CN114395218B - 一种耐食用油的团状模塑料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耐食用油的团状模塑料及其制备方法和应用，所述团状模塑料包括特定份数的环氧树脂、二氧化硅微粉、玻璃纤维、低收缩剂、固化剂和引发剂的组合，通过采用收缩率较小的环氧树脂搭配特定份数的二氧化硅微粉，可以降低所述团状模塑料中低收缩剂的添加量，进而有效减少了所述团状模塑料成型冷却时因低收缩剂的收缩而产生微孔的数量，成功提高了所述团状模塑料成型后产品的表面致密度，搭配射出和热压的复合成型工艺，最终得到了可以有效避免油烟机油渍渗入的油烟机外壳，满足油烟机外壳对于外观新颖性的要求。

Description

一种耐食用油的团状模塑料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于团状模塑料技术领域，具体涉及一种耐食用油的团状模塑料及 其制备方法和应用。
背景技术
传统油烟机一般采用金属或者玻璃材质制作油烟机外壳，但是，受到金属 和玻璃工艺的限制，油烟机外壳产品的外形较单一。而塑胶材质可通过注塑成 型，进而可以实现外形的多样化。
团状模塑料(BMC材料)是由短切玻璃纤维、不饱和树脂、填料以及各种 添加剂经充分混合而成的料团状预浸料。因BMC团状模塑料具有优良的电气 性能，机械性能、耐热性、耐化学腐蚀性，又适应各种成型工艺，即可满足各 种产品对性能和形状的要求，因此越来越受到广大用户的喜爱。
CN104926998A公开了一种团状模塑料用不饱和聚酯树脂，该树脂主要由 以下重量份的原料制成：苯酐2000～2500重量份，顺酐7500～8500重量份，二 乙二醇3500～4000重量份，1,2-丙二醇4500～5000重量份，抗氧剂3～5重量份，阻聚剂8～12重量份，甲基氢醌3～7重量份，苯乙烯8500～9000重量份，对苯醌 1～2重量份，该发明得到的团状模塑料用不饱和聚酯树脂成本显著降低且具有 保持优异的力学性能。
CN101709141A公开了一种不饱和聚酯树脂团状模塑料配方及制备方法， 通过选用合适的配料组份和添加顺序，将不饱和聚酯树脂UP、氢氧化铝、低收 缩剂、增稠剂、固化剂、低波纹剂有机的结合在一起，并加入增加其强度的两种玻璃纤维，保证其在各个方向上的强度。低收缩添加剂苯乙烯用于制备BMC， 压制试样后，测量其压制件和模具的尺寸，都获得满意的效果，制件收缩率均 在0.05％以下，甚至收缩率为零。氢氧化铝做为阻燃剂，不仅能够阻燃，而且 还能够防止发烟，不产生有害有毒气体。低波纹剂的选择及组份考虑力学性能和收缩控制的平衡，得到了最佳用量范围，实现了配方设计的优化。
但是，由于油烟机外壳需要长期在高温和油脂的环境下工作，而上述现有 技术中提供的团状模塑料在强度、表面硬度以及耐温等方面跟金属和玻璃具有 较大的差距，且成型后的表面密度较低，油渍很容易浸入到材料内部导致产品 变色和变形，因此，将上述现有技术中提供的团状模塑料作为油烟机外壳来使 用虽然可以满足油烟机外壳对于外形多样化的要求，但是风险很大。
因此，开发一种成型后表面密度高，进而可以防止油渍渗入导致变色的耐 食用油的团状模塑料，是本领域急需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐食用油的团状模塑料 及其制备方法和应用，所述团状模塑料包括特定份数的环氧树脂、二氧化硅微 粉、玻璃纤维、低收缩剂、固化剂以及引发剂的组合，通过上述组分以及用量 之间的互相搭配，使得到的团状模塑料成型后产品表面十分致密，作为油烟机 外壳使用可以防止厨房油渍渗入，进而可以有效避免由于油渍渗入导致产品变色的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种耐食用油的团状模塑料，所述团状模塑料按照 重量份包括如下组分：
其中，所述环氧树脂可以为14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、 21重量份、22重量份、23重量份或24重量份等。
所述二氧化硅微粉可以为21重量份、22重量份、23重量份、24重量份、 25重量份、26重量份、27重量份、28重量份、29重量份、32重量份或34重 量份等。
所述玻璃纤维可以为12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重 量份、17重量份、18重量份、19重量份、22重量份或24重量份等。
所述低收缩剂可以为1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5 重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份或1.9重量份等。
所述固化剂可以为0.13重量份、0.16重量份、0.19重量份、0.22重量份、 0.25重量份、0.28重量份、0.31重量份、0.34重量份或0.37重量份等。
所述引发剂可以为0.82重量份、0.84重量份、0.86重量份、0.88重量份、 0.9重量份、0.92重量份、0.94重量份、0.96重量份或0.98重量份等。
本发明提供的耐食用油的团状模塑料(BMC材料)包括特定份数的环氧树 脂、二氧化硅微粉、玻璃纤维、低收缩剂、固化剂以及引发剂的组合。首先， 本发明通过采用收缩率较小(仅为1～2％)的环氧树脂取代传统不饱和聚酯树脂 作为团状模塑料的主要成分，并大幅度减少其中低收缩剂的添加量，有效减少 了材料成型冷却后由于低收缩剂的收缩而产生的微孔，进而成功提高了成型后 产品的表面的致密度；其次，本发明采用二氧化硅替换碳酸钙、石滑粉、高岭 土、硅藻土或氧化铝等传统BMC材料用填料，与玻璃纤维进行搭配，利用二 氧化硅微粉具有化学性能稳定、分子直径小的优势，进一步降低了油渍通过分子间隙渗入到材料内部的概率；最后，本发明采用注塑工艺和热压工艺的结合， 实现了所述团状模塑料在成型过程中排气，避免了困气导致产品表面出现微孔 的概率，进一步提高了所述团状模塑料成型后产品的表面致密度。
综上，本发明提供的团状模塑料解决了现有BMC注塑产品表面致密度不 高，作为油烟机外壳使用时会由于油烟机油渍渗入到材料内部导致产品变色的 问题。
优选地，所述二氧化硅微粉的粒径为20～40nm，例如22nm、24nm、26nm、 28nm、30nm、32nm、34nm、36nm或38nm等。
作为本发明的优选技术方案，选择粒径为20～40nm的二氧化硅微粉对于提 高产品表面的致密度最为有利，如果二氧化硅微粉的粒径过大，则会导致制备 得到的团状模塑料的耐油变色较大。
优选地，所述玻璃纤维的长度为8～10mm，例如8.2mm、8.4mm、8.6mm、 8.8mm、9mm、9.2mm、9.4mm、9.6mm或9.8mm等。
优选地，所述低收缩剂包括聚苯乙烯和聚乙烯的组合，所述聚苯乙烯和聚 乙烯的质量比为1:1。
优选地，所述固化剂包括二叔丁基二氧化氢。
优选地，所述引发剂包括过氧化苯甲酸叔丁酯。
优选地，所述团状模塑料中还包括氢氧化钠、脱模剂、分散剂或着色剂中 的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述团状模塑料中氢氧化铝的含量为20～35重量份，例如21重量 份、22重量份、23重量份、24重量份、25重量份、26重量份、27重量份、28 重量份、29重量份、32重量份或34重量份等。
优选地，所述团状模塑料中脱模剂的含量为1～2重量份，例如1.1重量份、 1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8 重量份或1.9重量份等。
优选地，所述脱模剂包括硬脂酸锌。
优选地，所述团状模塑料中分散剂的含量为1～2重量份，，例如1.1重量份、 1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8 重量份或1.9重量份等。
优选地，所述分散剂包括毕克BYK-W980。
优选地，所述团状模塑料中着色剂的含量0.5～1重量份，例如0.55重量份、 0.6重量份、0.65重量份、0.7重量份、0.75重量份、0.8重量份、0.85重量份、 0.9重量份或0.95重量份等。
优选地，所述着色剂包括钛白粉。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述团状模塑料的制备方法，所述 制备方法包括：将环氧树脂、二氧化硅微粉、玻璃纤维、低收缩剂、固化剂、 引发剂、任选地脱模剂、任选地分散剂、任选地着色剂和任选地氢氧化铝进行 捏合，得到所述团状模塑料。
优选地，所述捏合的时间为10～15min，例如10.5min、11min、11.5min、 12min、12.5min、13min、13.5min、14min或14.5min等。
优选地，所述捏合具体包括：先将环氧树脂、部分二氧化硅微粉、低收缩 剂、固化剂、引发剂、任选地脱模剂、任选地分散剂、任选地着色剂和任选地 氢氧化铝混合，再加入剩余部分二氧化硅微粉和玻璃纤维进行捏合，得到所述 团状模塑料。
第三方面，本发明提供一种油烟机外壳，所述油烟机外壳的制备原料包括 如第一方面所述的团状模塑料。
第四方面，本发明提供一种如第三方面所述油烟机外壳的制备方法，所述 制备方法包括：将团状模塑料经射出和热压复合成型，得到所述油烟机外壳。
优选地，所述复合成型的温度为175～180℃，例如175.5℃、176℃、176.5℃、 177℃、177.5℃、178℃、178.5℃、179℃或179.5℃等。
在本发明中，采用射出工艺和热压工艺的结合用于所述团状模塑料的成型 中，在所述射出工艺中可以使所述团状模塑料熔融，且由于采用的两种工艺的 结合，注塑后熔融的模塑料在热压前经过开放的模管会使其中的气泡排除，进 而在175～180℃的热压温度下成型后的产品内部和表面的致密度就会更高；而 传统的注塑工艺以及热压工艺均是在密闭容器中进行，产生的气泡无法排出，进而会导致成型产品出现气孔，致密度不够。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的耐食用油的团状模塑料包括特定份数的环氧树脂、二氧 化硅微粉、玻璃纤维、低收缩剂、固化剂以及引发剂的组合；采用收缩率较小 (仅为1～2％)的环氧树脂取代传统不饱和聚酯树脂作为团状模塑料的主要成 分，可以有效降低其中低收缩剂的添加量，进而有效减少了材料成型冷却后由于低收缩剂的收缩而产生的微孔，成功提高了成型后产品的表面的致密度。
(2)本发明采用二氧化硅替换碳酸钙、石滑粉、高岭土、硅藻土或氧化铝 等填料与玻璃纤维进行搭配，利用二氧化硅具有化学性能稳定、分子直径小的 优势，可以减少油渍通过分子间隙渗入到材料内部。
(3)本发明提供的油烟机外壳通过射出工艺和热压工艺的结合使所述团状 模塑料成型得到，有效减少了所述团状模塑料在成型过程中产生的气泡，进一 步提高了所述团状模塑料成型后产品的表面致密度。
(4)综上，本发明提供的团状模塑料解决了现有BMC注塑产品表面致密 度不够，作为油烟机外壳使用时会由于油烟机油渍渗入到材料内部，导致产品 变色的问题。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员 应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限 制。
实施例1
一种耐食用油的团状模塑料，其按照重量份包括如下组分：
本实施例提供的耐食用油的团状模塑料的制备方法包括：先将环氧树脂(凤 凰牌环氧树脂6101)、二分之一二氧化硅微粉(粒径为30nm)、低收缩剂(质 量比为1:1的聚苯乙烯和聚乙烯的组合)、二叔丁基二氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯、硬脂酸锌、分散剂(比克公司BYK-W980)、钛白粉和氢氧化铝混合，再 加入另外二分之一二氧化硅微粉和玻璃纤维进行捏合15min，得到所述团状模 塑料。
实施例2
一种耐食用油的团状模塑料，其按照重量份包括如下组分：
本实施例提供的耐食用油的团状模塑料的制备方法、原料种类以及来源均 与实施例1相同。
实施例3
一种耐食用油的团状模塑料，其按照重量份包括如下组分：
本实施例提供的耐食用油的团状模塑料的制备方法、原料种类以及来源均 与实施例1相同。
实施例4
一种耐食用油的团状模塑料，其与实施例1的区别仅在于，二氧化硅微粉 的粒径为60nm，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例1
一种耐食用油的团状模塑料，其与实施例1的区别仅在于，不添加二氧化 硅微粉，玻璃纤维的添加量为25重量份，，氢氧化铝的添加量为41.6重量份， 其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例2
一种耐食用油的团状模塑料，其与实施例1的区别仅在于，采用碳酸钙替 换二氧化硅微粉，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例3
一种耐食用油的团状模塑料，其与实施例2的区别仅在于，采用碳酸钙替 换二氧化硅微粉，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例4
一种耐食用油的团状模塑料，其与实施例3的区别仅在于，采用碳酸钙替 换二氧化硅微粉，其他组分、用量和制备方法均与实施例1相同。
对比例5
一种耐食用油的团状模塑料，其与实施例1的区别仅在于，采用不饱和聚 酯树脂(常州飞腾化工有限公司)替换环氧树脂，其他组分、用量和制备方法 均与实施例1相同。
对比例6
一种耐食用油的团状模塑料，其与实施例1的区别仅在于，采用不饱和聚 酯树脂(常州飞腾化工有限公司)替换环氧树脂，其他组分、用量和制备方法 均与实施例1相同。
对比例7
一种耐食用油的团状模塑料，其与实施例2的区别仅在于，采用不饱和聚 酯树脂(常州飞腾化工有限公司)替换环氧树脂，其他组分、用量和制备方法 均与实施例1相同。
应用例1
一种油烟机外壳，其制备方法包括：将实施例1得到的团状模塑料在注塑 机中，使用射出和热压工艺成型，射出过程中，前模和后膜间距5mm，射出完 成后，前模和后模闭合，模具温度设置为180℃，得到所述油烟机外壳。
应用例2～4
一种油烟机外壳，其与应用例1的区别仅在于，分别采用实施例2～4得到 的团状模塑料替换实施例1得到的团状模塑料，其他工艺和参数均与应用例1 相同。
应用例5
一种油烟机外壳，其与应用例1的区别仅在于，模具温度设置为150℃， 其他工艺和参数均与应用例1相同。
对比应用例1～4
一种油烟机外壳，其制备方法包括：分别将实施例1～4得到的团状模塑料 直接在热压机中热压成型，模具温度为180℃，得到所述油烟机外壳。
对比应用例5
一种油烟机外壳，其制备方法包括：将实施例1得到的团状模塑料直接在 热压机中热压成型，模具温度为150℃，得到所述油烟机外壳。
对比应用例6～9
一种油烟机外壳，其制备方法包括：分别将实施例1～4得到的团状模塑料 直接进行射出成型，模具温度为180℃，得到所述油烟机外壳。
对比应用例10
一种油烟机外壳，其制备方法包括：将实施例1得到的团状模塑料直接进 行射出成型，模具温度为150℃，得到所述油烟机外壳。
对比应用例11～17
一种油烟机外壳，其与应用例1的区别仅在于，分别采用对比例1～7得到 的团状模塑料替换实施例1得到的团状模塑料，其他工艺和参数均与应用例1 相同。
对比应用例18
一种油烟机外壳，其制备方法包括：将对比例1得到的团状模塑料直接在 热压机中热压成型，模具温度为150℃，得到所述油烟机外壳。
对比应用例19
一种油烟机外壳，其制备方法包括：将对比例1得到的团状模塑料直接在 热压机中射出，模具温度为150℃，得到所述油烟机外壳。
性能测试：
耐油性：将应用例和对比应用例得到的油烟机外壳表面均匀涂上油烟机油 杯收集的老油，放入恒温恒湿的试验箱中，设定温度为75±2℃，相对湿度为 85±5％的，烘烤500h，观察产品表面有无起层、皱纹、鼓泡、开裂等外观缺陷， 并计算△E，变色△E≤5.0即为合格。
按照上述测试方法对应用例1～5和对比应用例1～19得到的油烟机外壳进行 测试，测试结果如表1所示：
表1
根据表1数据可以看出：应用例1～5得到的油烟机外壳的△E为2.86～4.67。
比较应用例1～5、对比应用例1～5和对比应用例18可以发现，仅采用热压 成型的工艺制备得到的油烟机外壳的△E均大于5，说明其耐油性较差。
比较应用例1～5、对比应用例6～10和对比应用例19可以发现，仅采用射 出成型的工艺制备得到的油烟机外壳的△E同样均大于5，说明其耐油性较差。
比较应用例和对比应用例11～17可以发现，不添加二氧化硅微粉以及采用 碳酸钙替换二氧化硅微粉得到的油烟机外壳(对比应用例11～14)，采用不饱和 聚酯树脂替换环氧树脂得到的油烟机外壳(对比应用例15～17)的△E也很大， 说明得到的油烟机外壳的耐油性较差。
综上，只有采用本发明所提供的包含特定组分的团状模塑料搭配特定的射 出和热压工艺的结合制备得到的油烟机外壳具有优异的耐油性能。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种耐食用油的团状模塑料及 其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须 依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任 何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择 等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (16)

1.一种油烟机外壳，其特征在于，所述油烟机外壳的制备原料包括耐食用油的团状模塑料；
所述油烟机外壳通过如下方法制备，所述方法包括：将团状模塑料经射出和热压复合成型，得到所述油烟机外壳；
所述团状模塑料按照重量份包括如下组分：
所述二氧化硅微粉的粒径为20～40nm；
所述玻璃纤维的长度为8～10mm。
2.根据权利要求1所述的油烟机外壳，其特征在于，所述低收缩剂包括聚苯乙烯和聚乙烯的组合。
3.根据权利要求1所述的油烟机外壳，其特征在于，所述固化剂包括二叔丁基二氧化氢。
4.根据权利要求1所述的油烟机外壳，其特征在于，所述引发剂包括过氧化苯甲酸叔丁酯。
5.根据权利要求1所述的油烟机外壳，其特征在于，所述团状模塑料中还包括氢氧化铝、脱模剂、分散剂或着色剂中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求5所述的油烟机外壳，其特征在于，所述团状模塑料中氢氧化铝的含量为20～35重量份。
7.根据权利要求5所述的油烟机外壳，其特征在于，所述团状模塑料中脱模剂的含量为1～2重量份。
8.根据权利要求5所述的油烟机外壳，其特征在于，所述脱模剂包括硬脂酸锌。
9.根据权利要求5所述的油烟机外壳，其特征在于，所述团状模塑料中分散剂的含量为1～2重量份。
10.根据权利要求5所述的油烟机外壳，其特征在于，所述团状模塑料中着色剂的含量0.5～1重量份。
11.根据权利要求5所述的油烟机外壳，其特征在于，所述着色剂包括钛白粉。
12.根据权利要求5所述的油烟机外壳其特征在于，所述团状模塑料通过如下方法制备，所述方法包括：将环氧树脂、二氧化硅微粉、玻璃纤维、低收缩剂、固化剂、引发剂、任选地脱模剂、任选地分散剂、任选地着色剂和任选地氢氧化铝进行捏合，得到所述团状模塑料。
13.根据权利要求12所述的油烟机外壳，其特征在于，所述捏合的时间为10～15min。
14.根据权利要求12所述的油烟机外壳，其特征在于，所述捏合具体包括：先将环氧树脂、部分二氧化硅微粉、低收缩剂、固化剂、引发剂、任选地脱模剂、任选地分散剂、任选地着色剂和任选地氢氧化铝混合，再加入剩余部分二氧化硅微粉和玻璃纤维进行捏合，得到所述团状模塑料。
15.一种如权利要求1-14任一项所述油烟机外壳的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将团状模塑料经射出和热压复合成型，得到所述油烟机外壳。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述复合成型的温度为175～180℃。
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