本發(fā)明涉及冰箱領(lǐng)域，特別涉及一種組合物、冰箱內(nèi)膽及其制備方法、冰箱。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的冰箱內(nèi)膽是采用hips(聚苯乙烯)或abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)生產(chǎn)形成板材，在將板材通過真空吸塑成型而成。出于對成本的控制，通過采用較薄的板材吸塑已經(jīng)成為行業(yè)共識，然而，隨之造成在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生較多的吸塑破裂報廢。此外，在后續(xù)的冰箱裝配過程中，對冰箱進行發(fā)泡處理時hips和abs材質(zhì)的板材均存在比較嚴重的暗裂、開裂現(xiàn)象，使得產(chǎn)品的報廢率較高，造成生產(chǎn)資源的極大浪費。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的是提出一種組合物，用于制備冰箱內(nèi)膽，旨在提高現(xiàn)有冰箱內(nèi)膽的強度，降低冰箱內(nèi)膽在生產(chǎn)過程和裝配過程中報廢率。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的組合物包括：包括發(fā)泡劑母粒和高熔體強度聚丙烯基材，所述發(fā)泡劑母粒和所述高熔體強度聚丙烯基材之間的質(zhì)量百分比為0.1％至4％。
優(yōu)選地，所述高熔體強度聚丙烯基材為高熔體強度聚丙烯和聚丙烯混合而成。
優(yōu)選地，所述高熔體強度聚丙烯的質(zhì)含量在30％以上。
優(yōu)選地，所述高熔體強度聚丙烯基材由高熔體強度聚丙烯組成。
優(yōu)選地，所述高熔體強度聚丙烯是由丙烯經(jīng)輻射交聯(lián)、化學(xué)交聯(lián)和反應(yīng)聚合中的一種或多種改性而來。
優(yōu)選地，所述發(fā)泡劑母粒包括n-亞硝類化合物、偶氮類化合物和酰肼類化合物中的一種或多種。
本發(fā)明還提出一種冰箱內(nèi)膽的制備方法，包括以下步驟：
將組合物混合均勻后，加入至擠出設(shè)備中擠出成型，形成板材；
將所述板材按預(yù)設(shè)加工方式制成冰箱內(nèi)膽；
所述組合物包括：包括發(fā)泡劑母粒和高熔體強度聚丙烯基材，所述發(fā)泡劑母粒和所述高熔體強度聚丙烯基材之間的質(zhì)量百分比為0.1％至4％。
優(yōu)選地，所述擠出設(shè)備為單螺桿擠出機，所述單螺桿擠出機的機筒溫度范圍為130°至210°，所述單螺桿擠出機的模頭溫度范圍為180°至200°。
優(yōu)選地，所述單螺桿擠出機的螺桿擠出轉(zhuǎn)速范圍為40r/min至100r/min。
優(yōu)選地，所述板材通過真空吸塑機吸塑形成所述冰箱內(nèi)膽，所述真空吸塑機的加熱溫度范圍為150°至200°。
本發(fā)明還提出一種冰箱內(nèi)膽，所述冰箱內(nèi)膽由前述冰箱內(nèi)膽的制備方法所制備。
本發(fā)明還提出一種冰箱，所述冰箱包括冰箱內(nèi)膽，所述冰箱內(nèi)膽由前述冰箱內(nèi)膽的制備方法所制備。
本發(fā)明技術(shù)方案中，該組合物包括發(fā)泡劑母粒和高熔體強度聚丙烯基材組成，同時發(fā)泡劑母粒和高熔體強度聚丙烯基材之間的質(zhì)量百分比為0.1％至4％，此時，該組合物所形成的板材具有較高的沖擊強度、拉伸強度和邵氏硬度，組合物所形成的板材也具有較大的斷裂伸長率，大幅提高了冰箱內(nèi)膽的強度。同時，在對板材進行吸塑處理制備冰箱內(nèi)膽時，冰箱內(nèi)膽不容易發(fā)生破裂報廢，在對冰箱進行后期發(fā)泡操作時，避免了冰箱內(nèi)膽產(chǎn)生暗裂、開裂現(xiàn)象，降低冰箱內(nèi)膽在生產(chǎn)過程和裝配過程中報廢率，有效地降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明冰箱內(nèi)膽的制備方法的流程示意圖。
本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
需要說明，若本發(fā)明實施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，則該“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。另外，各個實施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應(yīng)當認為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護范圍之內(nèi)。
本發(fā)明提出一種組合物。
在本發(fā)明一實施例中，該組合物用于制備冰箱內(nèi)膽，該組合物包括發(fā)泡劑母粒和高熔體強度聚丙烯基材。其中，發(fā)泡劑母粒和高熔體強度聚丙烯基材之間的質(zhì)量百分比為0.1％至4％。
一般地，聚丙烯(pp)具有耐熱性好，密度小、力學(xué)性能優(yōu)異、化學(xué)穩(wěn)定性和環(huán)保性好的特點而被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。但是，由于聚丙烯的熔體強度低，耐熔錘性能差，當其應(yīng)用于泡沫制品時，存在發(fā)泡工藝性能差的缺點，限制了其在泡沫塑料領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
為了解決聚丙烯的發(fā)泡問題，本實施例中，組合物采用高熔體強度聚丙烯(hmspp)基材和發(fā)泡劑母?；旌隙?。由于組合物中的高熔體強度聚丙烯(hmspp)基材具有較高地熔體強度，其拉伸粘度隨剪切應(yīng)力和時間的增加而增加，應(yīng)變硬化行為明顯，可以在熱成型、吹塑成膜、擠出發(fā)泡等方面推廣應(yīng)用，使用高熔體強度聚丙烯(hmspp)基材可防止或減輕擠出吹塑型坯、熱成型片材以及發(fā)泡制品生產(chǎn)過程中的熔體形變、凹陷和泡孔破裂燈問題。
本組合物中的高熔體強度聚丙烯(hmspp)基材和發(fā)泡劑母粒需按照一定比例混合，此時組合物具有較好的發(fā)泡效果，可以形成出泡孔均勻細密、具有獨立泡孔結(jié)構(gòu)的高強度的板材，有利于后期對板材加工成冰箱內(nèi)膽，防止板材在吸塑過程中破裂報廢或防止冰箱內(nèi)膽在后期發(fā)泡過程中，產(chǎn)生暗裂、開裂，進而提高產(chǎn)品的良品率，節(jié)約生產(chǎn)資源和成本。通過實驗研究表明，當發(fā)泡劑母粒和高熔體強度聚丙烯(hmspp)基材之間的質(zhì)量百分比在0.1％至4％時，組合物具有較好的發(fā)泡效果。
表1不同組分含量的組合物形成的板材的材料性能對比
表1為對本組合物中不同質(zhì)量百分比的發(fā)泡劑母粒和高熔體強度聚丙烯(hmspp)基材在相同實驗環(huán)境和發(fā)泡設(shè)備下的進行發(fā)泡反應(yīng)所獲得板材的材料性能對。通過對比實驗數(shù)據(jù)，當發(fā)泡劑母粒和高熔體強度聚丙烯(hmspp)基材之間的質(zhì)量比在0.1％至4％范圍時，所形成的板材的具有較好的沖擊強度、斷裂伸長率、拉伸強度和邵氏硬度。此時，通過該組合物所形成的板材在制造冰箱內(nèi)膽過程中，不容易板因吸塑工藝導(dǎo)致板材破裂報廢，同時使得冰箱內(nèi)膽的硬度大大提高，也避免了在冰箱后期發(fā)泡過程中，產(chǎn)生暗裂、開裂，進而提高產(chǎn)品的良品率，節(jié)約生產(chǎn)資源和成本。
值得說明的是，聚丙烯材料具有無臭無毒，在塑料中比重小，機械性能優(yōu)異。通過聚丙烯改性制成
本發(fā)明技術(shù)方案中，該組合物包括發(fā)泡劑母粒和高熔體強度聚丙烯基材組成，同時發(fā)泡劑母粒和高熔體強度聚丙烯基材之間的質(zhì)量百分比為0.1％至4％，此時，該組合物所形成的板材具有較高的沖擊強度、拉伸強度和邵氏硬度，組合物所形成的板材也具有較大的斷裂伸長率，大幅提高了冰箱內(nèi)膽的強度。同時，在對板材進行吸塑處理制備冰箱內(nèi)膽時，冰箱內(nèi)膽不容易發(fā)生破裂報廢，在對冰箱進行后期發(fā)泡操作時，避免了冰箱內(nèi)膽產(chǎn)生暗裂、開裂現(xiàn)象，降低冰箱內(nèi)膽在生產(chǎn)過程和裝配過程中報廢率，有效地降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
進一步地，高熔體強度聚丙烯(hmspp)基材可以是由高熔體強度聚丙烯(hmspp)和聚丙烯(pp)混合而成，也可以是僅包括高熔體強度聚丙烯(hmspp)組成。
為了降低本組合物的生產(chǎn)成本，對于本組合中的高熔體強度聚丙烯(hmspp)基材而言，高熔體強度聚丙烯(hmspp)基材由高熔體強度聚丙烯(hmspp)和聚丙烯(pp)混合而成時，即采用一定比例的高熔體強度聚丙烯(hmspp)和聚丙烯(pp)進行共混發(fā)泡。一方面，由于添加了部分成本低廉的聚丙烯(pp)，使得本組合物和本組合物所制備的冰箱內(nèi)膽的成本大幅降低，有利于降低生產(chǎn)成本；另一方面，與單純的聚丙烯(pp)相比，高熔體強度聚丙烯(hmspp)和聚丙烯(pp)的混合物依舊能保持較高的熔體強度和拉伸屈服強度，可以滿足冰箱內(nèi)膽的強度需求。
需要說明的是，對于由高熔體強度聚丙烯(hmspp)和聚丙烯(pp)混合而成的高熔體強度聚丙烯(hmspp)基材而言，高熔體強度聚丙烯(hmspp)的含量較多時，其混合發(fā)泡形成的泡沫板材的泡孔平均直徑較小，材料的密度較小。隨著高熔體強度聚丙烯(hmspp)含量減少，泡孔平均直徑逐漸增大，泡沫板材的密度也逐漸增大。同時，隨著高熔體強度聚丙烯(hmspp)含量的減少，泡孔尺寸及泡孔分布的不均勻程度也會增加。由于高熔體強度聚丙烯(hmspp)含有支化和交聯(lián)結(jié)構(gòu)，在發(fā)泡過程中，可以阻礙氣體的擴散與合并，減少孔壁坍塌與氣體的散失，所以，在同樣的發(fā)泡條件下，高熔體強度聚丙烯(hmspp)含量越多越好，獲得的泡沫板材的泡孔平均直徑和泡沫密度越小，此時，通過該泡沫板材所制備的冰箱內(nèi)膽的性能越好。
為了兼顧成本和冰箱內(nèi)膽的性能，對于由高熔體強度聚丙烯(hmspp)和聚丙烯(pp)混合而成的高熔體強度聚丙烯(hmspp)基材而言，高熔體強度聚丙烯的質(zhì)含量應(yīng)在在30％以上。
為了使冰箱內(nèi)膽具有較佳的強度，在本發(fā)明一實施例中，上述高熔體強度聚丙烯(hmspp)基材也可僅由高熔體強度聚丙烯組成。此時，高熔體強度聚丙烯的質(zhì)含量最大，進而獲得的泡沫板材的泡孔平均直徑和泡沫密度最小，此時，通過該泡沫板材所制備的冰箱內(nèi)膽具有良好的較高的沖擊強度、拉伸強度和邵氏硬度，滿足冰箱內(nèi)膽所需的物理強度需求。
在本發(fā)明實施例中，以上所述的高熔體強度聚丙烯(hmspp)是由聚丙烯(pp)經(jīng)輻射交聯(lián)、化學(xué)交聯(lián)和反應(yīng)聚合中的一種或多種改性而來。其中，聚丙烯是一種結(jié)晶性聚合物，其軟化點和熔點非常接近、熔程窄，在溫度高于結(jié)晶熔點進行熱成型時，強度急劇下降，即熱成型時聚丙烯的粘彈區(qū)不能在較寬溫度范圍保溫穩(wěn)定，這是導(dǎo)致聚丙烯熔體強度低的根本原因。對于聚丙烯而言，影響熔體強度的主要因素是分子量和分子量分布及分子鏈的支化結(jié)構(gòu)。當分子量分布大致相同時，隨分子量的增加熔體強度正大；當分子量基本接近時，熔體強度隨分子量分布的寬度而有增大的傾向。
表2高熔體強度聚丙烯和普通聚丙烯的材料性能對比
通過表2的實驗數(shù)據(jù)表明，具有長支鏈結(jié)構(gòu)的高熔體強度聚丙烯(hmspp)的熔體強度是普通聚丙烯(pp)的11倍以上，高熔體強度聚丙烯(hmspp)的強度性能也明顯優(yōu)于普通聚丙烯(pp)。
如上文所述高熔體強度聚丙烯(hmspp)是由聚丙烯(pp)通過多種途徑改性而來。例如，聚丙烯(pp)的輻射交聯(lián)改性當中，利用電子束或離子(放射源通常為60co和137cs)在一定氣氛下對聚丙烯(pp)原料進行輻照得到高熔體強度聚丙烯(hmspp)。其中，對聚丙烯(pp)原料可以進行離子輻照和/或電子輻照。輻射交聯(lián)改性過程中使用的輻射源應(yīng)具有足夠的能量使聚丙烯(pp)分子結(jié)構(gòu)離子化并激發(fā)原子結(jié)構(gòu)，使得聚合物發(fā)生交聯(lián)。低劑量的輻照可改善聚丙烯(pp)性能并生成長支鏈(40個c原子)支化結(jié)構(gòu)，長支鏈結(jié)構(gòu)的正價有利于提高熔體強度，最終形成高熔體強度聚丙烯(hmspp)。
在聚丙烯(pp)的化學(xué)交聯(lián)改性當中，通過選用適合的交聯(lián)劑與聚丙烯發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也能形成高熔體強度聚丙烯(hmspp)。其中，交聯(lián)劑主要包括過氧苯甲酰(bpo)、過氧化二異丙苯(dcp)燈，利用過氧苯甲酰與線性的聚丙烯反應(yīng)得到長支鏈的成高熔體強度聚丙烯。在聚丙烯(pp)的反應(yīng)聚合改性當中，通過將聚丙烯(pp)與其他聚合物發(fā)生聚合反應(yīng)，也能形成具有長支鏈結(jié)構(gòu)的高熔體強度聚丙烯(hmspp)。
值得說明的是，現(xiàn)有的hips(聚苯乙烯)或abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)材質(zhì)的冰箱內(nèi)膽存在較高的異味，影響用戶使用體驗。聚丙烯(pp)材是對環(huán)境友好的綠色環(huán)保材料，具有無臭無毒的特點，高熔體強度聚丙烯(hmspp)也繼承了這一無臭無毒的特點，因而采用高熔體強度聚丙烯(hmspp)材料制備的冰箱內(nèi)膽也具有無臭無毒的特點。因而，與現(xiàn)有的冰箱內(nèi)膽相比，本發(fā)明組合物所制備的冰箱內(nèi)膽采用綠色環(huán)保材料，且不存在冰箱異味，大幅改善了用戶的使用體驗。同時，由于hips(聚苯乙烯)或abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)的導(dǎo)熱系數(shù)較高，導(dǎo)致冰箱內(nèi)膽的絕熱性能較差，導(dǎo)致冰箱的功耗江大，無法實現(xiàn)有效的節(jié)能降耗效果。而本發(fā)明組合物是一種微發(fā)泡材料，具有封閉式泡孔結(jié)構(gòu)，可以明顯降低材料的導(dǎo)熱率，屬于隔熱保溫材料。通過本組合物制備的冰箱內(nèi)膽因而也具有優(yōu)異的保溫效果，可以顯著提高冰箱的節(jié)能效果。
在本發(fā)明的實施例中，發(fā)泡劑母粒采用化學(xué)發(fā)泡劑體系，通過化學(xué)反應(yīng)，可大幅縮短組合物的發(fā)泡時間，減少組成物發(fā)泡形成泡沫板材的時間，有效提高了生產(chǎn)效率。其中，該發(fā)泡劑母粒粒包括n-亞硝類化合物、偶氮類化合物和酰肼類化合物中的一種或多種。
本發(fā)明還提出一種冰箱內(nèi)膽的制備方法，參照圖1，該制備方法包括以下步驟：
s10、將組合物混合均勻后，加入至擠出設(shè)備中擠出成型，形成板材；
s20、將所述板材按預(yù)設(shè)加工方式制成冰箱內(nèi)膽；
其中，所述組合物該組合物包括發(fā)泡劑母粒和高熔體強度聚丙烯基材。其中，發(fā)泡劑母粒和高熔體強度聚丙烯基材之間的質(zhì)量百分比為0.1％至4％。
需要說明的是，上述s10步驟中所采用的擠出設(shè)備可以為單螺桿或雙螺桿擠出機，當采用單螺桿擠出機時，為了使高熔體強度聚丙烯與發(fā)泡劑母?？梢猿浞秩诨笮纬苫旌习l(fā)泡，該單螺桿擠出機的機筒溫度范圍優(yōu)選為130°至210°，模頭溫度范圍優(yōu)選為180°至200°。
其中，單螺桿擠出機的溫度為高熔體強度聚丙烯與發(fā)泡劑母粒在發(fā)泡過程中的發(fā)泡溫度，該發(fā)泡溫度一方面影響發(fā)泡劑母粒的分解速度和分解程度，另一方面影響高熔體強度聚丙烯的熔體粘度和熔體強度。在較低的發(fā)泡溫度下，泡孔的平均直徑很小，此時材料的密度較大，出現(xiàn)明顯地發(fā)泡不足現(xiàn)象。這是因為采用的發(fā)泡劑母粒在此溫度下分解速度較慢，擠出發(fā)泡過程發(fā)泡劑母粒不能完全分解，發(fā)氣量減少，材料的密度較大，產(chǎn)生的氣體擴散與合并速度較慢，導(dǎo)致泡孔的直徑較小。當發(fā)泡溫度過高時，發(fā)泡體系中的發(fā)氣量一定二體系的熔體輕度和熔體粘度由于溫度的升高而下降，氣體在熔體內(nèi)的擴散與合并速度加快，產(chǎn)生的泡孔尺寸增大，而且氣體的合并增大了對氣泡周圍熔體的擠壓作用，在熔體強度不足的情況下會產(chǎn)生孔壁坍塌。造成穿孔和表面開孔現(xiàn)象，而且溫度越高，穿孔和表面開孔的現(xiàn)象越明顯。因而，為了獲得較好的發(fā)泡效果，該單螺桿擠出機的機筒溫度范圍優(yōu)選為130°至210°，模頭溫度范圍優(yōu)選為180°至200°
在使用螺桿擠出設(shè)備進行擠出發(fā)泡成型過程中，螺桿的轉(zhuǎn)速關(guān)系到發(fā)泡體系在熔體中混合的均勻性，進而影響發(fā)泡體系產(chǎn)生的氣體在熔體中的擴散距離。以單螺桿擠出機為例，在較低的螺桿轉(zhuǎn)速下，泡孔平均直徑和材料的密度均較大，發(fā)泡體系在較低的轉(zhuǎn)速下混合均勻度較低，發(fā)泡體系產(chǎn)生的氣體均勻度差，產(chǎn)生的氣泡聚集長大，在過多的發(fā)泡氣體聚集處會產(chǎn)生穿孔和表面開孔現(xiàn)象，導(dǎo)致材料的密度較大。隨著螺桿轉(zhuǎn)速的加快，體系混合的均勻性提高，發(fā)泡氣體的分布逐漸均勻，氣體的擴散距離縮短，產(chǎn)生的泡孔直徑降低，材料密度降低。當螺桿轉(zhuǎn)速過快時，過高的轉(zhuǎn)速使螺桿與物料之間產(chǎn)生劇烈摩擦作用，摩擦熱大大增加，熱量不易散失，從而使得熔體的溫度升高，熔體粘度。熔體輕度因溫度的升高而出現(xiàn)明顯的下降，氣體擴散阻力下降，氣體擴散、合并速度加快，體系中產(chǎn)生的穿孔和表面開孔的幾率增大，導(dǎo)致泡孔平均直徑和材料密度增加。因此，為了使本發(fā)明組合物在通過單螺桿擠出機擠出發(fā)泡成型使產(chǎn)生的泡孔平均直徑較小。材料密度較低，單螺桿擠出機的螺桿擠出轉(zhuǎn)速范圍優(yōu)選為40r/min至100r/min。
在本發(fā)明s20步驟中，經(jīng)單螺桿擠出機發(fā)泡擠出成型的板材可以通過模壓成型或真空吸塑成型的方式加工成冰箱內(nèi)膽。當板材通過真空吸塑機吸塑形成冰箱內(nèi)膽時，真空吸塑機的加熱溫度范圍優(yōu)選為150°至200°，以利于板材的成型。
本發(fā)明還提出一種冰箱內(nèi)膽，該冰箱內(nèi)膽由上述冰箱內(nèi)膽的制備方法所制備，該冰箱內(nèi)膽的制備方法的具體步驟參照上述實施例，由于本冰箱內(nèi)膽采用了上述所有實施例的全部技術(shù)方案，因此至少具有上述實施例的技術(shù)方案所帶來的所有有益效果，在此不再一一贅述。
此外，本發(fā)明還提出一種冰箱，該冰箱包括冰箱內(nèi)膽，該冰箱內(nèi)膽的具體構(gòu)成參照上述實施例，由于本冰箱采用了上述所有實施例的全部技術(shù)方案，因此至少具有上述實施例的技術(shù)方案所帶來的所有有益效果，在此不再一一贅述。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下，利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。