CN106867223A - 一种玻璃纤维增强可回收机壳料及其制备方法 - Google Patents

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刘寿明
杨西文
刘寿山
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Abstract

本发明公开一种玻璃纤维增强可回收机壳料，以回收机壳料为基材，包括有回收机壳料、玻璃纤维、矿物填充、相容剂、增韧剂、扩链剂、热稳定剂(1010:168＝1:2)、以及润滑剂，其配方为：回收机壳料：70～85％、玻璃纤维：0～20％、矿物填充：0～4％、相容剂：3～8％、增韧剂：0～4％、扩链剂：0～1％、热稳定剂(1010:168＝1:2)：0.2～0.4％、润滑剂：0.5～1.5％。本技术方案玻璃纤维增强可回收机壳料的制备方法，其成本优势明显，产品综合性能好，可对废弃机壳料的再利用的价值意义大。

Description

一种玻璃纤维增强可回收机壳料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种玻璃纤维增强可回收机壳料及其制备方法。
背景技术
随塑胶行业及电子行业的发展迅速，各种电子产品更新替换快，导致电子产品淘汰迅速，由此产生大量的机壳废弃料，如包括手机外壳、游戏机外壳、电脑外壳等等，目前这些机壳料要么小部分降级处理使用，要么焚烧填埋等，其利用价值低，对环境污染。如何提高废弃料的利用价值及废弃处理技术再生利用，已逐步成为趋势。
发明内容
本发明一实施例提供一种玻璃纤维增强可回收机壳料及其制备方法，以提高回收机壳料的物理性能，提高废弃料的利用价值。
为实现上述目的，本发明采用技术方案为：
一种玻璃纤维增强可回收机壳料，以回收机壳料为基材，包括有回收机壳料、玻璃纤维、矿物填充、相容剂、增韧剂、扩链剂、热稳定剂(1010:168＝1:2)、以及润滑剂，其配方为：回收机壳料：70～85％、玻璃纤维：0～20％、矿物填充：0～4％、相容剂：3～8％、增韧剂：0～4％、扩链剂：0～1％、热稳定剂(1010:168＝1:2)：0.2～0.4％、润滑剂：0.5～1.5％。
优选地，所述回收机壳料的材质为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂或聚碳酸脂(PC)树脂或聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)合金树脂中的一种或两种共混物。
优选地，所述玻璃纤维为短切玻纤，经过硅烷基浸润剂处理。
优选地，所述矿物填充为碳酸钙或滑石粉或硫酸钡中的一种。
优选地，所述相容剂为柔性聚烯烃接枝马来酸酐等极性单体，接枝率为3～4.5％。
优选地，所述增韧剂为核-壳结构特征增韧剂，其中内核为有机硅聚合物，外壳为甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯-丙烯腈共聚物。
本发明另一技术方案为：一种玻璃纤维增强可回收机壳料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、将机壳破碎料、矿物填充、相容剂、增韧剂、扩链剂、热稳定剂、润滑剂投入高混机，搅拌速度400～800r/min，匀速搅拌2～3min，形成均匀共混物；其中，其配方为：回收机壳料：70～85％、玻璃纤维：0～20％、矿物填充：0～4％、相容剂：3～8％、增韧剂：0～4％、扩链剂：0～1％、热稳定剂(1010:168＝1:2)：0.2～0.4％、润滑剂：0.5～1.5％；
步骤2、将步骤1所得到的共混物通过料斗放进挤出机，玻璃纤维通过侧喂料机进入挤出机；
步骤3、通过口模、拉条、切粒过程，得到玻璃纤维增强可回收机壳料。
优选地，所述回收机壳料的材质为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂或聚碳酸脂(PC)树脂或聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)合金树脂中的一种或两种共混物，优选PC/ABS合金树脂或PC树脂和ABS树脂两种共混物，其具体要求为：ABS：PC＝(10～20)：(80～90)；熔融指数(260℃/5kg)：≦45g/10min。
优选地，所述矿物填充为碳酸钙或滑石粉或硫酸钡中的一种或多种，优选硫酸钡，技术要求：粒径≥2500目。
与现有技术相比，本技术方案玻璃纤维增强可回收机壳料的制备方法，其成本优势明显，产品综合性能好，可对废弃机壳料的再利用的价值意义大。
具体实施方式
本发明玻璃纤维增强可回收机壳料，以回收机壳料为基材，包括有回收机壳料、玻璃纤维、矿物填充、相容剂、增韧剂、扩链剂、热稳定剂(1010:168＝1:2)、以及润滑剂，其配方为：回收机壳料：70～85％、玻璃纤维：0～20％、矿物填充：0～4％、相容剂：3～8％、增韧剂：0～4％、扩链剂：0～1％、热稳定剂(1010:168＝1:2)：0.2～0.4％、润滑剂：0.5～1.5％。
其中，回收机壳料的材质为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂或聚碳酸脂(PC)树脂或聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)合金树脂中的一种或两种共混物，优选PC/ABS合金树脂或PC树脂和ABS树脂两种共混物，其具体要求为：ABS：PC＝(10～20)：(80～90)；熔融指数(260℃/5kg)：≦45g/10min。
玻璃纤维为短切玻纤，经过硅烷基浸润剂处理。具体要求为：直径为10～15μm，长度为3～6mm。其可提高树脂强度及材料的尺寸稳定性。
矿物填充为碳酸钙或滑石粉或硫酸钡中的一种或多种，优选硫酸钡，技术要求：粒径≥2500目。其可以起摩擦作用，促进玻璃纤维的剪切与分散。
相容剂为柔性聚烯烃接枝马来酸酐等极性单体，接枝率为3～4.5％。用于提高材料界面粘结力，增强树脂与矿物质的相容性和树脂的韧性。
增韧剂为核-壳结构特征增韧剂，其中内核为有机硅聚合物，外壳为甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯-丙烯腈共聚物。优选有机硅聚合物-甲基丙烯酸甲酯核-壳增韧剂。
扩链剂为恶唑啉型扩链剂或环氧型扩链剂中一种或两种，优选两种共混物，比例为1：1。其可提高分子量，增加熔体粘度，降低熔融指数，保持树脂材料的稳定性。
润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯或高效茂金属改性润滑剂中的一种或两种，优选高效茂金属改性润滑剂，具体要求为：熔点120～125℃，熔体粘度600～700mPa.s。可防止玻璃纤维外露，改善流动性，增强分散，减少机械磨损。
本发明另一实施例为一种玻璃纤维增强可回收机壳料的制备方法；包括如下步骤：
步骤1、将机壳破碎料、矿物填充、相容剂、增韧剂、扩链剂、热稳定剂、润滑剂投入高混机，搅拌速度400～800r/min，匀速搅拌2～3min，形成均匀共混物；其中，其配方为：回收机壳料：70～85％、玻璃纤维：0～20％、矿物填充：0～4％、相容剂：3～8％、增韧剂：0～4％、扩链剂：0～1％、热稳定剂(1010:168＝1:2)：0.2～0.4％、润滑剂：0.5～1.5％。
具体地，回收机壳料的材质为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂或聚碳酸脂(PC)树脂或聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)合金树脂中的一种或两种共混物，优选PC/ABS合金树脂或PC树脂和ABS树脂两种共混物，其具体要求为：ABS：PC＝(10～20)：(80～90)；熔融指数(260℃/5kg)：≦45g/10min。
玻璃纤维为短切玻纤，经过硅烷基浸润剂处理。具体要求为：直径为10～15μm，长度为3～6mm。其可提高树脂强度及材料的尺寸稳定性。
矿物填充为碳酸钙或滑石粉或硫酸钡中的一种或多种，优选硫酸钡，技术要求：粒径≥2500目。其可以起摩擦作用，促进玻璃纤维的剪切与分散。
相容剂为柔性聚烯烃接枝马来酸酐等极性单体，接枝率为3～4.5％。用于提高材料界面粘结力，增强树脂与矿物质的相容性和树脂的韧性。
增韧剂为核-壳结构特征增韧剂，其中内核为有机硅聚合物，外壳为甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯-丙烯腈共聚物。优选有机硅聚合物-甲基丙烯酸甲酯核-壳增韧剂。
扩链剂为恶唑啉型扩链剂或环氧型扩链剂中一种或两种，优选两种共混物，比例为1：1。其可提高分子量，增加熔体粘度，降低熔融指数，保持树脂材料的稳定性。
润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯或高效茂金属改性润滑剂中的一种或两种，优选高效茂金属改性润滑剂，具体要求为：熔点120～125℃，熔体粘度600～700mPa.s。可防止玻璃纤维外露，改善流动性，增强分散，减少机械磨损。
步骤2、将步骤1所得到的共混物通过料斗放进挤出机，玻璃纤维通过侧喂料机进入挤出机；其中，挤出温度180～220℃，螺杆转速200～350rpm，主机喂料15～25rpm，侧喂料8～12rpm。
步骤3、通过口模、拉条、切粒过程，得到玻璃纤维增强可回收机壳料。
表1.配方列表
表2.实验数值
性能项目 实验1 实验2 实验3 实验4 实验5
1.2358 1.2479 1.2525 1.3241 1.2523
熔融指数(g/10min) 24.3 22.75 48.43 18.72 23.34
拉伸强度(MPa) 48.78 55.65 54.56 63.17 57.59
弯曲强度(MPa) 68.6 77.76 79.65 104.62 89.76
冲击强度(KJ/m2) 21.84 13.65 15.65 8.91 17.56
灰分(％,700℃/45min) 5.89 9.98 10.67 19.78 10.14
从表2实验数值可以看出，玻纤含量的增加可以逐步提高材料的强度，但材料韧性下降，为使材料刚韧性能均衡，应控制玻离纤维与增韧剂在适宜的范围内。相容剂和扩链剂分别提高了界面作用力及树脂的分子量，保证配方体系稳定性及性能更加优秀。矿物填充、润滑剂和热稳定剂为材料的加工性提供了优良的保证。通过配方中各种添加剂合理应用，最终本玻璃纤维增强可回收机壳料产品具有刚韧平衡，成本低等特点。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种玻璃纤维增强可回收机壳料，以回收机壳料为基材，包括有回收机壳料、玻璃纤维、矿物填充、相容剂、增韧剂、扩链剂、热稳定剂(1010:168＝1:2)、以及润滑剂，其配方为：回收机壳料：70～85％、玻璃纤维：0～20％、矿物填充：0～4％、相容剂：3～8％、增韧剂：0～4％、扩链剂：0～1％、热稳定剂(1010:168＝1:2)：0.2～0.4％、润滑剂：0.5～1.5％。
2.如权利要求1所述的玻璃纤维增强可回收机壳料，其特征是，所述回收机壳料的材质为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂或聚碳酸脂(PC)树脂或聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)合金树脂中的一种或两种共混物。
3.如权利要求2所述的玻璃纤维增强可回收机壳料，其特征是，所述玻璃纤维为短切玻纤，经过硅烷基浸润剂处理。
4.如权利要求3所述的玻璃纤维增强可回收机壳料，其特征是，所述矿物填充为碳酸钙或滑石粉或硫酸钡中的一种。
5.如权利要求4所述的玻璃纤维增强可回收机壳料，其特征是，所述相容剂为柔性聚烯烃接枝马来酸酐等极性单体，接枝率为3～4.5％。
6.如权利要求5所述的玻璃纤维增强可回收机壳料，其特征是，所述增韧剂为核-壳结构特征增韧剂，其中内核为有机硅聚合物，外壳为甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯-丙烯腈共聚物。
7.一种玻璃纤维增强可回收机壳料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、将机壳破碎料、矿物填充、相容剂、增韧剂、扩链剂、热稳定剂、润滑剂投入高混机，搅拌速度400～800r/min，匀速搅拌2～3min，形成均匀共混物；其中，其配方为：回收机壳料：70～85％、玻璃纤维：0～20％、矿物填充：0～4％、相容剂：3～8％、增韧剂：0～4％、扩链剂：0～1％、热稳定剂(1010:168＝1:2)：0.2～0.4％、润滑剂：0.5～1.5％；
步骤2、将步骤1所得到的共混物通过料斗放进挤出机，玻璃纤维通过侧喂料机进入挤出机；
步骤3、通过口模、拉条、切粒过程，得到玻璃纤维增强可回收机壳料。
8.如权利要求7所述的玻璃纤维增强可回收机壳料的制备方法，其特征是，所述回收机壳料的材质为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂或聚碳酸脂(PC)树脂或聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)合金树脂中的一种或两种共混物，优选PC/ABS合金树脂或PC树脂和ABS树脂两种共混物，其具体要求为：ABS：PC＝(10～20)：(80～90)；熔融指数(260℃/5kg)：≦45g/10min。
9.如权利要求8所述的玻璃纤维增强可回收机壳料的制备方法，其特征是，所述矿物填充为碳酸钙或滑石粉或硫酸钡中的一种或多种，优选硫酸钡，技术要求：粒径≥2500目。
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