一種自增強異型材及其制備方法和應用
【專利摘要】本發明公開了一種自增強異型材及其制備方法和應用，包括芯層以及設置在芯層外的皮層，皮層為熱塑性樹脂型材，芯層為增強苯乙烯基組合物材料，其重量份數為：增強苯乙烯基組合物材料100份，熱塑性樹脂型材5?100份；所述增強苯乙烯基組合物材料包括組分：苯乙烯基共聚物25?65份；增強劑30?65份。其制備方法是先制備增強苯乙烯基組合物材料，然后采用主機與該主機垂直設計的輔機進行共擠，主機用于擠出增強苯乙烯基組合物材料，輔機用于擠出熱塑性樹脂型材，主機、輔機同時擠出，成型后冷卻定型得到自增強異型材。本發明的自增強異型材具有優異的保溫隔熱性能，較低的密度和優異的外觀，且共擠工藝簡單，可應用于衣柜包邊、辦公桌包邊，廚柜包邊材料，具有較好的應用前景。
【專利說明】一種自増強異型材及其制備方法和應用
[0001]
技術領域
[0002] 本發明涉及塑料型材技術領域，具體涉及一種自增強異型材及其制備方法和應 用。
【背景技術】
[0003] 衣柜，櫥柜，辦公桌的主體板材使用三聚氰胺板，密度板或刨花板，但由于不同型 號產品的尺寸不一樣，在制作過程中都需要按照不同尺寸把主體板材鋸開，那么鋸開的部 分就是裸露的板芯，嚴重影響產品的外觀，所以就需要包邊材料把裸露的板芯部分包住，包 邊的好壞也是衡量衣柜質量的一個重要標準。另外，包邊材料還對柜體的變形起著重要的 作用，所以衣柜的包邊材料還需要一定的強度，剛性等要求。
[0004] 目前，主要是采用鋁合金包邊條應用在衣柜，櫥柜，辦公桌等方面。與鋼材相比，鋁 合金具有材料輕，強度高，密閉性能好，耐腐蝕效果好，安裝時變形小等優點，但是鋁合金包 邊材料也存在以下不足之處:鋁合金包邊材料的生產能耗高，保溫隔熱、隔音效果差，材料 密度大，顏色單一，而且在安裝時，工藝復雜。
【發明內容】
[0005] 為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種自增強異型材，該自 增強異型材具有優異的保溫隔熱性能，較低的密度和優異的外觀等優點，可作為包邊材料 代替鋁合金應用于衣柜、櫥柜、辦公桌包邊等。
[0006] 本發明的另一個目的是在于提供上述自增強異型材的制備方法。
[0007] 本發明通過下述技術方案來實現： 一種自增強異型材，包括芯層以及設置在芯層外的皮層，所述皮層為熱塑性樹脂型材， 所述芯層為增強苯乙烯基組合物材料，其重量份數如下： 增強苯乙烯基組合物材料 100份 熱塑性樹脂型材 5-100份； 其中，所述增強苯乙烯基組合物材料按重量份數計，包括如下組分： 苯乙烯基共聚物25-65份； 增強劑 30-65份。
[0008] 所述自增強異型材的按GB/T 10297標準進行測試，測試設備為湘潭湘科DRX-n導 熱系數測試儀，熱導率為0.20-0.30W/mK。
[0009] 所述自增強異型材按ISO 2813標準進行測試，測試設備為威福光電的WG60G，角度 按60°進行測試的光澤度大于90° 所述熱塑性樹脂型材為聚氯乙烯PVC型材、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物ASA型材、 丙稀腈-三元乙丙橡膠-苯乙稀共聚物AES型材、丙稀腈-丁二稀-苯乙稀共聚物ABS型材、苯 乙烯-丙烯腈共聚物AS型材或丙烯腈-硅丙橡膠-苯乙烯共聚物SAS。
[0010]所述苯乙烯基共聚物樹脂在220°C，10kg載荷條件下的熔體流動速率為1 g/ 10min_80g/10min，為更易擠出成型，優選5 g/10min-20g/10min，更優選為 10 g/10min-15 g/10min〇
[0011]所述苯乙烯基共聚物選自苯乙烯-丙烯腈共聚物AS、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚 物ABS、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物MABS、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共 聚物ASA、丙稀腈-三元乙丙橡膠-苯乙稀共聚物AES、丙稀腈-娃丙橡膠-苯乙稀共聚物SAS、 甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物MS中的一種或幾種。
[0012]所述增強劑選自玻璃纖維、碳纖維，玄武巖纖維、滑石粉、硅灰石、晶須、玻璃微珠 中的一種或幾種，優選玻璃纖維，所述玻璃纖維的直徑為6_20μπι。
[0013]本發明所述增強苯乙烯基組合物材料，按重量份數計，還包括相容劑0.5-10份、偶 聯劑0.1-5.0份、加工助劑0.1-5.0份。
[0014]所述相容劑選自苯乙烯-丁二烯-丙烯腈-馬來酸酐共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯 腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-馬來酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基 丙烯酸縮水甘油酯共聚物、丙烯酸酯樹脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物樹脂、苯乙烯-馬 來酸酐共聚物中的一種或幾種； 所述偶聯劑選自硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、鋯酸酯偶聯劑中的一種或 幾種； 所述加工助劑包括潤滑劑或抗氧劑中的一種或幾種。
[0015] 所述潤滑劑選自脂肪酸鹽、脂肪酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、固體石蠟、液體石蠟、 硬脂酸鹽、硅酮、Ν，Ν'_乙撐雙硬脂酸酰胺中的一種或幾種。
[0016] 所述抗氧劑為四[β-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季茂四醇脂和三[2, 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯的混合物。
[0017] 本發明所述的自增強異型材的制備方法，包括以下步驟： (1) 增強苯乙烯基組合物材料的制備:除增強劑外，按配比將增強苯乙烯基組合物的各 原料加入高混機中混合均勻；將上述混合物料送入雙螺桿擠出機中，其中增強劑通過第一 排氣孔或側喂系統加入，熔融擠出造粒，即得增強增強苯乙烯基組合物材料； (2) 共擠成型:采用主機與該主機垂直設計的輔機進行共擠制備，主機用于擠出增強苯 乙烯基組合物材料，輔機用于擠出熱塑性樹脂型材，主機、輔機同時擠出，成型后冷卻定型 得到自增強異型材。
[0018] 步驟（1)中，所述混合溫度為20-50°C，轉速為100-800轉/分鐘，混合時間為2-5分 鐘;所述雙螺桿擠出機各段溫度為200-240°C，雙螺桿擠出機的長徑比為36-48,螺桿轉速為 300-500轉/分鐘。
[0019]步驟（2)中，所述主機為單螺桿擠出機，單螺桿擠出機各段溫度為160-215Γ;所 述輔機為雙螺桿擠出機，雙螺桿擠出機各段溫度為150-200°C。
[0020]優選的，所述主機為單螺桿擠出機，機頭溫度為175-195Γ，機身一區溫度為160-165°C，機身二區溫度為160-175°C，機身三區溫度為175-185°C，機身四區溫度為175-185 °C，螺桿轉速為18-22rpm。所述輔機為雙螺桿擠出機，機頭溫度為175-195 °C，機身一區溫度 為155-165Γ，機身二區溫度為165-175Γ，機身三區溫度為175-185Γ，機身四區溫度為 175-185°C，螺桿轉速為 18-22rpm; 本發明還提供了上述自增強異型材在辦公桌包邊、衣柜包邊或櫥柜包邊中的應用。 [0021]相對于現有技術，本發明具有如下優點： 本發明利用熱塑性樹脂型材和增強苯乙烯基組合物材料共擠制備的自增強異型材來 代替鋁合金包邊材料，其中皮層為熱塑性樹脂型材，其提供優異的外觀效果，芯層為高剛性 增強苯乙烯基組合物材料，其提供包邊材料所需要的強度，剛性等使用性能。本發明的自增 強異型材具有優異的保溫隔熱性能，較低的密度和優異的外觀，且共擠工藝簡單，可應用于 衣柜包邊、辦公桌包邊、櫥柜包邊材料，具有較好的應用前景。
【具體實施方式】
[0022]為更好地理解本發明，下面通過實施例對本發明作進一步的說明，需要說明的是 實施例并不構成對本發明保護范圍的限制。
[0023]所用原材料如下： PVC型材，PVC-EX23，金發科技自制； ASA型材，ASA PW-997,中國臺灣奇美； AS型材，SAN PN-137H，中國臺灣奇美； ABS型材，ABS AG10NP，臺化； AES型材，AES HW500E，韓國錦湖； SAS型材，DIALAC E259B，日本UMG; AS苯乙烯-丙烯腈樹脂，SAN PN-137H，中國臺灣奇美，熔體流動速率12 g/10min; AS苯乙烯-丙烯腈樹脂，SAN NF-5臺化定制;熔體流動速率5 g/10min; AS苯乙烯-丙烯腈樹脂，SAN NF2200，臺化，熔體流動速率35g/10min; ABS樹脂，ABS AG10NP，臺化;熔體流動速率6 g/10min; ASA苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物，ASA PW-997，中國臺灣奇美;熔體流動速率5g/ lOmin； 玻璃纖維，ECS13-4.5-534A，桐鄉巨石，直徑為6~20μπι。
[0024] 馬來酸酐苯乙烯共聚物，SMA-700,上海華雯公司； 偶聯劑，ΚΗ560,沸點化工； 潤滑劑，Ν，Ν 亞乙基雙硬脂酰胺，上海寧成； 抗氧劑，168和1010,瑞士汽巴精化公司。
[0025]增強苯乙烯基組合物材料的制備： 除增強劑外，按表1配比將增強苯乙烯基組合物的各原料加入高混機中混合均勻;將上 述混合物料送入雙螺桿擠出機中，其中增強劑通過第一排氣孔或側喂系統加入，熔融擠出 造粒，即得增強苯乙烯基組合物材料。其中，所述混合溫度為20-50 °C，轉速為100-800轉/分 鐘，混合時間為2-5分鐘;所述雙螺桿擠出機各段溫度為200-240°C，雙螺桿擠出機的長徑比 為36-48，螺桿轉速為300-500轉/分鐘。
[0026]將得到的增強苯乙烯基組合物材料在90 °C的鼓風烘箱中干燥4小時后，用寧波海 天注射成型機BS650-m制樣，注塑溫度設定為230-240-240-250 °C，所得增強苯乙烯基組合 物材料的物性測試結果性能見表1。
[0027] 拉伸強度按ISO 527標準進行測試，試樣為I型試樣，測試設備為德國Zwick公司的 拉伸試驗機Z020。
[0028] 彎曲模量按ISO 178標準進行測試，試樣尺寸為4mm X 10mm X 80mm，測試設備為德 國Zwick Roell公司的彎曲試驗機Z005。
[0029] IZ0D缺口沖擊強度按照ISO 180標準進行測試，試樣尺寸為4mmX10mmX80mm，缺 口深度為2mm。測試設備為德國Zwick Roell公司的沖擊試驗機HIT5.5P。
[0030] 密度按ISO 1183標準進行測試，測試設備為日本ALFA MIRAGE的數顯液體密度計 MD-300S。
[0031]光澤度按ISO 2813標準進行測試，測試設備為威福光電的WG60G，角度按60°進行 測試。
[0032]熱導率按GB/T 10297標準進行測試，測試設備為湘潭湘科DRX-Π 導熱系數測試 儀。
[0033]表1增強苯乙烯基組合物各組分配比（重量份)及物性
從表1可以看出，本發明的增強苯乙烯基組合物材料作為芯層，具有優異的強度、剛性 等力學性能，且密度較低，只有鋁合金材料的一半左右。
[0034] 自增強異型材的制備： 采用主機與該主機垂直設計的輔機進行共擠制備，按表2配比，主機用于擠出增強苯乙 烯基組合物材料，輔機用于擠出熱塑性樹脂型材，主機、輔機同時擠出，成型后冷卻定型得 到自增強異型材； 其中，所述主機為單螺桿擠出機，機頭溫度為175-195Γ，機身一區溫度為160-165Γ， 機身二區溫度為160-175Γ，機身三區溫度為175-185Γ，機身四區溫度為175-185Γ，螺桿 轉速為18-22rpm;所述輔機為為雙螺桿擠出機，機頭溫度為175-195Γ，機身一區溫度為 155-165°C，機身二區溫度為165-175°C，機身三區溫度為175-185°C，機身四區溫度為175-185°C，螺桿轉速為18-22rpm。
[0035] 表2自增強異型材的各組分配比及性能結果(重量份）
由表2可以看出，本發明利用熱塑性樹脂型材作為皮層，其光澤度達到90°以上，較鋁合 金的光澤度(70°左右)有明顯提高，可提供優異的外觀效果，高剛性增強苯乙烯基組合物材 料作為芯層，其可提供包邊材料所需要的強度，剛性等使用性能，此外二者共擠制備得到的 自增強異型材的導熱率為0.20-0.30 W/mK，顯著低于鋁合金的熱導率(200 W/mK左右），因 此，本發明的自增強型材具有更低的熱導率，在保溫隔熱，外觀效果方面更加具有優勢。本 發明制備的異型材可代替鋁合金包邊材料，在辦公桌、櫥柜、衣柜包邊等具有較好的應用前 景。
【主權項】
1. 一種自增強異型材，其特征在于，包括芯層以及設置在芯層外的皮層，所述皮層為熱 塑性樹脂型材，所述芯層為增強苯乙烯基組合物材料，其重量份數如下： 增強苯乙烯基組合物材料 100份 熱塑性樹脂型材 5-100份； 其中，所述增強苯乙烯基組合物材料按重量份數計，包括如下組分： 苯乙烯基共聚物25-65份； 增強劑 30-65份。2. 根據權利要求1所述的自增強異型材，其特征在于，所述自增強異型材按GB/T 10297 標準進行測試，測試設備為湘潭湘科DRX- Π 導熱系數測試儀，熱導率為0.20-0.30W/mK。3. 根據權利要求1所述的自增強異型材，其特征在于，所述自增強異型材按ISO 2813標 準進行測試，測試設備為威福光電的WG60G，角度按60°進行測試的光澤度大于90°。4. 根據權利要求1所述的自增強異型材，其特征在于，所述熱塑性樹脂型材為聚氯乙烯 PVC型材、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物ASA型材、丙烯腈-三元乙丙橡膠-苯乙烯共聚物 AES型材、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS型材、苯乙烯-丙烯腈共聚物AS型材或丙烯腈-硅丙橡膠-苯乙烯共聚物SAS型材。5. 根據權利要求1所述的自增強異型材，其特征在于，所述苯乙烯基共聚物在220°C， 10kg載荷條件下的恪體流動速率為1 g/10min-80g/10min，優選為5 g/10min-20g/10min， 更優選為 10 g/l〇min-15 g/10min。6. 根據權利要求5所述的自增強異型材，其特征在于，所述苯乙烯基共聚物選自苯乙 烯-丙烯腈共聚物AS、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物MABS、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物ASA、丙烯腈-三元乙丙橡膠-苯乙烯共 聚物AES、丙烯腈-硅丙橡膠-苯乙烯共聚物SAS、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物MS中的一種 或幾種。7. 根據權利要求1所述的自增強異型材，其特征在于，所述增強劑選自玻璃纖維、碳纖 維、玄武巖纖維、滑石粉、硅灰石、晶須、玻璃微珠中的一種或幾種，優選玻璃纖維。8. 根據權利要求7所述的自增強異型材，其特征在于，所述玻璃纖維的直徑為6-20μπι。9. 根據權利要求1所述的自增強異型材，其特征在于，按重量份數計，所述增強苯乙烯 基組合物材料還包括相容劑0.5-10份、偶聯劑0.1-5.0份、加工助劑0.1-5.0份。10. 根據權利要求9所述的自增強異型材，其特征在于，所述相容劑選自苯乙烯-丁二 烯-丙烯腈-馬來酸酐共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、苯乙 烯-丙烯腈-馬來酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、丙烯酸酯樹 月旨、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物中的一種或幾種;所述偶聯劑 選自硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、鋯酸酯偶聯劑中的一種或幾種;所述加工 助劑包括潤滑劑或抗氧劑中的一種或幾種。11. 根據權利要求1-10任一項所述的自增強異型材的制備方法，其特征在于，包括以下 步驟： (1)增強苯乙烯基組合物材料的制備：除增強劑外，按配比將增強苯乙烯基組合物材料 的各原料加入高混機中混合均勻；將上述混合物料送入雙螺桿擠出機中，其中增強劑通過 第一排氣孔或側喂系統加入，熔融擠出造粒，即得增強苯乙烯基組合物材料； (2)共擠成型：采用主機與該主機垂直設計的輔機進行共擠制備，主機用于擠出增強苯 乙烯基組合物材料，輔機用于擠出熱塑性樹脂型材，主機、輔機同時擠出，成型后冷卻定型 得到自增強異型材。12. 根據權利要求11所述的增強異型材的制備方法，其特征在于，步驟（1)中，所述混 合溫度為20-50 °C，轉速為100-800轉/分鐘，混合時間為2-5分鐘;所述雙螺桿擠出機各段溫 度為200-240 °C，雙螺桿擠出機的長徑比為36-48,螺桿轉速為300-500轉/分鐘。13. 根據權利要求11所述的自增強異型材的制備方法，其特征在于，步驟（2)中，所述 主機為單螺桿擠出機，單螺桿擠出機各段溫度為160-215Γ，所述輔機為雙螺桿擠出機，雙 螺桿擠出機各段溫度為150-200°C;優選的，所述主機為單螺桿擠出機，機頭溫度為175-195 °C，機身一區溫度為160-165°C，機身二區溫度為160-175°C，機身三區溫度為175-185°C，機 身四區溫度為175-185Γ，螺桿轉速為18-22rpm;所述輔機為雙螺桿擠出機，機頭溫度為 175-195Γ，機身一區溫度為155-165°C，機身二區溫度為165-175°C，機身三區溫度為175-185°C，機身四區溫度為175-185°C，螺桿轉速為18-22rpm。14. 權利要求1-10任一項所述的自增強異型材在辦公桌包邊、衣柜包邊或櫥柜包邊中 的應用。
【文檔編號】B32B27/30GK105968605SQ201610435741
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月17日
【發明人】魏金剛, 陳平緒, 葉南飚, 肖鵬, 李玉虎, 官煥祥, 何超雄, 劉建中, 劉波
【申請人】金發科技股份有限公司, 廣東金發科技有限公司, 天津金發新材料有限公司, 四川金發科技發展有限公司