專利名稱：耐氯、氟代乙烷的高抗沖聚苯乙烯/尼龍6阻隔板材的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐氯、氟代乙烷(HCFC)的高抗沖聚苯乙烯/尼龍6阻隔板材的制備方法，主要用于制造電冰箱(柜)的內(nèi)襯。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中以高抗沖聚苯乙烯(HIPS)為基質(zhì)的電冰箱(柜)內(nèi)襯由兩大類材料制造。一類是HIPS普通板材，屬已有技術(shù)。這類板材可適用于氟里昂及碳?xì)浠衔?如環(huán)戊烷)為發(fā)泡劑和制冷劑的制冷設(shè)備中。氟里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(jìn)行這類物質(zhì)的生產(chǎn)。碳?xì)浠衔镆兹?、易爆。使用時，生產(chǎn)廠家要增加大量防火、防爆設(shè)備投資并要嚴(yán)防用戶使用過程中由于泄漏引起的爆炸。第二類內(nèi)襯則由上述普通板材和阻隔層構(gòu)成的復(fù)合板材。通常用于采用HCFC-141b(CH3CCl2F)為發(fā)泡劑，以HFC-134a(CH2FCF3)為制冷劑的制冷設(shè)備中。這種發(fā)泡劑和制冷劑基本上不破壞大氣層中的臭氧并且不易燃。但是它的溶劑化的能力很強(qiáng)，會使普通HIPS內(nèi)襯變軟、起泡、腐蝕出空洞。在同發(fā)泡劑相接觸的一面加有阻隔層的復(fù)合板材則不會出現(xiàn)內(nèi)襯被破壞的現(xiàn)象。因為阻隔層可有效地阻隔HCFC物質(zhì)的透過。
在現(xiàn)有技術(shù)中，美國專利US5,264,280專利中所用的材料由表層、內(nèi)層和阻隔層組成的三層復(fù)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(jié)層。內(nèi)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(zhì)的性能較差。內(nèi)層聚烯烴自身不吸收HCFC物質(zhì)，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(fā)生降解和交聯(lián)，所得到的板材發(fā)黃且有凝膠塊，以致于無法吸塑成為冰箱內(nèi)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(yōu)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制備復(fù)合板材的阻隔性能優(yōu)于由尼龍1010制備復(fù)合板材。文獻(xiàn)中已有關(guān)于尼龍6和HIPS共混物研究的報道，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(xì)的研究。然而，這些報道均是研究以尼龍6為連續(xù)相，HIPS為散相的基礎(chǔ)科學(xué)問題。由于尼龍6同HIPS樹脂間的粘結(jié)性能較差，用這種共混物同HIPS擠出復(fù)合板材會發(fā)生層間剝離，無法吸塑成為冰箱內(nèi)膽。由于未加增韌劑，這種復(fù)合板材質(zhì)脆也是制約其在制冷工業(yè)上得以實際應(yīng)用的主要原因之一。
本發(fā)明的目的是提供一種耐氯、氟代乙烷的高抗沖聚苯乙烯/尼龍6阻隔板材的制備方法，選擇HIPS樹脂為主要成分，尼龍6為分散相并加有增容劑、增韌劑、防老劑、抗氧劑得到共混物用以制備阻隔層，以普通電冰箱的HIPS板材樹脂制備基板，通過擠出復(fù)合的辦法制得耐HCFC物質(zhì)的復(fù)合板材。從而實現(xiàn)了阻隔層與基板之間良好的界面粘結(jié)、優(yōu)異的阻隔性、韌性和加工吸塑成型性等多種優(yōu)異性能的綜合平衡。
由于阻隔層樹脂是以HIPS為基材，從而保證了它同HIPS基板之間有優(yōu)異的界面粘結(jié)。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(yīng)，原位生成HIPS與尼龍6接枝共聚物。它是HIPS同尼龍6的優(yōu)異增容劑，顯著改善了兩相間的界面性能。SBS增加了材料抗沖擊韌性。擠出的樹脂經(jīng)三輥壓延成為復(fù)合板材。只有控制阻隔層走上模唇才能保證復(fù)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(tài)結(jié)構(gòu)，從而使復(fù)合板材具有優(yōu)異的阻隔效果。
本發(fā)明所制備的阻隔樹脂以重量份計由下列物質(zhì)組成高抗沖聚苯乙烯樹脂100份，尼龍6樹脂20-30份，馬來酸酐接枝的高抗沖聚苯乙烯樹脂1-8份，其中馬來酸酐在高抗沖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桿擠出機(jī)完成，其中HIPS普通基板樹脂由φ90mm的螺桿擠出，阻隔層樹脂由φ60mm的螺桿擠出，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(fā)明提供的配方及成型技術(shù)制得復(fù)合板材的懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度可達(dá)85-110J/m，彎曲模量為1480-1750MPa，斷裂伸長率為30-40％，拉伸強(qiáng)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值小于自重的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(nèi)膽復(fù)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(jī)中攪拌均勻，用雙螺桿擠出機(jī)擠出、造粒。
將用上述方法制得的阻隔層樹脂和HIPS普通電冰箱板材用的樹脂分別裝入φ60mm和φ90mm單螺桿擠出機(jī)的料斗中，采用通常復(fù)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(jī)頭區(qū)及模唇的溫度控制在235℃。所得到的復(fù)合板材的懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度可達(dá)85J/m，彎曲模量為1480MPa，斷裂伸長率為30％，拉伸強(qiáng)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(nèi)襯復(fù)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(jī)中攪拌均勻，用雙螺桿擠出機(jī)擠出、造粒。
將用上述方法制得的阻隔層樹脂和HIPS普通電冰箱板材用的樹脂分別裝入φ60mm和φ90mm單螺桿擠出機(jī)的料斗中，采用通常復(fù)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(jī)頭區(qū)及模唇的溫度控制在235℃。所得到的復(fù)合板材的懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度可達(dá)110J/m，彎曲模量為1750MPa，斷裂伸長率為40％，拉伸強(qiáng)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(nèi)襯復(fù)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(jī)中攪拌均勻，用雙螺桿擠出機(jī)擠出、造粒。
將用上述方法制得的阻隔層樹脂和HIPS普通電冰箱板材用的樹脂分別裝入φ60mm和φ90mm單螺桿擠出機(jī)的料斗中，采用通常復(fù)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(jī)頭區(qū)及模唇的溫度控制在235℃。所得到的復(fù)合板材的懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度可達(dá)100J/m，彎曲模量為1540MPa，斷裂伸長率為34％，拉伸強(qiáng)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(quán)利要求
1.一種耐氯、氟代乙烷的高抗沖聚苯乙烯/尼龍6阻隔板材的制備方法，其特征在于所制備的阻隔樹脂以重量分?jǐn)?shù)計由下列物質(zhì)組成高抗沖聚苯乙烯樹脂100份，尼龍6樹脂20-30份，馬來酸酐接枝的高抗沖聚苯乙烯樹脂1-8份，其中馬來酸酐在高抗沖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桿擠出機(jī)完成，其中高抗沖聚苯乙烯普通基板由φ90mm的螺桿擠出，阻隔層樹脂由φ60mm的螺桿擠出，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(quán)利要求1所述的耐氯、氟代乙烷的高抗沖聚苯乙烯/尼龍6阻隔板材的制備方法，其特征在于所用馬來酸酐接枝的高抗沖聚苯乙烯樹脂為1-8份。
3.如權(quán)利要求1所述的耐氯、氟代乙烷的高抗沖聚苯乙烯/尼龍6阻隔板材的制備方法，其特征在于所用馬來酸酐接枝的高抗沖聚苯乙烯樹脂中的接枝率為1-5wt％。
全文摘要
本發(fā)明屬于耐氯、氟代乙烷的高抗沖聚苯乙烯/尼龍6阻隔板材的制備方法,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。在復(fù)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,模唇溫度及螺桿機(jī)頭區(qū)的溫度控制在235℃,所得到的復(fù)合板材具有優(yōu)異的力學(xué)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(yōu)先權(quán)日2001年12月29日
發(fā)明者劉景江, 陳廣新, 孫春榮 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所