CN108912586A - 一种利用废弃abs塑料制备打印材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：称取以下重量份原料：预处理废弃ABS塑料48‑54份、改性双马来酰亚胺树脂28‑32份、纳米二氧化硅6‑10份、重金石粉4‑8份、增韧剂2‑4份、抗老化剂2‑4份、润滑剂1‑3份。本发明废弃ABS塑料经过预处理后性能相比原有废弃料得到很大改善，可以实现废物重新利用，预处理中采用原料重新组合，再挤出，恢复原有性能，此外添加的无机填料为正长岩、红层泥岩的组合物，红层泥岩可提高塑料的力学强度，同时协同正长岩，塑料性能得到很大改善。

Description

一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法
技术领域
本发明涉及打印材料技术领域，具体涉及一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法。
背景技术
ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料；而ABS废弃料不当的处理方式，会造成生态环境的污染，同时也会造成资源的浪费，因此ABS废弃料回收利用，具有很重要的意义。
现有中国专利文献(公开号：CN107383919A)公开了一种以香蕉秆和废弃塑料制备的环保材料，以重量份为单位，包括以下原料：香蕉秆176份、废弃塑料40份、聚乳酸75份、三聚磷酸钾52份、石墨烯2份、三乙醇胺皂0.6份、复合剂A 8.5份、复合剂B 5.6份，该材料虽利用废弃塑料，但废弃塑料未经处理在环保材料中的发挥作用较小，继而性能较差。
中国专利文献(公开号：CN106009569B)公开了一种基于ABS回收再生料的改性聚乳酸3D打印材料，是以聚乳酸树脂40～70份、ABS回收再生料20～40份、增韧剂7～13份、相容剂3～7份熔融共混制成的组合物材料，原料配方不同，性能差异很大，采用聚乳酸与ABS回收再生料复配，复配效果较差，得到的打印材料性能仍需进一步改善。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法，废弃塑料经过处理后与原料更易相容，该打印材料力学性能相比现有技术得到很大改善。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称取以下重量份原料：预处理废弃ABS塑料48-54份、改性双马来酰亚胺树脂28-32份、纳米二氧化硅6-10份、重金石粉4-8份、增韧剂2-4份、抗老化剂2-4份、润滑剂1-3份；
步骤二，将步骤一中的预处理废弃ABS塑料、改性双马来酰亚胺树脂加入到反应釜中，反应温度为165-175℃，反应时间为25-35min，随后将温度降至105℃，继续加入钠米二氧化硅、重金石粉、增韧剂、抗老化剂、润滑剂，搅拌转速升至255-265r/min，搅拌时间为25-35min，随后再冷却至室温，将原料送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为175℃，即得本发明的打印材料。
优选地，所述预处理废弃ABS塑料的制备方法为：
步骤一，将废弃ABS塑料进行清洗，随后送入温度为55-65℃下干燥25-35min，随后再切割、粉碎，再送入塑料研磨机中进行研磨，得到ABS塑料粉；
步骤二，将步骤一中的ABS塑料粉加入到反应釜中，反应温度升至165-175℃，保温20min，随后向其中依次加入氯化石蜡、光稳定剂770、过氧化二异丙苯、无机填料，搅拌转速升至215-225r/min，搅拌时间为25-35min，随后再冷却至室温，送入双螺杆挤出机中进行挤出，即得预处理废弃ABS塑料。
优选地，所述无机填料为正长岩、红层泥岩按照重量比(4-6)：2。
优选地，所述无机填料为正长岩、红层泥岩按照重量比5：2。
优选地，所述改性双马来酰亚胺树脂的制备方法为：
步骤一，制备预处理废弃贝壳粉：将贝壳粉送入马沸炉中进行煅烧，煅烧温度为450-550℃，煅烧时间为25-35min，随后再冷却至室温，随后再研磨至粒径为0.02-0.08mm，随后加入到去离子水中，进行超声分散，分散4-6min，随后再加入稀盐酸，调节pH至5.5-6.5，随后边搅拌边加入硅烷偶联剂KH-560，反应12-16min，随后再抽滤、干燥、研磨，备用；
步骤二，制备改性双马来酰亚胺树脂：将二烯丙基双酚A、增韧剂4100P加入到反应釜中，反应温度为175-185℃，保温15-25min，随后冷却至105-115℃，加入双马来酰亚胺树脂，搅拌转速升至125-135r/min，搅拌6-10min，随后再加入步骤一备用的预处理废弃贝壳粉，搅拌转速升至176-182r/min，搅拌25-35min，随后再真空脱模，再注入模具中成型，即得改性双马来酰亚胺树脂。
优选地，所述预处理废弃贝壳粉、马来酰亚胺树脂物质的质量比为7：(17-19)。
优选地，所述预处理废弃贝壳粉、马来酰亚胺树脂物质的质量比为7：18。
优选地，所述增韧剂为氯磺化聚乙烯。
优选地，所述抗老化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
优选地，所述润滑剂为乙烯-乙酸乙烯共聚蜡。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)废弃ABS塑料经过预处理后性能相比原有废弃料得到很大改善，可以实现废物重新利用，预处理中采用原料重新组合，再挤出，恢复原有性能，此外添加的无机填料为正长岩、红层泥岩的组合物，红层泥岩可提高塑料的力学强度，同时协同正长岩，塑料性能得到很大改善。
(2)本发明改性双马来酰亚胺树脂采用预处理废弃贝壳粉改性，废弃贝壳粉可实现资源再利用，同时降低成本，此外双马来酰亚胺树脂具有优异的力学性能以及耐高温、耐腐蚀等性能，与预处理废弃ABS塑料等原料协配后增强材料的力学等性能。
(3)本发明实施例3相对于对比例3，拉伸强度、断裂伸长率、杨氏模量分别提高了10MPa、12％、0.9GPa，提升率分别为25.6％、13.95％、50％，可知本发明的打印材料力学性能具有显著改善，同时对比例1、2中，采用纳米陶瓷粉改性，力学性能变差，可知本发明采用预处理废弃贝壳粉改性双马来酰亚胺树脂对打印材料性质具有显著成效。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称取以下重量份原料：预处理废弃ABS塑料48份、改性双马来酰亚胺树脂28份、纳米二氧化硅6份、重金石粉4份、增韧剂2份、抗老化剂2份、润滑剂1份；
步骤二，将步骤一中的预处理废弃ABS塑料、改性双马来酰亚胺树脂加入到反应釜中，反应温度为165℃，反应时间为25min，随后将温度降至105℃，继续加入钠米二氧化硅、重金石粉、增韧剂、抗老化剂、润滑剂，搅拌转速升至255r/min，搅拌时间为25min，随后再冷却至室温，将原料送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为175℃，即得本发明的打印材料。
本实施例的预处理废弃ABS塑料的制备方法为：
步骤一，将废弃ABS塑料进行清洗，随后送入温度为55℃下干燥25min，随后再切割、粉碎，再送入塑料研磨机中进行研磨，得到ABS塑料粉；
步骤二，将步骤一中的ABS塑料粉加入到反应釜中，反应温度升至165℃，保温20min，随后向其中依次加入氯化石蜡、光稳定剂770、过氧化二异丙苯、无机填料，搅拌转速升至215r/min，搅拌时间为25min，随后再冷却至室温，送入双螺杆挤出机中进行挤出，即得预处理废弃ABS塑料。
本实施例的无机填料为正长岩、红层泥岩按照重量比4：2。
本实施例的改性双马来酰亚胺树脂的制备方法为：
步骤一，制备预处理废弃贝壳粉：将贝壳粉送入马沸炉中进行煅烧，煅烧温度为450℃，煅烧时间为25min，随后再冷却至室温，随后再研磨至粒径为0.02mm，随后加入到去离子水中，进行超声分散，分散4min，随后再加入稀盐酸，调节pH至5.5，随后边搅拌边加入硅烷偶联剂KH-560，反应12min，随后再抽滤、干燥、研磨，备用；
步骤二，制备改性双马来酰亚胺树脂：将二烯丙基双酚A、增韧剂4100P加入到反应釜中，反应温度为175℃，保温15min，随后冷却至105℃，加入双马来酰亚胺树脂，搅拌转速升至125r/min，搅拌6min，随后再加入步骤一备用的预处理废弃贝壳粉，搅拌转速升至176r/min，搅拌25min，随后再真空脱模，再注入模具中成型，即得改性双马来酰亚胺树脂。
本实施例的预处理废弃贝壳粉、马来酰亚胺树脂物质的质量比为7：17。
本实施例的增韧剂为氯磺化聚乙烯。
本实施例的抗老化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
本实施例的润滑剂为乙烯-乙酸乙烯共聚蜡。
实施例2.
本实施例的一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称取以下重量份原料：预处理废弃ABS塑料54份、改性双马来酰亚胺树脂32份、纳米二氧化硅10份、重金石粉8份、增韧剂4份、抗老化剂4份、润滑剂3份；
步骤二，将步骤一中的预处理废弃ABS塑料、改性双马来酰亚胺树脂加入到反应釜中，反应温度为175℃，反应时间为35min，随后将温度降至105℃，继续加入钠米二氧化硅、重金石粉、增韧剂、抗老化剂、润滑剂，搅拌转速升至265r/min，搅拌时间为35min，随后再冷却至室温，将原料送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为175℃，即得本发明的打印材料。
本实施例的预处理废弃ABS塑料的制备方法为：
步骤一，将废弃ABS塑料进行清洗，随后送入温度为65℃下干燥35min，随后再切割、粉碎，再送入塑料研磨机中进行研磨，得到ABS塑料粉；
步骤二，将步骤一中的ABS塑料粉加入到反应釜中，反应温度升至175℃，保温20min，随后向其中依次加入氯化石蜡、光稳定剂770、过氧化二异丙苯、无机填料，搅拌转速升至225r/min，搅拌时间为35min，随后再冷却至室温，送入双螺杆挤出机中进行挤出，即得预处理废弃ABS塑料。
本实施例的无机填料为正长岩、红层泥岩按照重量比6：2。
本实施例的改性双马来酰亚胺树脂的制备方法为：
步骤一，制备预处理废弃贝壳粉：将贝壳粉送入马沸炉中进行煅烧，煅烧温度为550℃，煅烧时间为35min，随后再冷却至室温，随后再研磨至粒径为0.08mm，随后加入到去离子水中，进行超声分散，分散6min，随后再加入稀盐酸，调节pH至6.5，随后边搅拌边加入硅烷偶联剂KH-560，反应16min，随后再抽滤、干燥、研磨，备用；
步骤二，制备改性双马来酰亚胺树脂：将二烯丙基双酚A、增韧剂4100P加入到反应釜中，反应温度为185℃，保温25min，随后冷却至115℃，加入双马来酰亚胺树脂，搅拌转速升至135r/min，搅拌10min，随后再加入步骤一备用的预处理废弃贝壳粉，搅拌转速升至182r/min，搅拌35min，随后再真空脱模，再注入模具中成型，即得改性双马来酰亚胺树脂。
本实施例的预处理废弃贝壳粉、马来酰亚胺树脂物质的质量比为7：19。
本实施例的增韧剂为氯磺化聚乙烯。
本实施例的抗老化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
本实施例的润滑剂为乙烯-乙酸乙烯共聚蜡。
实施例3.
一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称取以下重量份原料：预处理废弃ABS塑料51份、改性双马来酰亚胺树脂30份、纳米二氧化硅8份、重金石粉6份、增韧剂3份、抗老化剂3份、润滑剂2份；
步骤二，将步骤一中的预处理废弃ABS塑料、改性双马来酰亚胺树脂加入到反应釜中，反应温度为170℃，反应时间为30min，随后将温度降至105℃，继续加入钠米二氧化硅、重金石粉、增韧剂、抗老化剂、润滑剂，搅拌转速升至260r/min，搅拌时间为30min，随后再冷却至室温，将原料送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为175℃，即得本发明的打印材料。
本实施例的预处理废弃ABS塑料的制备方法为：
步骤一，将废弃ABS塑料进行清洗，随后送入温度为60℃下干燥30min，随后再切割、粉碎，再送入塑料研磨机中进行研磨，得到ABS塑料粉；
步骤二，将步骤一中的ABS塑料粉加入到反应釜中，反应温度升至170℃，保温20min，随后向其中依次加入氯化石蜡、光稳定剂770、过氧化二异丙苯、无机填料，搅拌转速升至220r/min，搅拌时间为30min，随后再冷却至室温，送入双螺杆挤出机中进行挤出，即得预处理废弃ABS塑料。
本实施例的无机填料为正长岩、红层泥岩按照重量比5：2。
本实施例的改性双马来酰亚胺树脂的制备方法为：
步骤一，制备预处理废弃贝壳粉：将贝壳粉送入马沸炉中进行煅烧，煅烧温度为500℃，煅烧时间为30min，随后再冷却至室温，随后再研磨至粒径为0.05mm，随后加入到去离子水中，进行超声分散，分散5min，随后再加入稀盐酸，调节pH至6.0，随后边搅拌边加入硅烷偶联剂KH-560，反应14min，随后再抽滤、干燥、研磨，备用；
步骤二，制备改性双马来酰亚胺树脂：将二烯丙基双酚A、增韧剂4100P加入到反应釜中，反应温度为180℃，保温20min，随后冷却至110℃，加入双马来酰亚胺树脂，搅拌转速升至130r/min，搅拌8min，随后再加入步骤一备用的预处理废弃贝壳粉，搅拌转速升至179r/min，搅拌30min，随后再真空脱模，再注入模具中成型，即得改性双马来酰亚胺树脂。
本实施例的预处理废弃贝壳粉、马来酰亚胺树脂物质的质量比为7：18。
本实施例的增韧剂为氯磺化聚乙烯。
本实施例的抗老化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
本实施例的润滑剂为乙烯-乙酸乙烯共聚蜡。
对比例1.
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是双马来酰亚胺树脂改性时废弃贝壳粉未预处理。
对比例2
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是双马来酰亚胺树脂改性采用纳米陶瓷粉改性。
对比例3.
采用中国专利文献(公开号：CN106009569B)公开了一种基于ABS回收再生料的改性聚乳酸3D打印材料中实施例3原料及方法。
实施例3及对比例1-3性能测试结果如下
拉伸强度(MPa) 断裂伸长率(％) 杨氏模量(GPa)
实施例3 49 98 2.7
对比例1 47 94 2.5
对比例2 43 92 2.2
对比例3 39 86 1.8
本发明实施例3相对于对比例3，拉伸强度、断裂伸长率、杨氏模量分别提高了10MPa、12％、0.9GPa，提升率分别为25.6％、13.95％、50％，可知本发明的打印材料力学性能具有显著改善，同时对比例1、2中，采用纳米陶瓷粉改性，力学性能变差，可知本发明采用预处理废弃贝壳粉改性双马来酰亚胺树脂对打印材料性质具有显著成效。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：称取以下重量份原料：预处理废弃ABS塑料48-54份、改性双马来酰亚胺树脂28-32份、纳米二氧化硅6-10份、重金石粉4-8份、增韧剂2-4份、抗老化剂2-4份、润滑剂1-3份；
步骤二，将步骤一中的预处理废弃ABS塑料、改性双马来酰亚胺树脂加入到反应釜中，反应温度为165-175℃，反应时间为25-35min，随后将温度降至105℃，继续加入钠米二氧化硅、重金石粉、增韧剂、抗老化剂、润滑剂，搅拌转速升至255-265r/min，搅拌时间为25-35min，随后再冷却至室温，将原料送入双螺杆挤出机中进行挤出，挤出温度为175℃，即得本发明的打印材料。
2.根据权利要求1所述的一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法，其特征在于，所述预处理废弃ABS塑料的制备方法为：
步骤一，将废弃ABS塑料进行清洗，随后送入温度为55-65℃下干燥25-35min，随后再切割、粉碎，再送入塑料研磨机中进行研磨，得到ABS塑料粉；
步骤二，将步骤一中的ABS塑料粉加入到反应釜中，反应温度升至165-175℃，保温20min，随后向其中依次加入氯化石蜡、光稳定剂770、过氧化二异丙苯、无机填料，搅拌转速升至215-225r/min，搅拌时间为25-35min，随后再冷却至室温，送入双螺杆挤出机中进行挤出，即得预处理废弃ABS塑料。
3.根据权利要求2所述的一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法，其特征在于，所述无机填料为正长岩、红层泥岩按照重量比(4-6)：2。
4.根据权利要求3所述的一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法，其特征在于，所述无机填料为正长岩、红层泥岩按照重量比5：2。
5.根据权利要求1所述的一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法，其特征在于，所述改性双马来酰亚胺树脂的制备方法为：
步骤一，制备预处理废弃贝壳粉：将贝壳粉送入马沸炉中进行煅烧，煅烧温度为450-550℃，煅烧时间为25-35min，随后再冷却至室温，随后再研磨至粒径为0.02-0.08mm，随后加入到去离子水中，进行超声分散，分散4-6min，随后再加入稀盐酸，调节pH至5.5-6.5，随后边搅拌边加入硅烷偶联剂KH-560，反应12-16min，随后再抽滤、干燥、研磨，备用；
步骤二，制备改性双马来酰亚胺树脂：将二烯丙基双酚A、增韧剂4100P加入到反应釜中，反应温度为175-185℃，保温15-25min，随后冷却至105-115℃，加入双马来酰亚胺树脂，搅拌转速升至125-135r/min，搅拌6-10min，随后再加入步骤一备用的预处理废弃贝壳粉，搅拌转速升至176-182r/min，搅拌25-35min，随后再真空脱模，再注入模具中成型，即得改性双马来酰亚胺树脂。
6.根据权利要求5所述的一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法，其特征在于，所述预处理废弃贝壳粉、马来酰亚胺树脂物质的质量比为7：(17-19)。
7.根据权利要求6所述的一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法，其特征在于，所述预处理废弃贝壳粉、马来酰亚胺树脂物质的质量比为7：18。
8.根据权利要求1所述的一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法，其特征在于，所述增韧剂为氯磺化聚乙烯。
9.根据权利要求1所述的一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法，其特征在于，所述抗老化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
10.根据权利要求1所述的一种利用废弃ABS塑料制备打印材料的制备方法，其特征在于，所述润滑剂为乙烯-乙酸乙烯共聚蜡。
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