CN108752901B - 一种芳香族聚碳酸酯材质的封边条及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及家具封边条技术领域，具体涉及一种芳香族聚碳酸酯材质的封边条及其生产方法。封边条由芳香族聚碳酸酯、增强树脂、含羟基有机硅、有机硅交联复配剂、紫外线吸收剂、无机填料、内润滑剂、抗氧剂、硅烷偶联剂、抗磨助剂和防静电剂等采用挤出成型的方法制成。本发明的封边条以芳香族聚碳酸酯为主原料，并施加ABS和/或MBS、含羟基有机硅等，在有机硅交联复配剂、无机填料助剂、防静电剂、抗氧剂、硅烷偶联剂、紫外线吸收剂等作用下形成协同复配体系，所得封边条具有较强的拉伸强度、韧性等力学性能，以及良好的耐热、耐老化、耐紫外和抗静电性能，而且生产方法简单，效率高，拓展了市场对封边条种类的需求空间。

Description

一种芳香族聚碳酸酯材质的封边条及其生产方法

技术领域

本发明涉及家具封边条技术领域，具体涉及一种芳香族聚碳酸酯材质的封边条及其生产方法。

背景技术

封边条用于对家具板材的断面进行固封，达到使家具断面免受环境和使用过程中的不利因素如水分等对板材的破坏、并阻止板材内部的甲醛挥发的效果，同时达到装饰美观的作用，可以使家具显现木纹清晰、色彩缤纷的整体效果。现在常用的封边条主要有：原木封边条、PVC封边条、ABS封边条和三聚氰胺封边条，其中原木封边条以树木的原木皮为原料，具有天然、无化学污染特点，但是对树木资源需求较大，成本较高；PVC封边条以聚氯乙烯树脂为原料，具有良好的耐磨性，但是PVC材料耐热性差，长期使用过程中会分解释放含氯物质，对环境和健康造成一影响，而且封边条强度不够，使用寿命短；ABS封边条具有耐磨、抗酸碱和强韧性等优点，但是容易折断，而且成本较高，主要用于高档家具；三聚氰胺封边条是一种将三聚氰胺浸渍在纸上制成的纸封边条，三聚氰胺封边条的柔性差、强度弱，易崩边，胶水痕迹明显。综上可知，现有家具封边条具有不同的缺点，而且种类比较少，可选择余地小，因此需要开发新型材质的封边条。

芳香族聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的强韧的热塑性树脂，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用，目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。但由于芳香族聚碳酸酯结构上的特殊性，芳香族聚碳酸酯已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料，具有具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广、高度透明性及自由染色性、成形收缩率低、尺寸稳定性好、耐疲劳性佳和耐候性佳等特点，而且与PVC相比不易分解，无味无臭对人体无害符合卫生安全，因此具有用于制备家具封边条的潜力。

发明内容

针对现有家具封边条种类比较少，可选择余地较小的问题，本发明的目的在于提供一种芳香族聚碳酸酯材质的封边条，充分利用芳香族聚碳酸酯的高韧性、尺寸稳定性和耐候性等性质制备出芳香族聚碳酸酯材质的封边条，满足市场对封边条种类的需求。

本发明的另一目的在于提供芳香族聚碳酸酯材质的封边条的制备方法。

本发明提供如下的技术方案：

一种芳香族聚碳酸酯材质的封边条，所述封边条由以下重量份的组份制成：芳香族聚碳酸酯80～100份、增强树脂60～80份、含羟基有机硅15～25份、有机硅交联复配剂1～2份、紫外线吸收剂3～5份、无机填料3～7份、内润滑剂0.8～1.2份、抗氧剂0.6～1份、硅烷偶联剂0.8～1份、抗磨助剂1～2份和防静电剂0.2～0.4份。

作为本发明的优选，所述增强树脂为ABS树脂或MBS树脂。

作为本发明的优选，所述增强树脂为丙烯腈含量为30wt％～35wt％的ABS树脂。

作为本发明的优选，所述含羟基有机硅为端羟基二甲基聚硅氧烷、端羟基二乙基聚硅氧烷、端羟基乙烯基二甲基聚硅氧烷、端羟基乙烯基二乙基聚硅氧烷和端羟基含氢二甲基聚硅氧烷中的一种或多种。

作为本发明的优选，所述有机硅交联复配剂为组份A和组份B按质量比为10～12:1的混合物，其中组份A为烷氧基硅烷、乙酰氧基硅烷、正硅酸乙酯、聚甲基丙烯酸乙酯和聚甲基丙烯酸丁酯中的一种，B组份为二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡、二丁基锡二马来酸酯和二醋酸二丁基锡中的一种。

作为本发明的优选，所述紫外线吸收剂为纳米二氧化钛粉末、纳米二氧化锆粉末和纳米二氧化锡粉末中的至少一种与丙烯酸甲酯的混合物，两者的质量比为5～6:1。

作为本发明的优选，所述无机填料为纳米硅藻土、纳米云母粉和纳米滑石粉中的一种。

作为本发明的优选，所述抗磨助剂为短切木质纤维、轮胎粉、硬脂酸钙和聚四氟乙烯树脂中的一种或多种。

本发明的封边条利用芳香族聚碳酸酯、增强树脂及含羟基有机硅等制成。芳香族聚碳酸酯具有较强的韧性，具有高冲击强度、低成形收缩率低、尺寸稳定性好、耐疲劳性和耐候性佳等特点。所用的增强树脂为ABS树脂或MBS树脂，其中所用ABS树脂优选丙烯腈含量为30wt％～35wt％的ABS树脂，化学稳定性和硬度性能强，将其与芳香族聚碳酸酯共混，两者的收缩率比较接近，约0.5％，相容性好，因此起到较强的相互协同强化的作用，从而使芳香族聚碳酸酯和ABS树脂的冲击强度、刚性、耐热性相互得到进一步的强化提升。所用含羟基有机硅可以为端羟基二甲基聚硅氧烷、端羟基二乙基聚硅氧烷、端羟基乙烯基二甲基聚硅氧烷、端羟基乙烯基二乙基聚硅氧烷和端羟基含氢二甲基聚硅氧烷，亦即至少有一端的端基为羟基的二甲基聚硅氧烷或二乙基聚硅氧烷，这些端基为羟基的二甲基聚硅氧烷、二乙基聚硅氧烷基本为液态，方便使用；所含的端羟基具有良好的活性，可以与有机硅交联复配剂中的A组份如烷氧基硅烷、乙酰氧基硅烷、正硅酸乙酯、聚甲基丙烯酸乙酯或聚甲基丙烯酸丁酯中的烷氧基在B组份如二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡、二丁基锡二马来酸酯和二醋酸二丁基锡的催化下发生缩合反应，从而形成网状的改性有机硅，具有良好的流动性，可改善增强树脂与芳香族聚碳酸酯共混体系的流动性和加工性能，同时改性的网状有机硅固化后具有较高的耐热性、电绝缘性和防水、防潮性能，与增强树脂起到相互增强的作用。而且网状的有机硅的成膜分散性能好，有助于填料助剂等在增强树脂中分散成膜，起到强化增强树脂的作用。

无机填料如纳米硅藻土、纳米云母粉和纳米滑石粉等在改性有机硅的作用下均匀分散，起到增强封边条机械强度、耐磨性能等作用。内润滑粉可以减少高聚物分子链的内摩擦，提高流动性，优选的内滑粉如硬脂酸、肉豆蔻酸、月桂酸和微晶石蜡等，可以同时使用；紫外线吸收剂可以增强芳香族聚碳酸酯的抗紫外老化性能，与网状的改性有机硅结构形成相互协同促进的作用，其中将纳米二氧化锆粉末和/或纳米二氧化锡粉末与丙烯酸甲酯复配使用，利用丙烯酸甲酯的成膜特性均匀分散，可以增强紫外线吸收剂的使用寿命。抗磨助剂如短切木质纤维、轮胎粉、硬脂酸钙和聚四氟乙烯树脂等，可以改善封边条的耐磨性能，短切木质纤维的直径为3～5μm，优选长度400～600mm。硅烷偶联剂与含羟基有机硅的相容性高，进而在有机硅网状结构的作用与增强树脂的相容性得到增强，从而对填料助剂起到很好的“分子桥”作用，使封边条获得较好的表面质量和力学性能，优选的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550、KH560、KH470和KH570等。抗氧剂可以在有机硅网状结构的作用下与增强树脂均匀分散接触，改善增强树脂的抗老化性能，延长封边条的使用时间，优选抗氧剂如抗氧剂1076、抗氧剂164、抗氧剂DNP、抗氧剂TNP、抗氧剂TPP、抗氧剂CA和抗氧剂BHT等。防静电剂可以增强封边条的抗静电性能，优选如短切炭纤维、纳米二氧化钛、山梨糖醇、乙醇酰胺和甘油等，其中短切炭纤维优选长度为600～800μm，直径为1～3μm。

本发明的封边条以芳香族聚碳酸酯为主原料，并施加ABS和/或MBS、含羟基有机硅等，在有机硅交联复配剂、无机填料、防静电剂、抗氧剂、硅烷偶联剂、紫外线吸收剂等作用下形成协同复配体系，所得封边条具有较强的拉伸强度、韧性等力学性能，以及良好的耐热、耐老化、耐紫外、电绝缘性、防水、防潮和抗静电性能。

上述芳香族聚碳酸酯材质的封边条的生产方法，包括以下步骤：

(1)将芳香族聚碳酸酯与紫外线吸收剂、硅烷偶联剂混合均匀，90～100℃搅拌加入增强树脂、内润滑剂和含羟基有机硅混匀；

(2)继续搅拌下依次加入无机填料、抗磨助剂、抗氧剂、防静电剂和有机硅交联复配剂，并加热至130～150℃保持30～40min，然后220～230℃挤出造粒；

(3)将所得粒子送入双螺杆挤出机挤出、冷却固化成型，得芳香族聚碳酸酯材质的封边条。

作为本发明方法的优选，双螺杆挤出机的L/D为23～28:1，转速10～15r/min，各段温度为：前段240～260℃、中段230～250℃、后段210～230℃、机头220～230℃、口模210～220℃。

本发明的封边条采用挤出成型的方法生产，工艺操作简洁、生产效率高；在制备过程中首先将芳香族聚碳酸酯与紫外线吸收剂、硅烷偶联剂混合均匀，使紫外线吸收剂充分填充芳香族聚碳酸酯，再加入增强树脂、内润滑剂和含羟基有机硅，混合后加入其它成分，在搅拌混合和造粒过程中有机硅的动态交联，保证了物物料的良好的流动性。

本发明的有益效果如下：

本发明的封边条以芳香族聚碳酸酯为主原料，并施加ABS和/或MBS、含羟基有机硅等，在有机硅交联复配剂、无机填料、防静电剂、抗氧剂、硅烷偶联剂、紫外线吸收剂等作用下形成协同复配体系，所得封边条具有较强的拉伸强度、韧性等力学性能，以及良好的耐热、耐老化、耐紫外和抗静电性能，而且生产方法简单，效率高，拓展了市场对封边条种类的需求空间。

具体实施方式

下面就本发明的具体实施方式作进一步说明。

如无特别说明，本发明中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的，如无特别说明，下述实施例中的方法均为本领域的常规方法。

实施例1

一种芳香族聚碳酸酯材质的封边条，由以下组份制成：芳香族聚碳酸酯80g、ABS树脂60g、端羟基二甲基聚硅氧烷15g、有机硅交联复配剂1g、紫外线吸收剂3g、纳米硅藻土3g、硬脂酸0.8g、抗氧剂DNP 0.6g、硅烷偶联剂KH550 0.8g、短切木质纤维1g和短切炭纤维0.2g；其中，ABS树脂中丙烯腈含量为30wt％；

有机硅交联复配剂为组份A和组份B按质量比为10:1的混合物，组份A为烷氧基硅烷，B组份为二丁基锡二月桂酸酯；

紫外线吸收剂为纳米二氧化钛粉末与丙烯酸甲酯的混合物，两者的质量比为5:1。

上述芳香族聚碳酸酯材质的封边条的生产方法，包括以下步骤：

(1)将芳香族聚碳酸酯与紫外线吸收剂、硅烷偶联剂KH550混合均匀，90℃搅拌加入ABS树脂、硬脂酸和端羟基二甲基聚硅氧烷；

(2)继续搅拌下依次加入纳米硅藻土、短切木质纤维、抗氧剂DNP、短切炭纤维和有机硅交联复配剂，并加热至130℃保持30min，然后220℃挤出造粒；

(3)将所得粒子送入双螺杆挤出机中挤出，冷却固化成型，得到芳香族聚碳酸酯材质的封边条，其中双螺杆挤出机的L/D为23:1，转速10r/min，各段温度为：前段240℃、中段230℃、后段210℃、机头220℃、口模210℃。

实施例2

一种芳香族聚碳酸酯材质的封边条，由以下组份制成：芳香族聚碳酸酯80～100g、ABS树脂65g、端羟基二乙基聚硅氧烷17.5g、有机硅交联复配剂1～2g、紫外线吸收剂3～5g、纳米硅藻土4g、硬脂酸0.9g、抗氧剂TNP 0.7g、硅烷偶联剂KH550 0.85g、短切木质纤维1.25g和短切炭纤维0.25g；其中，ABS树脂中丙烯腈含量为33wt％；

有机硅交联复配剂为组份A和组份B按质量比为10:1的混合物，组份A为乙酰氧基硅烷，B组份为二丁基锡二月桂酸酯；

紫外线吸收剂为纳米二氧化钛粉末与纳米二氧化锆粉末混合后再与丙烯酸甲酯形成的混合物，纳米二氧化钛粉末与纳米二氧化锆粉末的混合物与丙烯酸甲酯的质量比为5:1。

上述芳香族聚碳酸酯材质的封边条的生产方法，包括以下步骤：

(1)将芳香族聚碳酸酯与紫外线吸收剂、硅烷偶联剂KH550混合均匀，92℃搅拌加入ABS树脂、硬脂酸和端羟基二乙基聚硅氧烷；

(2)继续搅拌下依次加入纳米硅藻土、短切木质纤维、抗氧剂TNP、短切炭纤维和有机硅交联复配剂，并加热至135℃保持30min，然后220℃挤出造粒；

(3)将所得粒子送入双螺杆挤出机中挤出，冷却固化成型，得到芳香族聚碳酸酯材质的封边条，其中双螺杆挤出机的L/D为23:1，转速10r/min，各段温度为：前段240℃、中段230℃、后段210℃、机头220℃、口模210℃。

实施例3

一种芳香族聚碳酸酯材质的封边条，由以下组份制成：芳香族聚碳酸酯90g、ABS树脂70g、端羟基乙烯基二甲基聚硅氧烷20g、有机硅交联复配剂1.5g、紫外线吸收剂4g、纳米云母粉5g、肉豆蔻酸1.0g、抗氧剂TPP 0.8g、硅烷偶联剂KH560 0.9g、轮胎粉1.5g和山梨糖醇0.3g；其中，ABS树脂中丙烯腈含量为35wt％；

有机硅交联复配剂为组份A和组份B按质量比为11:1的混合物，组份A为正硅酸乙酯，B组份为辛酸亚锡；

紫外线吸收剂为纳米二氧化锆粉末与丙烯酸甲酯的混合物，两者的质量比为5.5:1。

上述芳香族聚碳酸酯材质的封边条的生产方法，包括以下步骤：

(1)将芳香族聚碳酸酯与紫外线吸收剂、硅烷偶联剂KH560混合均匀，95℃搅拌加入ABS树脂、肉豆蔻酸和端羟基乙烯基二甲基聚硅氧烷；

(2)继续搅拌下依次加入纳米云母粉、轮胎粉、抗氧剂TPP、山梨糖醇和有机硅交联复配剂，并加热至140℃保持35min，然后225℃挤出造粒；

(3)将所得粒子送入双螺杆挤出机中挤出，冷却固化成型，得到芳香族聚碳酸酯材质的封边条，其中双螺杆挤出机的L/D为25:1，转速13r/min，各段温度为：前段250℃、中段240℃、后段220℃、机头225℃、口模215℃。

实施例4

一种芳香族聚碳酸酯材质的封边条，由以下组份制成：芳香族聚碳酸酯95g、MBS树脂脂75g、端羟基乙烯基二乙基聚硅氧烷22.5g、有机硅交联复配剂1.75g、紫外线吸收剂4.5g、纳米滑石粉6g、月桂酸1.1g、抗氧剂CA 0.9g、硅烷偶联剂KH470 0.95g、硬脂酸钙1.75g和乙醇酰胺0.35g；其中，

有机硅交联复配剂为组份A和组份B按质量比为12:1的混合物，组份A为聚甲基丙烯酸丁酯中，B组份为二丁基锡二马来酸酯；

紫外线吸收剂为纳米二氧化锆粉末和纳米二氧化锡粉末的混合物与丙烯酸甲酯的混合，纳米二氧化锆粉末和纳米二氧化锡粉末的混合物与丙烯酸甲酯的质量比为6:1。

上述芳香族聚碳酸酯材质的封边条的生产方法，包括以下步骤：

(1)将芳香族聚碳酸酯与紫外线吸收剂、硅烷偶联剂KH470混合均匀，100℃搅拌加入MBS树脂、月桂酸和端羟基乙烯基二乙基聚硅氧烷；

(2)继续搅拌下依次加入纳米滑石粉、硬脂酸钙、抗氧剂CA、乙醇酰胺和有机硅交联复配剂，并加热至145℃保持40min，然后230℃挤出造粒；

(3)将所得粒子送入双螺杆挤出机中挤出，冷却固化成型，得到芳香族聚碳酸酯材质的封边条，其中双螺杆挤出机的L/D为28:1，转速15r/min，各段温度为：前段260℃、中段250℃、后段230℃、机头230℃、口模220℃。

实施例5

一种芳香族聚碳酸酯材质的封边条，由以下组份制成：芳香族聚碳酸酯100g、MBS树脂脂80g、端羟基含氢二甲基聚硅氧烷25g、有机硅交联复配剂2g、紫外线吸收剂5g、纳米滑石粉7g、微晶石蜡1.2g、抗氧剂BHT 1g、硅烷偶联剂KH570 1g、聚四氟乙烯树脂2g和甘油0.4g；其中，

有机硅交联复配剂为组份A和组份B按质量比为12:1的混合物，组份A为聚甲基丙烯酸丁酯，B组份为二醋酸二丁基锡；

紫外线吸收剂为纳米二氧化锡粉末与丙烯酸甲酯的混合物，两者的质量比为6:1。

上述芳香族聚碳酸酯材质的封边条的生产方法，包括以下步骤：

(1)将芳香族聚碳酸酯与紫外线吸收剂、硅烷偶联剂KH570混合均匀，100℃搅拌加入MBS树脂、微晶石蜡和端羟基含氢二甲基聚硅氧烷；

(2)继续搅拌下依次加入纳米滑石粉、聚四氟乙烯树脂、抗氧剂BHT、甘油和有机硅交联复配剂，并加热至150℃保持40min，然后230℃挤出造粒；

(3)将所得粒子送入双螺杆挤出机中挤出，冷却固化成型，得到芳香族聚碳酸酯材质的封边条，其中双螺杆挤出机的L/D为28:1，转速15r/min，各段温度为：前段260℃、中段250℃、后段230℃、机头230℃、口模220℃。

性能测试

试样和对比例的尺寸：长100×宽10×厚3mm，根据标准QB/T4463-2013《家用封边条技术要求》对实施例1～5和对比例的封边条的理化性能进行测试，同时还进行弯曲性能测试和韧性测试；

弯曲性能测试：标准ISO178，弯曲速度2mm/min，跨距为64mm；

韧性测试：将封边条固定在夹具上，并在封边条的自由端施加1000g的载重，然后左右摆动一定次数后弯折，记录折断时的摆动次数。

所用对比例为广东东莞某公司市售的相同尺寸的ABS封边条，测试结果如下表1所示。

表1测试结果

从标准可以看出，本发明的有机硅材质的封边条与市售ABS封边条相比，耐老化性能强，柔韧性好，而且符合标准要求，整体性能略优于市售ABS封边条。

Claims (3)

1.一种芳香族聚碳酸酯材质的封边条，其特征在于，所述封边条由以下重量份的组份制成：芳香族聚碳酸酯80～100份、增强树脂60～80份、含羟基有机硅15～25份、有机硅交联复配剂1～2份、紫外线吸收剂3～5份、无机填料3～7份、内润滑剂0.8～1.2份、抗氧剂0.6～1份、硅烷偶联剂0.8～1份、抗磨助剂1～2份和防静电剂0.2～0.4份；

所述含羟基有机硅为端羟基二甲基聚硅氧烷、端羟基二乙基聚硅氧烷、端羟基乙烯基二甲基聚硅氧烷、端羟基乙烯基二乙基聚硅氧烷和端羟基含氢二甲基聚硅氧烷中的一种或多种；

所述有机硅交联复配剂为组份A和组份B按质量比为10～12:1的混合物，其中组份A为烷氧基硅烷、乙酰氧基硅烷、正硅酸乙酯、聚甲基丙烯酸乙酯和聚甲基丙烯酸丁酯中的一种，B组份为二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡、二丁基锡二马来酸酯和二醋酸二丁基锡中的一种；

所述增强树脂为ABS树脂或MBS树脂；

所述ABS树脂为丙烯腈含量30wt%～35wt%的ABS树脂；

所述紫外线吸收剂为纳米二氧化钛粉末、纳米二氧化锆粉末和纳米二氧化锡粉末中的至少一种与丙烯酸甲酯的混合物，两者的质量比为5～6:1；

所述无机填料为纳米硅藻土、纳米云母粉和纳米滑石粉中的一种；

所述抗磨助剂为短切木质纤维、轮胎粉、硬脂酸钙和聚四氟乙烯树脂中的一种或多种。

2.如权利要求1所述的封边条的生产方法，包括以下步骤：

（1）将芳香族聚碳酸酯与紫外线吸收剂、硅烷偶联剂混合均匀，90～100℃搅拌加入增强树脂、内润滑剂和含羟基有机硅；

（2）继续搅拌下依次加入无机填料、抗磨助剂、抗氧剂、防静电剂和有机硅交联复配剂，并加热至130～150℃保持30～40min，然后220～230℃挤出造粒；

（3）将所得粒子送入双螺杆挤出机挤出、冷却固化成型，得芳香族聚碳酸酯材质的封边条。

3.根据权利要求2所述的封边条的生产方法，其特征在于，双螺杆挤出机的L/D为23～28:1，转速10～15r/min，各段温度为：前段240～260℃、中段230～250℃、后段210～230℃、机头220～230℃、口模210～220℃。