复合合金板材及其制备方法
【专利摘要】本发明提出了复合合金板材及其制备方法，该复合合金板材包括：底层、基层和表面层，基层形成于底层和表面层之间；底层由PE/PS合金材料形成，基层由HIPS、色母和回料形成，表面层由高光HIPS形成。该复合合金板材能够适用于新型多元发泡体系。
【专利说明】复合合金板材及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合材料领域，具体而言，本发明涉及复合合金板材及其制备方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中的冰箱/冷柜用高光或亚光HIPS复合板材，底层是普通挤出级冰箱专用HIPS，即普通聚苯乙烯，价格较低。这种板材存在以下不良:只能用于环戊烷发泡体系，不能用于新型多元发泡体系。随着对能耗要求的提高和生产成本的降低，多元混合发泡技术应用在冰箱/冷柜领域逐渐推广。在多元发泡体系中HIPS复合板材出现较大程度的暗裂、龟裂和开裂等不良现象。
[0003]因此，关于制冷设备用复合板材还有待进一步改进，以便能够适用于新型多元发泡体系。
【发明内容】
[0004]本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种复合合金板材及其制备方法，该复合合金板材能够很好的适应于当前逐渐推广的新型多元发泡技术，由此显著降低制冷设备生产成本和能耗。
[0005]在本发明的一个方面，本发明提出了一种复合合金板材，根据本发明的实施例，所述复合合金板材包括:底层、基层和表面层，所述基层形成于所述底层和所述表面层之间；所述底层由PE/PS合金材料形成，所述基层由HIPS、色母和回料形成，所述表面层由高光HIPS形成。由此可以进一步增强板材的抗单一发泡剂和多元混合发泡剂腐蚀，以便进一步提高复合合金板材的综合性能。
[0006]另外，根据本发明上述实施例的复合合金板材还可以具有如下附加的技术特征:
[0007]根据本发明的实施例，所述底层的厚度为所述复合合金板材总厚度的5?30%，所述基层的厚度为所述复合合金板材总厚度的55?87%，所述表面层的厚度为所述复合合金板材总厚度3?15%。根据本发明的实施例，所述底层的厚度为0.15?0.40毫米，所述基层的厚度为1.5?3.46毫米，所述表面层的厚度为0.14?0.15毫米。以便进一步提高复合合金板材的综合性能。
[0008]根据本发明的实施例，形成所述基层的所述HIPS为道达尔HIPS-8265、雪佛龙HIPS-D6007、斯泰隆 HIPS-1175、扬巴 HIPS-2710,韩巴 HIPS-2710,台化 HIPS-825S、锦湖HIPS-425EP中的至少一种，所述色母为普通色母、增韧功能色母中的至少一种，所述回料为破碎料或造粒料中的至少一种。由此可以进一步提高复合合金板材的抗冲击能力和着色能力，以便进一步提高复合合金板材的综合性能。
[0009]根据本发明的实施例，形成所述基层的所述回料占基层总重量的至少50%。由此进一步提高原材料利用率，以便进一步降低复合合金板材的生产成本。
[0010]在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备上述复合合金板材的方法，根据本发明的实施例，将HIPS、色母与回料混合均匀；将HIPS、色母与回料的混合物、PE/PS合金粒子与高光HIPS按照预定比例进行挤出处理，以便得到半成品合金板材；将所述半成品合金板材进行牵引成型和切割，以便获得所述复合合金板材。由此合成的三层复合合金板材能够很好适应当前新型多元发泡技术，以便进一步降低制冷设备的生产成本和能耗。
[0011]另外，根据本发明上述实施例的制备复合合金板材的方法还可以具有如下附加的技术特征:
[0012]根据本发明的实施例，所述预定比例为:5?30重量份的PE/PS合金粒子；55?87重量份的HIPS、色母和回料；以及3?15重量份的HIPS。由此可以进一步增强板材的抗单一发泡剂和多元混合发泡剂腐蚀，以便进一步提高复合合金板材的综合性能。
[0013]根据本发明的实施例，所述挤出处理是通过采用挤出机而完成的，所述挤出机的机头温度为190?240摄氏度。
[0014]在本发明的第三个方面，本发明提出了一种制冷设备，根据本发明的实施例，包括门胆和箱胆，所述门胆和箱胆的至少一个是上述的复合合金板材形成。由此采用该复合合金板材，以便进一步降低制冷设备生产成本和能耗。
[0015]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0017]图1是根据本发明一个实施例的复合合金板材的结构示意图。
[0018]图2是根据本发明一个实施例的制备复合合金板材方法的流程图。
[0019]图3是根据本发明一个实施例的采用复合合金板材制备的制冷设备门胆的结构示意图。
[0020]图4是根据本发明一个实施例的采用复合合金板材制备的制冷设备箱胆的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0022]在本发明的一个方面，本发明提出了一种复合合金板材，下面参考图1对本发明的复合合金板材进行详细描述。
[0023]根据本发明的一个实施例，该复合合金板材包括:底层10、基层20和表面层30。基层20形成于底层10和表面层30之间，根据本发明的具体实施例，底层10由PE/PS合金材料形成，基层20由HIPS、色母和回料形成，表面层30由高光HIPS形成。由此本发明的复合合金板材具有三层复合结构，且底层10采用PE/PS合金，使得该复合合金板材具有较好的抗单一发泡剂(如环戊烷、141b、FEA-1100)以及多元混合发泡剂(如HC/HFC混合发泡、HC/HFC/FC混合发泡、HC/HFC/LBA混合发泡剂)腐蚀的能力。同时基层20的拉伸强度≥16MPa，断裂伸长率3 40%，缺口冲击强度3 8KJ/M2，由此该复合合金板材具有良好的抗暗裂、龟裂和开裂等不良现象。
[0024]根据本发明的具体实施例，表面层30高光HIPS类型并不受限制，根据本发明的具体示例，其表面层30采用高光泽度、综合性能较高冰箱专用HIPS，染色带一定光泽HIPS板材级冰箱专用料、带一定光泽染色改性挤出级HIPS中的至少一种。根据本发明的实施例，染色可以采用色粉造粒染色、增韧色母造粒、在线混合染色中的至少一种。根据本发明的实施例，改性主要采用增韧改性。以便提高面层耐腐蚀和抗开裂性能。
[0025]根据本发明的一个实施例，上述复合合金板材的厚度并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，其中，底层10的厚度可以为复合合金板材总厚度的5-30%，基层20的厚度可以为复合合金板材总厚度的55-87%,表面层30的厚度可以为复合合金板材总厚度3 -15%。
[0026]根据本发明的一个实施例，底层10、基层20和表面层30的具体厚度并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，底层10的厚度为0.15-0.40毫米，基层20的厚度为1.5-
3.46毫米，表面层30的厚度为0.14-0.15毫米。由此可以根据该复合合金板材的具体应用来调节每层的具体厚度，以便最大限度地提高该复合合金板材的质量，使其更加适于新型多元发泡以及提高其抗暗裂、龟裂和开裂的能力。
[0027]根据本发明的一个实施例，形成基层20的HIPS可以采用冰箱内衬专用HIPSjg据本发明的具体实施例，HIPS具体类型并不受特别限制，根据本发明具体示例，可以为道达尔 HIPS-8265、雪佛龙 HIPS-D6007、斯泰隆 HIPS-1175、扬巴 HIPS-2710、韩巴 HIPS-2710、台化HIPS-825S、锦湖HIPS-425EP中的至少一种。根据本发明的具体实施例，形成基层20的色母类型并不受特别限制，根据本发明的示例，可以为普通色母、增韧功能色母中的至少一种，根据本发明的具体实施例，形成基层20的具体类型并不受特别限制，根据本发明的具体示例，可以为破碎料或造粒料中的至少一种。由此使得复合合金板材各复合层材质间具有良好的相容性。因此，边角料及破碎回收料之间可以掺混使用，不需要分开存放，生产管理较为方便。
[0028]根据本发明的一个实施例，形成基层20的回料含量并不受特别限制，根据本发明的具体示例，可以为至少50重量％。由此回料比例越高，使得HIPS板材具有较大的成本优势。
[0029]在本发明的另一个方面，本发明提出了一种制备上述复合合金板材的方法，下面参考图2对该方法进行详细描述。
[0030]根据本发明的一个实施例，该方法包括:将HIPS、色母与回料混合均匀；将HIPS、色母与回料的混合物、PE/PS合金粒子与高光HIPS按照预定比例进行挤出处理，以便得到半成品合金板材；将半成品合金板材进行牵引成型和切割，以便获得复合合金板材。由此利用高光泽度的HIPS-1180表面层、HIPS基层加PE/PS合金底层可以制备得到本发明的三层复合合金板材，该复合合金板材具有良好的抗单一发泡剂(如环戊烷、141b、FEA-1100)、抗多元混合发泡剂(如HC/HFC混合发泡、HC/HFC/FC混合发泡、HC/HFC/LBA混合发泡剂)腐蚀性。[0031]根据本发明的再一个实施例，上述制备方法中的PE/PS合金粒子、HIPS、色母和回料、高光HIPS的配比并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，可以按照预定比例为:5?30重量份的PE/PS合金粒子；55?87重量份的HIPS、色母和回料；以及3?15重量份的高光HIPS将其进行挤出处理。根据本发明的具体实施例，可根据调制PE/PS合金粒子、HIPS、色母和回料、高光HIPS的配比制备得到具有底层、基层和表面层厚度的复合合金板材。根据本发明的具体实施例，具体可以通过调节计量泵的转速来控制PE/PS合金粒子、HIPS、色母和回料、高光HIPS的加入量。
[0032]根据本发明的具体实施例，其中原料PE/PS合金粒子在使用前需烘干处理，防止在生产过程中板材表面出现气孔、水纹等不良现象。
[0033]根据本发明的又一个实施例，上述制备复合合金板材方法中挤出处理可以采用挤出机完成，根据本发明的具体实施例，挤出机的机头温度为190?240摄氏度。由此可以进一步提高制备得到的复合合金板材的综合质量，以便进一步提高该复合合金板材的抗新型多元发泡剂的腐蚀，进而提高其抗暗裂、龟裂和开裂的能力。
[0034]根据本发明的具体实施例，图2中的挤出机可以表示为复合合金板材的成型区，温度控制在150?240摄氏度，冷却辊台式输出器的温度可以控制在60?100摄氏度，牵引辊可以起到牵引成型作用，分切机和横向切割可以根据要求切出所需规格的板材。根据本发明的具体实施例，其中的电晕处理采用的电晕参数可以为约4.0X 10_6J/cm2，增加表面的电晕强度，防止PE/PS合金层与泡料出现脱粘现象。
[0035]在本发明的又一方面，本发明提出了一种制冷设备，根据本发明的具体实施例，该制冷设备包括门胆和箱胆，其中门胆和箱胆的至少一个是由上述复合合金板材形成。由此可以进一步提高制冷设备的抗新型多元发泡体系腐蚀的能力，进而提高制冷设备抗暗裂、龟裂和开裂的能力，以便提高制冷设备的综合品质。
[0036]与已有技术相比，本发明的复合合金板材和制冷设备还具有下列优点:
[0037]1、此三层复合合金板材可以很容易对面层和底层实现功能化，如抗菌，耐特殊发泡剂等，且成本变化不大；
[0038]2、复合合金板材基层采用本色HIPS+回料+色母，由于回料比例增加或采用强度略低本色HIPS，可以显著降低材料成本；
[0039]3、复合合金板材底层米用PE/PS合金材料,合金材料可以抗多兀混合发泡剂的腐蚀，推动了混合发泡剂的推广，PU泡沫密度降低，能耗降低，给公司带来可观效益；
[0040]4、由于复合合金板材底层抗腐蚀性能增加，板材可以进行相应减薄，一般减薄
10% ?40% O
[0041]下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
[0042]实施例1
[0043]I)按照图2所示的工艺流程图制备三层共挤冰箱/冷柜内衬用复合合金门板。首先选用本色斯泰隆HIPS-1180作为表面层原料；选用扬巴HIPS-2710或斯泰龙HIPS-1173、回料以及色母进行混合作为基层原料，选用PE/PS合金作为底层原料。通过计量泵调节三相(表面层原料、基层原料以及底层原料)的加入量，采用挤出机共挤成型得到半成品合金板材。
[0044]2)各阶段温度控制:图2中所示的②是指合金板材成型区，温度控制在150?240°C，③是指挤出机模具，机头温度控制在190?240°C，④冷却辊台式输出器的温度控制在60?100°C，⑤是指牵引辊，其起到牵引成型作用，⑥、⑦是根据要求切出所需规格的板材。
[0045]3)电晕参数约 4.0 X l(T6J/cm2。
[0046]4 ) PE/PS合金料在使用前需要烘干。
[0047]利用上述方法制备得到的三层共挤冰箱/冷柜内衬用复合合金门板其总厚度为1.8_1，其中，表面层采用本色斯泰隆!11?5-1180，其厚度为0.15mm;基层采用扬巴HIPS-2710或斯泰龙HIPS-1173、回料，加色母染色，厚度1.50mm,回料比例为70重量％ ;底层采用PE/PS合金，其厚度0.15mm,如图3所示。
[0048]由本实施例方法制备得到的复合合金门板可用于环戊烷/HFC365mfc/HFC_245fa或环戊烷/HFC365mfc/HFC-134a三元混合发泡或环戊烷/HFC_245fa混合发泡门内衬。同时基层20的拉伸强度3 16MPa，断裂伸长率3 40%，缺口冲击强度3 8KJ/M2，由此该复合合金板材具有良好的抗暗裂、龟裂和开裂等不良现象。
[0049]实施例2
[0050]I)按照图2所示的工艺流程图制备三层共挤冰箱/冷柜内衬用复合合金箱板。首先选用斯泰隆本色HIPS-1180作为表面层原料；选用扬巴HIPS-2710、回料以及色母作为基层原料；选用PE/PS合金作为底层原料，通过计量泵调节三相的加入量，采用挤出机共挤成型得到半成品合金板材。
[0051]2)各阶段温度控制:图2中所示的②是指合金板材成型区，温度控制在150?240°C，③是指挤出机模具，机头.温度一般控制在190?240°C，④冷却辊台式输出器的温度控制在60?100°C，⑤是指牵引辊，其起到牵引成型作用，⑥、⑦是根据要求切出所需规格的板材。
[0052]3)电晕参数约 4.0 X l(T6J/cm2。
[0053]4 ) PE/PS合金料在使用前需要烘干。
[0054]利用上述方法制备得到的三层共挤冰箱/冷柜内衬用合金箱板，其总厚度为
4.0mm，其中，表面层采用斯泰隆本色HIPS-1180，厚度为0.14mm,基层采用扬巴HIPS-2710、回料，加色母染色，厚度3.46mm,回料含量为30重量％，底层采用PE/PS合金，厚度为
0.40mm。
[0055]由本实施例方法制备得到的复合合金箱板可用于环戊烷/HFC-134a/HFC_245fa三元混合发泡箱内衬，也可用于HCFC-141b发泡箱内衬。同时基层20的拉伸强度3 16MPa，断裂伸长率3 40%，缺口冲击强度3 8KJ/M2，由此该复合合金板材具有良好的抗暗裂、龟裂和开裂等不良现象。
[0056]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0057]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种复合合金板材，其特征在于，包括:底层、基层和表面层，所述基层形成于所述底层和所述表面层之间；所述底层由PE/PS合金材料形成，所述基层由HIPS、色母和回料形成，所述表面层由高光HIPS形成。
2.根据权利要求1所述的复合合金板材，其特征在于，所述底层的厚度为所述复合合金板材总厚度的5?30%，所述基层的厚度为所述复合合金板材总厚度的55?87%，所述表面层的厚度为所述复合合金板材总厚度3?15%。
3.根据权利要求1所述的复合合金板材，其特征在于，所述底层的厚度为0.15?0.40毫米，所述基层的厚度为1.5?3.46毫米，所述表面层的厚度为0.14?0.15毫米。
4.根据权利要求1所述的复合合金板材，其特征在于，形成所述基层的所述HIPS为道达尔 HIPS-8265、雪佛龙 HIPS-D6007、斯泰隆 HIPS-1175、扬巴 HIPS-2710、韩巴 HIPS-2710、台化HIPS-825S、锦湖HIPS-425EP中的至少一种，所述色母为普通色母、增韧功能色母中的至少一种，所述回料为破碎料或造粒料中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的复合合金板材，其特征在于，形成所述基层的所述回料占基层总重量的至少50%。
6.一种制备权利要求1-5任一项所述的复合合金板材的方法，其特征在于，将HIPS、色母与回料混合均匀；将HIPS、色母与回料的混合物、PE/PS合金粒子与高光HIPS按照预定比例进行挤出处理，以便得到半成品合金板材；将所述半成品合金板材进行牵引成型和切割，以便获得所述复合合金板材。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预定比例为:5?30重量份的PE/PS合金粒子；55?87重量份的HIPS、色母和回料；以及3?15重量份的高光HIPS。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述挤出处理是通过采用挤出机而完成的，所述挤出机的机头温度为190?240摄氏度。
9.一种制冷设备，其特征在于，包括门胆和箱胆，所述门胆和箱胆的至少一个是由权利要求1-5任一项所述的复合合金板材形成。
【文档编号】B22F7/02GK103434212SQ201310390802
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】石祥祚, 唐涛, 曹家汉, 贾丽, 任媛媛, 黄玲, 霍耀楠, 何俊 申请人:合肥美的电冰箱有限公司