CN106832743A - 一种含生物质的塑料电器外壳的制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含生物质的改性塑料电器外壳的制备方法，包括以下步骤：（1）准备原材料；（2）制备生物质粉体：将含天然纤维的生物质通过球磨机磨粉，并烘干，获得生物质粉体；（3）生物质粉体的改性：将所述步骤（2）中制得的生物质粉体放入高混机，同时加入助剂和矿石粉，进行预混合，并加热烘干，加热温度为70~170℃，加热时间为10‑15分钟，获得改性的生物质粉体；（4）配混造粒：将获得的改性的生物质粉体与聚丙烯（PP）在造粒设备中配混造粒，造粒温度为165‑250℃；（5）注塑成型：将获得的生物质改性的PP料与PP注塑生产料混合，加入助剂进行注塑并进行产品制备，获得含生物质的改性塑料电器外壳。

Description

一种含生物质的塑料电器外壳的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种含生物质的改性塑料电器外壳的制备方法及其应用。
背景技术
目前市场上的电器外壳主要有金属外壳、塑料外壳、塑胶外壳等。其中，金属外壳价格偏高，且存在漏电隐患，市场上使用量越来越少，部分塑胶外壳存在环保隐患，市场占有率一直不高。比较而言，目前大多数电器外壳为塑料外壳，且通过注塑工艺制备。通过改性增强，大部分塑料电器外壳具备阻燃、防静电、防水、甚至耐摔等功能。但是，全塑料电器外壳在透气性差、强度不高、易老化、可回收性差、成本高等方面尚存在不足。针对上述不足，本发明设计利用含纤维生物质与塑料复合，制备出新的材料，利用植物纤维的“加强筋”作用，强化塑料电器外壳的强度，以生产出具备一定透气性、质量更轻和强度更好的塑料电器外壳。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种制备替代普通塑料的含纤维的生物质的改性塑料的方法。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是，该含生物质的改性塑料电器外壳的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）准备原材料：生物质改性ABS料或PP料的原材料按重量比包括含天然纤维的生物质5~35%、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物塑料（ABS）或聚丙烯（PP）40~80%、助剂1~10%、矿石粉4~25%；将原材料按比例称重，待用；
（3）生物质粉体的改性：将所述步骤（2）中制得的生物质粉体放入高混机，同时加入助剂和矿石粉，在高混机中进行预混合，并加热烘干，加热温度为70~170℃，加热时间至少为10分钟，获得改性的生物质粉体；
（4）配混造粒：将所述步骤（3）中获得的改性的生物质粉体与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物塑料（ABS）或聚丙烯（PP）在造粒设备中配混造粒，造粒温度为165-250℃，获得生物质改性ABS料或PP料；
（5）注塑成型：将所述步骤（4）中获得的生物质改性ABS料或PP料与注塑生产料混合，生物质改性ABS料或PP料的原材料与ABS 或PP注塑生产料的比例为1：1.5~3，加入助剂进行注塑并进行产品制备，获得含生物质的改性塑料电器外壳。
采用上述技术方案，将PP或ABS改性成含木粉和秸秆等的生物质塑料，并利用含纤维生物质改性塑料替代全塑料电器外壳，一方面强化了产品的耐冲击强度，节省原料，降低产品的重量，且具备更好的透气性；另一方面，生物质-塑料复合材料更加舒适，环保，产品的使用寿命更长；同时生物质改性塑料电器外壳比金属质电器外壳质量更轻，更耐腐蚀，不用做油漆，因此，更加环保和舒适；其中所采用的高混机即高速混合机，在高温高速下将材料进行混合，混合时的转速为1500转/分，混合时的温度为300~500℃。
本发明进一步改进在于，所述步骤（5）中的注塑过程所采用的注塑生产料为ABS注塑料或PP注塑料或二者的复合料，包括耐冲击性聚苯乙烯（HIPS）或聚碳酸酯（PC）或聚苯醚（PPO）、改良性聚苯醚（MPPO）或聚氯乙烯（PVC）与ABS的复合料。
本发明进一步改进在于，所述助剂包括偶联剂、酯化剂、接枝剂、稳定剂、阻燃剂和防老剂。
本发明进一步改进在于，所述矿石粉为碳酸钙、云母粉碳酸钙、石英粉、滑石粉、硅灰石、硅酸钙、玻璃微珠粉体中的一种或几种的混合，所述矿石粉的粒径大小为400目以上。
本发明进一步改进在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂或苯乙烯-马来酸酐共聚物或邻苯二甲酸酐或聚异丁烯或异氰酸酯偶联剂中的一种或多种混合；所述酯化剂为马来酸酐；所述接枝剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMA）或马来酸酐接枝聚苯乙烯；所述稳定剂为硬脂酸钙或/和硬脂酸锌；所述阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂或/和氢氧化镁；防老剂为防老剂RD或/和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮（UV-531）。
本发明进一步改进在于，所述含天然纤维的生物质为木粉、茶叶杆、烟杆、米糠、农作物秸秆粉或生物碳中的一种或两种以上混合物。
作为本发明的优选方案，所述步骤（4）中造粒温度为171-210℃。
本发明还要解决的一个技术问题是，提供一种具备一定透气性、质量更轻和强度更好的塑料电器外壳的应用，适用于商业广泛推广。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，该生物质的改性塑料电器外壳的应用，包括电视机壳、冰箱外壳、洗衣机外壳、空调外壳、笔记本电脑、台式电脑机箱、音响外壳、打印机。采用上述技术方案，利用植物纤维的“加强筋”作用，强化塑料电器外壳的强度，并减轻产品重量，以生产出具备一定透气性、质量更轻和强度更好的塑料电器外壳。
采用本发明的技术方案，与现有技术相比，其产生的有益效果是：利用木粉和秸秆等含纤维生物质改性塑料，替代全塑料电器外壳，不仅利于生物钢筋强化了产品的耐冲击强度，还能节省原料，降低产品的重量，并具备更好的透气性。生物质-塑料复合材料质感舒适，产品的使用寿命更长，还能回收利于，因此，更加环境友好，经济效益更好；适用于商业广泛推广。
附图说明
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案：
图1是本发明含生物质的改性塑料电器外壳的制备方法的流程框图。
具体实施方式
实施例1：
该含生物质的改性塑料电器外壳的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）准备原材料：按比例称取生物质改性ABS料的原材料：米糠粉8%、400目碳粉7%、苯乙烯-马来酸酐共聚物3%、其它助剂5%、600目硅微粉15%，ABS 62%；
（2）制备生物质粉体：将含天然纤维的生物质米糠粉通过球磨机磨粉，粒径为400目，并烘干，获得生物质粉体；
（3）生物质粉体的改性：将所述步骤（2）中制得的生物质粉体放入高混机，同时加入助剂和矿石粉，在高混机中进行预混合，并加热烘干，加热温度为70℃，加热时间为20分钟，获得改性的生物质粉体；
（4）配混造粒：将所述步骤（3）中获得的改性的生物质粉体与ABS在造粒设备中配混造粒，造粒温度为165℃，获得生物质改性的ABS料；
（5）注塑成型：将所述步骤（4）中获得的生物质改性的ABS料与注塑生产料混合，在注塑成型过程中，生物质改性的ABS料与ABS注塑生产料按照1：2混合；加入助剂进行注塑并进行产品制备，制备生物质改性电视机外壳；
经测试生产的米糠粉改性ABS电视机外壳原材料节省4.3%，抗压强度提高了9.5%，且具备更好的透气性，减少了因机身原因造成的共鸣。
实施例2：
该含生物质的改性塑料电器外壳的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）准备原材料：按比例称取生物质改性ABS料的原材料：小麦秸秆粉30%、600目碳粉5%、硅烷偶联剂2%、600目碳酸钙粉5%、其它助剂5%、ABS 53%，待用；
（2）制备生物质粉体：将含天然纤维的生物质小麦秸秆粉通过球磨机磨粉，粒径为150目，并烘干，获得生物质粉体；
（3）生物质粉体的改性：将所述步骤（2）中制得的生物质粉体放入高混机，同时加入助剂和矿石粉，在高混机中进行预混合，并加热烘干，加热温度为100℃，加热时间为12分钟，获得改性的生物质粉体；
（4）配混造粒：将所述步骤（3）中获得的改性的生物质粉体与ABS在造粒设备中配混造粒，造粒温度为200℃；
（5）注塑成型：将所述步骤（4）中获得的生物质改性的ABS料与注塑生产料混合，在注塑成型过程中，与ABS生产料按照1：2混合；加入助剂进行注塑并进行产品制备，制备生物质改性电视机外壳；
经测试生产的米糠粉改性ABS电视机外壳原材料节省6.0%，抗压强度提高了8.7%，且具备更好的透气性，减少了因机身原因造成的共鸣。
实施例3：
该含生物质的改性塑料电器外壳的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）准备原材料：按比例称取生物质改性ABS料的原材料：杨树粉5%、400目碳粉5%、硅烷偶联剂2%、800目活性碳酸钙粉10%，其它助剂8%、ABS 70%；待用；
（2）制备生物质粉体：将含天然纤维的生物质杨树粉通过球磨机磨粉，粒径为500目，并烘干，获得生物质粉体；
（3）生物质粉体的改性：将所述步骤（2）中制得的生物质粉体放入高混机，同时加入助剂和矿石粉，在高混机中进行预混合，并加热烘干，加热温度为120℃，加热时间为13分钟，获得改性的生物质粉体；
（4）配混造粒：将所述步骤（3）中获得的改性的生物质粉体与ABS在造粒设备中配混造粒，造粒温度为210℃；
（5）注塑成型：将所述步骤（4）中获得的生物质改性的ABS料与注塑生产料混合，在注塑成型过程中，与ABS生产料按照1：2混合；加入助剂进行注塑并进行产品制备，制备生物质改性ABS计算机机箱。
经测试生产的生物质改性ABS计算机机箱原材料节省6%，冲击强度增加了10%以上，且具备更好的透气性。
实施例4：
该含生物质的改性塑料电器外壳的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）准备原材料：按比例称取原材料：茶杆粉20%、800目碳粉10%、硅烷偶联剂2%、700目碳酸钙粉10%、PP料51%、其它助剂7%，待用；
（2）制备生物质粉体：将含天然纤维的生物质米糠通过球磨机磨粉，粒径为500目，并烘干，获得生物质粉体；
（3）生物质粉体的改性：将所述步骤（2）中制得的生物质粉体茶杆粉放入高混机，同时加入助剂和矿石粉，在高混机中进行预混合，并加热烘干，加热温度为120℃，加热时间为13分钟，获得改性的生物质粉体；
（4）配混造粒：将所述步骤（3）中获得的改性的生物质粉体与聚丙烯（PP）在造粒设备中配混造粒，造粒温度为210℃；
（5）注塑成型：将所述步骤（4）中获得的生物质改性的PP料与PP注塑生产料混合，在注塑成型过程中，与PP生产料按照1：3混合；加入助剂进行注塑并进行产品制备，制备生物质改性PP电视机外壳；
经测试生产的生物质改性PP电视机外壳比全PP料的产品原材料节省6.5%左右，冲击强度增加了10%，且具备更好的透气性，减少了因机身原因造成的共鸣。
实施例5：
该含生物质的改性塑料电器外壳的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）准备原材料：按比例称取原材料：农作物秸秆粉15%、800目碳粉10%、硅烷偶联剂3%、700目碳酸钙粉15%、ABS料52%、其它助剂5%，待用；
（2）制备生物质粉体：将含天然纤维的生物质农作物秸秆粉通过球磨机磨粉，粒径为500目，并烘干，获得生物质粉体；
（3）生物质粉体的改性：将所述步骤（2）中制得的生物质粉体农作物秸秆粉放入高混机，同时加入助剂和矿石粉，在高混机中进行预混合，并加热烘干，加热温度为170℃，加热时间为10分钟，获得改性的生物质粉体；
（4）配混造粒：将所述步骤（3）中获得的改性的生物质粉体与ABS在造粒设备中配混造粒，造粒温度为250℃；
（5）注塑成型：将所述步骤（4）中获得的生物质改性的ABS料与注塑生产料混合，在注塑成型过程中，与注塑生产料按照1：1.5混合；加入助剂进行注塑并进行产品制备，制备生物质改性ABS计算机机箱。
经测试生产的生物质改性ABS计算机机箱原材料节省7%，冲击强度增加了10%以上，且具备更好的透气性。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种含生物质的改性塑料电器外壳的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）准备原材料：生物质改性ABS料或PP料的原材料按重量比包括含天然纤维的生物质5~35%、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物塑料（ABS）或聚丙烯（PP）40~80%、助剂1~10%、矿石粉4~25%；将原材料按比例称重，待用；
（2）制备生物质粉体：将含天然纤维的生物质通过球磨机磨粉，粒径为100-2000目，并烘干，获得生物质粉体；
（3）生物质粉体的改性：将所述步骤（2）中制得的生物质粉体放入高混机，同时加入助剂和矿石粉，在高混机中进行搅拌预混合，并加热烘干，加热温度为70~180℃，优选80-120℃，加热时间至少为10分钟，获得改性的生物质粉体；
（4）配混造粒：将所述步骤（3）中获得的改性的生物质粉体与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物塑料（ABS）或聚丙烯（PP）在造粒设备中配混造粒，造粒温度为165-250℃，获得生物质改性ABS料或PP料；
（5）注塑成型：将所述步骤（4）中获得的生物质改性ABS料或PP料与注塑生产料混合，生物质改性ABS料或PP料的原材料与ABS 或PP注塑生产料的比例为1：1.5~3，加入助剂进行注塑并进行产品制备，获得含生物质的改性塑料电器外壳。
2.如权利要求1所述的含生物质的改性塑料电器外壳的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中的注塑过程所采用的注塑生产料为ABS注塑料或PP注塑料或二者的复合料，包括耐冲击性聚苯乙烯（HIPS）或聚碳酸酯（PC）或聚苯醚（PPO）、改良性聚苯醚（MPPO）或聚氯乙烯（PVC）与ABS的复合料。
3.如权利要求2所述的含生物质的改性塑料电器外壳的制备方法，其特征在于，所述助剂包括偶联剂、酯化剂、接枝剂、稳定剂、阻燃剂和防老剂。
4.如权利要求2所述的含生物质的改性塑料电器外壳的制备方法，其特征在于，
所述矿石粉为碳酸钙、云母粉碳酸钙、石英粉、滑石粉、硅灰石、硅酸钙、玻璃微珠粉体中的一种或几种的混合，所述矿石粉的粒径大小为400目以上。
5.如权利要求3所述的含生物质的改性塑料电器外壳的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂或苯乙烯-马来酸酐共聚物或邻苯二甲酸酐或聚异丁烯或异氰酸酯偶联剂中的一种或多种混合；所述酯化剂为马来酸酐；所述接枝剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMA）或马来酸酐接枝聚苯乙烯；所述稳定剂为硬脂酸钙或/和硬脂酸锌；所述阻燃剂为氢氧化铝阻燃剂或/和氢氧化镁；防老剂为防老剂RD或/和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮（UV-531）。
6.如权利要求5所述的含生物质的改性塑料电器外壳的制备方法，其特征在于，所述含天然纤维的生物质为木粉、茶叶杆、烟杆、米糠、农作物秸秆粉或生物碳中的一种或两种以上混合物。
7.如权利要求6所述的含生物质的改性塑料电器外壳的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中所获得的生物质粉的粒径为120-550目；所述步骤（4）中造粒温度为171-210℃。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的生物质的改性塑料电器外壳的应用，其特征在于，该含天然纤维改性的电器外壳包括电视机壳、冰箱外壳、洗衣机外壳、空调外壳、笔记本电脑、台式电脑机箱、音响外壳、打印机。
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