CN104045964B - 一种废旧abs塑料的化学增韧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废旧ABS塑料的化学增韧方法。包括以下步骤：热塑性聚氨酯与马来酸酐按质量比10:0.1-1在混合机中混合均匀，将均匀混合料在单螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物；将热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物、废旧ABS破碎料、过氧化二异丙苯、抗氧剂1010和光稳定剂受阻胺944在混合机中混合均匀，将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到增韧的ABS颗粒。本发明大幅降低了产品的成本，并且容易实现工业化生产，可以有效的解决废旧ABS塑料的资源浪费和环境污染。
Description
技术领域
本发明属于高分子改性技术领域，具体涉及一种废旧ABS塑料的化学增韧方法。
背景技术
ABS塑料是一类通用的工程塑料，广泛应用于电器电子产品部件、汽车零部件等。相应地在这些制品报废后，存在大量废弃的ABS塑料，而ABS塑料是一种热塑性塑料，从加工特性上可重复加工利用，因此具有可回收性。但废旧ABS由于在制品的服役期间发生老化，橡胶相丁二烯部分在光和热的环境下被氧化，材料的冲击性能大幅下降。因此废旧的ABS的直接回收利用被限制在较小的范围。
随着全球范围内经济复苏，石油价格持续上涨。带动作为其下游产品的各类树脂的价格日益走高，最近几年，ABS价格一直呈小幅上涨态势。每年我国都会产生大量的废弃的ABS塑料，如果将这些废旧的ABS丢弃或焚烧不仅浪费了资源，还对环境造成污染。
已经有人使用物理熔融共混的方法对废旧的ABS进行增韧改性，中国专利CN103275457A公开了一种废旧ABS塑料再生改性汽车专用料及其制备的方法,从其结果数据表中可以看出，废旧ABS塑料增韧后的悬臂梁缺口冲击强度最大也只有12KJ/m2,不能满足高抗冲ABS性能的基本要求.中国专利CN103214780A公开了一种改性ABS电动车专用料及其制备方法，其技术手段是利用纳米氧化锌和纳米滑石粉组成的复合纳米粒子，再对复合纳米粒子进行表面包覆改性，形成改性的复合纳米粒子，但是此技术手段在实施操作过程中存在一定的问题，由于纳米粒子的表面效应，纳米粒子容易发生团聚现象，进而会大幅降低材料的韧性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧ABS塑料的化学增韧方法，大幅提升废旧ABS塑料回收再利用后的性能。
一种废旧ABS塑料的化学增韧方法，包括以下步骤：
1)热塑性聚氨酯与马来酸酐按质量比10:0.1-1在混合机中混合均匀，将均匀混合料在单螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物；
2)将热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物、废旧ABS破碎料、过氧化二异丙苯、抗氧剂1010和光稳定剂受阻胺944在混合机中混合均匀，将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到增韧的ABS颗粒。
按上述方案，所用原料按重量份数计为：
按上述方案，所述热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物制备过程中挤出温度为80℃～130℃。
按上述方案，所述增韧的ABS颗粒制备过程中挤出温度为160℃～175℃。
按上述方案，所述的热塑性聚氨酯采用德国拜耳TPU-192X或德国拜耳TPU-460中的一种或两种混合物。
按上述方案，所述废旧ABS破碎料的平均粒径为1～30mm。
本发明利用热塑性聚氨酯中的-NCO基团与马来酸酐中的酸酐基团发生化学反应，在挤出造粒的同时生成热塑性聚氨酯/马来酸酐的反应物。进一步地，利用热塑性聚氨酯/马来酸酐的反应物与废旧的ABS进行熔融共混接枝，在挤出造粒的同时使马来酸酐上的双键与废旧ABS中的双键或与双键相邻碳上α-H在引发剂的作用下熔融接枝达到改性的目的。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的方法是利用熔融接枝的方法将热塑性聚氨酯接枝到ABS上，从而增加了废旧ABS中橡胶相的含量，大大增大了废旧ABS的冲击强度，其中拉伸强度，弯曲强度也有一定的增加。
(2)本发明中使用的抗氧剂1010，不仅可以减少废旧的ABS在熔融加工过程中被氧化，而且可以防止制成产品后，产品在光，热，氧的环境下进一步氧化，保障了产品的基本性能。
(3)本发明大幅降低了产品的成本，并且容易实现工业化生产，可以有效的解决废旧ABS塑料的资源浪费和环境污染。由于熔融指数升高了，本发明混合料加入到挤出机中的挤出最高温度只需175℃，比一般的回收ABS料(200℃)的挤出温度都要低，可以节约电的使用量，降低生产成本。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的额技术内容，但不作为对本发明保护范围的限制。
本发明废旧ABS塑料的化学增韧过程如下：
1)热塑性聚氨酯与马来酸酐按质量比10:01-1在混合机中混合均匀，将均匀混合料在单螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物；挤出机工作温度为80℃～130℃；
2)将热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物、废旧ABS破碎料、过氧化二异丙苯、抗氧剂1010和光稳定剂受阻胺944在混合机中混合均匀，将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到增韧的ABS颗粒；挤出机工作温度为160℃～175℃。本发明利用热塑性聚氨酯中的-NCO基团与马来酸酐中的酸酐基团发生化学反应，在挤出造粒的同时生成热塑性聚氨酯/马来酸酐的反应物。进一步地，利用热塑性聚氨酯/马来酸酐的反应物与废旧的ABS进行熔融共混接枝，在挤出造粒的同时使马来酸酐上的双键与废旧ABS中的双键或与双键相邻碳上α-H在引发剂的作用下熔融接枝达到改性的目的。
优化地，所用原料按重量份数计为：
按上述方案，所述的热塑性聚氨酯分子链中含有异氰酸酯基。本发明利用热塑性聚氨酯中的-NCO基团与马来酸酐中的酸酐基团发生化学反应，在挤出造粒的同时生成热塑性聚氨酯/马来酸酐的反应物。
优化地，热塑性聚氨酯采用德国拜耳TPU-192X或德国拜耳TPU-460中的一种或两种混合物。
实施例1
制备热塑性聚氨酯/马来酸酐的反应产物：
将热塑性聚氨酯(TPU)与马来酸酐(MAH)按照TPU/MAH＝10/0.1的质量比加入高速混合机中混合均匀，然后将混合料在单螺杆挤出机中熔融挤出，造粒。其中单螺杆挤出机的工作条件：温度为(80℃～130℃)。
制备废旧ABS增韧料：
按重量份计，将100份ABS破碎料、5份反应产物(A)、0.1份引发剂DCP、0.1份抗氧剂1010、0.1份光稳定剂受阻胺944加入高速混合机中在300rpm下混合十分钟后得到均匀混料，然后将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为(160℃～175℃)，螺杆转速为55r/min.挤出造粒，即得增韧的ABS颗粒。
实施例2
制备热塑性聚氨酯/马来酸酐的反应产物：
将热塑性聚氨酯(TPU)与马来酸酐(MAH)按照比例TPU/MAH＝10/0.9的质量比加入高速混合机中混合均匀后，然后将均匀混合料在单螺杆挤出机中熔融挤出，造粒。其中单螺杆挤出机的工作条件：温度为(80℃～130℃)。
制备废旧ABS增韧料：
按重量计，将100份ABS破碎料、9份反应产物(A)、0.5份引发剂DCP、0.5份抗氧剂1010、0.3份光稳定剂受阻胺944加入高速混合机中在300rpm下混合十分钟后得到均匀混料，然后将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为(160℃～175℃)，螺杆转速为55r/min.挤出造粒，即得增韧的ABS颗粒。
实施例3
制备热塑性聚氨酯/马来酸酐的反应产物：
将热塑性聚氨酯(TPU)与马来酸酐(MAH)按照比例TPU：MAH：＝10：0.4的质量比加入高速混合机中混合均匀后，然后将均匀混合料在单螺杆的挤出机中熔融挤出，造粒。其中单螺杆挤出机的工作条件：温度为(80℃～130℃)。
制备废旧ABS增韧料：
按重量计，将100份ABS破碎料、12份反应产物(A)、0.8份引发剂DCP、0.5份抗氧剂1010、0.3份光稳定剂受阻胺944加入高速混合机中在300rpm下混合十分钟后得到均匀混料，然后将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，温度分别为(160℃～175℃)，螺杆转速为55r/min.挤出造粒，即得增韧的ABS颗粒。
实施例4
制备热塑性聚氨酯与马来酸酐的反应产物(A)。
将热塑性聚氨酯(TPU)与马来酸酐(MAH)按照比例TPU：MAH：＝10：1的质量比加入高速混合机中混合均匀后，然后将均匀混合料在单螺杆的挤出机中熔融挤出，造粒。其中单螺杆挤出机的工作条件：温度为(80℃～130℃)。
制备废旧ABS增韧料：
按重量计，将100份ABS破碎料、20份反应产物(A)、1.5份引发剂DCP、1份抗氧剂1010、0.6份光稳定剂受阻胺944加入高速混合机中在300rpm下混合十分钟后得到均匀混料，然后将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为(160℃～175℃)，螺杆转速为55r/min.挤出造粒，即得增韧的ABS颗粒。
对比例
按重量计，将100份废旧ABS破碎料、1份抗氧剂1010、加入高速混合机中在300rpm下混合十分钟后得到均匀混料，然后将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为(190℃～225℃)，螺杆转速为55r/min.挤出造粒，即得ABS颗粒。
实施例1-4制备的废旧ABS塑料的化学增韧料性能，如表1所示。
表1
结果表明，本发明增韧改性方法大幅度提高了再生废旧ABS塑料的各方面性能，对于废旧ABS塑料的回收再利用意义重大。
Claims (5)
1.一种废旧ABS塑料的化学增韧方法，其特征在于包括以下步骤：
1)热塑性聚氨酯与马来酸酐按质量比10:0.1-1在混合机中混合均匀，将均匀混合料在单螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物；
2)将热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物、废旧ABS破碎料、过氧化二异丙苯、抗氧剂1010和光稳定剂受阻胺944在混合机中混合均匀，将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到增韧的ABS颗粒；
其中，所用原料按重量份数计为：
2.如权利要求1所述的废旧ABS塑料的化学增韧方法，其特征在于所述热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物制备过程中挤出温度为80℃～130℃。
3.如权利要求1所述的废旧ABS塑料的化学增韧方法，其特征在于所述增韧的ABS颗粒制备过程中挤出温度为160℃～175℃。
4.如权利要求1所述的废旧ABS塑料的化学增韧方法，其特征在于所述的热塑性聚氨酯采用德国拜耳TPU-192X或德国拜耳TPU-460中的一种或两种混合物。
5.如权利要求1所述的废旧ABS塑料的化学增韧方法，其特征在于所述废旧ABS破碎料的平均粒径为1～30mm。
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