CN103467900A

CN103467900A - 合金材料及其用途

Info

Publication number: CN103467900A
Application number: CN2013103911384A
Authority: CN
Inventors: 石祥祚; 唐涛; 曹家汉; 贾丽; 任媛媛; 黄玲
Original assignee: Hefei Midea Refrigerator Co Ltd
Current assignee: Hefei Midea Refrigerator Co Ltd
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2013-12-25

Abstract

本发明提供了合金材料、用于制冷设备内衬的板材、用于制冷设备的内衬、制冷设备的内胆以及制冷设备。所述合金材料为聚乙烯/聚苯乙烯合金或聚丙烯/聚苯乙烯合金。根据本发明实施例的合金材料，可以在保持较高强度的基础上，同时具有很好的韧性；并具有很好的抗单一发泡剂、抗多元混合发泡剂和抗食用油等腐蚀的能力；另外，由于合金材料的韧性和强度可以通过配方调整达到很好的平衡，因此，在保持现有制冷设备板材技术标准的基础上，可以使板材厚度减薄10%～50%，从而降低生产成本。

Description

合金材料及其用途

技术领域

本发明设计家电领域，具体地，涉及用于制冷设备内衬的合金材料、用于制冷设备内衬的板材及其制备方法、用于制冷设备的内衬和具有其的制冷设备。

背景技术

已有技术中的制冷设备内衬材料主要有：一、HIPS复合板材，面层为高光/亚光HIPS，底层是挤出级冰箱专用HIPS；二、ABS单层板材，采用板材级ABS染色专用料，通过板材挤出机单层挤出而成。但HIPS复合板材和ABS单层板材只适用于环戊烷发泡体系。随着对能耗要求的提高和生产成本的降低，多元混合发泡技术应用在制冷设备领域逐渐推广。在多元发泡体系中HIPS复合板材和ABS单层板材皆出现较大程度的暗裂、龟裂和开裂等不良现象。

由此，用于制冷设备内衬的材料有待于进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有高强度、强韧性、且抗腐蚀性强的合金材料。

在本发明的第一个方面，本发明提供了一种合金材料。根据本发明的实施例，所述合金材料为聚乙烯/聚苯乙烯合金或聚丙烯/聚苯乙烯合金。根据本发明实施例的合金材料，可以在保持较高强度的基础上，同时具有很好的韧性；并具有很好的抗单一发泡剂、抗多元混合发泡剂和抗食用油等腐蚀的能力；另外，由于合金材料的韧性和强度可以通过配方调整达到很好的平衡，因此，在保持现有制冷设备板材技术标准的基础上，可以使板材厚度减薄10%～50%，从而降低生产成本。

在本发明的第二个方面，本发明提供了一种用于制冷设备内衬的板材，所述板材包含上述合金材料。由于上述合金材料的韧性和强度可以通过配方调整达到很好的平衡，因此，在保持现有制冷设备板材技术标准的基础上，可以使板材厚度减薄10%～50%，从而降低生产成本。

在本发明的第三个方面，本发明提供了一种用于制冷设备的内衬，所述内衬具有上述用于制冷设备的板材。由此，该制冷设备的内衬具有上述板材所具有的各种特性和优势，此处不再赘述。

在本发明的第四个方面，本发明提供了一种制冷设备的内胆，所述制冷设备的内胆具有上述任一实施例所述的内衬。由此，由上述板材作为内衬制成的所述制冷设备的内胆具有本发明板材的各种特性和优势，此处不再赘述。

在本发明的第五个方面，本发明提供了一种制冷设备，所述制冷设备具有上述任一实施例所述的内胆。由此具有上述内胆的制冷设备所具有的各种特性和优势，此处不再赘述。

本发明所具有的具体优点在于：

1、根据本发明实施例的制备用于制冷设备内衬的板材的方法，采用单层共挤工艺替代现有二层/多层共挤工艺，可以大大降低设备费用和制造成本；

2、根据本发明实施例的用于制冷设备的板材厚度减薄10%～50%（一般在30%左右），从而降低了生产成本；

3、根据本发明实施例的合金材料可以抗多元混合发泡剂的腐蚀，推动了混合发泡剂的推广，从而降低了PU泡沫的密度，节省了能耗，产生了极大的经济效益；

4、将根据本发明实施例的合金材料应用于制冷设备内衬的板材，不仅提高了生产效率及产品合格率，而且显著降低冰箱内衬开裂风险。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。需要说明的是，所描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明第一方面的实施例提供了一种合金材料，该合金材料为聚乙烯/聚苯乙烯合金或聚丙烯/聚苯乙烯合金。由此，根据本发明实施例的合金材料具有很好的抗单一发泡剂（如环戊烷、异戊烷、141b、FEA-1100、LBA）、抗多元混合发泡剂（如HC/HFC混合发泡、HC/HFC/FC混合发泡、HC/LBA或HC/HFC/LBA等混合发泡剂）、抗食用油（芝麻油、调和油、菜籽油等）等腐蚀能力，从而可以直接与制冷设备保温层的发泡层接触。此外，根据本发明实施例的合金材料的缺口冲击强度≧20KJ/M²，拉伸强度≧18MPa，断裂伸长率≧100%，60摄氏度下的光泽度为30度～65度，ESCR断裂伸长率保持率在≧85%。另外，由于合金材料的韧性和强度可以通过配方调整达到很好的平衡，因此，在保持现有制冷设备板材技术标准的基础上，可以使板材厚度减薄10%～50%，从而降低生产成本。

根据本发明的实施例，聚乙烯/聚苯乙烯合金含有10重量份～80重量份的聚苯乙烯；8重量份～75重量份的聚乙烯；以及12重量份～15重量份的助剂，上述成分通过以该比例组合而获得的聚乙烯/聚苯乙烯合金可以在保持较高强度的基础上，同时具有很好的韧性，从而可以在保持现有制冷设备板材技术标准的基础上，可以使板材厚度减薄10%～50%，降低了成产成本。根据本发明的实施例，本发明合金材料中的聚苯乙烯没有特殊限制，只要可以提高合金材料的性能，可以根据不同用途、不同产品要求而选定。例如，根据本发明的一些具体实施例，聚苯乙烯可以选用雪佛龙HIPS-D6007、斯泰隆HIPS-1175、扬巴HIPS-2710、韩巴HIPS-2710、台化HIPS-825S、锦湖HIPS-425EP或道达尔HIPS-8265。根据本发明一些实施例，本发明的合金材料中的聚乙烯的种类没有特别限制，只要可以提高合金材料的性能，可以根据不同的用途、不同产品要求以及与其组合的聚苯乙烯的种类而选定。例如，根据本发明的一些具体实施例，聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯，通过以上述具体种类的聚苯乙烯和聚乙烯进行组合而获得的合金材料，具有抗多种发泡剂腐蚀的能力，例如可以很好地抗单一发泡剂（如环戊烷、异戊烷、141b、FEA-1100、LBA）、抗多元混合发泡剂（如HC/HFC混合发泡、HC/HFC/FC混合发泡、HC/LBA或HC/HFC/LBA等混合发泡剂）、抗食用油（芝麻油、调和油、菜籽油等）等腐蚀能力。根据本发明的实施例，本发明的合金材料中还含有助剂，用于提高聚苯乙烯与聚乙烯组合为本发明合金材料的性能、稳定性以及更容易被加工形成。例如，根据本发明的一些具体实施例，所述助剂包括但不限于，相容剂、抗氧化剂、橡胶弹性体、硬脂酸锌、成核剂和聚乙烯蜡。其中，根据本发明的一个具体示例，基于所述助剂的总重量，所述橡胶弹性体的含量为5重量份～30重量份。由此，具有上述比例的橡胶弹性体作为助剂的本发明的聚乙烯/聚苯乙烯合金材料可以具有适宜的弹性，从而具有更好的拉伸强度和断裂伸长率。发明人惊奇地发现，当助剂中弹性橡胶体的含量低于5重量份或高于30重量份，所制得的聚乙烯/聚苯乙烯合金材料的拉伸强度和断裂伸长率都不能达到要求。根据本发明的另一个具体示例，基于所述助剂的总重量，所述相容剂的含量为7重量份～13重量份。由此，具有上述比例橡胶弹性体作为助剂的本发明的聚乙烯/聚苯乙烯合金材料中的各成分可以更加均匀地容合在一起，从而进一步提高所获得的聚乙烯/聚苯乙烯合金材料的性能。根据本发明的再一个实施例，所述相容剂为过氧化物或聚乙烯接枝酸酐。由此，可以进一步提高合金材料中聚苯乙烯、聚乙烯以及各种助剂之间的相容性，从而获得高强度、强韧性、切抗腐蚀性强的聚乙烯/聚苯乙烯合金材料。

本发明所使用的术语“高密度聚乙烯(high density polyethylene，HDPE)”为主链中平均每1000个碳原子仅含几个支链，密度通常为0.946～0.976g/cm³的聚乙烯。术语“低密度聚乙烯(low density polyethylene，LDPE)”为主链中平均每1000个碳原子带有约20～30个乙基、丁基或其他支链，密度通常为0.910～0.925g/cm³的聚乙烯。术语“线性低密度聚乙烯(Linear low density polyethylene，LLDPE)”的密度通常为0.918～0.935g/cm³，与LDPE相比具有较高的软化温度和熔融温度，有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能。并可耐酸、碱、有机溶剂等。

根据本发明的实施例，聚丙烯/聚苯乙烯合金含有10重量份～80重量份的聚苯乙烯；10重量份～50重量份的聚丙烯；以及10重量份～40重量份的助剂，上述成分通过以该比例组合而获得的聚丙烯/聚苯乙烯合金可以在保持较高强度的基础上，同时具有很好的韧性，从而可以在保持现有制冷设备板材技术标准的基础上，可以使板材厚度减薄10%～50%，降低了成产成本。根据本发明的实施例，本发明合金材料中的聚苯乙烯没有特殊限制，只要可以提高合金材料的性能，可以根据不同用途、不同产品要求而选定。例如，根据本发明的一些具体实施例，聚苯乙烯可以选用雪佛龙HIPS-D6007、斯泰隆HIPS-1175、扬巴HIPS-2710、韩巴HIPS-2710、台化HIPS-825S、锦湖HIPS-425EP或道达尔HIPS-8265。根据本发明一些实施例，本发明的合金材料中的聚丙烯的种类没有特别限制，只要可以提高合金材料的性能，可以根据不同的用途、不同产品要求以及与其组合的聚苯乙烯的种类而选定。例如，根据本发明的一些具体实施例，所述聚丙烯可以为等规聚丙烯、间规聚丙烯或无规聚丙烯。通过上述具体种类的聚苯乙烯和聚丙烯进行组合而获得的合金材料，具有抗多种发泡剂腐蚀的能力，例如可以很好地抗单一发泡剂（如环戊烷、异戊烷、141b、FEA-1100、LBA）、抗多元混合发泡剂（如HC/HFC混合发泡、HC/HFC/FC混合发泡、HC/LBA或HC/HFC/LBA等混合发泡剂）、抗食用油（芝麻油、调和油、菜籽油等）等腐蚀能力。根据本发明的实施例，本发明的合金材料中还含有助剂，用于提高聚苯乙烯与聚丙烯组合为本发明合金材料的性能、稳定性以及更容易被加工形成。例如，根据本发明的一些具体实施例，所述助剂包括但不限于，相容剂、抗氧化剂、橡胶弹性体、硬脂酸锌和成核剂。其中，根据本发明的一个具体示例，基于所述助剂的总重量，所述橡胶弹性体的含量为3重量份～10重量份。由此，具有上述比例的橡胶弹性体作为助剂的本发明的聚丙烯/聚苯乙烯合金材料可以具有适宜的弹性，从而具有更好的拉伸强度和断裂伸长率。发明人惊奇地发现，当助剂中弹性橡胶体的含量低于3重量份或高于10重量份，所制得的聚丙烯/聚苯乙烯合金材料的拉伸强度和断裂伸长率都不能达到要求。根据本发明的另一个具体示例，基于所述助剂的总重量，所述相容剂的含量为5重量份～20重量份。由此，具有上述比例的橡胶弹性体作为助剂的本发明的聚丙烯/聚苯乙烯合金材料中的各成分可以更加均匀地融合在一起，从而进一步提高所获得的聚丙烯/聚苯乙烯合金材料的性能。

本发明的术语“等规聚丙烯(isotactic polypropylene，IPP)”为具有等规构型结构的聚丙烯，分子链中的甲基（-CH₃）分布在主链一侧，是一种高结晶性热塑性树脂，具有优良的刚性和高温抗冲击性。术语“间规聚丙烯(syndiotactic polypropylene，SPP)”为具有间规构型结构的聚丙烯，在其立体结构中甲基侧链交替规整地排列在主链两侧，为结晶性均聚物，是一种低结晶度、高弹性的热塑性树脂，密度仅为0.88g/cm³，具有良好的柔性、韧性和透明性。术语“无规聚丙烯(atactic polypropylene，APP)”为具有无规构型结构的聚丙烯，是一种非结晶、分子量低、力学和热学性能差的聚合物，但有良好的黏附性、疏水性和化学稳定性。

本发明第二方面的实施例提供了一种用于制冷设备内衬的板材。该板材包含上述可以为聚乙烯/聚苯乙烯合金、聚丙烯/聚苯乙烯合金的合金材料。由此，根据本发明实施例的上述合金材料具有很好的抗单一发泡剂（如环戊烷、异戊烷、141b、FEA-1100、LBA）、抗多元混合发泡剂（如HC/HFC混合发泡、HC/HFC/FC混合发泡、HC/LBA或HC/HFC/LBA等混合发泡剂）、抗食用油（芝麻油、调和油、菜籽油等）等腐蚀能力，从而所述板材可以与制冷设备保温层的发泡层直接接触。根据本发明的实施例，制备本发明的用于制冷设备内衬的板材的方法没有特殊限制，例如可以使用制备层状材料所采用的层压法、共挤出法等。其中，共挤出法是利用两台或两台以上挤出机同时挤出一步成型。由于共挤出成型方法可以在一个工序内完成多层复合制品的挤出成型且具有生产成本低、工艺简单、能耗低、生产效率高等特点。在本发明的实施例中，选用共挤出成型方法。根据本发明的实施例，具体地，利用单层共挤和热吸成型加工工艺将上述合金材料制成用于制冷设备内衬的板材。该方法可以大大降低设备费用和制造成本，并且所制成的板材具有上述合金材料所具有的各种特性和优势，此处不再赘述。由此，由于合金材料的韧性和强度可以通过配方调整达到很好的平衡，因此，在保持现有制冷设备板材技术标准的基础上，可以使板材厚度减薄10%～50%，从而降低生产成本。

本发明第三方面的实施例提供了一种用于制冷设备的内衬。根据本发明的实施例的制冷设备的内衬，可以由上述任一实施例所述的合金材料制成的板材制备得到。根据本发明的实施例，所述内衬与所述制冷设备保温层的发泡层直接接触，可以很好的抗单一发泡剂（如环戊烷、异戊烷、141b、FEA-1100、LBA）、抗多元混合发泡剂（如HC/HFC混合发泡、HC/HFC/FC混合发泡、HC/LBA或HC/HFC/LBA等混合发泡剂）、抗食用油（芝麻油、调和油、菜籽油等）等腐蚀能力。

在本发明的第四个方面，本发明提供了一种制冷设备的内胆，所述制冷设备的内胆具有上述任一实施例所述的内衬。根据本发明的实施例，所述内胆可以为制冷设备的门胆或箱胆。由此，由上述板材作为内衬制成的所述制冷设备的内胆具有本发明板材的各种特性和优势，此处不再赘述。

在本发明的第五个方面，本发明提供了一种制冷设备，所述制冷设备具有上述任一实施例所述的内胆。根据本发明的一些实施例，所述制冷设备可以为冰箱或冷柜。由此，可以将根据本发明实施例的制冷设备用于商业及家庭使用的冰箱或冰柜，可以获得极大的经济效益。

下面具体描述本发明的实施例。

此外，本发明提供了的各种特定的工艺、操作和材料的示例，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用性和/或其他材料的使用。

实施例1

板材采用聚乙烯/聚苯乙烯合金原料（8重量份高密度聚乙烯/80重量份雪佛龙HIPS-D6007），添加12重量份助剂，其中，基于助剂的总重量，橡胶弹性体的含量为5重量份，相容剂的含量为7重量份，经过共挤工艺加工成单层板材，热吸塑成型，获得板材A。将板材A置于具有单一发泡剂环戊烷为发泡料的发泡箱体中，常温放置12小时后放入高低温试验箱4个周期，观察试验后内衬状态。箱内胆无龟裂、暗裂及开裂现象。

实施例2

板材采用聚乙烯/聚苯乙烯合金原料（75重量份低密度聚乙烯/10重量份斯泰隆HIPS-1175），添加15重量份助剂，其中，基于助剂的总重量，橡胶弹性体的含量为30重量份，相容剂的含量为13重量份，经过共挤工艺加工成单层板材，热吸塑成型，获得板材B。将板材B置于具有多元发泡剂环戊烷/HFC-245fa为发泡料的发泡箱体中，常温放置12小时后放入高低温试验箱4个周期，观察试验后内衬状态。箱内胆无龟裂、暗裂及开裂现象。

实施例3

板材采用聚乙烯/聚苯乙烯合金原料（30重量份线性低密度聚乙烯/55重量份扬巴HIPS-2710），添加14重量份助剂，其中，基于助剂的总重量，橡胶弹性体的含量为18重量份，相容剂的含量为10重量份，经过共挤工艺加工成单层板材，热吸塑成型，获得板材C。将板材C置于具有多元发泡剂环戊烷/HFC-245fa/HFC-134a为发泡料的发泡箱体中，常温放置12小时后放入高低温试验箱4个周期，观察试验后内衬状态。箱内胆无龟裂、暗裂及开裂现象。

实施例4

板材采用聚丙烯/聚苯乙烯合金原料（10重量份等规聚丙烯/80重量份韩巴HIPS-2710），添加25重量份助剂，其中，基于助剂的总重量，橡胶弹性体的含量为6重量份，相容剂的含量为12重量份，经过共挤工艺加工成单层板材，热吸塑成型，获得板材D。将板材D置于具有多元发泡剂环戊烷/HFC-245fa/HFC-134a为发泡料的发泡箱体中，常温放置12小时后放入高低温试验箱4个周期，观察试验后内衬状态。箱内胆无龟裂、暗裂及开裂现象。

实施例5

板材采用聚丙烯/聚苯乙烯合金原料（50重量份间规聚丙烯/10重量份台化HIPS-825S），添加10重量份助剂，其中，基于助剂的总重量，橡胶弹性体的含量为3重量份，相容剂的含量为5重量份，经过共挤工艺加工成单层板材，热吸塑成型，获得板材E。将板材E置于具有多元发泡剂环戊烷/HFC-365mfc/FC(C6F14)为发泡料的发泡箱体中，常温放置12小时后放入高低温试验箱4个周期，观察试验后内衬状态。箱内胆无龟裂、暗裂及开裂现象。

实施例6

板材采用聚丙烯/聚苯乙烯合金原料（30重量份无规聚丙烯/60重量份锦湖HIPS-425EP），添加40重量份助剂，其中，基于助剂的总重量，橡胶弹性体的含量为10重量份，相容剂的含量为20重量份，经过共挤工艺加工成单层板材，热吸塑成型，获得板材F。将板材F置于具有多元发泡剂环戊烷/HFC-365mfc/FC(C6F14)为发泡料的发泡箱体中，常温放置12小时后放入高低温试验箱4个周期，观察试验后内衬状态。箱内胆无龟裂、暗裂及开裂现象。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种合金材料，其特征在于，所述合金材料为聚乙烯/聚苯乙烯合金或聚丙烯/聚苯乙烯合金。

2.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于，所述聚乙烯/聚苯乙烯合金包含：

10重量份～80重量份的聚苯乙烯；

8重量份～75重量份的聚乙烯；以及

12重量份～15重量份的助剂。

3.根据权利要求2所述的合金材料，其特征在于，所述聚苯乙烯为雪佛龙HIPS-D6007、斯泰隆HIPS-1175、扬巴HIPS-2710、韩巴HIPS-2710、台化HIPS-825S、锦湖HIPS-425EP或道达尔HIPS-8265。

4.根据权利要求2所述的合金材料，其特征在于，所述聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯。

5.根据权利要求2所述的合金材料，其特征在于，所述助剂包含相容剂、抗氧化剂、橡胶弹性体、硬脂酸锌、成核剂和聚乙烯蜡。

6.根据权利要求5所述的合金材料，其特征在于，基于所述助剂的总重量，所述橡胶弹性体的含量为5重量份～30重量份。

7.根据权利要求5所述的合金材料，其特征在于，基于所述助剂的总重量，所述相容剂的含量为7重量份～13重量份。

8.根据权利要求7所述的合金材料，其特征在于，所述相容剂为过氧化物或聚乙烯接枝酸酐。

9.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于，所述聚丙烯/聚苯乙烯合金包含：

10重量份～80重量份的聚苯乙烯；

10重量份～50重量份的聚丙烯；以及

10重量份～40重量份的助剂。

10.根据权利要求9所述的合金材料，其特征在于，所述聚苯乙烯为雪佛龙HIPS-D6007、斯泰隆HIPS-1175、扬巴HIPS-2710、韩巴HIPS-2710、台化HIPS-825S、锦湖HIPS-425EP或道达尔HIPS-8265。

11.根据权利要求9所述的合金材料，其特征在于，所述聚丙烯可以为等规聚丙烯、间规聚丙烯或无规聚丙烯。

12.根据权利要求9所述的合金材料，其特征在于，所述助剂包含相容剂、抗氧化剂、橡胶弹性体、硬脂酸锌和成核剂。

13.根据权利要求12所述的合金材料，其特征在于，基于所述助剂的总重量，所述橡胶弹性体的含量为3重量份～10重量份。

14.根据权利要求12所述的合金材料，其特征在于，基于所述助剂的总重量，所述相容剂的含量为5重量份～20重量份。

15.一种用于制冷设备内衬的板材，其特征在于，所述板材包含权利要求1～14任一项所述的合金材料。

16.根据权利要求15所述的板材，其特征在于，所述板材是利用单层共挤和热吸成型加工工艺获得的。

17.一种用于制冷设备的内衬，其特征在于，所述内衬具有权利要求16所述的板材。

18.根据权利要求17所述的内衬，其特征在于，所述内衬与所述制冷设备保温层的发泡层直接接触。

19.一种制冷设备的内胆，其特征在于，所述内胆具有如权利要求18所述的内衬。

20.根据权利要求19所述的内胆，其特征在于，所述内胆为制冷设备的门胆或箱胆。

21.一种制冷设备，其特征在于，所述制冷设备具有权利要求19或20所述的门胆或箱胆。

22.根据权利要求21所述的制冷设备，其特征在于，所述制冷设备为冰箱或冷柜。