耐氯、氟代乙烷的高抗衝聚苯乙烯/尼龍6阻隔板材的製備方法

2023-12-05 10:56:21 3

專利名稱：耐氯、氟代乙烷的高抗衝聚苯乙烯/尼龍6阻隔板材的製備方法
技術領域：
本發明屬於耐氯、氟代乙烷(HCFC)的高抗衝聚苯乙烯/尼龍6阻隔板材的製備方法，主要用於製造電冰箱(櫃)的內襯。
背景技術：
現有技術中以高抗衝聚苯乙烯(HIPS)為基質的電冰箱(櫃)內襯由兩大類材料製造。一類是HIPS普通板材，屬已有技術。這類板材可適用於氟裡昂及碳氫化合物(如環戊烷)為發泡劑和製冷劑的製冷設備中。氟裡昂破壞大氣層中的臭氧層，從2000年起世界各國均不允許再進行這類物質的生產。碳氫化合物易燃、易爆。使用時，生產廠家要增加大量防火、防爆設備投資並要嚴防用戶使用過程中由於洩漏引起的爆炸。第二類內襯則由上述普通板材和阻隔層構成的複合板材。通常用於採用HCFC-141b(CH3CCl2F)為發泡劑，以HFC-134a(CH2FCF3)為製冷劑的製冷設備中。這種發泡劑和製冷劑基本上不破壞大氣層中的臭氧並且不易燃。但是它的溶劑化的能力很強，會使普通HIPS內襯變軟、起泡、腐蝕出空洞。在同發泡劑相接觸的一面加有阻隔層的複合板材則不會出現內襯被破壞的現象。因為阻隔層可有效地阻隔HCFC物質的透過。
在現有技術中，美國專利US5,264,280專利中所用的材料由表層、內層和阻隔層組成的三層複合板。其中表層是聚苯乙烯和部分氫化的苯乙烯-丁二烯共聚物，中間為粘結層。內層由聚烯烴、苯乙烯和不飽和的二酸酐共聚物組成。它的表層耐HCFC物質的性能較差。內層聚烯烴自身不吸收HCFC物質，但是，它們對HCFC的阻隔性能較差。在聚烯烴、聚酯、尼龍等幾類阻隔材料中尼龍的阻隔性能最好，聚酯次之。在尼龍家族中尼龍66、尼龍6和尼龍1010的熔點分別為255℃、232℃和192℃。HIPS在尼龍66的加工溫度下常常發生降解和交聯，所得到的板材發黃且有凝膠塊，以致於無法吸塑成為冰箱內膽。尼龍1010，尼龍11和尼龍12同HIPS的加工溫度相匹配。但是價格十分昂貴。尼龍6的熔點為232℃，同HIPS加工溫度相近且有優異的阻隔性能，價格僅是尼龍1010的三分之一左右，是尼龍11的六分之一左右，而且由尼龍6製備複合板材的阻隔性能優於由尼龍1010製備複合板材。文獻中已有關於尼龍6和HIPS共混物研究的報導，如陳廣新、劉景江等在研究論文中〖Journal Applied Polymer Science，2001，81(3)，782-783〗對HIPS/尼龍6共混體系有詳細的研究。然而，這些報導均是研究以尼龍6為連續相，HIPS為散相的基礎科學問題。由於尼龍6同HIPS樹脂間的粘結性能較差，用這種共混物同HIPS擠出複合板材會發生層間剝離，無法吸塑成為冰箱內膽。由於未加增韌劑，這種複合板材質脆也是制約其在製冷工業上得以實際應用的主要原因之一。
本發明的目的是提供一種耐氯、氟代乙烷的高抗衝聚苯乙烯/尼龍6阻隔板材的製備方法，選擇HIPS樹脂為主要成分，尼龍6為分散相併加有增容劑、增韌劑、防老劑、抗氧劑得到共混物用以製備阻隔層，以普通電冰箱的HIPS板材樹脂製備基板，通過擠出複合的辦法製得耐HCFC物質的複合板材。從而實現了阻隔層與基板之間良好的界面粘結、優異的阻隔性、韌性和加工吸塑成型性等多種優異性能的綜合平衡。
由於阻隔層樹脂是以HIPS為基材，從而保證了它同HIPS基板之間有優異的界面粘結。馬來酸酐與HIPS接枝共聚物在擠出共混過程中同尼龍6的端胺基反應，原位生成HIPS與尼龍6接枝共聚物。它是HIPS同尼龍6的優異增容劑，顯著改善了兩相間的界面性能。SBS增加了材料抗衝擊韌性。擠出的樹脂經三輥壓延成為複合板材。只有控制阻隔層走上模唇才能保證複合板材中的阻隔層在三輥壓延過程承受剪切作用，表面光滑且尼龍6呈層狀形態結構，從而使複合板材具有優異的阻隔效果。
本發明所製備的阻隔樹脂以重量份計由下列物質組成高抗衝聚苯乙烯樹脂100份，尼龍6樹脂20-30份，馬來酸酐接枝的高抗衝聚苯乙烯樹脂1-8份，其中馬來酸酐在高抗衝聚苯乙烯樹脂中的接枝率為1-5wt％，苯乙烯與丁二烯重量比為30/70的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物2-5份，四〔β-(3.5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇(抗氧劑ky-7910)0.5份和2，6二叔丁基對甲酚(防老劑264)0.5份；擠板成型是由兩臺單螺杆擠出機完成，其中HIPS普通基板樹脂由φ90mm的螺杆擠出，阻隔層樹脂由φ60mm的螺杆擠出，物料比為90∶10，模唇處兩種樹脂匯合，其中基板料走下層，阻隔層料走上層，溫度均控制在235℃。
由本發明提供的配方及成型技術製得複合板材的懸臂梁缺口衝擊強度可達85-110J/m，彎曲模量為1480-1750MPa，斷裂伸長率為30-40％，拉伸強度為18-22MPa，熱變形溫度為75-80℃，阻隔層板材在室溫HCFC-141b飽和蒸汽壓下放置24小時吸收HCFC-141b值小於自重的4％，僅是聚烯烴阻隔型板材吸收量的五分之一。
具體實施例方式
如下實施例1一種耐HCFC-141b腐蝕的電冰箱內膽複合板材其阻隔層樹脂的組成為HIPS樹脂100份，尼龍6樹脂20份，接枝率為1wt％的馬來酸酐接枝HIPS樹脂1份，SBS 2份同0.5份的抗氧劑ky-7910及0.5份防老劑264在高速攪拌機中攪拌均勻，用雙螺杆擠出機擠出、造粒。
將用上述方法製得的阻隔層樹脂和HIPS普通電冰箱板材用的樹脂分別裝入φ60mm和φ90mm單螺杆擠出機的料鬥中，採用通常複合板材的成型方法擠出成型。但是控制阻隔樹脂走上模唇，普通板材樹脂走下模唇，擠出機頭區及模唇的溫度控制在235℃。所得到的複合板材的懸臂梁缺口衝擊強度可達85J/m，彎曲模量為1480MPa，斷裂伸長率為30％，拉伸強度為18MPa，熱變形溫度為75℃，阻隔層板材在室溫HCFC-141b飽和蒸汽壓下放置24小時吸收HCFC-141b值為自重的3.9％。
實施例2一種耐HCFC-141b腐蝕的電冰箱內襯複合板材其阻隔層樹脂的組成為HIPS樹脂100份，尼龍6樹脂30份，接枝率為5wt％的馬來酸酐接枝HIPS樹脂8份，SBS 5份同0.5份的抗氧劑ky-7910及0.5份防老劑264在高速攪拌機中攪拌均勻，用雙螺杆擠出機擠出、造粒。
將用上述方法製得的阻隔層樹脂和HIPS普通電冰箱板材用的樹脂分別裝入φ60mm和φ90mm單螺杆擠出機的料鬥中，採用通常複合板材的成型方法擠出成型。但是控制阻隔樹脂走上模唇，普通板材樹脂走下模唇，擠出機頭區及模唇的溫度控制在235℃。所得到的複合板材的懸臂梁缺口衝擊強度可達110J/m，彎曲模量為1750MPa，斷裂伸長率為40％，拉伸強度為22MPa，熱變形溫度為80℃，阻隔層板材在室溫HCFC-141b飽和蒸汽壓下放置24小時吸收HCFC-141b值為自重的3.4％。
實施例3一種耐HCFC-141b腐蝕的電冰箱內襯複合板材其阻隔層樹脂的組成為HIPS樹脂100份，尼龍6樹脂25份，接枝率為3wt％的馬來酸酐接枝HIPS樹脂5份，SBS 3.5份同0.5份的抗氧劑ky-7910及0.5份防老劑264在高速攪拌機中攪拌均勻，用雙螺杆擠出機擠出、造粒。
將用上述方法製得的阻隔層樹脂和HIPS普通電冰箱板材用的樹脂分別裝入φ60mm和φ90mm單螺杆擠出機的料鬥中，採用通常複合板材的成型方法擠出成型。但是控制阻隔樹脂走上模唇，普通板材樹脂走下模唇，擠出機頭區及模唇的溫度控制在235℃。所得到的複合板材的懸臂梁缺口衝擊強度可達100J/m，彎曲模量為1540MPa，斷裂伸長率為34％，拉伸強度為19.5MPa，熱變形溫度為78℃，阻隔層板材在室溫HCFC-141b飽和蒸汽壓下放置24小時吸收HCFC-141b值為自重的3.7％。
權利要求
1.一種耐氯、氟代乙烷的高抗衝聚苯乙烯/尼龍6阻隔板材的製備方法，其特徵在於所製備的阻隔樹脂以重量分數計由下列物質組成高抗衝聚苯乙烯樹脂100份，尼龍6樹脂20-30份，馬來酸酐接枝的高抗衝聚苯乙烯樹脂1-8份，其中馬來酸酐在高抗衝聚苯乙烯樹脂中的接枝率為1-5wt％，苯乙烯與丁二烯重量比為30/70的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物2-5份，四〔β-(3.5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇0.5份和2，6二叔丁基對甲酚0.5份；擠出成型是由兩臺單螺杆擠出機完成，其中高抗衝聚苯乙烯普通基板由φ90mm的螺杆擠出，阻隔層樹脂由φ60mm的螺杆擠出，物料比為90∶10，模唇處兩種樹脂匯合，其中基板料走下層，阻隔層料走上層，溫度控制在235℃。
2.如權利要求1所述的耐氯、氟代乙烷的高抗衝聚苯乙烯/尼龍6阻隔板材的製備方法，其特徵在於所用馬來酸酐接枝的高抗衝聚苯乙烯樹脂為1-8份。
3.如權利要求1所述的耐氯、氟代乙烷的高抗衝聚苯乙烯/尼龍6阻隔板材的製備方法，其特徵在於所用馬來酸酐接枝的高抗衝聚苯乙烯樹脂中的接枝率為1-5wt％。
全文摘要
本發明屬於耐氯、氟代乙烷的高抗衝聚苯乙烯/尼龍6阻隔板材的製備方法,其阻隔層由HIPS、SBS、尼龍6、馬來酸酐接枝的HIPS樹脂、少量的抗氧劑ky－7910及防老劑264等組成。在複合板材擠出成型過程中,阻隔樹脂走上模唇,基板樹脂下模唇,模唇溫度及螺杆機頭區的溫度控制在235℃,所得到的複合板材具有優異的力學性能及阻隔HCFC－141b的性能。
文檔編號C08L25/06GK1357566SQ01138658
公開日2002年7月10日 申請日期2001年12月29日 優先權日2001年12月29日
發明者劉景江, 陳廣新, 孫春榮 申請人:中國科學院長春應用化學研究所