CN108047561A - 一种用于家用电器壳体的复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及塑料材料加工领域，具体涉及一种用于家电壳体的复合材料及其制备方法。本发明提供了一种用于家用电器壳体的复合材料，所述复合材料含有聚丙烯、聚乙烯、丁苯橡胶、填料、润滑剂和颜料，其中，以所述复合材料的总重量为基准，所述聚丙烯的含量为60‑80重量％，所述聚乙烯的含量为5‑20重量％，所述丁苯橡胶的含量为5‑10重量％，所述填料的含量为5‑15重量％，所述润滑剂的含量为0.5‑5重量％，所述颜料的含量为0.05‑1重量％。采用本发明提供的用于家用电器壳体的复合材料制备的壳体具有良好的机械性能、耐高温性能和散热性能。

Description

一种用于家用电器壳体的复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料材料加工领域，具体涉及一种用于家电壳体的复合材料及其制备方法。
背景技术
家用电器主要指在家庭及类似场所中使用的各种电气和电子器具。又称民用电器、日用电器。常用的家用电器主要有电视、空调以及冰箱等等。家用电器的壳体大多为树脂材料以及塑料制备而成。树脂具有优异的机械性能、良好的加工性能等特点，特别适用于那些要求高综合性能，同时又要求成本控制以及高性价比的应用。但注塑大尺寸产品时，会表现出产品缩水翘曲，特别当冬夏温差较大时，产品尺寸不均现象更为明显，影响整机装配。塑料具有重量轻，耐腐蚀，生产过程简单，易于加工各种形状，基本上不需要机床加工，一次成型等优点，但塑料壳体也存在一些缺陷，最主要的就是塑料耐老化能力不足，在使用一段时间后，就能够明显看出外观的老旧化，影响美观。一方面就是家用塑料的强度不足，比如在经常清洗的厨房用家电外壳，经过一段时间的使用后会有明显的痕迹出现。另一方面就是塑料壳体不易清洗，有些污渍附着于塑料壳体后要用大量的清洗剂才能去除，长时间大量使用清洗剂不仅影响环境还会对壳体的化学性能产生影响，且塑料分子刚性及空间位阻较大，难以制得大型薄壁制品，且制品中残余应力较大，易发生应力开裂。
因此，如何开发一种具备力学性能和导热性能好，同时耐火绝缘性能好，高温下不容易变形，使用寿命长，安全性能高的家用电器壳体材料是我们需要解决的技术问题。
发明内容
为了针对现有技术中存在的弊端，本发明的目的是解决现有技术中家用电器壳体材料的诸多缺陷，经过大量试验和探索，改变现有的壳体原料组成及制备方法，提供一种家用电器壳体材料，该壳体材料具备较好的机械性能、耐高温性能和散热性能较好，不易变形，质地均匀，并且制备工艺简单，更易加工。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于家用电器壳体的复合材料，所述复合材料含有聚丙烯、聚乙烯、丁苯橡胶、填料、润滑剂和颜料，其中，以所述复合材料的总重量为基准，所述聚丙烯的含量为60-80重量％，所述聚乙烯的含量为5-20重量％，所述丁苯橡胶的含量为5-10重量％，所述填料的含量为5-15重量％，所述润滑剂的含量为0.5-5重量％，所述颜料的含量为0.05-1重量％。
本还发明还提供了上述复合材料的制备方法，包括下述步骤：
1)取按照重量％计的各组分，备用；
2)将颜料、填料和润滑剂研磨成100-300目的粉末，得到混合物1；
3)将聚丙烯、聚乙烯和丁苯橡胶加热熔融，得到基料；
4)步骤2)的混合物1加入步骤3)的基料中，得到混合物料；
5)将步骤4)的混合物料经注塑机注塑成型。
本发明还提供了上述制备方法制得的用于家用电器壳体的复合材料。
本发明用于家用电器壳体的复合材料具备良好的机械性能、耐高温性能和散热性能；本发明壳体材料与其他复合材料相比，遇冷热变化不易变形，质地均匀，并且制备工艺简单，容易加工；本发明通过在复合材料中添加多种改性剂原料，原料配伍合理，大大提高了散热性能、防变形和机械性能。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
下面结合具体实例对本发明作进一步详细说明。
本发明提供了一种用于家用电器壳体的复合材料，所述复合材料含有聚丙烯、聚乙烯、丁苯橡胶、填料、润滑剂和颜料，其中，以所述复合材料的总重量为基准，所述聚丙烯的含量为60-80重量％，所述聚乙烯的含量为5-20 重量％，所述丁苯橡胶的含量为5-10重量％，所述填料的含量为5-15重量％，所述润滑剂的含量为0.5-5重量％，所述颜料的含量为0.05-1重量％。
本发明通过在复合材料中添加多种改性剂原料，原料配伍合理，大大提高了散热性能、防变形和机械性能。
在本发明中，为了进一步提高其机械性能、耐高温性能和散热性能，优选地，以所述复合材料的总重量为基准，所述聚丙烯的含量为67-72重量％，所述聚乙烯的含量为10-15重量％，所述丁苯橡胶的含量为6-9重量％，所述填料的含量为8-12重量％，所述润滑剂的含量为1-4重量％，所述颜料的含量为0.1-0.5重量％。
在本发明的一个优选的实施方式中，以复合材料的总重量为基准，聚丙烯的含量为67重量％，聚乙烯的含量为10重量％，丁苯橡胶的含量为9重量％，填料的含量为8重量％，润滑剂的含量为4重量％，颜料的含量为0.1 重量％。
在本发明的另一个优选的实施方式中，以复合材料的总重量为基准，聚丙烯的含量为72重量％，聚乙烯的含量为15重量％，丁苯橡胶的含量为6 重量％，填料的含量为12重量％，润滑剂的含量为1重量％，颜料的含量为 0.5重量％。
在本发明的另一个优选的实施方式中，以复合材料的总重量为基准，聚丙烯的含量为60重量％，聚乙烯的含量为12重量％，丁苯橡胶的含量为8 重量％，填料的含量为10重量％，润滑剂的含量为3重量％，颜料的含量为 0.2重量％。
在本发明的另一个优选的实施方式中，以复合材料的总重量为基准，聚丙烯的含量为80重量％，聚乙烯的含量为11重量％，丁苯橡胶的含量为8 重量％，填料的含量为11重量％，润滑剂的含量为4重量％，颜料的含量为 0.3重量％。
根据本发明，对聚乙烯没有特别的限定，可以为本领域技术人员能够获得的各种聚乙烯材料，可以为商购或制备得到。优选地，所述聚乙烯为低密度聚乙烯。
在本发明中，对填料没有特别的限定，可以为本领域技术人员能够获得的各种填料。优选地，所述填料为玻璃纤维、云母、滑石粉、二氧化硅、三氧化二铝、二硫化钼和碳化硅中的一种或多种。
根据本发明，对颜料没有特别的限定，可以为本领域技术人员能够获得的各种颜料。优选地，所述颜料为二氧化钛和/或白炭黑。
在本发明中，对润滑剂没有特别的限定，可以为本领域技术人员能够获得的各种润滑剂。优选地，所述润滑剂为高级脂肪酸、复合脂、有机硅树脂、石碏、低分子量树脂、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸、油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酰胺或亚乙基双硬脂酰胺中的一种或多种。
本发明还提供了上述复合材料的制备方法，包括下述步骤：
1)取按照重量％计的各组分，备用；
2)将颜料、填料和润滑剂研磨成100-300目的粉末，得到混合物1；
3)将聚丙烯、聚乙烯和丁苯橡胶加热熔融，得到基料；
4)步骤2)的混合物1加入步骤3)的基料中，得到混合物料；
5)将步骤4)的混合物料经注塑机注塑成型。
在本发明的实施方式中具体为：上述复合材料的制备工艺包括如下步骤：
1)按照重量份称取各原料备用；
2)首先将颜料、填料和润滑剂分别研磨成100目的粉末，然后混合均匀，得到混合物1；
3)将聚丙烯、聚乙烯和丁苯橡胶加入注塑机的注塑螺杆内，加热熔融，即为基料；
4)向步骤3)注塑螺杆内的基料中加入步骤2)所得混合物1，搅拌均匀得到混合物料；
5)通过注塑机的螺杆挤压把步骤4)的混合物料注入温度为70℃模具内，混合材料的注射压力为50Mpa，随后在50Mpa保压30min，然后自然冷却，模具开模取件即得。
本发明还提供了由上述制备方法制得的用于家用电器壳体的复合材料。
本发明用于家用电器壳体的复合材料具备较好的机械性能、耐高温性能和散热性能较好；本发明壳体材料与其他复合材料相比，遇冷热变化不易变形，质地均匀，并且制备工艺简单，容易加工；本发明通过在复合材料中添加多种改性剂原料，原料配伍合理，大大提高了散热性能、防变形和机械性能。
以下通过实施例对本发明进行详细的说明，但本发明并不受下述实施例的限制。
拉伸强度采用GB/T1040.1进行测试；
断裂伸长率采用GB/T1040.1进行测试；
收缩率采用GB/T17037.4进行测试；
体积电阻率采用GB/T1410进行测试；
导热系数采用GB/T3399进行测试；
耐火等级采用GB/T2408进行测试；
热变形温度采用GB/T1634进行测试。
实施例1
一种用于家用电器壳体的复合材料，其由如下重量份的原料制备而成：
聚丙烯67重量份，聚乙烯12重量份，丁苯橡胶8重量份，氧化二铝10 重量份，硬脂酸锌3重量份，二氧化钛0.2重量份。
上述复合材料的制备工艺包括如下步骤：
1)首先将上述重量份的颜料、填料和润滑剂分别研磨成100目的粉末，然后混合均匀；
2)将聚丙烯、聚乙烯和丁苯橡胶加入注塑机的注塑螺杆内，加热熔融，即为基料；
3)将步骤1)的混合物加入到步骤2)注塑螺杆内的基料中，搅拌均匀得到混合物料；
4)通过注塑机的螺杆挤压把步骤3)的混合物料注入温度为70℃模具内，混合材料的注射压力为50Mpa，随后在50Mpa保压30min，然后自然冷却，模具开模取件即得。
实施例2
一种用于家用电器壳体的复合材料，其由如下重量份的原料制备而成：
聚丙烯72重量份，聚乙烯11重量份，丁苯橡胶8重量份，二硫化钼11 重量份，油酸酰胺4重量份，白炭黑0.3重量份。
上述复合材料的制备工艺包括如下步骤：
1)首先将上述重量份的颜料、填料和润滑剂分别研磨成100目的粉末，然后混合均匀；
2)将聚丙烯、聚乙烯和丁苯橡胶加入注塑机的注塑螺杆内，加热熔融，即为基料；
3)将步骤1)的混合物加入到步骤2)注塑螺杆内的基料中，搅拌均匀得到混合物料；
4)通过注塑机的螺杆挤压把步骤3)的混合物料注入温度为70℃模具内，混合材料的注射压力为50Mpa，随后在50Mpa保压30min，然后自然冷却，模具开模取件即得。
实施例3
一种用于家用电器壳体的复合材料，其由如下重量份的原料制备而成：
聚丙烯60重量份，聚乙烯10重量份，丁苯橡胶9重量份，二氧化硅8 重量份，硬脂酸锌4重量份，白炭黑0.1重量份。
上述复合材料的制备工艺包括如下步骤：
1)首先将上述重量份的颜料、填料和润滑剂分别研磨成100目的粉末，然后混合均匀；
2)将聚丙烯、聚乙烯和丁苯橡胶加入注塑机的注塑螺杆内，加热熔融，即为基料；
3)将步骤1)的混合物加入到步骤2)注塑螺杆内的基料中，搅拌均匀得到混合物料；
4)通过注塑机的螺杆挤压把步骤3)的混合物料注入温度为70℃模具内，混合材料的注射压力为50Mpa，随后在50Mpa保压30min，然后自然冷却，模具开模取件即得。
实施例4
一种用于家用电器壳体的复合材料，其由如下重量份的原料制备而成：
聚丙烯80重量份，聚乙烯15重量份，丁苯橡胶6重量份，滑石粉12 重量份，油酸酰胺1重量份，二氧化钛0.5重量份。
上述复合材料的制备工艺包括如下步骤：
1)首先将上述重量份的颜料、填料和润滑剂分别研磨成100目的粉末，然后混合均匀；
2)将聚丙烯、聚乙烯和丁苯橡胶加入注塑机的注塑螺杆内，加热熔融，即为基料；
3)将步骤1)的混合物加入到步骤2)注塑螺杆内的基料中，搅拌均匀得到混合物料；
4)通过注塑机的螺杆挤压把步骤3)的混合物料注入温度为70℃模具内，混合材料的注射压力为50Mpa，随后在50Mpa保压30min，然后自然冷却，模具开模取件即得。
本发明实施例1-实施例4制备的家用电器壳体复合材料的性能测试，具体测试结果见表1。
表1
本发明制备的家用电器壳体复合材料具备力学性能和导热性能好，同时耐火绝缘性能好，高温下不容易变形，使用寿命长，安全性能高。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于家用电器壳体的复合材料，其特征在于，所述复合材料含有聚丙烯、聚乙烯、丁苯橡胶、填料、润滑剂和颜料，其中，以所述复合材料的总重量为基准，所述聚丙烯的含量为60-80重量％，所述聚乙烯的含量为5-20重量％，所述丁苯橡胶的含量为5-10重量％，所述填料的含量为5-15重量％，所述润滑剂的含量为0.5-5重量％，所述颜料的含量为0.05-1重量％。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其中，以所述复合材料的总重量为基准，所述聚丙烯的含量为67-72重量％，所述聚乙烯的含量为10-15重量％，所述丁苯橡胶的含量为6-9重量％，所述填料的含量为8-12重量％，所述润滑剂的含量为1-4重量％，所述颜料的含量为0.1-0.5重量％。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其中，所述聚乙烯为低密度聚乙烯。
4.根据权利要求1或2所述的复合材料，其中，所述填料为玻璃纤维、云母、滑石粉、二氧化硅、三氧化二铝、二硫化钼和碳化硅中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的复合材料，其中，所述润滑剂为高级脂肪酸、复合脂、有机硅树脂、石碏、低分子量树脂、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸、油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酰胺或亚乙基双硬脂酰胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的复合材料，其中，所述颜料为二氧化钛和/或白炭黑。
7.一种权利要求1-6中任意一项复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：
1)取按照重量％计的各组分，备用；
2)将颜料、填料和润滑剂研磨成100-300目的粉末，得到混合物1；
3)将聚丙烯、聚乙烯和丁苯橡胶加热熔融，得到基料；
4)步骤2)的混合物1加入步骤3)的基料中，得到混合物料；
5)将步骤4)的混合物料经注塑机注塑成型。
8.由权利要求7所述的制备方法制得的用于家用电器壳体的复合材料。
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