CN109385072A - 耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料及其制备方法，涉及高分子材料技术领域。本发明耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料包括以下原料：聚苯乙烯泡沫、聚丙烯、尼龙树脂、阻燃剂、纳米氢氧化镁、玻璃纤维、硬脂酸、云母、滑石粉、硼酸钾、季戊四醇、乙酰柠檬酸三丁酯、高硅氧纤维、硅烷偶联剂、稳定剂、增韧剂、去离子水。本发明空调外壳复合材料具有耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃性能，耐油性能好、耐高温、耐腐蚀，成本低。

Description

耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料及其制备方法。

背景技术

家用电器内部会设置有发热装置，例如：冰箱和空调的压缩机、空调电加热装置、小家电的发热管等。围绕这些发热装置的零部件，除了采用金属材料的零部件以外，还包括很多采用非金属材料的零部件，例如：塑料、橡胶、泡沫零部件。这些非金属材料的零部件被发热装置长期烘烤，会发生腐蚀、发生变形、老化现象甚至被损坏，发热装置产生的局部高温严重影响这些非金属材料的零部件的寿命，直至对产品质量造成影响。例如，带电加热的窗式空调器的风道，常用聚苯乙烯泡沫制成，我们称之为蜗壳，而聚苯乙烯泡沫为一种无味、无臭、无毒的塑料材料，为白色颗粒，具有良好的刚性、透光性、电绝缘性、耐腐蚀性、流动性，易加工成型，可用于注塑各种零部件。

空调器是利用空气冷却器、加热器或空气净化器来使房间凉爽、温暖或空气净化从而使内部环境更适宜的设备。在这种空调器中设置通风装置、空气冷却和加热装置以及空气净化器。空调器的加热方法包括电加热型加热和热泵型加热两种方式，被加热的空气会冲击空调外壳，进而排到户内，高温空气经过空调外壳长期烘烤，且结构比较单薄，很容易发生变形和损坏，从而影响整机的可靠性，导致空调器出现故障引起发热或起火。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供一种耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料及其制备方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：

一种耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料，所述耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯泡沫20-40份、聚丙烯15-36份、尼龙树脂25-45份、阻燃剂2-4份、纳米氢氧化镁6-16份、玻璃纤维5-10份、硬脂酸2-6份、云母10-15份、滑石粉10-15份、硼酸钾6-18份、季戊四醇3-8份、乙酰柠檬酸三丁酯3-9份、高硅氧纤维5-10份、硅烷偶联剂3-6份、稳定剂1-6份、增韧剂1-6份、去离子水30-60份。

优选的，所述耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯泡沫25-35份、聚丙烯20-30份、尼龙树脂30-40份、阻燃剂3-4份、纳米氢氧化镁9-13份、玻璃纤维7-9份、硬脂酸3-5份、云母11-13份、滑石粉12-14份、硼酸钾9-14份、季戊四醇4-6份、乙酰柠檬酸三丁酯4-8份、高硅氧纤维6-9份、硅烷偶联剂4-5份、稳定剂2-5份、增韧剂3-4份、去离子水40-50份。

优选的，所述耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯泡沫30份、聚丙烯25份、尼龙树脂35份、阻燃剂3份、纳米氢氧化镁11份、玻璃纤维8份、硬脂酸4份、云母12份、滑石粉13份、硼酸钾12份、季戊四醇6份、乙酰柠檬酸三丁酯6份、高硅氧纤维7份、硅烷偶联剂5份、稳定剂3份、增韧剂3份、去离子水45份。

优选的，所述尼龙树脂为耐高温尼龙树脂，所述尼龙树脂的熔点为290-320℃。

优选的，所述尼龙树脂为PA46、PA9T、PA610T、聚邻苯二甲酰胺中的至少一种。

优选的，所述阻燃剂为主阻燃剂十溴二苯乙烷和辅助阻燃剂Sb2O3按照重量比1.5:1-2:1.2混合而成。

优选的，所述玻璃纤维为短切纤维。

优选的，所述增韧剂为丁基橡胶。

优选的，所述稳定剂为氧化锌。

一种耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将聚苯乙烯泡沫、聚丙烯、尼龙树脂、云母、滑石粉、高硅氧纤维混合研磨40-60min，喷雾干燥，后加入到反应釜，再向反应釜中加入硅烷偶联剂、稳定剂、增韧剂、去离子水重量的40%混合搅拌均匀，升温至100-130℃，保温搅拌1-3h，得到混合料A；

S3、将阻燃剂、纳米氢氧化镁、玻璃纤维、硬脂酸、硼酸钾、季戊四醇、乙酰柠檬酸三丁酯、剩余量的去离子水混合，边搅拌边升温至100-120℃，升温后，保温以100-200r/min的搅拌速度搅拌50-70min，得到混合料B；

S4、将混合物料A加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，将混合物料B加入双螺杆挤出机的侧喂料的料斗中，挤出造粒，即可；且挤出机各区温度均为190-210℃，挤出机造粒时的真空度为0.2MPa-0.6MPa。

本发明提供一种耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：

本发明空调外壳复合材料具有耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃性能，原料聚苯乙烯泡沫、聚丙烯、尼龙树脂共聚物在高温下的弹性和高温下的压变性能都大大提高，加入聚丙烯，改善了材料的熔体性能，大大提高了复合材料在受热状态下的熔体强度，使材料适用于挤出吹塑工艺，用于制做产品时成型性好，强度高，耐低温性好、耐热温度高，具有能够在110℃下长期使用的优点；

本发明耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料，耐油性能好、耐高温、耐腐蚀，成本低，弯曲强度100-150180MPa，氧指数25-30%，且该材料复合材料的力学性能得到提高，稳定性、耐高温、耐腐蚀、抗氧化性能优良，而且制备方法简单，生产成本低，特别适合应用于制备空调外壳，以及其他领域的应用。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。

实施例1：

本实施例耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯泡沫20份、聚丙烯15份、尼龙树脂25份、阻燃剂2份、纳米氢氧化镁6份、玻璃纤维5份、硬脂酸2份、云母10份、滑石粉10份、硼酸钾6份、季戊四醇3份、乙酰柠檬酸三丁酯3份、高硅氧纤维5份、硅烷偶联剂3份、稳定剂1份、增韧剂1份、去离子水30份；其中，尼龙树脂为耐高温尼龙树脂，所述尼龙树脂的熔点为290-320℃，尼龙树脂为PA46；阻燃剂为主阻燃剂十溴二苯乙烷和辅助阻燃剂Sb2O3按照重量比 1.5:1混合而成；玻璃纤维为短切纤维；增韧剂为丁基橡胶；稳定剂为氧化锌；

本实施例耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将聚苯乙烯泡沫、聚丙烯、尼龙树脂、云母、滑石粉、高硅氧纤维混合研磨40min，喷雾干燥，后加入到反应釜，再向反应釜中加入硅烷偶联剂、稳定剂、增韧剂、去离子水重量的40%混合搅拌均匀，升温至100℃，保温搅拌1h，得到混合料A；

S3、将阻燃剂、纳米氢氧化镁、玻璃纤维、硬脂酸、硼酸钾、季戊四醇、乙酰柠檬酸三丁酯、剩余量的去离子水混合，边搅拌边升温至100℃，升温后，保温以100r/min的搅拌速度搅拌50min，得到混合料B；

S4、将混合物料A加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，将混合物料B加入双螺杆挤出机的侧喂料的料斗中，挤出造粒，即可；且挤出机各区温度均为190℃，挤出机造粒时的真空度为0.2MPa。

实施例2：

本实施例耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯泡沫40份、聚丙烯36份、尼龙树脂45份、阻燃剂4份、纳米氢氧化镁16份、玻璃纤维10份、硬脂酸6份、云母15份、滑石粉15份、硼酸钾18份、季戊四醇8份、乙酰柠檬酸三丁酯9份、高硅氧纤维10份、硅烷偶联剂6份、稳定剂6份、增韧剂6份、去离子水60份；其中，尼龙树脂为耐高温尼龙树脂，所述尼龙树脂的熔点为290-320℃，尼龙树脂为PA9T；阻燃剂为主阻燃剂十溴二苯乙烷和辅助阻燃剂Sb2O3按照重量比 2:1.2混合而成；玻璃纤维为短切纤维；增韧剂为丁基橡胶；稳定剂为氧化锌；

本实施例耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将聚苯乙烯泡沫、聚丙烯、尼龙树脂、云母、滑石粉、高硅氧纤维混合研磨60min，喷雾干燥，后加入到反应釜，再向反应釜中加入硅烷偶联剂、稳定剂、增韧剂、去离子水重量的40%混合搅拌均匀，升温至130℃，保温搅拌3h，得到混合料A；

S3、将阻燃剂、纳米氢氧化镁、玻璃纤维、硬脂酸、硼酸钾、季戊四醇、乙酰柠檬酸三丁酯、剩余量的去离子水混合，边搅拌边升温至120℃，升温后，保温以200r/min的搅拌速度搅拌70min，得到混合料B；

S4、将混合物料A加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，将混合物料B加入双螺杆挤出机的侧喂料的料斗中，挤出造粒，即可；且挤出机各区温度均为210℃，挤出机造粒时的真空度为0.6MPa。

实施例3：

本实施例耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯泡沫30份、聚丙烯25份、尼龙树脂35份、阻燃剂3份、纳米氢氧化镁11份、玻璃纤维8份、硬脂酸4份、云母12份、滑石粉13份、硼酸钾12份、季戊四醇6份、乙酰柠檬酸三丁酯6份、高硅氧纤维7份、硅烷偶联剂5份、稳定剂3份、增韧剂3份、去离子水45份；其中，尼龙树脂为耐高温尼龙树脂，所述尼龙树脂的熔点为290-320℃，尼龙树脂为PA610T；阻燃剂为主阻燃剂十溴二苯乙烷和辅助阻燃剂Sb2O3按照重量比 1.6: 1混合而成；玻璃纤维为短切纤维；增韧剂为丁基橡胶；稳定剂为氧化锌；

本实施例耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将聚苯乙烯泡沫、聚丙烯、尼龙树脂、云母、滑石粉、高硅氧纤维混合研磨50min，喷雾干燥，后加入到反应釜，再向反应釜中加入硅烷偶联剂、稳定剂、增韧剂、去离子水重量的40%混合搅拌均匀，升温至115℃，保温搅拌2h，得到混合料A；

S3、将阻燃剂、纳米氢氧化镁、玻璃纤维、硬脂酸、硼酸钾、季戊四醇、乙酰柠檬酸三丁酯、剩余量的去离子水混合，边搅拌边升温至110℃，升温后，保温以150r/min的搅拌速度搅拌60min，得到混合料B；

S4、将混合物料A加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，将混合物料B加入双螺杆挤出机的侧喂料的料斗中，挤出造粒，即可；且挤出机各区温度均为200℃，挤出机造粒时的真空度为0.4MPa。

实施例4：

本实施例耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯泡沫25份、聚丙烯20份、尼龙树脂30-份、阻燃剂3份、纳米氢氧化镁9份、玻璃纤维7份、硬脂酸3份、云母11份、滑石粉12份、硼酸钾9份、季戊四醇4份、乙酰柠檬酸三丁酯4份、高硅氧纤维6份、硅烷偶联剂4份、稳定剂2份、增韧剂3份、去离子水40份；其中，尼龙树脂为耐高温尼龙树脂，所述尼龙树脂的熔点为290-320℃，尼龙树脂为聚邻苯二甲酰胺；阻燃剂为主阻燃剂十溴二苯乙烷和辅助阻燃剂Sb2O3按照重量比 2:1.3混合而成；玻璃纤维为短切纤维；增韧剂为丁基橡胶；稳定剂为氧化锌；

本实施例耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将聚苯乙烯泡沫、聚丙烯、尼龙树脂、云母、滑石粉、高硅氧纤维混合研磨45min，喷雾干燥，后加入到反应釜，再向反应釜中加入硅烷偶联剂、稳定剂、增韧剂、去离子水重量的40%混合搅拌均匀，升温至110℃，保温搅拌1.5h，得到混合料A；

S3、将阻燃剂、纳米氢氧化镁、玻璃纤维、硬脂酸、硼酸钾、季戊四醇、乙酰柠檬酸三丁酯、剩余量的去离子水混合，边搅拌边升温至105℃，升温后，保温以130r/min的搅拌速度搅拌55min，得到混合料B；

S4、将混合物料A加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，将混合物料B加入双螺杆挤出机的侧喂料的料斗中，挤出造粒，即可；且挤出机各区温度均为195℃，挤出机造粒时的真空度为0.3MPa。

实施例5：

本实施例耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯泡沫35份、聚丙烯30份、尼龙树脂40份、阻燃剂4份、纳米氢氧化镁13份、玻璃纤维9份、硬脂酸5份、云母13份、滑石粉14份、硼酸钾14份、季戊四醇6份、乙酰柠檬酸三丁酯8份、高硅氧纤维9份、硅烷偶联剂5份、稳定剂5份、增韧剂4份、去离子水50份；其中，尼龙树脂为耐高温尼龙树脂，所述尼龙树脂的熔点为290-320℃，尼龙树脂为PA610T；阻燃剂为主阻燃剂十溴二苯乙烷和辅助阻燃剂Sb2O3按照重量比 1.7:1混合而成；玻璃纤维为短切纤维；增韧剂为丁基橡胶；稳定剂为氧化锌；

本实施例耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将聚苯乙烯泡沫、聚丙烯、尼龙树脂、云母、滑石粉、高硅氧纤维混合研磨55min，喷雾干燥，后加入到反应釜，再向反应釜中加入硅烷偶联剂、稳定剂、增韧剂、去离子水重量的40%混合搅拌均匀，升温至125℃，保温搅拌2.5h，得到混合料A；

S3、将阻燃剂、纳米氢氧化镁、玻璃纤维、硬脂酸、硼酸钾、季戊四醇、乙酰柠檬酸三丁酯、剩余量的去离子水混合，边搅拌边升温至115℃，升温后，保温以170r/min的搅拌速度搅拌65min，得到混合料B；

S4、将混合物料A加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，将混合物料B加入双螺杆挤出机的侧喂料的料斗中，挤出造粒，即可；且挤出机各区温度均为205℃，挤出机造粒时的真空度为0.4MPa。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料，其特征在于，所述耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯泡沫20-40份、聚丙烯15-36份、尼龙树脂25-45份、阻燃剂2-4份、纳米氢氧化镁6-16份、玻璃纤维5-10份、硬脂酸2-6份、云母10-15份、滑石粉10-15份、硼酸钾6-18份、季戊四醇3-8份、乙酰柠檬酸三丁酯3-9份、高硅氧纤维5-10份、硅烷偶联剂3-6份、稳定剂1-6份、增韧剂1-6份、去离子水30-60份。

2.根据权利要求1所述的耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料，其特征在于，所述耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯泡沫25-35份、聚丙烯20-30份、尼龙树脂30-40份、阻燃剂3-4份、纳米氢氧化镁9-13份、玻璃纤维7-9份、硬脂酸3-5份、云母11-13份、滑石粉12-14份、硼酸钾9-14份、季戊四醇4-6份、乙酰柠檬酸三丁酯4-8份、高硅氧纤维6-9份、硅烷偶联剂4-5份、稳定剂2-5份、增韧剂3-4份、去离子水40-50份。

3.根据权利要求1所述的耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料，其特征在于，所述耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料由以下重量份的原料制成：聚苯乙烯泡沫30份、聚丙烯25份、尼龙树脂35份、阻燃剂3份、纳米氢氧化镁11份、玻璃纤维8份、硬脂酸4份、云母12份、滑石粉13份、硼酸钾12份、季戊四醇6份、乙酰柠檬酸三丁酯6份、高硅氧纤维7份、硅烷偶联剂5份、稳定剂3份、增韧剂3份、去离子水45份。

4.根据权利要求1所述的耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料，其特征在于：所述尼龙树脂为耐高温尼龙树脂，所述尼龙树脂的熔点为290-320℃。

5.根据权利要求1或4所述的耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料，其特征在于：所述尼龙树脂为PA46、PA9T、PA610T、聚邻苯二甲酰胺中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料，其特征在于：所述阻燃剂为主阻燃剂十溴二苯乙烷和辅助阻燃剂Sb2O3按照重量比 1.5:1-2:1.2混合而成。

7.根据权利要求1所述的耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料，其特征在于：所述玻璃纤维为短切纤维。

8.根据权利要求1所述的耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料，其特征在于：所述增韧剂为丁基橡胶。

9.根据权利要求1所述的耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料，其特征在于：所述稳定剂为氧化锌。

10.一种如权利要求1-9任一所述耐高温、耐腐蚀、环保高阻燃空调外壳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按照重量份称取各个原料；

S2、将聚苯乙烯泡沫、聚丙烯、尼龙树脂、云母、滑石粉、高硅氧纤维混合研磨40-60min，喷雾干燥，后加入到反应釜，再向反应釜中加入硅烷偶联剂、稳定剂、增韧剂、去离子水重量的40%混合搅拌均匀，升温至100-130℃，保温搅拌1-3h，得到混合料A；

S3、将阻燃剂、纳米氢氧化镁、玻璃纤维、硬脂酸、硼酸钾、季戊四醇、乙酰柠檬酸三丁酯、剩余量的去离子水混合，边搅拌边升温至100-120℃，升温后，保温以100-200r/min的搅拌速度搅拌50-70min，得到混合料B；

S4、将混合物料A加入双螺杆挤出机的主喂料料斗中，将混合物料B加入双螺杆挤出机的侧喂料的料斗中，挤出造粒，即可；且挤出机各区温度均为190-210℃，挤出机造粒时的真空度为0.2MPa-0.6MPa。