CN104845023A - 一种稻壳灰改性abs复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稻壳灰改性ABS复合材料，其特征是由下述重量份的原料制得：ABS树脂40-80，稻壳10-20，玉米淀粉2-4，叶蜡石粉3-5，马来酸酐4-6，柠檬酸0.3-0.5，羟基硅油3-5，季戊四醇硬脂酸酯1-2，过氧化二苯甲酰0.02-0.04，苯乙烯6-8，铝酸酯偶联剂0.05-0.1，巴西棕榈蜡1-2，抗氧剂1010 0.5-1。本发明的ABS复合材料具有良好的耐高温性和耐候性，轻质耐磨，保温隔热性能好，性能稳定，同时原料作为农业废料，具有来源广泛，储量丰富，价格低廉的特点，能达到降低成本、节能环保的要求。

Description

一种稻壳灰改性ABS复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种稻壳灰改性ABS复合材料及其制备方法。

背景技术

ABS是丙烯腈（Acrylonitrile）、1，3-丁二烯（Butadiene）、苯乙烯（Styrene）三种单体的接枝共聚物。ABS与其他材料的结合性好，容易加工，加工尺寸稳定性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理，能通过着色而制成具有高度光泽的制品。ABS强度较高，化学稳定性好，综合性能较好，已经应用于汽车、电子电器、建材包装、机械仪表工业中。同时，ABS材料也有热变形温度较低、耐候性较差等缺点，限制了其更广泛的应用。通过必要的改性、以及选择合适的加工工艺条件，相应改变材料的性能，可以制得满足实际要求的ABS复合材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种稻壳灰改性ABS复合材料，强度高，耐候性好，保温隔热性能好，轻质耐磨，性能稳定。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种稻壳灰改性ABS复合材料，其是由下述重量份的原料制得：

ABS树脂40-80，稻壳10-20，玉米淀粉2-4，叶蜡石粉3-5，马来酸酐4-6，柠檬酸0.3-0.5，羟基硅油3-5，季戊四醇硬脂酸酯1-2，过氧化二苯甲酰0.02-0.04，苯乙烯6-8，铝酸酯偶联剂0.05-0.1，巴西棕榈蜡1-2，抗氧剂1010 0.5-1。

一种稻壳灰改性ABS复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将稻壳粉碎研磨至300-400目，与玉米淀粉、柠檬酸混合后按固液重量比1：2-1：4加入水，60-80℃搅拌1-2h，将pH调至中性后过滤干燥，600-700℃煅烧3-4h，得改性稻壳灰；

（2）将（1）中得到的改性稻壳灰与叶蜡石粉混合后于200-400℃条件下煅烧1-2h，得混合粉体；

（3）将（2）中的混合粉体与马来酸酐混合后先于60-80℃条件下研磨3-5h，再与苯乙烯和适量二甲苯混合并共同加入反应釜，先80-90℃条件下保温搅拌处理2-4h，再加入过氧化二苯甲酰同样条件下搅拌6-10h，冷却并过滤、洗涤，真空干燥完全后得活性粉体；

（4）将（3）中的活性粉体于100-110℃条件下与铝酸酯偶联剂、羟基硅油和季戊四醇硬脂酸酯搅拌混合1-2h，得改性填料；

（5）将ABS树脂与（4）中的改性填料和其余原料在预混机中混合5-10min，得混合物料；

（6）将（5）中的混合物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，即得ABS复合材料，其中双螺杆挤出机挤出温度为195-225℃。

稻壳是一种产量巨大的农业副产物，能广泛应用于能源、建材、饲料等多个领域。稻壳富含硅，具有良好的耐高温和绝缘性，具有多孔、低密度的特点，且价格低廉，来源丰富，通过在复合材料中适当加入稻壳，有利于改善材料的力学性能和稳定性。然而稻壳的分散性能差，需要进行表面处理以提高与ABS树脂的结合力和分散性能。

本发明的优点是：

将稻壳灰和叶蜡石粉复配作为填料，通过马来酸酐和苯乙烯的接枝共聚对其进行表面复合改性，有效提升其韧性，改善了材料的断裂性能和拉伸性能，并结合铝酸酯偶联剂等的进一步改性，提高了填料的强度和与基体树脂的亲和性和结合力，使其均匀分散于基体中，对材料的耐候性和机械强度起到改善作用，再通过其余成分的复配，使制得的复合材料具有优异的力学性能、抗腐蚀性能和耐候性，并且轻质耐磨，表面光泽度高，性能稳定，同时原料作为农业废料，具有来源广泛，储量丰富，价格低廉的特点，能达到降低成本、节能环保的要求。

具体实施方式

本发明非限定实施例如下：

一种稻壳灰改性ABS复合材料，由下列重量(kg)的组分原料制备而成：

ABS树脂60，稻壳15，玉米淀粉3，叶蜡石粉3，马来酸酐5，柠檬酸0.4，羟基硅油4，季戊四醇硬脂酸酯1.5，过氧化二苯甲酰0.02-0.04，苯乙烯6-8，铝酸酯偶联剂0.05-0.1，巴西棕榈蜡1-2，抗氧剂1010 0.8。

稻壳灰改性ABS复合材料的制备方法包括以下步骤：

（1）将稻壳粉碎研磨至400目，与玉米淀粉、柠檬酸混合后按固液重量比1：2加入水，80℃搅拌1h，将pH调至中性后过滤干燥，700℃煅烧3h，得改性稻壳灰；

（2）将（1）中得到的改性稻壳灰与叶蜡石粉混合后于200-400℃条件下煅烧1-2h，得混合粉体；

（3）将（2）中的混合粉体与马来酸酐混合后先于60℃条件下研磨4h，再与苯乙烯和适量二甲苯混合并共同加入反应釜，先80℃条件下保温搅拌处理3h，再加入过氧化二苯甲酰同样条件下搅拌8h，冷却并过滤、洗涤，真空干燥完全后得活性粉体；

（4）将（3）中的活性粉体于100℃条件下与铝酸酯偶联剂、羟基硅油和季戊四醇硬脂酸酯搅拌混合2h，得改性填料；

（5）将ABS树脂与（4）中的改性填料和其余原料在预混机中混合5min，得混合物料；

（6）将（5）中的混合物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，即得ABS复合材料，其中双螺杆挤出机挤出温度为195-225℃。

对上述得到的ABS复合材料进行性能测试，测试结果如下：

拉伸强度（MPa）：61；

弯曲强度（MPa）：82；

冲击强度（KJ/m²）：8.6。

Claims (2)

1.一种稻壳灰改性ABS复合材料，其特征在于，其是由下述重量份的原料制得：

ABS树脂40-80，稻壳10-20，玉米淀粉2-4，叶蜡石粉3-5，马来酸酐4-6，柠檬酸0.3-0.5，羟基硅油3-5，季戊四醇硬脂酸酯1-2，过氧化二苯甲酰0.02-0.04，苯乙烯6-8，铝酸酯偶联剂0.05-0.1，巴西棕榈蜡1-2，抗氧剂1010 0.5-1。

2.根据权利要求1所述的一种稻壳灰改性ABS复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将稻壳粉碎研磨至300-400目，与玉米淀粉、柠檬酸混合后按固液重量比1：2-1：4加入水，60-80℃搅拌1-2h，将pH调至中性后过滤干燥，600-700℃煅烧3-4h，得改性稻壳灰；

（2）将（1）中得到的改性稻壳灰与叶蜡石粉混合后于200-400℃条件下煅烧1-2h，得混合粉体；

（3）将（2）中的混合粉体与马来酸酐混合后先于60-80℃条件下研磨3-5h，再与苯乙烯和适量二甲苯混合并共同加入反应釜，先80-90℃条件下保温搅拌处理2-4h，再加入过氧化二苯甲酰同样条件下搅拌6-10h，冷却并过滤、洗涤，真空干燥完全后得活性粉体；

（4）将（3）中的活性粉体于100-110℃条件下与铝酸酯偶联剂、羟基硅油和季戊四醇硬脂酸酯搅拌混合1-2h，得改性填料；

（5）将ABS树脂与（4）中的改性填料和其余原料在预混机中混合5-10min，得混合物料；

（6）将（5）中的混合物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，即得ABS复合材料，其中双螺杆挤出机挤出温度为195-225℃。