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一种 冰箱冷冻室用耐低温改性塑料

阅读：364发布：2024-02-25

专利汇可以提供一种冰箱冷冻室用耐低温改性塑料专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及塑料改性技术领域，具体涉及一种冰箱冷冻室用耐低温改性塑料，包括复合增韧剂制备、树脂原料共混和改性塑料制备三大步骤；本发明通过过以聚丙烯、聚苯乙烯和热塑性聚氨酯为树脂原料熔融共混制备内含网格分散相的基体，能够增加其体积的韧性，同时通过制备的复合增韧剂不仅极大增加了改性塑料的冲击强度，而且还降低了树脂基体原料的脆性转变温度，使得本发明的改性塑料在-40℃的低温下其才出现明显韧性转化为脆性的趋势，使得改性塑料适用于冰箱冷冻室的塑料壳体。，下面是一种冰箱冷冻室用耐低温改性塑料专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种冰箱冷冻室用耐低温改性塑料，其特征在于，包括以下制备步骤：
1）复合增韧剂制备：
a. 将重量份数为16 20份纳米碳酸钙和22 25份丁腈橡胶放入80 140份四氢呋喃中搅~ ~ ~
拌得到浑浊液，然后将浑浊液在20 50kHz的频率下超声分散至均匀悬浮溶液，备用；
~
b. 取重量份数为25 30份环氧树脂置于反应釜中升温至50℃，将上述制备的均匀悬浮~
溶液全部滴加到环氧树脂中，然后升温至85 90℃，搅拌反应3 5h后降温至30℃后加入3 5~ ~ ~
份乙二胺四乙酸搅拌40 60min后置于真空干燥箱排气处理，然后再将其导入模具中固化处~
理；
c. 将上述模具中固化后的复合材料投入橡胶粉碎机，研磨至粉末粒径为50 200um即~
得复合增韧剂；
2）树脂原料共混：将160 190份聚丙烯、240 300份聚苯乙烯和80 100份热塑性聚氨酯~ ~ ~
混合均匀，再加入15 25份的增容剂后在245 250℃下熔融共混，然后再挤出造粒，得到共混~ ~
树脂；
3）改性塑料制备：取400 460份共混树脂、26 32份复合增韧剂、8 12份改性纳米二氧化~ ~ ~
硅、6 10份木质纤维、3 5份硅烷偶联剂和1 2份稳定剂投入高速混合机中混合30min得到混~ ~ ~
合料，然后将混合料放入螺杆挤出机中升温至250℃熔融后挤出成型得冰箱冷冻室用耐低温改性塑料。
2.根据权利要求1所述的冰箱冷冻室用耐低温改性塑料，其特征在于：所述步骤1）中的纳米碳酸钙的粒径为50 300nm，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
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3.根据权利要求1所述的冰箱冷冻室用耐低温改性塑料，其特征在于：所述步骤1）中固化处理分预固化和深度固化两个阶段，所述预固化的温度为65℃，处理时间为2h，所述深度固化的温度为140℃，处理时间为4 12h。
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4.根据权利要求1所述的冰箱冷冻室用耐低温改性塑料，其特征在于：所述步骤2）中热塑性聚氨酯为聚醚型热塑性聚氨酯，分子量为3000 5000。
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5.根据权利要求1所述的冰箱冷冻室用耐低温改性塑料，其特征在于：所述步骤2）中的改性纳米二氧化硅的改性方法为：将纳米二氧化硅放入其3 5倍重量的乙醇中，然后加入纳~
米二氧化硅重量1/3的硅烷偶联剂，再超声处理5 10min后，最后离心分离、并烘干即得改性~
纳米二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的冰箱冷冻室用耐低温改性塑料，其特征在于：所述螺杆挤出机中各阶段的温度为：第一区235 240℃，第二区240 250℃，第三区250 255℃，第四区245~ ~ ~ ~
250℃，第五区230 240℃，第六区220 235℃，其主机转速为220 340r/min。
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说明书全文

一种冰箱冷冻室用耐低温改性塑料

技术领域

[0001] 本发明涉及塑料改性技术领域，具体涉及一种冰箱冷冻室用耐低温改性塑料。

背景技术

[0002] 改性塑料是指在通用塑料和工程塑料的基础上，经过填充、共混、增强等方法加工，提高了阻燃性、强度、抗冲击性、韧性等方面的性能的塑料制品。改性塑料广泛应用于汽车、建筑、家电等领域，更多的是从耐高温、强度、硬度和耐老化等方面进行研究，且均取得效果较为突出的优异改性塑料，但是却没有较多对塑料低温韧性进行改性的研究的报道，更没有优异的低温高韧性的改性塑料投放于市场。冰箱作为家电的重要一部分，其冰箱冷冻室内的工作温度一般在-5 -25℃，而当普通的改性塑料处于该温度区间时，改性塑料内~部会产生大量的内应力，因此极大降低其韧性，受到冲击时易造成脆性断裂，使用过程中易磕碰造成塑料壳体破碎，降低了冰箱的使用寿命。

[0003] 专利号为CN106750740A的发明虽然公开一种耐低温改性塑料的制备方法，其耐低温改性塑料包括聚乙烯树脂、ABS树脂、聚苯乙烯树脂组成的树脂材料共混物、复合阻燃体系、纳米氧化锡锑、抗氧剂、增韧剂、抗菌剂、防开裂剂、耐候剂；该发明的改性塑料通过加入纳米氧化锡锑在一定程度上起到增韧作用，但是在低温下其增韧效果不明显，而且其改性塑料的强硬度还有一定程度的下降。针对上述技术问题，发明一种能具有低温高韧性的塑料用于冰箱冷冻室中是一项有待解决的技术问题。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是设计了一种冰箱冷冻室用耐低温改性塑料，以解决现有冰箱冷冻室用的塑料低温韧性差、易发生脆性断裂的不足。

[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种冰箱冷冻室用耐低温改性塑料，包括以下制备步骤：
1）复合增韧剂制备：
a. 将重量份数为16 20份纳米碳酸钙和22 25份丁腈橡胶放入80 140份四氢呋喃中搅~ ~ ~
拌得到浑浊液，然后将浑浊液在20 50kHz的频率下超声分散至均匀悬浮溶液，备用；
~
b. 取重量份数为25 30份环氧树脂置于反应釜中升温至50℃，将上述制备的均匀悬浮~
溶液全部滴加到环氧树脂中，然后升温至85 90℃，搅拌反应3 5h后降温至30℃后加入3 5~ ~ ~
份乙二胺四乙酸搅拌40 60min后置于真空干燥箱排气处理，然后再将其导入模具中固化处~
理；
c. 将上述模具中固化后的复合材料投入橡胶粉碎机，研磨至粉末粒径为50 200um即~
得复合增韧剂；
2）树脂原料共混：将160 190份聚丙烯、240 300份聚苯乙烯和80 100份热塑性聚氨酯~ ~ ~
混合均匀，再加入15 25份的增容剂后在245 250℃下熔融共混，然后再挤出造粒，得到共混~ ~
树脂；
3）改性塑料制备：取400 460份共混树脂、26 32份复合增韧剂、8 12份改性纳米二氧化~ ~ ~
硅、6 10份木质纤维、3 5份硅烷偶联剂和1 2份稳定剂投入高速混合机中混合30min得到混~ ~ ~
合料，然后将混合料放入螺杆挤出机中升温至250℃熔融后挤出成型得冰箱冷冻室用耐低温改性塑料。

[0006] 优选地，所述步骤1）中的纳米碳酸钙的粒径为50 300nm，所述环氧树脂为双酚A型~环氧树脂。

[0007] 优选地，所述步骤1）中固化处理分预固化和深度固化两个阶段，所述预固化的温度为65℃，处理时间为2h，所述深度固化的温度为140℃，处理时间为4 12h。~

[0008] 优选地，所述步骤2）中热塑性聚氨酯为聚醚型热塑性聚氨酯，分子量为3000~5000。

[0009] 优选地，所述步骤2）中的改性纳米二氧化硅的改性方法为：将纳米二氧化硅放入其3 5倍重量的乙醇中，然后加入纳米二氧化硅重量1/3的硅烷偶联剂，再超声处理5 10min~ ~后，最后离心分离、并烘干即得改性纳米二氧化硅。

[0010] 优选地，所述螺杆挤出机中各阶段的温度为：第一区235 240℃，第二区240 250~ ~℃，第三区250 255℃，第四区245 250℃，第五区230 240℃，第六区220 235℃，其主机转速~ ~ ~ ~
为220 340r/min。
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[0011] 有益效果：本发明制备的改性塑料与现有技术相比，其先通过以聚丙烯、聚苯乙烯和热塑性聚氨酯为树脂原料熔融共混，形成了以热塑性聚氨酯为分散相、聚丙烯和聚苯乙烯为树脂基体的共混树脂，并且热塑性聚氨酯是以连续网格的形式分散在聚丙烯和聚苯乙烯组成的树脂基体中，当树脂基体受到外来冲击时，这种网状结构可吸收大量的冲击能，提高了树脂原料的冲击强度和韧性。

[0012] 另外，本发明制备的复合增韧剂是以纳米碳酸钙为中心粒子，再经过与丁腈橡胶超声分散后加入环氧树脂中共混得到纳米CaCO3包覆丁腈橡胶的核壳结构，而该核壳结构作为增韧剂分散在树脂基体中与仅加入纳米CaCO3等刚性粒子增韧相比，其增韧效果要高于普通刚性粒子增韧2 3倍；而且由于其丁腈橡胶经过与环氧树脂相结合后均匀分散在树~脂原料中，降低了树脂原料的脆性转变温度，使得本发明的改性塑料在-40℃的低温下其才出现明显韧性转化为脆性的趋势，完全能够符合冰箱冷冻室-5 -20℃的使用；最后通过加~
入的改性纳米二氧化硅、木质纤维、硅烷偶联剂和稳定剂能够使得改性塑料的强硬度、耐老化性能也得到一定提升，使得制备的塑料能够更加适用于冰箱冷冻室内的塑料壳体。

具体实施方式

[0013] 下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0014] 本发明实施例和对比例中的使用到的各种原料或其制备方法如下：增容剂：KT-20(乙烯-马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物)；
硅烷偶联剂：KBM-903（γ-氨丙基三乙氧基硅烷）；
稳定剂：DPDP（亚磷酸二苯一异辛酯）；
纳米二氧化硅的改性方法为：将纳米二氧化硅放入其3 5倍重量的乙醇中，然后加入纳~
米二氧化硅重量1/3的硅烷偶联剂，再超声处理5 10min后，最后离心分离、并烘干即得改性~
纳米二氧化硅。

[0015] 实施例1：一种冰箱冷冻室用耐低温改性塑料，包括以下制备步骤：
1）复合增韧剂制备：
a. 将18kg的纳米碳酸钙和24kg的丁腈橡胶放入110kg的四氢呋喃中搅拌得到浑浊液，然后将浑浊液在35kHz的频率下超声分散至均匀悬浮溶液，备用；
b. 取26kg的环氧树脂置于反应釜中升温至50℃，将上述制备的均匀悬浮溶液全部滴加到环氧树脂中，然后升温至90℃，搅拌反应4h后降温至30℃后加入5kg的乙二胺四乙酸搅拌45min后置于真空干燥箱排气处理，然后再将其导入模具中，先后在65℃的温度下预固化
2h，然后在140℃的温度下深度固化6h；
c. 将上述模具中固化后的复合材料投入橡胶粉碎机，研磨至粉末粒径为50 200um即~
得复合增韧剂；
2）树脂原料共混：取180kg的聚丙烯、265kg的聚苯乙烯和95kg的热塑性聚氨酯混合均匀，再加入22kg的增容剂后在245 250℃下熔融共混，然后再挤出造粒，得到共混树脂；
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3）改性塑料制备：取450kg的共混树脂、30kg的复合增韧剂、10kg的改性纳米二氧化硅、
8kg的木质纤维、4kg的硅烷偶联剂和1kg的稳定剂投入高速混合机中混合30min得到混合料，然后将混合料放入螺杆挤出机中升温至250℃熔融后挤出成型得冰箱冷冻室用耐低温改性塑料，其中螺杆挤出机中的第一区235 240℃，第二区240 250℃，第三区250 255℃，第~ ~ ~
四区245 250℃，第五区230 240℃，第六区220 235℃，其主机转速为280r/min。
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[0016] 本实施例中纳米碳酸钙的粒径为200 300nm，环氧树脂为双酚A型环氧树脂，热塑~性聚氨酯为聚醚型热塑性聚氨酯，其分子量为3000 5000。
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[0017] 实施例2：一种冰箱冷冻室用耐低温改性塑料，包括以下制备步骤：
1）复合增韧剂制备：
a. 将16kg的纳米碳酸钙和25kg的丁腈橡胶放入120kg的四氢呋喃中搅拌得到浑浊液，然后将浑浊液在50kHz的频率下超声分散至均匀悬浮溶液，备用；
b. 取28kg的环氧树脂置于反应釜中升温至50℃，将上述制备的均匀悬浮溶液全部滴加到环氧树脂中，然后升温至90℃，搅拌反应5h后降温至30℃后加入5kg的乙二胺四乙酸搅拌50min后置于真空干燥箱排气处理，然后再将其导入模具中，先后在65℃的温度下预固化
2h，然后在140℃的温度下深度固化8h；
c. 将上述模具中固化后的复合材料投入橡胶粉碎机，研磨至粉末粒径为50 200um即~
得复合增韧剂；
2）树脂原料共混：取160kg的聚丙烯、295kg的聚苯乙烯和85kg的热塑性聚氨酯混合均匀，再加入18kg的增容剂后在245 250℃下熔融共混，然后再挤出造粒，得到共混树脂；
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3）改性塑料制备：取420kg的共混树脂、32kg的复合增韧剂、8kg的改性纳米二氧化硅、
8kg的木质纤维、3kg的硅烷偶联剂和1kg的稳定剂投入高速混合机中混合30min得到混合料，然后将混合料放入螺杆挤出机中升温至250℃熔融后挤出成型得冰箱冷冻室用耐低温改性塑料，其中螺杆挤出机中的第一区235 240℃，第二区240 250℃，第三区250 255℃，第~ ~ ~
四区245 250℃，第五区230 240℃，第六区220 235℃，其主机转速为240r/min。
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[0018] 本实施例中纳米碳酸钙的粒径为200 300nm，环氧树脂为双酚A型环氧树脂，热塑~性聚氨酯为聚醚型热塑性聚氨酯，其分子量为3000 5000。
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[0019] 实施例3：一种冰箱冷冻室用耐低温改性塑料，包括以下制备步骤：
1）复合增韧剂制备：
a. 将20kg的纳米碳酸钙和22kg的丁腈橡胶放入100kg的四氢呋喃中搅拌得到浑浊液，然后将浑浊液在35kHz的频率下超声分散至均匀悬浮溶液，备用；
b. 取28kg的环氧树脂置于反应釜中升温至50℃，将上述制备的均匀悬浮溶液全部滴加到环氧树脂中，然后升温至85℃，搅拌反应5h后降温至30℃后加入5kg的乙二胺四乙酸搅拌50min后置于真空干燥箱排气处理，然后再将其导入模具中，先后在65℃的温度下预固化
2h，然后在140℃的温度下深度固化8h；
c. 将上述模具中固化后的复合材料投入橡胶粉碎机，研磨至粉末粒径为50 200um即~
得复合增韧剂；
2）树脂原料共混：取180kg的聚丙烯、265kg的聚苯乙烯和95kg的热塑性聚氨酯混合均匀，再加入22kg的增容剂后在245 250℃下熔融共混，然后再挤出造粒，得到共混树脂；
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3）改性塑料制备：取450kg的共混树脂、30kg的复合增韧剂、10kg的改性纳米二氧化硅、
8kg的木质纤维、4kg的硅烷偶联剂和1kg的稳定剂投入高速混合机中混合30min得到混合料，然后将混合料放入螺杆挤出机中升温至250℃熔融后挤出成型得冰箱冷冻室用耐低温改性塑料，其中螺杆挤出机中的第一区235 240℃，第二区240 250℃，第三区250 255℃，第~ ~ ~
四区245 250℃，第五区230 240℃，第六区220 235℃，其主机转速为340r/min。
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[0020] 本实施例中纳米碳酸钙的粒径为50 100nm，环氧树脂为双酚A型环氧树脂，热塑性~聚氨酯为聚醚型热塑性聚氨酯，其分子量为3000 5000。
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[0021] 实施例4：一种冰箱冷冻室用耐低温改性塑料，包括以下制备步骤：
1）复合增韧剂制备：
a. 将18kg的纳米碳酸钙和24kg的丁腈橡胶放入110kg的四氢呋喃中搅拌得到浑浊液，然后将浑浊液在35kHz的频率下超声分散至均匀悬浮溶液，备用；
b. 取26kg的环氧树脂置于反应釜中升温至50℃，将上述制备的均匀悬浮溶液全部滴加到环氧树脂中，然后升温至90℃，搅拌反应4h后降温至30℃后加入5kg的乙二胺四乙酸搅拌45min后置于真空干燥箱排气处理，然后再将其导入模具中，先后在65℃的温度下预固化
2h，然后在140℃的温度下深度固化6h；
c. 将上述模具中固化后的复合材料投入橡胶粉碎机，研磨至粉末粒径为50 200um即~
得复合增韧剂；
2）树脂原料共混：取190kg的聚丙烯、240kg的聚苯乙烯和100kg的热塑性聚氨酯混合均匀，再加入24kg的增容剂后在245 250℃下熔融共混，然后再挤出造粒，得到共混树脂；
~
3）改性塑料制备：取450kg的共混树脂、32kg的复合增韧剂、12kg的改性纳米二氧化硅、
10kg的木质纤维、5kg的硅烷偶联剂和2kg的稳定剂投入高速混合机中混合30min得到混合料，然后将混合料放入螺杆挤出机中升温至250℃熔融后挤出成型得冰箱冷冻室用耐低温改性塑料，其中螺杆挤出机中的第一区235 240℃，第二区240 250℃，第三区250 255℃，第~ ~ ~
四区245 250℃，第五区230 240℃，第六区220 235℃，其主机转速为300r/min。
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[0022] 本实施例中纳米碳酸钙的粒径为100 200nm，环氧树脂为双酚A型环氧树脂，热塑~性聚氨酯为聚醚型热塑性聚氨酯，其分子量为3000 5000。
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[0023] 对照组：背景技术中专利号为CN106750740A的发明提供的方法，按其实施例二制备的步骤制备改性塑料。

[0024] 为对比本发明制备的改性塑料其具有较高的低温韧性，适用于冰箱冷冻室低温环境使用，现按GB/T1843-2008对不同温度下其冲击强度进行测定，记录数据如下表1。

[0025] 同时按GB/T5470-2008对改性塑料的脆化转变温度进行测定，再按GB/T5470-2008对改性塑料进行常温弯曲强度进行测试，记录数据如下表2。

[0026] 表1：由上述表1中的数据可以看出，本发明制备的改性塑料不仅常温下冲击强度高，而且其低温下冲击强度下降缓慢，适用于冰箱冷冻室。

[0027] 表2：由上述表2中的数据可以看出，本发明制备的改性塑料其脆化温度低，具有较强的耐寒性，在低温下其性能变化小，而且其弯曲强度高于；略高对照组，具有较强的力学性能。

[0028] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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