阻止基材层发生应力开裂，即该基材层能够抵抗物理腐蚀。综上，本发明的ABS双层复合板材的表面层具有较高光泽度，基材层能够有效抵抗化学腐蚀和物理腐蚀。
所述基材层中高胶粉的质量分数为15～50％，ABS专用材料的质量分数为42～84％。
进一步地，所述基材层中还含有颜料和助剂，所述颜料的质量分数为0.5～5％，所述助剂的质量分数为0.5～3％。
本发明技术方案的基材层的高胶粉质量分数为15～50％，使得基材层中的聚丁二烯橡胶颗粒达到一定数量，从而达到增韧效果；而高胶粉的含量不宜过高，否则会降低基材层的机械强度，而影响其加工和使用。ABS专用材料的质量分数为42～84％，确保基材层具备耐化学腐蚀性能。
所述高胶粉中丁二烯组分的质量分数大于或等于55％。
本发明技术方案的高胶粉的丁二烯组分的质量分数大于或等于55％，从而单位质量的高胶粉中含有的聚丁二烯橡胶颗粒较多，基材层中仅需较少的高胶粉用量即可满足使用需求，在一定程度上降低成本。
所述丁二烯组分形成橡胶颗粒，所述橡胶颗粒的粒径大于或等于1μm。
优选地，橡胶颗粒的粒径为1～2μm。
本发明技术方案的基材层包括由ABS和高胶粉中含有的丙烯腈-苯乙烯共聚物形成的塑料基体和分散于塑料基体的橡胶颗粒，橡胶颗粒的粒径较大，能够终止银纹，避免基材层发生应力开裂。
所述表面层含有挤出级ABS材料，所述挤出级ABS材料在200℃、5kg条件下的熔融指数小于或等于5g/10min。
本发明技术方案的挤出级ABS材料具有较低的熔融指数，即流动性较低，便于使用单螺杆挤出机进行加工成型。
进一步地，该表面层中挤出级ABS材料的质量分数为94～97％，所述表面层还含有色母粒，所述色母粒的质量分数为3～6％。
所述挤出级ABS材料在60°反射角条件下的光泽度大于或等于90°。
本发明技术方案的挤出级ABS在60°反射角测试条件下，其光泽度大于或等于90°，从而采用该挤出级ABS材料制备的表面层具有较高光泽度，外型美观。
所述表面层的厚度为所述ABS双层复合板材的厚度的5～95％。
本发明技术方案的表面层采用挤出级ABS材料，其价格较低，在满足加工成型要求的前提下，增加表面层的厚度，减少基材层的厚度，能够降低ABS双层复合板材的成本，此外，可提高ABS双层复合板材的光泽度。
本发明还提出一种所述ABS双层复合板材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将ABS专用材料和高胶粉混合制得混合物，其中，ABS专用材料中丙烯腈组分的数均分子量大于或等于18万；
提供挤出级ABS材料，对该混合物和挤出级ABS材料进行双层共挤出处理，得到所述ABS双层复合板材，所述ABS双层复合板材包括基材层和形成于该基材层表面的表面层，该表面层含有挤出级ABS材料，所述基材层含有ABS专用材料和高胶粉。
进一步地，上述混合物中还添加有颜料和助剂；在进行双层共挤出处理步骤前，还包括对该混合物进行挤出造粒，并在挤出级ABS材料加入色母粒的步骤。
本发明技术方案的第一混合物料中加入的颜料可为钛白粉、炭黑，使得基材层呈现所需要的颜色；助剂为抗氧剂和润滑剂，抗氧剂防止ABS专用材料和高胶粉加工过程中的热氧化降解，使其成型加工能顺利进行，润滑剂能够改善ABS专用材料和高胶粉的加工性能；采用双螺杆挤出机对第一混合物料进行加热，使之熔化，有利于第一混合物料中的各组分混合均匀，同时便于造粒；将挤出级ABS材料和色母粒混合，其中，色母粒使得表面层呈现所需的颜色；本发明采用共挤出成型方法制得ABS双层复合板材，将第二混合物料和改性ABS材料分别由料斗输入双层共挤主机和双层共挤辅机，通过调节口模分配器，有效控制由第二混合物料挤出制得的表面层和由改性ABS材料挤出制得的基材层的厚度，通过三辊滚压，使得制得的ABS双层复合板材厚度均匀，最后进行裁切。通过上述方法制得的ABS双层复合板材具有上述所有有益效果，在此不再一一赘述。
本发明还提供一种内胆，包含所述的ABS双层复合板材，所述内胆包括内层和外层，所述内层为所述表面层，所述外层为所述基材层。由于本内胆采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
所述内胆为箱胆或门胆。
本发明技术方案的ABS双层复合板材既可应用于箱胆，也应用于门胆，增强冰箱的美观，同时提高其抗发泡剂腐蚀性能。
本发明还提出一种所述内胆的制备方法，包括以下步骤：将所述ABS双层复合板材进行真空吸塑成型，得到所述内胆。
本发明采用真空吸塑成型方法，将ABS双层复合板材加热软化，而后用真空泵抽取ABS双层复合板材和模具之间的空气，经过成型、保压冷却，制得各种规格及尺寸的内胆。
本发明还提出一种制冷设备，包括所述内胆，所述制冷设备还包括发泡层，所述基材层与所述发泡层接触。由于本制冷设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。可以理解地，本发明的制冷设备可为各种商用及家用的冰箱和冷柜。
实施例1
表1第一混合物料中各组分的重量份数
组分 重量份数/％
ABS专用材料 67.5
高胶粉 30
颜料 2
助剂 0.5
第一步：按照表1，称取各组分。其中，ABS专用材材料在200℃、5kg条件下的熔融指数为5g/10min；丙烯腈组分数均分子量为18万；橡胶颗粒粒径为1μm。高胶粉中聚丁二烯橡胶质量分数为55％，聚丁二烯橡胶粒径为1μm；颜料为钛白粉；助剂为抗氧剂和润滑剂。在搅拌式混料机中充分混合上述各组分，得到第一混合物料。
第二步：将第一混合物料输送至双螺杆挤出机的料斗，设定加热温度为180℃，挤出、切粒、干燥，得到改性ABS材料。
第三步：
表2第二混合物料中各组分的重量份数
组分 重量份数/％
挤出级ABS材料 100
色母粒 5
按照表2称取各组分，其中挤出级ABS材料在200℃、5kg条件下的熔融指数为5g/10min；在60°反射角条件下的光泽度等于90°。将各组分在循环式混料机中充分混合，得到第二混合物料。
第四步：将由第二步制得的改性ABS材料和第三步制得到第二混合物料分别输送至双层共挤辅机和双层共挤主机的料斗中，并设定双层共挤辅机和双层共挤主机的的单螺杆挤出机各区温度为180℃。
第五步：调节口模分配器，使得双层共挤辅机中改性ABS材料挤出制得的基材层厚度占ABS双层复合板材厚度的5％，通过三辊滚压使得ABS双层复合板材厚度均匀，而后裁剪尺寸，得到上述ABS双层复合板材。
实施例2
第一步：按照表1，称取各组分。其中，ABS专用材材料在200℃、5kg条件下的熔融指数为3g/10min；丙烯腈组分数均分子量为30万；橡胶颗粒粒径为2μm。高胶粉中聚丁二烯橡胶质量分数为70％，聚丁二烯橡胶粒径为2μm；颜料为钛白粉；助剂为抗氧剂和润滑剂。在搅拌式混料机中充分混合上述各组分，得到第一混合物料。
第二步：将第一混合物料输送至双螺杆挤出机的料斗，设定加热温度为235℃，挤出、切粒、干燥，得到改性ABS材料。
第三步：按照表2称取各组分，其中挤出级ABS材料在200℃、5kg条件下的熔融指数为4g/10min；在60°反射角条件下的光泽度为100°。将各组分在循环式混料机中充分混合，得到第二混合物料。
第四步：将由第二步制得的改性ABS材料和第三步制得到第二混合物料分别输送至双层共挤辅机和双层共挤主机的料斗中，并设定双层共挤辅机和双层共挤主机的的单螺杆挤出机各区温度为260℃。
第五步：调节口模分配器，使得双层共挤辅机中改性ABS材料挤出制得的基材层厚度占ABS双层复合板材厚度的10％，通过三辊滚压使得ABS双层复合板材厚度均匀，而后裁剪尺寸，得到上述ABS双层复合板材。
实施例3
第一步：按照表1，称取各组分。其中，ABS专用材材料在200℃、5kg条件下的熔融指数为5g/10min；丙烯腈组分数均分子量为18万；橡胶颗粒粒径为1μm。高胶粉中聚丁二烯橡胶质量分数为55％，聚丁二烯橡胶粒径为1μm；颜料为钛白粉；助剂为抗氧剂和润滑剂。在搅拌式混料机中充分混合上述各组分，得到第一混合物料。
第二步：将第一混合物料输送至双螺杆挤出机的料斗，设定加热温度为180～235℃，挤出、切粒、干燥，得到改性ABS材料。
第三步：按照表2称取各组分，其中挤出级ABS材料在200℃、5kg条件下的熔融指数为5g/10min；在60°反射角条件下的光泽度为90°。将各组分在循环式混料机中充分混合，得到第二混合物料。
第四步：将由第二步制得的改性ABS材料和第三步制得到第二混合物料分别输送至双层共挤辅机和双层共挤主机的料斗中，并设定双层共挤辅机和双层共挤主机的的单螺杆挤出机各区温度为180℃。
第五步：调节口模分配器，使得双层共挤辅机中改性ABS材料挤出制得的基材层厚度占ABS双层复合板材厚度的5％，通过三辊滚压使得ABS双层复合板材厚度均匀，而后裁剪尺寸，得到ABS双层复合板材。
第六步：将上述ABS双层复合板材进行真空吸塑成型制得内胆。
实施例4
第一步：按照表2称取各组分，其中，挤出级ABS材料在200℃、5kg条件下的熔融指数为5g/10min；在60°反射角条件下的光泽度等于90°。将各组分于搅拌式混料机中充分混合，得到混合物料。
第二步：将第一步中得到的混合物料输送至单螺杆挤出机的料斗，设定单螺杆挤出机各区温度为180℃，挤出、滚压、裁剪，得到单层ABS板材。
第三步：对上述单层ABS板材真空吸塑成型制得冰箱内胆。
将实施例3和实施例4制得的内胆进行按国标方法测试冰箱内胆的表面光泽度和冰箱行业通用的高低温试验，得到下表所示结果：
表3表面光泽度及硬度测评表
表面光泽度(60°) 高低温试验
实施例3 95 无开裂(内胆无腐蚀)
实施例4 95 开裂(内胆被腐蚀)
由表3可知，ABS双层共挤方案，基材层通过对ABS进行改性，提高橡胶含量和粒径，从而使冰箱获得优异的耐腐蚀性能。本发明的ABS双层复合板材既满足了表面层高光泽的要求，又解决了基材层耐245fa、LBA发泡剂腐蚀的问题，从而降低产品不良率和用户投诉风险，提高产品合格率及产品档次。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种ABS双层复合板材，包括基材层和形成于所述基材层的表面层，所述表面层含有挤出级ABS材料，其特征在于，所述基材层含有ABS专用材料和高胶粉，所述ABS专用材料中丙烯腈组分的数均分子量大于或等于18万。
2.如权利要求1所述的ABS双层复合板材，其特征在于，所述基材层中高胶粉的质量分数为15～50％，ABS专用材料的质量分数为42～84％。
3.如权利要求1所述的ABS双层复合板材，其特征在于，所述高胶粉中丁二烯组分的质量分数大于或等于55％。
4.如权利要求3所述的ABS双层复合板材，其特征在于，所述丁二烯组分形成橡胶颗粒，所述橡胶颗粒的粒径大于或等于1μm。
5.如权利要求1所述的ABS双层复合板材，其特征在于，所述挤出级ABS材料在200℃、5kg条件下的熔融指数小于或等于5g/10min。
6.如权利要求1所述的ABS双层复合板材，其特征在于，所述挤出级ABS材料在60°反射角条件下的光泽度大于或等于90°。
7.如权利要求1-6任一项所述的ABS双层复合板材，其特征在于，所述表面层的厚度为所述ABS双层复合板材的厚度的5～95％。
8.一种ABS双层复合板材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
将ABS专用材料和高胶粉混合制得混合物，其中，ABS专用材料中丙烯腈组分的数均分子量大于或等于18万；
提供挤出级ABS材料，对该混合物和挤出级ABS材料进行双层共挤出处理，得到所述ABS双层复合板材，所述ABS双层复合板材包括基材层和形成于该基材层表面的表面层，该表面层含有挤出级ABS材料，所述基材层含有ABS专用材料和高胶粉。
9.一种内胆，其特征在于，包含如权利要求1-7任一项所述的ABS双层复合板材，所述内胆包括内层和外层，所述内层为所述表面层，所述外层为所述基材层。
10.如权利要求9所述的内胆，其特征在于，所述内胆为箱胆或门胆。
11.一种如权利要求9-10任一项所述的内胆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述ABS双层复合板材进行真空吸塑成型，得到所述内胆。
12.一种制冷设备，其特征在于，包括权利要求9-10所述的内胆，所述制冷设备还包括发泡层，所述基材层与所述发泡层接触。
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