CN106366556A - 由废旧pc和abs制备的高性能电器外壳 - Google Patents

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Abstract

一种由废旧PC和ABS制备的高性能电器外壳,由以下重量份数的组分制成:PC破碎料30‑50、ABS破碎料50‑70、石墨烯微片0.01‑0.1、硅烷偶联剂0.5‑1.5、成核剂0.5‑1.5、三嗪成炭剂1‑2、纳米级电气石粉体1.5‑2.5、全氟丁基磺酸钾0.4‑0.6、聚对苯二甲酸乙二醇酯0.5‑1.5、纳米碳粉1.5‑2.5、紫外线吸收剂0.4‑1、协效剂0.5‑1、纳米级硅藻土2‑4、润滑剂0.5‑1.5、抗氧剂0.5‑1.5、引发剂0.5‑1.5和玻璃纤维2‑4;本申请通过废旧PC、ABS进行加工处理,可使聚合物异相成核,改进材料的刚度、耐磨性和加工性能,其力学性能更加优异,对高分子的结晶和取向行为影响较其他材料更为强烈。

Description

由废旧PC和ABS制备的高性能电器外壳
技术领域
[0001] 本发明涉及新材料技术领域,具体涉及一种由废旧PC和ABS制备的高性能电器外 壳。
背景技术
[0002] 废旧电器是指电子电器产品生产过程中的废弃物以及消费使用中的产品更新或 达到使用寿命后废弃的电子电器设备。从2003年起,我国每年至少有500万台电视机,400万 台电冰箱和300万台洗衣机报废。此外,近年来我国电脑和手机的消费量激增。目前,全社会 电脑保有量近5000万台,移动电话约3.2亿部,而电脑和移动电话的更新换代速度远快于家 电产品。对于电子电器外壳,使用最多的材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和聚碳 酸酯(PC)。因此也产生了大量的ABS和PC废旧材料。PC是一种综合性能优异的工程塑料,具 有优良的电绝缘性、耐热性、阻燃性、尺寸稳定性和良好的机械性能,但加工流动性差、低温 脆性和抗冲的缺口敏感性。ABS也是一种应用广泛的工程塑料,具有良好的抗冲强度、拉伸 强度和加工流动性,但热变形温度较低。PC/ABS合金可以提高ABS和PC的综合性能。
[0003] 目前,对于废旧电器外壳材料的处理方式有以下两种:(1)掩埋或焚烧,如选择掩 埋方式,由于ABS和PC均为难降解塑料,会占用大量的土地资源,且废旧外壳里很多小分子 有毒渗滤液会进入土壤和地下水而产生污染。如选择焚烧方式,焚烧过程中产生的大量二 氧化碳和有毒气体便被直接排放到大气中,造成温室效应和环境污染。(2)简单的回收,不 做任何改性处理直接降为普通塑料使用,这样会造成材料的浪费和大量的劣质产品。上述 的回收处理方法不仅严重污染环境,而且浪费宝贵的资源,不符合可持续发展战略和循环 经济的发展模式。因此,回收并高效再生利用该类废旧电器外壳成为了新型经济模式下符 合产业发展内在规律要求的必然途径。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种节能环保、经济效益好的由废旧PC和 ABS制备的高性能电器外壳。
[0005] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0006] 一种由废旧PC和ABS制备的高性能电器外壳,由以下重量份数的组分制成:PC破碎 料30-50、ABS破碎料50-70、石墨烯微片0.01-0.1、硅烷偶联剂0.5-1.5、成核剂0.5-1.5、三 嗪成炭剂1-2、纳米级电气石粉体1.5-2.5、全氟丁基磺酸钾0.4-0.6、聚对苯二甲酸乙二醇 酯0.5-1.5、纳米碳粉1.5-2.5、紫外线吸收剂0.4-1、协效剂0.5-1、纳米级硅藻土2-4、润滑 剂0.5-1.5、抗氧剂0.5-1.5、引发剂0.5-1.5和玻璃纤维2-4;
[0007] 各组分的较佳重量份数为:PC破碎料30、ABS破碎料50、石墨烯微片0.05、硅烷偶联 剂1、成核剂1、三嗪成炭剂1.5、纳米级电气石粉体2、全氟丁基磺酸钾0.5、聚对苯二甲酸乙 二醇酯1、纳米碳粉2、紫外线吸收剂0.5、协效剂0.5、纳米级硅藻土3、润滑剂1、抗氧剂1、引 发剂1和玻璃纤维3;
[0008] 所述玻璃纤维为玻璃纤维短切原丝,短切长度3-5mm,纤维纤维直径9-13μπι;
[0009] 所述的引发剂选用全氟二酰基过氧化物引发剂。
[0010] 所述的成核剂为单环羧酸盐成核剂。
[0011] 所述的协效剂选用季磷盐插层改性蒙脱土。
[0012] 所述石墨烯微片是以立体的蜂窝方式长晶生成石墨碳晶体,生成后石墨碳晶体利 用湿式纳米研磨方式,以单一方向研磨,产生厚度为纳米化,面积为微米化的石墨烯微片;
[0013] 所述石墨烯微片厚度最小化为5nm,石墨烯微片增强红外线辐射波长,其波长最高 峰值在7.5~9.5μπι。
[0014] 石墨烯微片是促进聚合物结晶并改善其晶粒结构的新功能助剂,可使聚合物异相 成核,改进材料的刚度、耐磨性和加工性能,其力学性能更加优异。
[0015] 上述电器外壳的加工工艺如下:
[0016] (1)将回收回来的废旧电器外壳的金属等杂质处理掉,并将肉眼可见的杂质去除, 放入清洗机中清洗干净,主要将表面污点洗掉,如油污等;
[0017] (2)将清选干净的废旧电器外壳按照材质分为PC料外壳和ABS料外壳,分别将PC料 外壳和ABS料外壳投入到破碎机里进行破碎,破碎后得到粒径小于等于3mm的PC破碎料和 ABS破碎料;
[0018] (3)将PC破碎料加入到高速混合机中,高速混合机温度设置为105°C,再加入石墨 烯微片、硅烷偶联剂、成核剂、三嗪成炭剂、纳米级电气石粉体和全氟丁基磺酸钾,加热混合 搅拌20-35分钟,然后投入双螺杆挤出机挤出造粒,得到PC颗粒料;
[0019] (4)将ABS破碎料采用脱湿干空气进行结晶干燥,目的是除去原料中的水分和提高 原料的软化点,然后加入到高速混合机中,高速混合机温度设置为ll〇°C,再加入聚对苯二 甲酸乙二醇酯、纳米碳粉、紫外线吸收剂、协效剂、纳米级硅藻土、润滑剂和抗氧剂,加热混 合搅拌20-35分钟,然后投入双螺杆挤出机挤出造粒,得到ABS颗粒料;
[0020] (5)将PC颗粒料、ABS颗粒料、引发剂和玻璃纤维,在混合机中混合5-10分钟,再通 过双螺杆挤出机挤出,进入模具成型,制得相应的电器外壳。
[0021] 本申请通过废旧PC、ABS进行加工处理,可使聚合物异相成核,改进材料的刚度、耐 磨性和加工性能,其力学性能更加优异,对高分子的结晶和取向行为影响较其他材料更为 强烈。
[0022] 上述方法制备的PC/ABS合金进行性能测试,发现该PC/ABS合金具有优良的热导率 和力学性能,可用于需要散热的电器外壳、笔记本外壳、电源外壳、LED照明灯杯等电子电器 设备。
[0023] 本发明的有益效果是:本发明通过原料组配和加工工艺的创新,采用的废旧电器 外壳PC和ABS材料代替PC和ABS新料,并针对废旧PC和ABS的特点,使用了合适的助剂,制备 出了性能较高的PC/ABS合金,具有抗冲、抗压、拉伸强度高、防腐、防水、绝缘性能佳、成本 低、使用寿命长的优点,节约了大量资源,并为节能环保作出贡献。
具体实施方式
[0024] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结 合具体实施例,进一步阐述本发明。
[0025] 实施例1
[0026] -种由废旧PC和ABS制备的高性能电器外壳,由以下重量份数的组分制成:PC破碎 料30、ABS破碎料50、石墨烯微片0.05、硅烷偶联剂1、成核剂1、三嗪成炭剂1.5、纳米级电气 石粉体2、全氟丁基磺酸钾0.5、聚对苯二甲酸乙二醇酯1、纳米碳粉2、紫外线吸收剂0.5、协 效剂〇. 5、纳米级硅藻土3、润滑剂1、抗氧剂1、引发剂1和玻璃纤维3;
[0027] 所述玻璃纤维为玻璃纤维短切原丝,短切长度3-5mm,纤维纤维直径9-13μπι;
[0028] 所述的引发剂选用全氟二酰基过氧化物引发剂。
[0029] 所述的成核剂为单环羧酸盐成核剂。
[0030] 所述的协效剂选用季磷盐插层改性蒙脱土。
[0031] 所述石墨烯微片是以立体的蜂窝方式长晶生成石墨碳晶体,生成后石墨碳晶体利 用湿式纳米研磨方式,以单一方向研磨,产生厚度为纳米化,面积为微米化的石墨烯微片; [0032] 所述石墨烯微片厚度最小化为5nm,石墨烯微片增强红外线辐射波长,其波长最高 峰值在7.5~9.5μπι。
[0033] 石墨烯微片是促进聚合物结晶并改善其晶粒结构的新功能助剂,可使聚合物异相 成核,改进材料的刚度、耐磨性和加工性能,其力学性能更加优异。
[0034] 上述电器外壳的加工工艺如下:
[0035] (1)将回收回来的废旧电器外壳的金属等杂质处理掉,并将肉眼可见的杂质去除, 放入清洗机中清洗干净,主要将表面污点洗掉,如油污等;
[0036] ⑵将清选干净的废旧电器外壳按照材质分为PC料外壳和ABS料外壳,分别将PC料 外壳和ABS料外壳投入到破碎机里进行破碎,破碎后得到粒径小于等于3mm的PC破碎料和 ABS破碎料;
[0037] (3)将PC破碎料加入到高速混合机中,高速混合机温度设置为105°C,再加入石墨 烯微片、硅烷偶联剂、成核剂、三嗪成炭剂、纳米级电气石粉体和全氟丁基磺酸钾,加热混合 搅拌20-35分钟,然后投入双螺杆挤出机挤出造粒,得到PC颗粒料;
[0038] ⑷将ABS破碎料采用脱湿干空气进行结晶干燥,目的是除去原料中的水分和提高 原料的软化点,然后加入到高速混合机中,高速混合机温度设置为110°c,再加入聚对苯二 甲酸乙二醇酯、纳米碳粉、紫外线吸收剂、协效剂、纳米级硅藻土、润滑剂和抗氧剂,加热混 合搅拌20-35分钟,然后投入双螺杆挤出机挤出造粒,得到ABS颗粒料;
[0039] (5)将PC颗粒料、ABS颗粒料、引发剂和玻璃纤维,在混合机中混合5-10分钟,再通 过双螺杆挤出机挤出,进入模具成型,制得相应的电器外壳。
[0040] 表1:实施例1所得产品的性能
Figure CN106366556AD00051
[0042] 实施例2
[0043] 一种由废旧PC和ABS制备的高性能电器外壳,由以下重量份数的组分制成:PC破碎 料50、ABS破碎料50、石墨烯微片0.1、硅烷偶联剂0.5、成核剂1.5、三嗪成炭剂1、纳米级电气 石粉体2.5、全氟丁基磺酸钾0.4、聚对苯二甲酸乙二醇酯1.5、纳米碳粉1.5、紫外线吸收剂 1、协效剂〇. 5、纳米级硅藻土4、润滑剂0.5、抗氧剂1.5、引发剂0.5和玻璃纤维4;
[0044] 所述玻璃纤维为玻璃纤维短切原丝,短切长度3-5mm,纤维纤维直径9-13μπι;
[0045] 所述的引发剂选用全氟二酰基过氧化物引发剂。
[0046] 所述的成核剂为单环羧酸盐成核剂。
[0047] 所述的协效剂选用季磷盐插层改性蒙脱土。
[0048] 所述石墨烯微片是以立体的蜂窝方式长晶生成石墨碳晶体,生成后石墨碳晶体利 用湿式纳米研磨方式,以单一方向研磨,产生厚度为纳米化,面积为微米化的石墨烯微片;
[0049] 所述石墨烯微片厚度最小化为5nm,石墨烯微片增强红外线辐射波长,其波长最高 峰值在7.5~9.5μπι。
[0050] 石墨烯微片是促进聚合物结晶并改善其晶粒结构的新功能助剂,可使聚合物异相 成核,改进材料的刚度、耐磨性和加工性能,其力学性能更加优异。
[0051] 上述电器外壳的加工工艺如下:
[0052] (1)将回收回来的废旧电器外壳的金属等杂质处理掉,并将肉眼可见的杂质去除, 放入清洗机中清洗干净,主要将表面污点洗掉,如油污等;
[0053] (2)将清选干净的废旧电器外壳按照材质分为PC料外壳和ABS料外壳,分别将PC料 外壳和ABS料外壳投入到破碎机里进行破碎,破碎后得到粒径小于等于3mm的PC破碎料和 ABS破碎料;
[0054] (3)将PC破碎料加入到高速混合机中,高速混合机温度设置为105°C,再加入石墨 烯微片、硅烷偶联剂、成核剂、三嗪成炭剂、纳米级电气石粉体和全氟丁基磺酸钾,加热混合 搅拌20-35分钟,然后投入双螺杆挤出机挤出造粒,得到PC颗粒料;
[0055] ⑷将ABS破碎料采用脱湿干空气进行结晶干燥,目的是除去原料中的水分和提高 原料的软化点,然后加入到高速混合机中,高速混合机温度设置为110°c,再加入聚对苯二 甲酸乙二醇酯、纳米碳粉、紫外线吸收剂、协效剂、纳米级硅藻土、润滑剂和抗氧剂,加热混 合搅拌20-35分钟,然后投入双螺杆挤出机挤出造粒,得到ABS颗粒料;
[0056] (5)将PC颗粒料、ABS颗粒料、引发剂和玻璃纤维,在混合机中混合5-10分钟,再通 过双螺杆挤出机挤出,进入模具成型,制得相应的电器外壳。
[0057] 表2:实施例2所得产品的性能
Figure CN106366556AD00061
[0059] 实施例3
[0060] 一种由废旧PC和ABS制备的高性能电器外壳,由以下重量份数的组分制成:PC破碎 料30、ABS破碎料70、石墨烯微片0.01、硅烷偶联剂1.5、成核剂0.5、三嗪成炭剂2、纳米级电 气石粉体1.5、全氟丁基磺酸钾0.6、聚对苯二甲酸乙二醇酯0.5、纳米碳粉2.5、紫外线吸收 剂〇. 4、协效剂1、纳米级硅藻土2、润滑剂1.5、抗氧剂0.5、引发剂1.5和玻璃纤维2;
[0061] 所述玻璃纤维为玻璃纤维短切原丝,短切长度3-5mm,纤维纤维直径9-13μπι;
[0062] 所述的引发剂选用全氟二酰基过氧化物引发剂。
[0063] 所述的成核剂为单环羧酸盐成核剂。
[0064] 所述的协效剂选用季磷盐插层改性蒙脱土。
[0065] 所述石墨烯微片是以立体的蜂窝方式长晶生成石墨碳晶体,生成后石墨碳晶体利 用湿式纳米研磨方式,以单一方向研磨,产生厚度为纳米化,面积为微米化的石墨烯微片;
[0066] 所述石墨稀微片厚度最小化为5nm,石墨稀微片增强红外线福射波长,其波长最高 峰值在7.5~9.5μπι。
[0067] 石墨烯微片是促进聚合物结晶并改善其晶粒结构的新功能助剂,可使聚合物异相 成核,改进材料的刚度、耐磨性和加工性能,其力学性能更加优异。
[0068] 上述电器外壳的加工工艺如下:
[0069] (1)将回收回来的废旧电器外壳的金属等杂质处理掉,并将肉眼可见的杂质去除, 放入清洗机中清洗干净,主要将表面污点洗掉,如油污等;
[0070] (2)将清选干净的废旧电器外壳按照材质分为PC料外壳和ABS料外壳,分别将PC料 外壳和ABS料外壳投入到破碎机里进行破碎,破碎后得到粒径小于等于3mm的PC破碎料和 ABS破碎料;
[0071] (3)将PC破碎料加入到高速混合机中,高速混合机温度设置为105°C,再加入石墨 烯微片、硅烷偶联剂、成核剂、三嗪成炭剂、纳米级电气石粉体和全氟丁基磺酸钾,加热混合 搅拌20-35分钟,然后投入双螺杆挤出机挤出造粒,得到PC颗粒料;
[0072] ⑷将ABS破碎料采用脱湿干空气进行结晶干燥,目的是除去原料中的水分和提高 原料的软化点,然后加入到高速混合机中,高速混合机温度设置为110°c,再加入聚对苯二 甲酸乙二醇酯、纳米碳粉、紫外线吸收剂、协效剂、纳米级硅藻土、润滑剂和抗氧剂,加热混 合搅拌20-35分钟,然后投入双螺杆挤出机挤出造粒,得到ABS颗粒料;
[0073] (5)将PC颗粒料、ABS颗粒料、引发剂和玻璃纤维,在混合机中混合5-10分钟,再通 过双螺杆挤出机挤出,进入模具成型,制得相应的电器外壳。
[0074] 表3:实施例3所得产品的性能
Figure CN106366556AD00071
[0076] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。

Claims (8)

1. 一种由废旧PC和ABS制备的高性能电器外壳,其特征在于,由以下重量份数的组分制 成:PC破碎料30-50、ABS破碎料50-70、石墨烯微片0.01-0.1、硅烷偶联剂0.5-1.5、成核剂 0.5-1.5、三嗪成炭剂1-2、纳米级电气石粉体1.5-2.5、全氟丁基磺酸钾0.4-0.6、聚对苯二 甲酸乙二醇酯0.5-1.5、纳米碳粉1.5-2.5、紫外线吸收剂0.4-1、协效剂0.5-1、纳米级硅藻 土2-4、润滑剂0.5-1.5、抗氧剂0.5-1.5、引发剂0.5-1.5和玻璃纤维2-4。
2. 根据权利要求1所述的由废旧PC和ABS制备的高性能电器外壳,其特征在于,所述玻 璃纤维为玻璃纤维短切原丝,短切长度3_5mm,纤维纤维直径9-13μπι。
3. 根据权利要求1所述的由废旧PC和ABS制备的高性能电器外壳,其特征在于,所述的 引发剂选用全氟二酰基过氧化物引发剂。
4. 根据权利要求1所述的由废旧PC和ABS制备的高性能电器外壳,其特征在于,所述的 成核剂为单环羧酸盐成核剂。
5. 根据权利要求1所述的由废旧PC和ABS制备的高性能电器外壳,其特征在于,所述的 协效剂选用季磷盐插层改性蒙脱土。
6. 根据权利要求1所述的由废旧PC和ABS制备的高性能电器外壳,其特征在于,所述石 墨烯微片是以立体的蜂窝方式长晶生成石墨碳晶体,生成后石墨碳晶体利用湿式纳米研磨 方式,以单一方向研磨,产生厚度为纳米化,面积为微米化的石墨烯微片。
7. 根据权利要求6所述的由废旧PC和ABS制备的高性能电器外壳,其特征在于,所述石 墨烯微片厚度最小化为5nm,石墨烯微片增强红外线辐射波长,其波长最高峰值在7.5~9.5 μηι〇
8. -种制备权利要求1-7任一项所述电器外壳的工艺,其特征在于步骤如下: (1)将回收回来的废旧电器外壳的杂质处理掉,并将肉眼可见的杂质去除,放入清洗机 中清洗干净; ⑵将清选干净的废旧电器外壳按照材质分为PC料外壳和ABS料外壳,分别将PC料外壳 和ABS料外壳投入到破碎机里进行破碎,破碎后得到粒径小于等于3mm的PC破碎料和ABS破 碎料; (3) 将PC破碎料加入到高速混合机中,高速混合机温度设置为105°C,再加入石墨烯微 片、硅烷偶联剂、成核剂、三嗪成炭剂、纳米级电气石粉体和全氟丁基磺酸钾,加热混合搅拌 20-35分钟,然后投入双螺杆挤出机挤出造粒,得到PC颗粒料; (4) 将ABS破碎料采用脱湿干空气进行结晶干燥,然后加入到高速混合机中,高速混合 机温度设置为ll〇°C,再加入聚对苯二甲酸乙二醇酯、纳米碳粉、紫外线吸收剂、协效剂、纳 米级硅藻土、润滑剂和抗氧剂,加热混合搅拌20-35分钟,然后投入双螺杆挤出机挤出造粒, 得到ABS颗粒料; (5) 将PC颗粒料、ABS颗粒料、引发剂和玻璃纤维,在混合机中混合5-10分钟,再通过双 螺杆挤出机挤出,进入模具成型,制得相应的电器外壳。
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