一种自增强异型材及其制备方法和应用
【专利摘要】本发明公开了一种自增强异型材及其制备方法和应用，包括芯层以及设置在芯层外的皮层，皮层为热塑性树脂型材，芯层为增强苯乙烯基组合物材料，其重量份数为：增强苯乙烯基组合物材料100份，热塑性树脂型材5?100份；所述增强苯乙烯基组合物材料包括组分：苯乙烯基共聚物25?65份；增强剂30?65份。其制备方法是先制备增强苯乙烯基组合物材料，然后采用主机与该主机垂直设计的辅机进行共挤，主机用于挤出增强苯乙烯基组合物材料，辅机用于挤出热塑性树脂型材，主机、辅机同时挤出，成型后冷却定型得到自增强异型材。本发明的自增强异型材具有优异的保温隔热性能，较低的密度和优异的外观，且共挤工艺简单，可应用于衣柜包边、办公桌包边，厨柜包边材料，具有较好的应用前景。
【专利说明】一种自増强异型材及其制备方法和应用
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及塑料型材技术领域，具体涉及一种自增强异型材及其制备方法和应 用。
【背景技术】
[0003] 衣柜，橱柜，办公桌的主体板材使用三聚氰胺板，密度板或刨花板，但由于不同型 号产品的尺寸不一样，在制作过程中都需要按照不同尺寸把主体板材锯开，那么锯开的部 分就是裸露的板芯，严重影响产品的外观，所以就需要包边材料把裸露的板芯部分包住，包 边的好坏也是衡量衣柜质量的一个重要标准。另外，包边材料还对柜体的变形起着重要的 作用，所以衣柜的包边材料还需要一定的强度，刚性等要求。
[0004] 目前，主要是采用铝合金包边条应用在衣柜，橱柜，办公桌等方面。与钢材相比，铝 合金具有材料轻，强度高，密闭性能好，耐腐蚀效果好，安装时变形小等优点，但是铝合金包 边材料也存在以下不足之处:铝合金包边材料的生产能耗高，保温隔热、隔音效果差，材料 密度大，颜色单一，而且在安装时，工艺复杂。
【发明内容】
[0005] 为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自增强异型材，该自 增强异型材具有优异的保温隔热性能，较低的密度和优异的外观等优点，可作为包边材料 代替铝合金应用于衣柜、橱柜、办公桌包边等。
[0006] 本发明的另一个目的是在于提供上述自增强异型材的制备方法。
[0007] 本发明通过下述技术方案来实现： 一种自增强异型材，包括芯层以及设置在芯层外的皮层，所述皮层为热塑性树脂型材， 所述芯层为增强苯乙烯基组合物材料，其重量份数如下： 增强苯乙烯基组合物材料 100份 热塑性树脂型材 5-100份； 其中，所述增强苯乙烯基组合物材料按重量份数计，包括如下组分： 苯乙烯基共聚物25-65份； 增强剂 30-65份。
[0008] 所述自增强异型材的按GB/T 10297标准进行测试，测试设备为湘潭湘科DRX-n导 热系数测试仪，热导率为0.20-0.30W/mK。
[0009] 所述自增强异型材按ISO 2813标准进行测试，测试设备为威福光电的WG60G，角度 按60°进行测试的光泽度大于90° 所述热塑性树脂型材为聚氯乙烯PVC型材、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物ASA型材、 丙稀腈-三元乙丙橡胶-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-硅丙橡胶-苯乙烯共聚物SAS。
[0010]所述苯乙烯基共聚物树脂在220°C，10kg载荷条件下的熔体流动速率为1 g/ 10min_80g/10min，为更易挤出成型，优选5 g/10min-20g/10min，更优选为 10 g/10min-15 g/10min〇
[0011]所述苯乙烯基共聚物选自苯乙烯-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-三元乙丙橡胶-苯乙稀共聚物AES、丙稀腈-娃丙橡胶-苯乙稀共聚物SAS、 甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物MS中的一种或几种。
[0012]所述增强剂选自玻璃纤维、碳纤维，玄武岩纤维、滑石粉、硅灰石、晶须、玻璃微珠 中的一种或几种，优选玻璃纤维，所述玻璃纤维的直径为6_20μπι。
[0013]本发明所述增强苯乙烯基组合物材料，按重量份数计，还包括相容剂0.5-10份、偶 联剂0.1-5.0份、加工助剂0.1-5.0份。
[0014]所述相容剂选自苯乙烯-丁二烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯 腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基 丙烯酸缩水甘油酯共聚物、丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物树脂、苯乙烯-马 来酸酐共聚物中的一种或几种； 所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂中的一种或 几种； 所述加工助剂包括润滑剂或抗氧剂中的一种或几种。
[0015] 所述润滑剂选自脂肪酸盐、脂肪酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、固体石蜡、液体石蜡、 硬脂酸盐、硅酮、Ν，Ν'_乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种。
[0016] 所述抗氧剂为四[β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季茂四醇脂和三[2, 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的混合物。
[0017] 本发明所述的自增强异型材的制备方法，包括以下步骤： (1) 增强苯乙烯基组合物材料的制备:除增强剂外，按配比将增强苯乙烯基组合物的各 原料加入高混机中混合均匀；将上述混合物料送入双螺杆挤出机中，其中增强剂通过第一 排气孔或侧喂系统加入，熔融挤出造粒，即得增强增强苯乙烯基组合物材料； (2) 共挤成型:采用主机与该主机垂直设计的辅机进行共挤制备，主机用于挤出增强苯 乙烯基组合物材料，辅机用于挤出热塑性树脂型材，主机、辅机同时挤出，成型后冷却定型 得到自增强异型材。
[0018] 步骤（1)中，所述混合温度为20-50°C，转速为100-800转/分钟，混合时间为2-5分 钟;所述双螺杆挤出机各段温度为200-240°C，双螺杆挤出机的长径比为36-48,螺杆转速为 300-500转/分钟。
[0019]步骤（2)中，所述主机为单螺杆挤出机，单螺杆挤出机各段温度为160-215Γ;所 述辅机为双螺杆挤出机，双螺杆挤出机各段温度为150-200°C。
[0020]优选的，所述主机为单螺杆挤出机，机头温度为175-195Γ，机身一区温度为160-165°C，机身二区温度为160-175°C，机身三区温度为175-185°C，机身四区温度为175-185 °C，螺杆转速为18-22rpm。所述辅机为双螺杆挤出机，机头温度为175-195 °C，机身一区温度 为155-165Γ，机身二区温度为165-175Γ，机身三区温度为175-185Γ，机身四区温度为 175-185°C，螺杆转速为 18-22rpm; 本发明还提供了上述自增强异型材在办公桌包边、衣柜包边或橱柜包边中的应用。 [0021]相对于现有技术，本发明具有如下优点： 本发明利用热塑性树脂型材和增强苯乙烯基组合物材料共挤制备的自增强异型材来 代替铝合金包边材料，其中皮层为热塑性树脂型材，其提供优异的外观效果，芯层为高刚性 增强苯乙烯基组合物材料，其提供包边材料所需要的强度，刚性等使用性能。本发明的自增 强异型材具有优异的保温隔热性能，较低的密度和优异的外观，且共挤工艺简单，可应用于 衣柜包边、办公桌包边、橱柜包边材料，具有较好的应用前景。
【具体实施方式】
[0022]为更好地理解本发明，下面通过实施例对本发明作进一步的说明，需要说明的是 实施例并不构成对本发明保护范围的限制。
[0023]所用原材料如下： PVC型材，PVC-EX23，金发科技自制； ASA型材，ASA PW-997,中国台湾奇美； AS型材，SAN PN-137H，中国台湾奇美； ABS型材，ABS AG10NP，台化； AES型材，AES HW500E，韩国锦湖； SAS型材，DIALAC E259B，日本UMG; AS苯乙烯-丙烯腈树脂，SAN PN-137H，中国台湾奇美，熔体流动速率12 g/10min; AS苯乙烯-丙烯腈树脂，SAN NF-5台化定制;熔体流动速率5 g/10min; AS苯乙烯-丙烯腈树脂，SAN NF2200，台化，熔体流动速率35g/10min; ABS树脂，ABS AG10NP，台化;熔体流动速率6 g/10min; ASA苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯共聚物，ASA PW-997，中国台湾奇美;熔体流动速率5g/ lOmin； 玻璃纤维，ECS13-4.5-534A，桐乡巨石，直径为6~20μπι。
[0024] 马来酸酐苯乙烯共聚物，SMA-700,上海华雯公司； 偶联剂，ΚΗ560,沸点化工； 润滑剂，Ν，Ν 亚乙基双硬脂酰胺，上海宁成； 抗氧剂，168和1010,瑞士汽巴精化公司。
[0025]增强苯乙烯基组合物材料的制备： 除增强剂外，按表1配比将增强苯乙烯基组合物的各原料加入高混机中混合均匀;将上 述混合物料送入双螺杆挤出机中，其中增强剂通过第一排气孔或侧喂系统加入，熔融挤出 造粒，即得增强苯乙烯基组合物材料。其中，所述混合温度为20-50 °C，转速为100-800转/分 钟，混合时间为2-5分钟;所述双螺杆挤出机各段温度为200-240°C，双螺杆挤出机的长径比 为36-48，螺杆转速为300-500转/分钟。
[0026]将得到的增强苯乙烯基组合物材料在90 °C的鼓风烘箱中干燥4小时后，用宁波海 天注射成型机BS650-m制样，注塑温度设定为230-240-240-250 °C，所得增强苯乙烯基组合 物材料的物性测试结果性能见表1。
[0027] 拉伸强度按ISO 527标准进行测试，试样为I型试样，测试设备为德国Zwick公司的 拉伸试验机Z020。
[0028] 弯曲模量按ISO 178标准进行测试，试样尺寸为4mm X 10mm X 80mm，测试设备为德 国Zwick Roell公司的弯曲试验机Z005。
[0029] IZ0D缺口冲击强度按照ISO 180标准进行测试，试样尺寸为4mmX10mmX80mm，缺 口深度为2mm。测试设备为德国Zwick Roell公司的冲击试验机HIT5.5P。
[0030] 密度按ISO 1183标准进行测试，测试设备为日本ALFA MIRAGE的数显液体密度计 MD-300S。
[0031]光泽度按ISO 2813标准进行测试，测试设备为威福光电的WG60G，角度按60°进行 测试。
[0032]热导率按GB/T 10297标准进行测试，测试设备为湘潭湘科DRX-Π 导热系数测试 仪。
[0033]表1增强苯乙烯基组合物各组分配比（重量份)及物性
从表1可以看出，本发明的增强苯乙烯基组合物材料作为芯层，具有优异的强度、刚性 等力学性能，且密度较低，只有铝合金材料的一半左右。
[0034] 自增强异型材的制备： 采用主机与该主机垂直设计的辅机进行共挤制备，按表2配比，主机用于挤出增强苯乙 烯基组合物材料，辅机用于挤出热塑性树脂型材，主机、辅机同时挤出，成型后冷却定型得 到自增强异型材； 其中，所述主机为单螺杆挤出机，机头温度为175-195Γ，机身一区温度为160-165Γ， 机身二区温度为160-175Γ，机身三区温度为175-185Γ，机身四区温度为175-185Γ，螺杆 转速为18-22rpm;所述辅机为为双螺杆挤出机，机头温度为175-195Γ，机身一区温度为 155-165°C，机身二区温度为165-175°C，机身三区温度为175-185°C，机身四区温度为175-185°C，螺杆转速为18-22rpm。
[0035] 表2自增强异型材的各组分配比及性能结果(重量份）
由表2可以看出，本发明利用热塑性树脂型材作为皮层，其光泽度达到90°以上，较铝合 金的光泽度(70°左右)有明显提高，可提供优异的外观效果，高刚性增强苯乙烯基组合物材 料作为芯层，其可提供包边材料所需要的强度，刚性等使用性能，此外二者共挤制备得到的 自增强异型材的导热率为0.20-0.30 W/mK，显著低于铝合金的热导率(200 W/mK左右），因 此，本发明的自增强型材具有更低的热导率，在保温隔热，外观效果方面更加具有优势。本 发明制备的异型材可代替铝合金包边材料，在办公桌、橱柜、衣柜包边等具有较好的应用前 景。
【主权项】
1. 一种自增强异型材，其特征在于，包括芯层以及设置在芯层外的皮层，所述皮层为热 塑性树脂型材，所述芯层为增强苯乙烯基组合物材料，其重量份数如下： 增强苯乙烯基组合物材料 100份 热塑性树脂型材 5-100份； 其中，所述增强苯乙烯基组合物材料按重量份数计，包括如下组分： 苯乙烯基共聚物25-65份； 增强剂 30-65份。2. 根据权利要求1所述的自增强异型材，其特征在于，所述自增强异型材按GB/T 10297 标准进行测试，测试设备为湘潭湘科DRX- Π 导热系数测试仪，热导率为0.20-0.30W/mK。3. 根据权利要求1所述的自增强异型材，其特征在于，所述自增强异型材按ISO 2813标 准进行测试，测试设备为威福光电的WG60G，角度按60°进行测试的光泽度大于90°。4. 根据权利要求1所述的自增强异型材，其特征在于，所述热塑性树脂型材为聚氯乙烯 PVC型材、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物ASA型材、丙烯腈-三元乙丙橡胶-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-硅丙橡胶-苯乙烯共聚物SAS型材。5. 根据权利要求1所述的自增强异型材，其特征在于，所述苯乙烯基共聚物在220°C， 10kg载荷条件下的恪体流动速率为1 g/10min-80g/10min，优选为5 g/10min-20g/10min， 更优选为 10 g/l〇min-15 g/10min。6. 根据权利要求5所述的自增强异型材，其特征在于，所述苯乙烯基共聚物选自苯乙 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-三元乙丙橡胶-苯乙烯共 聚物AES、丙烯腈-硅丙橡胶-苯乙烯共聚物SAS、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物MS中的一种 或几种。7. 根据权利要求1所述的自增强异型材，其特征在于，所述增强剂选自玻璃纤维、碳纤 维、玄武岩纤维、滑石粉、硅灰石、晶须、玻璃微珠中的一种或几种，优选玻璃纤维。8. 根据权利要求7所述的自增强异型材，其特征在于，所述玻璃纤维的直径为6-20μπι。9. 根据权利要求1所述的自增强异型材，其特征在于，按重量份数计，所述增强苯乙烯 基组合物材料还包括相容剂0.5-10份、偶联剂0.1-5.0份、加工助剂0.1-5.0份。10. 根据权利要求9所述的自增强异型材，其特征在于，所述相容剂选自苯乙烯-丁二 烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、苯乙 烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、丙烯酸酯树 月旨、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物中的一种或几种;所述偶联剂 选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂中的一种或几种;所述加工 助剂包括润滑剂或抗氧剂中的一种或几种。11. 根据权利要求1-10任一项所述的自增强异型材的制备方法，其特征在于，包括以下 步骤： (1)增强苯乙烯基组合物材料的制备：除增强剂外，按配比将增强苯乙烯基组合物材料 的各原料加入高混机中混合均匀；将上述混合物料送入双螺杆挤出机中，其中增强剂通过 第一排气孔或侧喂系统加入，熔融挤出造粒，即得增强苯乙烯基组合物材料； (2)共挤成型：采用主机与该主机垂直设计的辅机进行共挤制备，主机用于挤出增强苯 乙烯基组合物材料，辅机用于挤出热塑性树脂型材，主机、辅机同时挤出，成型后冷却定型 得到自增强异型材。12. 根据权利要求11所述的增强异型材的制备方法，其特征在于，步骤（1)中，所述混 合温度为20-50 °C，转速为100-800转/分钟，混合时间为2-5分钟;所述双螺杆挤出机各段温 度为200-240 °C，双螺杆挤出机的长径比为36-48,螺杆转速为300-500转/分钟。13. 根据权利要求11所述的自增强异型材的制备方法，其特征在于，步骤（2)中，所述 主机为单螺杆挤出机，单螺杆挤出机各段温度为160-215Γ，所述辅机为双螺杆挤出机，双 螺杆挤出机各段温度为150-200°C;优选的，所述主机为单螺杆挤出机，机头温度为175-195 °C，机身一区温度为160-165°C，机身二区温度为160-175°C，机身三区温度为175-185°C，机 身四区温度为175-185Γ，螺杆转速为18-22rpm;所述辅机为双螺杆挤出机，机头温度为 175-195Γ，机身一区温度为155-165°C，机身二区温度为165-175°C，机身三区温度为175-185°C，机身四区温度为175-185°C，螺杆转速为18-22rpm。14. 权利要求1-10任一项所述的自增强异型材在办公桌包边、衣柜包边或橱柜包边中 的应用。
【文档编号】B32B27/30GK105968605SQ201610435741
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】魏金刚, 陈平绪, 叶南飚, 肖鹏, 李玉虎, 官焕祥, 何超雄, 刘建中, 刘波
【申请人】金发科技股份有限公司, 广东金发科技有限公司, 天津金发新材料有限公司, 四川金发科技发展有限公司