CN106189159A - 空调导风板和用于制造空调导风板的团状模塑复合材料及制备方法 - Google Patents

空调导风板和用于制造空调导风板的团状模塑复合材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种空调导风板和用于制造空调导风板的团状模塑复合材料及其制备方法，团状模塑复合材料包括：60～65phr的不饱和聚酯树脂、35～40phr的低收缩剂、100～110phr的无机填料、3.5～4.0phr的脱模剂、1.0～1.2phr的增稠剂、0.8～1.0phr的引发剂、3.3～3.5phr的颜料以及35.0～45.0wt％的玻璃纤维，低收缩剂包括分子量为20000～60000高聚合度聚苯乙烯和分子量为5000～15000低聚合度聚苯乙烯，重量比为(75～50)：(25～50)。采用根据本发明实施例的团状模塑复合材料制造的空调导风板可以同时满足工作性能以及外观要求。

Description

空调导风板和用于制造空调导风板的团状模塑复合材料及制 备方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，更具体地，涉及一种空调导风板和用于制造空调导风板的团状模塑复合材料及制备方法。
背景技术
家用空调的导风板一般采用双层结构，外层一般采用玻纤增强ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)材料，内层一般采用玻纤增强PC(聚碳酸酯)材料，成型采用蒸汽快速变模温注塑工艺，但制件变形一直困扰注塑生产，下线率较高。为此，采用的做法为将内层材料替换为铝型材，利用其刚性和平直度来确保整个导风板的尺寸稳定性，但却又大幅增加了生产成本。
发明内容
本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
空调导风板的制造变形问题一直是困扰空调行业的一大难题。另外，发明人还发现不仅空调导风板在制造过程中会出现变形，在使用过程中也会出现变形。具体而言，由于空调导风板通常为长条形的结构，长期使用时，空调导风板由于自身重力等原因而发生变形，在中部出现下陷问题，进一步影响了空调导风板的使用性能和外观效果。
发明人对此进行了大量的研究并试图通过对材料的改进来改善变形问题。发明人发现，为实现阻燃，在电机封装、中低压电器、精密仪器、汽车前大灯等领域会广泛采用团状模塑复合材料(即BMC复合材料)。其中，团状模塑复合材料除了具有高阻燃及耐电压等优良性能外，还具有高强度、高耐热性、低收缩乃至无收缩等优点，这些优点对空调导风板所处的应用场合来说是有利的。
因此，发明人试图采用团状模塑复合材料来制造空调导风板，但是，采用现有的团状模塑复合材料制造的空调导风板虽然降低了制件变形，但是却会出现其它问题，例如，外观问题。具体而言，采用现有的团状模塑复合材料制造的空调导风板会存在光泽度较差，颜色暗淡不均并且表面较粗糙等问题。由于空调导风板直接位于室内可见区域内，用户对其外观有一定程度的要求，上述问题的存在使得采用团状模塑复合材料来制造空调导风板难以满足用户的外观需求。
在此基础上，发明人从配比组成的角度出发，经过不计其数的实验并创造性地研制出了一种新型的团状模塑复合材料，采用该团状模塑复合材料制造的空调导风板不仅克服了尺寸变形的问题，而且能够具有优良的外观效果，可以同时达到空调导风板的工作性能以及外观效果的要求。
由此，本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。一方面，本发明提出了一种用于制造空调导风板的团状模塑复合材料，采用所述团状模塑复合材料制造的导风板尺寸稳定性好、强度较高、外观效果好且成本较低。
另一方面，本发明还提出了一种上述团状模塑复合材料的制备方法。
进一步地，本发明还提出了一种采用上述团状模塑复合材料制造的空调导风板。
根据本发明第一方面实施例的用于制造空调导风板的团状模塑复合材料，包括：60～65phr的不饱和聚酯树脂、35～40phr的低收缩剂、100～110phr的无机填料、3.5～4.0phr的脱模剂、1.0～1.2phr的增稠剂、0.8～1.0phr的引发剂、3.3～3.5phr的颜料以及35.0～45.0wt％的玻璃纤维，其中，所述低收缩剂包括高聚合度聚苯乙烯和低聚合度聚苯乙烯，所述高聚合度聚苯乙烯和低聚合度聚苯乙烯的分子量分别为20000～60000和5000～15000，且重量比为(75～50)：(25～50)。
根据本发明实施例的团状模塑复合材料可以用于制造空调导风板，并且制造形成的空调导风板不仅具有尺寸变形小、强度高以及耐温性强等特点，而且还具有颜色鲜亮且均匀，光泽度好，并且表面平整度高等优点，使空调导风板可以同时满足工作性能以及外观要求；同时，采用该空调导风板可形成一体的结构，无需采用双层结构，结构更简单，结构稳定性更强、更便于制造生产，成本较低。
另外，根据本发明上述实施例的用于制造空调导风板的团状模塑复合材料还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一些实施例，所述高聚合度聚苯乙烯的分子量为40000～60000，所述低聚合度聚苯乙烯的分子量为5000～10000。
根据本发明的一些实施例，所述无机填料包括细粒径碳酸钙和粗粒径碳酸钙，所述细粒径碳酸钙的中位粒径为5000～36000目，所述粗粒径碳酸钙的中位粒径为1000～2500目，且重量比为(95～65)：(5～35)。
根据本发明的一些实施例，所述细粒径碳酸钙的中位粒径为12000～36000目，所述粗粒径碳酸钙的中位粒径为1500～2000目。
根据本发明的一些实施例，所述引发剂采用高活性有机过氧化物引发剂和中等活性有机过氧化物引发剂复配形成，比例为(50～30)：(50～70)。
根据本发明的一些实施例，所述高活性机过氧化物引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯，所述中等活性有机过氧化物引发剂为过氧化异辛酸叔丁酯。
根据本发明的一些实施例，所述颜料为平均粒径≤0.30μm的锐钛型二氧化钛。
根据本发明的一些实施例，所述玻璃纤维为经过偶联剂处理的长度为6～12mm的短切玻璃纤维。
根据本发明的一些实施例，所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯或间苯型不饱和聚酯。
根据本发明的一些实施例，所述脱模剂为硬脂酸钙或硬脂酸锌。
根据本发明的一些实施例，所述增稠剂为氧化镁、氧化钙、氢氧化镁或氢氧化钙。
根据本发明第二方面实施例的用于制造空调导风板的团状模塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将不饱和聚酯、低收缩剂、引发剂和苯乙烯单体在分散机中混合均匀，得到树脂糊；S2：将无机填料和脱模剂在捏合机中混合均匀后加入所述树脂糊并捏合；S3：加入玻璃纤维，并继续捏合得到团状模塑复合材料。
根据本发明的一些实施例，进一步包括以下步骤：S4：将所述团状模塑复合材料放入挤出机中挤出成型呈预定形状；S5：烘干并用聚酯薄膜密封包装。
根据本发明第三方面实施例的空调导风板采用根据本发明第一方面实施例的用于制造空调导风板的团状模塑复合材料制造形成。
根据本发明的一些实施例，所述空调导风板模压成型。
根据本发明的一些实施例，模压成型所用的模具的表面温度为140～160℃，固化时间为60～90秒。
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。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的团状模塑复合材料的制备方法的流程图。
图2是根据本发明另一个实施例的团状模塑复合材料的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，其中，参考术语“实施例”、“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。对上述术语的示意性表述不必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征可以相互结合和组合。
根据本发明实施例的团状模塑复合材料包括：60～65phr的不饱和聚酯树脂、35～40phr的低收缩剂、100～110phr的无机填料、3.5～4.0phr的脱模剂、1.0～1.2phr的增稠剂、0.8～1.0phr的引发剂、3.3～3.5phr的颜料以及35.0～45.0wt％的玻璃纤维，其中，phr(Parts per hundred resin)为不饱和聚酯树脂和低收缩剂之和的百分之一，即每百份树脂的份数作为单位。wt％为质量百分数。
其中，低收缩剂包括高聚合度聚苯乙烯和低聚合度聚苯乙烯，高聚合度聚苯乙烯和低聚合度聚苯乙烯的分子量分别为20000～60000和5000～15000，且高聚合度聚苯乙烯和低聚合度聚苯乙烯的重量比为(75～50)：(25～50)。采用两种不同聚合度的聚苯乙烯，不但没有使制品的低收缩效果受到损害，而且能很好地改善制品的颜色均一性、光泽度以及表面平整度等。
具体地，对采用两种聚合度的聚苯乙烯能够提高颜色均匀性的机理分析为：BMC模压制品的颜色不均匀与低收缩添加剂的分散粒子尺寸、孔隙大小及其多分散性密切相关，低聚合度聚苯乙烯的加入，能使聚苯乙烯的分散粒子尺寸及其多分散性变小，即提高了聚苯乙烯的分散效果，从而改善了制品的颜色均匀性。
由此，采用具有上述配比组成的空调导风板不仅具有尺寸变形小、强度高以及耐温性强等特点，而且还具有颜色鲜亮且均匀，光泽度好，并且表面平整度高等优点，使空调导风板可以同时满足工作性能以及外观要求，尺寸稳定性高、外观美观大方且使用寿命较长；同时，采用该空调导风板可以整体形成为一体的结构，无需再如相关技术中一样采用双层结构，结构更简单，结构稳定性更强且更便于制造生产，并且成本较低。
根据本发明的一些实施例，高聚合度聚苯乙烯的分子量优选为40000～60000，低聚合度聚苯乙烯的分子量优选为5000～10000。由此，可以进一步提高空调导风板的外观颜色以及表面平整度，提升外观效果。
无机填料优选包括细粒径碳酸钙和粗粒径碳酸钙，细粒径碳酸钙的中位粒径为5000～36000目，粗粒径碳酸钙的中位粒径为1000～2500目，且细粒径碳酸钙和粗粒径碳酸钙的重量比为(95～65)：(5～35)。由此，无机填料可由两种不同细度的碳酸钙掺混而成，可以使制品更致密，机械强度更高，而且在使用高比例的无机填料时不易造成缺胶等表面缺陷，表面平整度进一步提高，尺寸变形进一步降低。
更优选地，细粒径碳酸钙的中位粒径可为12000～36000目，粗粒径碳酸钙的中位粒径可为1500～2000目，以进一步提高强度和表面平整度，降低制件变形。
引发剂可采用高活性有机过氧化物引发剂和中等活性有机过氧化物引发剂复配形成，高活性有机过氧化物引发剂和中等活性有机过氧化物的比例为(50～30)：(50～70)。由此，可以确保团状模塑复合材料在模具中以一定的速度固化，不致出现波纹、针孔、麻点、焦烧等表面缺陷，表面平整度进一步提高，也不会因固化时间过长而造成生产能力低下，由此得到的BMC复合材料可以适应各种类型的模具，有利于空调导风板的多样化生产。
在本发明的一些具体实施例中，高活性机过氧化物引发剂可为过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)，中等活性有机过氧化物引发剂可为过氧化异辛酸叔丁酯(TBPO)。由此，可以使空调导风板具有优异的结构强度、尺寸稳定性以及表面平整度。
颜料为平均粒径≤0.30μm的锐钛型二氧化钛。锐钛型二氧化钛是一种优良的白色粉末颜料，具有良好的光散射能力，因而白度好，着色力高，遮盖力强，同时具有较好的化学稳定性和耐候性。
可选地，不饱和聚酯树脂可为邻苯型不饱和聚酯或间苯型不饱和聚酯。脱模剂可为硬脂酸钙或硬脂酸锌。增稠剂可为氧化镁、氧化钙、氢氧化镁或氢氧化钙。由此，可以实现团状模塑复合材料的快速制备且制造得到的空调导风板具有优异的结构强度以及尺寸稳定性、颜色均匀鲜亮、表面平整度高，光泽度好，外观效果好。
在本发明的一些较优选的实施例中，玻璃纤维为经过偶联剂处理的长度为6～12mm的短切玻璃纤维。由此，可以进一步提高空调导风板的致密性、强度以及耐热性，进一步降低制品的尺寸变形，提高空调导风板的使用寿命。其中，对于偶联剂的具体种类不做特殊限制，例如，偶朕剂可以选用硅烷类。
下面对根据本发明实施例的团状模塑复合材料的制备方法进行描述，如图1所示，该制备方法包括以下步骤：
S1：将不饱和聚酯、低收缩剂、引发剂和苯乙烯单体在分散机中混合均匀，得到树脂糊。
S2：将无机填料和脱模剂在捏合机中混合均匀后加入树脂糊并捏合。
S3：加入玻璃纤维，并继续捏合得到团状模塑复合材料。
具体而言，首先将不饱和聚酯、低收缩剂、引发剂、苯乙烯单体等液体原料可以用高速分散机混合均匀，得到树脂糊；另将无机填料、脱模剂等固体原料在捏合机内混合均匀。由此，液体原料和固体原料可以实现分开混合，保证各自混合的均匀效果，同时有利于后续反应的进行。接着，当液体原料和固定原料均混合均匀后，可以往固体原料中徐徐加入树脂糊进行捏合；在捏合均匀后加入玻璃纤维继续捏合，最终得到团状模塑复合材料。
采用该制备方法制得的团状模塑材料性能稳定，可以保证良好的性能，保证采用该材料制造得到的空调导风板可以具有优异的结构强度、耐温性以及尺寸稳定性、颜色均匀鲜亮、表面平整度高，光泽度好，可以同时满足工作性能以及外观要求。
进一步地，如图2所示，根据本发明实施例的团状模塑复合材料的制备方法还可进一步包括如下步骤：
S4：将团状模塑复合材料放入挤出机中挤出成型呈预定形状。
S5：烘干并用聚酯薄膜密封包装。
具体而言，可将经过步骤S1到S3中制备得到的团状模塑复合材料用挤出机挤成条状或丸状，以方便储存且方便后续使用，之后可进行烘干处理，去除水分，烘干后的团状模塑复合材料可用聚酯薄膜密封包装，储存备用，以保证材料性能的稳定。由此，可以较好的实现团状模塑复合材料的储存，以便于灵活选择时间进行空调导风板的制造。
在本发明的一些具体实施方式中，可以对团状模塑复合材料进行模压处理得到空调导风板，即采用团状模塑复合材料制造的空调导风板可以采用模压成型工艺制造形成。其中，根据需要，空调导风板整体可以采用团状模塑复合材料通过模压成型工艺制造而成，也可以仅其中一部分，例如，空调导风板的主体部分采用团状模塑复合材料通过模压成型工艺制造而成。
由此，不仅便于制造，利于流水线生产，而且制造形成的空调导风板除了具有优良的尺寸稳定性、耐热性和机械强度以外，还可以在表面形成平整、光洁、没有波纹等表面缺陷的外观面，使外观效果进一步提高。
较优选地，模压成型所用的模具的表面温度为140～160℃，固化时间为60～90秒，由此可以较好地保证空调导风板在工作性能以及外观方面均具有较高的质量。为便于操作以及保证较好的加热效果，可选地，模具可以采用电加热或蒸汽加热方式。
综上所述，本发明通过材料替代及工艺调整等方面实现了空调导风板的稳定生产，有效解决了行业中存在的尺寸变形的问题，同时提高了外观效果。
下面，结合通过实施例进一步描述本发明。
实施例1
将60重量份的邻苯型不饱和聚酯树脂、40重量份的低收缩剂(其中，30重量份分子量为50000的高聚合度聚苯乙烯，10重量份分子量为5000的低聚合度聚苯乙烯)、0.3份TBPB、0.7份TBPO、1份氧化镁在高速混合机中混合均匀，得到树脂糊。另将90份中位粒径12000目的碳酸钙、10份中位粒径1800目的碳酸钙、3.5份硬脂酸锌在捏合机中混合均匀，加入此前配好的树脂糊，混匀后加入40wt％长度为6mm的短切玻璃纤维，捏合均匀得到BMC复合材料。
用这样制得的BMC复合材料在压制成型机上模压出空调导风板，模具使用电加热，模具的表面温度为155℃，固化时间45秒。此导风板基体表面没有针孔和麻点，表面光滑，没有波纹，颜色均匀且鲜亮，经测试色差为0.78，热变形温度为220℃，弯曲强度为79Mpa，冲击强度为15kJ/m2，表面平整度和光泽度较好。
实施例2
将分子量为50000的高聚合度聚苯乙烯和分子量为5000的低聚合度聚苯乙烯分别改为20份和20份，其余皆与实施例1相同。此导风板基体表面没有针孔和麻点，表面光滑，没有波纹，颜色均匀且鲜亮，经测试色差为0.80，热变形温度为218℃，弯曲强度为77Mpa，冲击强度为14kJ/m2，表面平整度和光泽度较好。
对比例1
将分子量为50000的高聚合度聚苯乙烯和分子量为5000的低聚合度聚苯乙烯分别改为40份和0份，其余皆与实施例1相同。此导风板基体表面没有针孔和麻点，表面光滑，没有波纹，但颜色不均匀且暗淡，经测试色差为2.23，热变形温度为215℃，弯曲强度为75Mpa，冲击强度为13kJ/m2，表面平整度和光泽度变差。
对比例2
将分子量为50000的高聚合度聚苯乙烯和分子量为5000的低聚合度聚苯乙烯分别改为0份和40份，其余皆与实施例1相同。此导风板基体表面没有针孔和麻点，表面光滑，没有波纹，但颜色不均匀且暗淡，经测试色差为2.52，热变形温度为210℃，弯曲强度为74Mpa，冲击强度为12kJ/m2，表面平整度和光泽度变差。
由实施例1和实施例2与对比例1和对比例2的比较可知，本发明选取两种不同聚合度的聚苯乙烯作为低收缩剂配合使用，使所制得的BMC复合材料不但各项力学性能水平较高，而且制品的颜色均匀性以及表面平整度也较好，外观得到明显改善。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”或“具体示例”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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (16)

1.一种用于制造空调导风板的团状模塑复合材料，其特征在于，包括：60～65phr的不饱和聚酯树脂、35～40phr的低收缩剂、100～110phr的无机填料、3.5～4.0phr的脱模剂、1.0～1.2phr的增稠剂、0.8～1.0phr的引发剂、3.3～3.5phr的颜料以及35.0～45.0wt％的玻璃纤维，
其中，所述低收缩剂包括高聚合度聚苯乙烯和低聚合度聚苯乙烯，所述高聚合度聚苯乙烯和低聚合度聚苯乙烯的分子量分别为20000～60000和5000～15000，且重量比为(75～50)：(25～50)。
2.根据权利要求1所述的用于制造空调导风板的团状模塑复合材料，其特征在于，所述高聚合度聚苯乙烯的分子量为40000～60000，所述低聚合度聚苯乙烯的分子量为5000～10000。
3.根据权利要求1所述的用于制造空调导风板的团状模塑复合材料，其特征在于，所述无机填料包括细粒径碳酸钙和粗粒径碳酸钙，所述细粒径碳酸钙的中位粒径为5000～36000目，所述粗粒径碳酸钙的中位粒径为1000～2500目，且重量比为(95～65)：(5～35)。
4.根据权利要求3所述的用于制造空调导风板的团状模塑复合材料，其特征在于，所述细粒径碳酸钙的中位粒径为12000～36000目，所述粗粒径碳酸钙的中位粒径为1500～2000目。
5.根据权利要求1所述的用于制造空调导风板的团状模塑复合材料，其特征在于，所述引发剂采用高活性有机过氧化物引发剂和中等活性有机过氧化物引发剂复配形成，比例为(50～30)：(50～70)。
6.根据权利要求5所述的用于制造空调导风板的团状模塑复合材料，其特征在于，所述高活性机过氧化物引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯，所述中等活性有机过氧化物引发剂为过氧化异辛酸叔丁酯。
7.根据权利要求1所述的用于制造空调导风板的团状模塑复合材料，其特征在于，所述颜料为平均粒径≤0.30μm的锐钛型二氧化钛。
8.根据权利要求1所述的用于制造空调导风板的团状模塑复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为经过偶联剂处理的长度为6～12mm的短切玻璃纤维。
9.根据权利要求1所述的用于制造空调导风板的团状模塑复合材料，其特征在于，所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯或间苯型不饱和聚酯。
10.根据权利要求1所述的用于制造空调导风板的团状模塑复合材料，其特征在于，所述脱模剂为硬脂酸钙或硬脂酸锌。
11.根据权利要求1所述的用于制造空调导风板的团状模塑复合材料，其特征在于，所述增稠剂为氧化镁、氧化钙、氢氧化镁或氢氧化钙。
12.一种根据权利要求1-11中任一项所述的用于制造空调导风板的团状模塑复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将不饱和聚酯、低收缩剂、引发剂和苯乙烯单体在分散机中混合均匀，得到树脂糊；
S2：将无机填料和脱模剂在捏合机中混合均匀后加入所述树脂糊并捏合；
S3：加入玻璃纤维，并继续捏合得到团状模塑复合材料。
13.根据权利要求12所述的用于制造空调导风板的团状模塑复合材料的制备方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
S4：将所述团状模塑复合材料放入挤出机中挤出成型成预定形状；
S5：烘干并用聚酯薄膜密封包装。
14.一种空调导风板，其特征在于，采用根据权利要求1-11中任一项所述的用于制造空调导风板的团状模塑复合材料制造形成。
15.根据权利要求14所述的空调导风板，其特征在于，所述空调导风板模压成型。
16.根据权利要求15所述的空调导风板，其特征在于，模压成型所用的模具的表面温度为140～160℃，固化时间为60～90秒。
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