CN102311610B - 一种智能水表壳体用abs复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智能水表壳体用ABS复合材料及其制备方法，该智能水表壳体用ABS复合材料的原料配方由如下重量份数的各组分组成：40～60份ABS、40～60份ABS再生料、2～5份SBS、0.1～0.5份抗氧剂1010、0.1～0.5份抗氧剂168、0.1～0.5份抗紫外线剂UV-531、0.03～0.08份扩散粉EBS、0.01～0.02份钛青蓝色粉5380E、0.01～0.02份EG红色粉和0.01～0.05份8G黄色粉。本发明智能水表壳体用ABS复合材料的各项性能指标均达到或超过国家水网系统的标准，具有高性能、高抗冲、高稳定性、型体稳定、耐候性高、韧性高、耐寒性好、色泽符合标准和符合环保标准等特点。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及智能水表壳体用高分子材料技术领域，具体涉及一种智能水表壳体用ABS复合材料及其制备方法。
背景技术
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS），具有较好的加工流动性、容易表面装饰和价格便宜等优点，但其也具有易燃、不耐寒、耐候性差、稳定性差、易碎和流动性欠佳等缺点。
目前，ABS的使用非常广泛，因此就产生了大量的ABS次料或次品、回收品，目前对于次料、次品或回收品的处理主要有以下几种方法：
（1）焚烧或填埋方式，由于在焚烧过程中汇产生二氧化硫等有害气体，极易造成环境污染，而采取填埋方式，ABS的难降解性也会对环境造成很大的危害，目前这种方式正在逐步被淘汰；
（2）对次料、次品或回收品进行简单的回收抽粒而不进行任何改性，降级为普通塑料使用，虽然解决了环境污染问题，但未能充分利用这些次料的经济价值。
因此，如何回收并充分运用这些次料、次品或回收品，使之再生后产生新的经济效益是一项利国利民的课题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种以ABS再生料代替大部分ABS原料为主要成分，具有高性能、高抗冲、高稳定性和环保等特点的智能水表壳体用ABS复合材料。
本发明的另一个目的是提供上述智能水表壳体用ABS复合材料的制备方法。
本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的：
一种智能水表壳体用ABS复合材料，其原料配方是由如下重量份数的各组分组成：
ABS 40～60份；
ABS再生料 40～60份；
SBS 2～5份；
抗氧剂1010 0.1～0.5份；
抗氧剂168 0.1～0.5份；
抗紫外线剂UV-531 0.1～0.5份；
扩散粉EBS 0.03～0.08份；
钛青蓝色粉5380E 0.01～0.02份；
EG红色粉 0.01～0.02份；
8G黄色粉 0.01～0.05份。
上述ABS采用市售的任何一种ABS原料即可。
上述ABS再生料采用任何一种ABS再生料均可，如ABS次料、次品或回收品等等；由于水表壳体有一定颜色要求，因此，本发明的智能水表壳体用ABS复合材料中，ABS再生料最好不采用具有黑色、深蓝或大红等深颜色的ABS再生料，因为将再生料颜色变浅是需要成本的。
上述SBS是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的英文缩写，为市售产品；SBS在本发明中主要起到增韧、克服ABS原料的脆性和增加稳定性的作用，使得本发明ABS复合材料的韧性更好。
上述抗氧剂 1010和抗氧剂 168均为市售产品，在本发明中起到抗热、抗氧老化的作用。
上述抗紫外线剂 UV-531为市售产品，在本发明中起到克服聚碳酸酯在紫外线照射下变色、变型和易老化的作用。
上述扩散粉EBS为市售产品，在本发明中起到润滑、扩散的作用。
上述钛青蓝色粉5380E、EG红色粉和8G黄色粉均为市售的色粉，这三种色粉的搭配可以调配出水表壳体的颜色；钛青蓝色粉5380E、EG红色粉和8G黄色粉采用市售产品即可。
上述智能水表壳体用ABS复合材料的制备方法是按照上述原料配方，将ABS、ABS再生料、SBS、抗氧剂 1010、抗氧剂 168、抗紫外线剂 UV-531、扩散粉EBS、钛青蓝色粉5380E、EG红色粉和8G黄色粉混合均匀后送入双螺杆挤出机中，在190～220℃的温度下熔融混炼，所得熔体由双螺杆挤出机挤出后，经水槽冷却，引入切粒机进行切粒操作，收集粒料即为本发明的智能水表壳体用ABS复合材料。
上述制备方法中，将ABS、ABS再生料、SBS、抗氧剂 1010、抗氧剂 168、抗紫外线剂 UV-531、扩散粉EBS、钛青蓝色粉5380E、EG红色粉和8G黄色粉混合均匀，是在650～1300转/分的转速下将将ABS、ABS再生料、SBS、抗氧剂 1010、抗氧剂 168、抗紫外线剂 UV-531、扩散粉EBS、钛青蓝色粉5380E、EG红色粉和8G黄色粉混合均匀；采用650～1300转/分的转速进行搅拌，是因为如果搅拌太慢混合不好，搅拌太快，料会裂解。
上述制备方法中，双螺杆挤出机的转速为250～400rPm。
上述制备方法中，熔融混炼采用温度为190～220℃，是因为温度太低，熔融不好，温度太高，料会裂解。
上述制备方法中，由双螺杆挤出机挤出的熔体经水槽冷却时，所用的水槽温度为60～80℃；本发明人通过研究发现，此处水槽冷却的温度也会对产品有一定影响，若水槽温度过低，则粒料间空隙过大而易碎，若水槽温度过高，则粒料易粘结，因此，经过对水槽温度进行优化后，本发明人选择用于冷却熔体的水槽温度为60～80℃。
上述制备方法中，切粒机的转速为600～900rpm；本发明人通过研究发现，若切粒机转速过慢，则粒料会太肥大，若切粒机转速过快，则粒料会太小，因此，切粒机的转速需要调整合适，否则都会对最终粒料的美观有影响；对此，本发明人对切粒机的转速进行了优化调整，最终选择切粒机的转速为600～900rpm。
将上述制备所得智能水表壳体用ABS复合材料进行性能测试，结果发现该ABS复合材料各项性能指标均达到或超过国家水网系统的标准，具有高性能、高抗冲、高稳定性、型体稳定、耐候性高、韧性高、耐寒性好（耐寒-20℃）、色泽符合标准和符合环保标准等特点。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明的智能水表壳体用ABS复合材料，其原料配方在选择的时候，以国家水网系统对水表壳体的材料标准要求为准则，不但要通过合理搭配原料配方中的各组分及其用量，使得本发明ABS复合材料可以克服现有ABS原料所存在的韧性差、流动性差、稳定性差、耐候性差、耐寒性差、抗紫外线性能差和易老化等问题，而且原料配方中的主要成分采用ABS再生料来代替大部分的ABS原料，从而实现再生能源利用，节能减排以及产品环保型的目的；
2.本发明的智能水表壳体用ABS复合材料，其原料中采用ABS原料和ABS再生料结合作为主要成分，为了保证ABS复合材料的优良性能，本发明人针对再生料的特点搭配了合适的助剂，并对各助剂的用量进行了优化，各助剂的选择使得ABS再生料也能制备出性能优良的智能水表壳体用ABS复合材料；
3.本发明智能水表壳体用ABS复合材料的制备方法，根据其配方原料的特点，对其原料混合转速、双螺杆挤出机的转速和温度进行了优化，从而保证了制备所得合金的优良性能；
4. 本发明的智能水表壳体用ABS复合材料，其缺口冲击达到20kgcm/cm，弯曲模数达到21000kg/cm2。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步地描述，但具体实施例并不对本发明做任何限定。
实施例1
本实施例的一种智能水表壳体用ABS复合材料，其原料配方是由如下重量份数的各组分组成：
ABS 45份；
ABS再生料 50份；
SBS 4份；
抗氧剂1010 0.5份；
抗氧剂168 0.3份；
抗紫外线剂UV-531 0.5份；
扩散粉EBS 0.08份；
钛青蓝色粉5380E 0.02份；
EG红色粉 0.02份；
8G黄色粉 0.01份；
上述ABS再生料采用不具有黑色、深蓝或大红等深颜色的ABS再生料。
本实施例智能水表壳体用ABS复合材料的制备方法是按照上述原料配方，将ABS、ABS再生料、SBS、抗氧剂 1010、抗氧剂 168、抗紫外线剂 UV-531、扩散粉EBS、钛青蓝色粉5380E、EG红色粉和8G黄色粉采用高速混合机，以1300转/分的转速混合均匀后送入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机螺杆转速为400rPm，在220℃的温度下熔融混炼，所得熔体由双螺杆挤出机挤出后，经水槽冷却（水槽温度为70℃），引入切粒机，切粒机以600rpm的转速进行切粒操作，收集粒料即为本实施例的智能水表壳体用ABS复合材料。
采用ASTM国际标准对本实施例制备的智能水表壳体用ABS复合材料进行性能测试，结果如表1所示。
表1 智能水表壳体用ABS复合材料的性能测试结果
| 性质 | 方法 | 单位 | 数据 |
| 比重 | ASTM D792 | — | 1.05 |
| 模收缩 | ASTM D955 | % | 0.3～0.4 |
| 拉伸强度 | ASTM D638 | Kgf/c㎡ | 470 |
| 弯曲强度 | ASTM D790 | Kgf/c㎡ | 780 |
| 延伸率 | ASTM D638 | % | 20 |
| 弯曲模数 | ASTM D790 | Kgf/c㎡ | 20800 |
| 缺口冲击强度(1/8")(23℃) | ASTM D256 | Kg·㎝/㎝ | 20 |
| 热变形温度 | ASTM D648 | ℃ | 92 |
| 耐燃性 | UL94 | (1/8") | HB |
| 干燥温度 | — | ℃ | 85 |
| 干燥时间 | — | HR | 4 |
| 熔融温度 | — | ℃ | 190～220 |
| 建议模温 | — | ℃ | 50 |
从表1可以看出，本实施例的智能水表壳体用ABS复合材料的性能达到国家水网系统对水表壳体的材料标准要求，实现了节能、减排、环保的目的。
实施例2
本实施例的一种智能水表壳体用ABS复合材料，其原料配方是由如下重量份数的各组分组成：
ABS 55份；
ABS再生料 41份；
SBS 3份；
抗氧剂1010 0.5份；
抗氧剂168 0.5份；
抗紫外线剂UV-531 0.5份；
扩散粉EBS 0.08份；
钛青蓝色粉5380E 0.02份；
EG红色粉 0.02份；
8G黄色粉 0.01份；
上述ABS再生料采用不具有黑色、深蓝或大红等深颜色的ABS再生料。
本实施例智能水表壳体用ABS复合材料的制备方法是按照上述原料配方，将ABS、ABS再生料、SBS、抗氧剂 1010、抗氧剂 168、抗紫外线剂 UV-531、扩散粉EBS、钛青蓝色粉5380E、EG红色粉和8G黄色粉采用高速混合机，以1300转/分的转速混合均匀后送入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机螺杆转速为400rPm，在210℃的温度下熔融混炼，所得熔体由双螺杆挤出机挤出后，经水槽冷却（水槽温度为80℃），引入切粒机，切粒机以900rpm的转速进行切粒操作，收集粒料即为本实施例的智能水表壳体用ABS复合材料。采用ASTM国际标准对本实施例制备的智能水表壳体用ABS复合材料进行性能测试，结果如表2所示。
表2 智能水表壳体用ABS复合材料的性能测试结果
| 性质 | 方法 | 单位 | 数据 |
| 比重 | ASTM D792 | — | 1.05 |
| 模收缩 | ASTM D955 | % | 0.3～0.4 |
| 拉伸强度 | ASTM D638 | Kgf/c㎡ | 480 |
| 弯曲强度 | ASTM D790 | Kgf/c㎡ | 790 |
| 延伸率 | ASTM D638 | % | 20 |
| 弯曲模数 | ASTM D790 | Kgf/c㎡ | 21000 |
| 缺口冲击强度(1/8")(23℃) | ASTM D256 | Kg·㎝/㎝ | 20 |
| 热变形温度 | ASTM D648 | ℃ | 92 |
| 耐燃性 | UL94 | (1/8") | HB |
| 干燥温度 | — | ℃ | 85 |
| 干燥时间 | — | HR | 4 |
| 熔融温度 | — | ℃ | 190～220 |
| 建议模温 | — | ℃ | 50 |
从表2可以看出，本实施例的智能水表壳体用ABS复合材料的性能达到国家水网系统对水表壳体的材料标准要求，实现了节能、减排、环保的目的。
Claims (6)
1.一种智能水表壳体用ABS复合材料，其特征在于该智能水表壳体用ABS复合材料的原料配方是由如下重量份数的各组分组成：
ABS 40～60份；
ABS再生料 40～60份；
SBS 2～5份；
抗氧剂1010 0.1～0.5份；
抗氧剂168 0.1～0.5份；
抗紫外线剂UV-531 0.1～0.5份；
扩散粉EBS 0.03～0.08份；
钛青蓝色粉5380E 0.01～0.02份；
EG红色粉 0.01～0.02份；
8G黄色粉 0.01～0.05份；
所述ABS再生料为不具有黑色、深蓝或大红色的ABS再生料。
2.一种权利要求1所述智能水表壳体用ABS复合材料的制备方法，其特征在于所述制备方法是按照权利要求1所述原料配方，将ABS、ABS再生料、SBS、抗氧剂 1010、抗氧剂 168、抗紫外线剂 UV-531、扩散粉EBS、钛青蓝色粉5380E、EG红色粉和8G黄色粉混合均匀后送入双螺杆挤出机中，在190～220℃的温度下熔融混炼，所得熔体由双螺杆挤出机挤出后，经水槽冷却，引入切粒机进行切粒操作，收集粒料即为智能水表壳体用ABS复合材料。
3.根据权利要求2所述智能水表壳体用ABS复合材料的制备方法，其特征在于所述将ABS、ABS再生料、SBS、抗氧剂 1010、抗氧剂 168、抗紫外线剂 UV-531、扩散粉EBS、钛青蓝色粉5380E、EG红色粉和8G黄色粉混合均匀，是在650～1300转/分的转速下将将ABS、ABS再生料、SBS、抗氧剂 1010、抗氧剂 168、抗紫外线剂 UV-531、扩散粉EBS、钛青蓝色粉5380E、EG红色粉和8G黄色粉混合均匀。
4.根据权利要求2所述智能水表壳体用ABS复合材料的制备方法，其特征在于所述双螺杆挤出机的转速为250～400rpm。
5.根据权利要求2所述智能水表壳体用ABS复合材料的制备方法，其特征在于所述水槽冷却时所用的水槽温度为60～80℃。
6.根据权利要求3所述智能水表壳体用ABS复合材料的制备方法，其特征在于所述切粒机的转速为600～900rpm。
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