一种电子电器设备外壳及共挤出工艺方法
【专利摘要】本发明公开了一种电子电器设备外壳及共挤出工艺方法，是采用塑料异型材共挤出工艺制备得到的，内层采用PC+ABS+GF复合材料，外层采用PC+ABS复合材料；所述PC+ABS+GF复合材料中包含的组分及重量份为：PC 50?60份，ABS 10?20份，GF 10?20份，相容剂5?10份，改性助剂4?8份，增韧剂10?15份，润滑剂1?3份；所述PC+ABS复合材料中包含的组分及重量份为：PC 50?60份，ABS 10?20份，相容剂5?10份，改性助剂4?8份，增韧剂10?15份，润滑剂1?3份。制备得到的电子电器设备外壳尺寸稳定、强度适中、外观良好；性能与铝型材挤出的外壳接近，但成本远低于铝型材挤出。
【专利说明】
一种电子电器设备外壳及共挤出工艺方法
技术领域
[0001] 本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种采用双材料共挤出工艺制备的电子 电器设备外壳及其共挤出工艺方法。
【背景技术】
[0002] 塑料异型材共挤出工艺是将几种不同性质的高聚物挤出到同一型材的不同部位， 从而赋予型材特殊功能要求，或是获得最佳的性价比。该工艺能够将多种塑料一起成型，形 成一个整体型材，充分发挥各种塑料的固有特性，不需要粘结或贴合，生产效率高，成本低， 可构成品种多、花样新、性能优的多种型材，以满足长期海运、热带及极寒地区等特殊场合 使用的材料。加工过程中需要多台共挤机将多种不同类型的材料在同一模具中挤出，不同 的材料其加工熔融温度和流动性都不同，会产生流动界面不稳定的问题，对挤出制品质量 有很大影响。PC+ABS+GF材料(聚碳酸酯+丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物+玻璃纤维）、PC+ABS 材料(聚碳酸酯+丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯共聚物)是两种常用的塑料材料，通常PC+ABS+GF材 料的熔融指数在12g/min(260°C@2.16kg)，挤出加工温度在260°C_290°C范围内；通常PC+ ABS材料的熔融指数在16g/min(260°C@2.16kg)，挤出加工温度在220°C_260°C范围内；因此 采用常规的共挤出工艺，两种材料无法实现双材料挤出制备合格的电子电器设备外壳。
【发明内容】
[0003] 本发明解决了采用常规的PC+ABS+GF复合材料与常规的PC+ABS复合材料，无法实 现双材料挤出制备合格的电子电器设备外壳的技术缺陷，提出了一种电子电器设备外壳及 共挤出工艺方法。
[0004] -种电子电器设备外壳，是采用塑料异型材共挤出工艺制备得到的，内层采用PC+ ABS+GF复合材料，外层采用PC+ABS复合材料;所述PC+ABS+GF复合材料中包含的组分及重量 份为:PC 50-60份，ABS 10-20份，GF 10-20份，相容剂5-10份，改性助剂4-8份，增韧剂10-15 份，润滑剂1-3份;所述PC+ABS复合材料中包含的组分及重量份为:PC50-60份，ABS 10-20 份，相容剂5-10份，改性助剂4-8份，增韧剂10-15份，润滑剂1-3份。
[0005] -种电子电器设备外壳的共挤出工艺方法，步骤为1)将内层材料粒子和外层材料 粒子同时分别由两个料斗进入各自的料筒;2)在螺杆旋转作用下，将料筒内的塑料粒子向 前输送到加料段，塑料粒子被压实;3)继续向前输送到压缩段，螺槽深度变浅，进一步压实， 加热料筒，料温升高开始熔融;4)继续向前输送到均化段，使物料均匀，定温、定量、定压，两 种材料从各自的模具中挤出熔体，到机头处熔合成型，经定型得到外壳制品。
[0006] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是:本发明首先对PC+ABS+GF复合材料 及PC+ABS复合材料进行改进，使得二者的熔融指数接近，使得二者满足采用塑料异型材共 挤出工艺制备电子电器设备外壳的要求。改进后的PC+ABS+GF复合材料模量高、线性膨胀系 数低、熔融指数高，作为内层材料能够保证外壳尺寸稳定，受温度变化影响极小。改进后的 PC+ABS复合材料作为外层材料，冲击性能好，加工性能好，与内层材料之间形成良好的界面 相容性，结合强度高。制备得到的电子电器设备外壳尺寸稳定、强度适中、外观良好;性能与 铝型材挤出的外壳接近，但成本远低于铝型材挤出。
【具体实施方式】
[0007] 下面结合【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步详细的说明。本发明所提到 的比例、"份"，如果没有特别的标记，均以重量为准。
[0008] 本实施例采用PC+ABS与PC+ABS+GF材料挤出工艺制备液晶电视机外壳。本申请首 先对PC+ABS+GF复合材料及PC+ABS复合材料进行改进，改善两种材料的熔融指数，使两种材 料的熔融指数接近;然后将PC+ABS+GF材料作为内层材料，将PC+ABS材料作为外层材料，在 双材料共挤出过程中控制每层材料的厚度、外壳弯角等工艺参数，成功实现了采用PC+ABS 与PC+ABS+GF材料挤出制备电视机外壳，具备美观、质轻、刚性足的优势。
[0009] 改进后的PC+ABS+GF复合材料中包含的组分及重量份为:PC 50-60份，ABS 10-20 份，GF 10-20份，相容剂5-10份，改性助剂4-8份，增韧剂10-15份，润滑剂卜3份。采用表面改 性的玻璃纤维材料，增强PC+ABS复合材料，所述玻璃纤维GF的粒径在6-8_之间，玻璃纤维 粒径过大，挤出时表面浮纤严重，影响外观。玻璃纤维表面改性剂为ABS低聚物和聚硅氧烷 的混合物，提高了玻璃纤维的相容性，将复合材料的线性膨胀系数降低至55wii/m°C左右。 [0010] 改进后的PC+ABS复合材料中包含的组分及重量份为:PC 50-60份，ABS 10-20份， 相容剂5-10份，改性助剂4-8份，增韧剂10-15份，润滑剂1-3份。
[0011]上述复合材料中的相容剂为马来酸MAH接枝POE、ABS的接枝物、PE接枝物、聚苯乙 烯马来酸酐接枝共聚物SMA中的两种的混合物。增韧剂为MBS(丁二烯橡胶、甲基丙烯酸甲 酯、苯乙烯的接枝共聚物）。润滑剂为硬脂酸钙、硅酮、石蜡、聚乙烯蜡或硬脂酸锌中的一种 或几种的混合物。
[0012] 本实施例中采用马来酸MAH接枝P0E，其非极性的分子主链上引入了强极性的侧 基，成为增进极性材料与非极性材料粘接性和相容性的桥梁。ABS接枝物降低了 ABS材料的 界面张力，增加了 ABS材料与其他材料的相容性，更好的改善其性能。PE接枝物是在PE分子 链上引入功能基团使其极性化，利用极性基团的极性和反应性，扩大了其使用领域。聚苯乙 烯马来酸酐接枝共聚物SMA改善PC材料的界面强度，提升材料的相容性。两种相容剂配合使 用，同时加入改性玻璃纤维材料后，使得两种材料的融指及熔融加工温度接近。
[0013] 上述改进后的PC+ABS+GF复合材料的熔融指数为15-16g/10min，改进后的PC+ABS 复合材料的熔融指数为15_16g/10min，两种材料的熔融指数非常接近，在此基础上，将两种 材料进行异型材料共挤出，将PC+ABS+GF复合材料作为内层，将PC+ABS复合材料作为外层， 控制挤出工艺，控制两层材料的厚度，制备得到尺寸稳定、强度适中、外观良好的电子电器 设备外壳材料。
[0014]所述内层PC+ABS+GF复合材料的厚度控制在2.2-3.0mm，该材料模量高，线性膨胀 系数低，作为内层材料制备外壳能够保证外壳尺寸稳定，受温度变化影响极小。
[0015]所述外层PC+ABS复合材料的冲击性能好，加工性能好，在220-260°C温度条件下， 以及内层材料与外层材料的厚度比为0.75-1:1的条件下，内层PC+ABS+GF复合材料与外层 PC+ABS复合材料之间形成良好的界面相容性，结合强度高。
[0016]本实施例将外壳弯角控制在半径R= 1.8-3.2mm，外弯角太小，外壳折弯时容易断 裂，但外弯角太大，影响美观。
[0017] 本实施例采用两种材料进行塑料异型材共挤出的工艺方法具体是：
[0018] 1)将内层材料粒子和外层材料粒子同时分别由两个料斗进入各自的料筒；
[0019] 2)在螺杆旋转作用下，通过料筒内壁和螺杆表面摩擦剪切作用，将料筒内的塑料 粒子向前输送到加料段，松散的塑料粒子在向前输送的同时被压实；
[0020] 3)继续向前输送到压缩段，螺槽深度变浅，进一步压实，在料筒外加热以及螺杆与 料筒内壁摩擦剪切的共同作用下，料温升高至220-260°C开始熔融，压缩段结束；
[0021] 4)继续向前输送到均化段，使物料均匀，定温、定量、定压，两种材料从各自的模具 中挤出熔体，到机头处熔合成型，经定型得到外壳制品。
[0022] 为了给电子电器设备外壳增加美观性，可以在外壳的外表面，即外层材料的外表 面设置PVC膜，赋予外壳色彩丰富绚丽的外观，制备工艺是在外壳挤出的同时，通过热压贴 附于外壳表面。所述PVC膜的厚度在1.0-1.5mm，在改善外壳外观的同时，保证了外壳表面的 抗划伤磨损的性能。
[0023] 实施例1-5
[0024]按照表1和表2所示的PC+ABS+GF复合材料、PC+ABS复合材料配方，将两种材料分别 加工成型，测量两种材料的性能参数，结果如表3和表4所示，可以看出经过改进的PC+ABS+ GF复合材料、PC+ABS复合材料的熔融指数非常接近，且仍然保持了优良的力学性能，适于作 为塑料异型材共挤工艺的原料。
[0025] 表1实施例1-5中PC+ABS+GF复合材料的配方组成
[0027] 表2实施例1-5中PC+ABS复合材料的配方组成
[0029]表3实施例1 -5制备的PC+ABS+GF复合材料的性能参数
[0032]表4实施例1 -5制备的PC+ABS复合材料的性能参数
[0034] 实施例6
[0035]采用实施例3中的PC+ABS+GF复合材料作为内层，实施例3中的PC+ABS复合材料作 为外层，内层厚度为2.35_，外层厚度为2.5mm，设计内弯角R = 2,外弯角R = 3折弯，经塑料 异型材共挤工艺挤出后得到液晶电视机整机外壳。
[0036] 采用该外壳装配的液晶电视，符合音视频设备行标、国标和企标要求的环境可靠 性、机械可靠性和安全可靠性的要求，性能上可完成替代铝型材挤出外壳，成本仅是铝型材 外壳的一半。
[0037] 对比例1-5
[0038] 对比例1，控制内层材料厚度在3.1mm以上，因内层壁厚过厚，挤出时受热不均匀， 内层PC+ABS+GF复合材料未完全塑化，挤出成型后材料的脆性大，折弯时易断。若升高挤出 温度，挤出成型后，外层PC+ABS复合材料在冷却时因温度变化太大，表面产生收缩桔皮，导 致PVC膜层的附着强度差。
[0039] 对比例2,控制内层材料厚度在2.1mm以下，内层材料厚度薄、强度弱，通过在内层 冲孔来实现整机固定时，在整机机械可靠性试验中，出现内层断裂的几率较大。
[0040] 对比例3,内层PC+ABS+GF与外层PC+ABS的厚度比在1:1及以上时，因PC+ABS+GF熔 融温度260°C~290°C高于PC+ABS220°C~260°C，若内层厚度等于或大于外层，势必引起内 层未完全塑化，而外层变脆或者外层材料冷却收缩大，桔皮现象严重。
[0041 ] 对比例4，内层PC+ABS+GF与外层PC+ABS的厚度比在0.7:1及以下时，因内外层的接 触面大小取决于内层的厚度，内层厚度越大，接触面积越大，反之，接触面积越小。接触面积 直接影响着接触强度，接触面积越小，强度越低，外壳在整机装配，或整机试验时开裂，外壳 失效。
[0042]对比例5，若外壳弯角R〈1.8，因折弯角太小，折弯时，内层PC+ABS+GF因刚性较强， 易折断。若外壳弯角R>3.2,整机外观欠佳。
[0043]以上实施例仅是本发明若干种优选实施方式中的几种，应当指出，本发明不限于 上述实施例;对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述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;而这些修改或替换，并不使相应技术方 案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
【主权项】
1. 一种电子电器设备外壳，是采用塑料异型材共挤出工艺制备得到的，其特征在于，内 层采用PC+ABS+GF复合材料，外层采用PC+ABS复合材料;所述PC+ABS+GF复合材料中包含的 组分及重量份为:PC 50-60份，ABS 10-20份，GF 10-20份，相容剂5-10份，改性助剂4-8份， 增韧剂10-15份，润滑剂1-3份;所述PC+ABS复合材料中包含的组分及重量份为:PC 50-60 份，ABS 10-20份，相容剂5-10份，改性助剂4-8份，增韧剂10-15份，润滑剂1-3份。2. 根据权利要求1所述的一种电子电器设备外壳，其特征在于，所述相容剂为马来酸 ΜΑΗ接枝POE、ABS的接枝物、PE接枝物、聚苯乙烯马来酸酐接枝共聚物SMA中的两种的混合 物。3. 根据权利要求1所述的一种电子电器设备外壳，其特征在于，所述玻璃纤维GF的粒径 为 6-8μηι。4. 根据权利要求3所述的一种电子电器设备外壳，其特征在于，所述玻璃纤维表面改性 剂为ABS低聚物和聚硅氧烷的混合物。5. 根据权利要求1所述的一种电子电器设备外壳，其特征在于，所述外壳材料外层表面 设置PVC膜，所述PVC膜的厚度为1.0-1.5mm。6. 根据权利要求1-5任一项所述的一种电子电器设备外壳，其特征在于，所述内层材料 的厚度为2.2-3.0mm。7. 根据权利要求6所述的一种电子电器设备外壳，其特征在于，所述内层材料与外层材 料的厚度比为0.75-1:1。8. 根据权利要求6所述的一种电子电器设备外壳，其特征在于，所述外壳在有弯角设计 时，弯角的半径控制在R=1.8-3.2mm。9. 一种电子电器设备外壳的共挤出工艺方法，其特征在于， 1) 将内层材料粒子和外层材料粒子同时分别由两个料斗进入各自的料筒； 2) 在螺杆旋转作用下，将料筒内的塑料粒子向前输送到加料段，塑料粒子被压实； 3) 继续向前输送到压缩段，螺槽深度变浅，进一步压实，加热料筒，料温升高开始熔融； 4) 继续向前输送到均化段，使物料均匀，定温、定量、定压，两种材料从各自的模具中挤 出熔体，到机头处熔合成型，经定型得到外壳制品。10. 根据权利要求9所述的一种电子电器设备外壳的共挤出工艺方法，其特征在于，所 述步骤3)中料温升高至220-260°C。
【文档编号】C08K9/08GK105820539SQ201610356359
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】孙言丽
【申请人】青岛海信电器股份有限公司