CN109486093A - 一种气味清香、仿植绒效果的abs复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料以及制备方法，该ABS复合材料主要由改性绿茶粉功能母粒10～20份、ABS树脂75～88份、抗氧剂等助剂2～5份组成。通过对天然绿茶粉末进行表面钝化处理改性有效的提升了绿茶粉末与ABS树脂的相容性，使得所制备的ABS复合材料具有良好的力学性能。同时由于绿茶粉本身具备天然绿茶的清香味，使用该复合材料制备的零部件具有绿茶清香味。此外由于采用深绿色的绿茶粉作为填充剂使得由其制备的复合材料经配色处理后所制备的米色或灰色等浅颜色零件的表面出现很多深色小斑点，具有类似植绒的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种功能性ABS材料及其制备方法，尤其涉及一种气味清香、仿植绒效果的ABS功能母粒及其复合材料的制备方法，属于聚烯烃技术领域。
背景技术
ABS树脂(聚苯乙烯-丁二烯-丙烯腈)因其优异的机械和成型加工性能等特点，近年来在汽车行业也得到了广泛应用，尤其是汽车内饰件，如仪表板、门板、立柱等系统的中的装饰部件。但是由于ABS树脂本身气味较差，再加上高温降解，导致由其经高温成型工艺制备成汽车零部件气味较差，已不能满足越来越高的消费者需求。
目前针对车用ABS材料的低气味研究，国内外相关专家，学者已有大量研究。目前主要通过以下方法实现：其一，通过改善复合材料的加工制备工艺来降低材料的气味强度，而对气味类型如高聚物的塑胶味、溶剂味并无改善作用，如专利：CN201310666768.8，以高熔体发泡PP为载体的水母粒作为气提剂,可以有效去除加工过程中产生的各种挥发性小分子和有机化合物,所制备的ABS组合物具有低气味、低散发的特性,可以满足汽车内饰件的要求。其二，通过添加一些香味剂来改善材料的低气味低散发效果，如专利：CN201611242247.X公开了一种香味型聚丙烯复合材料及其制备方法来弱化高分子材料本身所带有的塑料、焦糊等难闻的气味,从而提高复合材料的可接受度，所使用的香味剂味水果或植物提取物，分子量低所制备的材料香味持久性较弱。针对环境友好可再生材料，近两年生物填充材料也开始快速发展，如木粉、麻纤维等植物纤维填充材料，如专利：CN201711430954.6公开了一种低气味、仿植绒效果的木粉填充改性聚丙烯材料及其制备方法。
发明内容
本发明提供一种由超细天然绿茶粉末经有机硅氧烷表面处理后与基体树脂制备成改性母粒，然后将该改性功能母粒与ABS树脂、助剂等共混挤出制备而来。通过对天然绿茶粉末进行表面钝化处理改性有效的提升了绿茶粉末与ABS树脂的相容性，对改善由于单独添加未改性绿茶粉带来的冲击韧性损失具有极大的改善作用，所制备的改性ABS材料具有良好的力学性能。同时由于绿茶粉末本身具备天然绿茶清香味使用该复合材料制备的零部件具有绿茶清香味。此外由于采用深绿色的绿茶粉作为填充剂使得由其制备的复合材料经配色处理后所制备的米色或灰色等浅颜色零件的表面出现很多深色小斑点，具有类似植绒的效果。
为达上述发明目的，本发明主要通过以下技术方案实现：
一种气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料，其特征在于：由下列按照重量份计的原料制备而成：
ABS树脂：75～87份；
改性绿茶粉母粒：10～20份；
助剂：3～5份；
所述的改性绿茶粉母粒由下列成分按照重量份数制备而成：
改性绿茶粉：70～80份；
ABS树脂：18～28份；
助剂：2～5份。
进一步的，所述的ABS树脂为丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，制备方法优选本体法制备的低气味、低散发ABS树脂。
所述的改性绿茶粉为绿茶粉90～95份与表面处理剂5～10份，经高速混炼制备而成。所述的绿茶粉为粒径为1um至100um经绿茶叶粉碎研磨制备而来的粉末；所述的表面处理剂优选为通过烷基改性的有机聚硅氧烷。
所述的助剂为抗氧剂1076(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯)、抗氧剂168(三(2,4—二叔丁基苯基)亚磷酸酯、抗氧剂DSTP(硫代二丙酸双十八醇酯)、光稳定剂V703、5589、531、润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或者几种混合物。
上述复合材料中还可以包括本领域技术人员认为可添加的其他助剂，如色粉等。
上述这种气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料的制备方法，主要包括以下制备步骤：
(1)改性绿茶粉功能母粒的制备：
i.绿茶粉的表面修饰
按重量份数，将粒径为50um至200um绿茶粉90～95份与硅烷类表面修饰剂5～10份，一起加入到高速混炼机中，经高速混炼制备而成。
ii.改性绿茶粉母粒的制备
按重量份数，将流经有机硅氧烷表面钝化处理的绿茶粉末70～80份，ABS原料树脂18～28份，助剂2～5份加入混料机中混合均匀后加入经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备而来。
所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次设定为190℃，205℃，215℃，235℃，235℃，235℃，235℃，240℃，245℃，245℃。主螺杆转速为150～250r/min。
(2)一种气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料的制备方法：
按重量份数，将步骤(1)中制备的茶叶粉末母粒10～20份与常规ABS树脂75～87份，助剂3～5份一起加入到混料机中混合均匀，再经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料。
所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次设定为190℃，205℃，215℃，235℃，235℃，235℃，235℃，240℃，245℃，245℃。主螺杆转速为300～400r/min，水槽温度23℃～50℃。
本发明与现有技术相比，具有以下技术优势：
(1)本发明一种气味清香、仿植绒效果的ABS功能母粒及其复合材料的制备方法，采用有机硅氧烷作为绿茶粉末的表面处理剂，经表面处理后的绿茶粉具有更好的耐热性能以及与ABS树脂的相容性，由其作为改性助剂所制备的ABS复合材料具有良好机械性能的同时，还具有绿茶粉特有的绿茶清香味，且香味持久绿色环保。
(2)本发明一种气味清香、仿植绒效果的ABS功能母粒及其复合材料的制备方法，由于采用深绿色的绿茶粉作为填充剂使得由其制备的复合材料经配色处理后所制备的米色或灰色等浅颜色零件的表面出现很多深色小斑点，具有类似植绒的效果，与由低压注塑或者胶水粘接等工艺制备而来的织物包覆零件相比具有综合成本低、生产效率高、绿色环保可回收等很强的市场前景。
附图说明
图1为本发明改性绿茶粉功能母粒的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明内容。应该强调的是，这些实施例仅用于对本发明的进一步说明，而不能理解为对本发明保护范围的限制。此外应理解，在阅读了本发明所述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
具体实施例1～5以及相应的对比实施例1～4所采用原料及制备工艺如下：
原材料：
ABS树脂：为上海高桥石化3504牌号ABS树脂，市售；
未改性绿茶粉：为平均粒径为150um的绿茶粉末，市售；
表面处理剂：烷基改性有机硅氧烷，市售；
助剂：抗氧剂1076(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯)、抗氧剂168(三(2,4—二叔丁基苯基)亚磷酸酯、抗氧剂DSTP(硫代二丙酸双十八醇酯)、光稳定剂V703、5589、531、润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺；
色粉：二氧化钛色母粒，炭黑色母粒，氧化铁黄母粒，氧化铁红母粒，市售；
制备工艺流程：
(1)改性绿茶粉功能母粒的制备：
i.改性绿茶粉末制备
按表2中的重量份数，将粒径为150um绿茶粉95份与有机硅烷类表面修饰剂5份一起加入到高速混炼机中，经高速混炼制备而成。
ii.改性绿茶粉功能母粒的制备
按表2中重量份数，将ABS树脂，改性绿茶粉末，抗氧剂：1076；其他助剂：168辅助抗氧助剂一起加入到混料机中混合均匀后，加入到双螺杆挤出机，经熔融、挤出、冷却、切粒制备而来。
所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次设定为190℃，205℃，215℃，235℃，235℃，235℃，235℃，240℃，245℃，245℃。主螺杆转速为200r/min。
(2)一种气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料的制备方法：
按表3重量份数，将步骤(1)中制备的改性绿茶粉功能母粒与ABS原料树脂，1076抗氧剂，其他助剂：润滑剂：乙烯基双硬酯酰胺，及色粉母粒一起加入到高速混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成气味清香、低密度、仿植绒效果的ABS复合材料。
所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次设定为190℃，205℃，215℃，235℃，235℃，235℃，235℃，240℃，245℃，245℃。主螺杆转速为400r/min，水槽温度35℃。
将上述实施例1～5及其相应的对比例1～4所制备的一种气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料按照统一工艺注塑成相应的测试样条，按照下表1中的测试标准及条件进行性能测试，测试数据如表3所示。
表1气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料能测试标准及条件
| 序号 | 检验指标 | 检验方法 | 单位 | 测试条件 |
| 1 | 密度 | GB/T 1033.1 | g/cm^3 | |
| 2 | 缺口冲击强度 | GB/T 1043 | kJ/m^2 | 23℃ |
| 3 | 气味 | PV 3900(大众汽车) | 级/气味类型 | 50g粒子，80℃/2h |
| 4 | 仿植绒效果评价 | / | 明显/轻微/无效果 |
将粒径为150um绿茶粉95份与有机硅烷类表面修饰剂5份一起加入到高速混炼机中，经高速混炼后制制备成改性绿茶粉填料，有效提高绿茶粉的耐热性能以及与ABS树脂的相容性。然后将所制备的改性绿茶粉填料与ABS、抗氧剂等助剂按照一定比例经双螺杆制备成改性绿茶粉功能母粒：
表2改性绿茶粉及其功能母粒典型配方表
| 序号 | 绿茶粉 | 有机硅氧烷 | 改性绿茶粉 | ABS树脂 | 助剂(抗氧剂) |
| 改性绿茶粉 | 95 | 5 | --- | --- | --- |
| 绿茶粉功能母粒1 | --- | --- | 70 | 28 | 2 |
| 绿茶粉功能母粒2 | --- | --- | 80 | 18 | 2 |
所述的一种气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料，按表3重量份数，将步骤(1)中制备的改性绿茶粉功能母粒2与ABS原料树脂,抗氧助剂母粒及色粉母粒一起加入到高速混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料，配方及性能见表3所示：
表3实施例1～5为气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料的配方
表4实施例1～5为气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料的性能
表3、表4中的实施例1～5为根据本发明专利一种气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料的测试结果，为更好的体现本一种气味清香、仿植绒效果的ABS功能母粒及其复合材料的制备方法的气味类型、仿植绒效果，相应的对比例1～4用来作为相应实施例的对照。从表4中可以得出以下结论：
(1)由于本发明表面修饰技术对超细绿茶粉粉末进行表面修饰改性，提升了绿茶粉末与ABS树脂的相容性，对改善由于单独添加未改性绿茶粉带来的冲击韧性损失具有极大的改善作用，所制备的ABS复合材料具有良好机械性能的同时，也具有绿茶粉特有的绿茶清香味，且香味持久绿色环保。
(3)本发明一种气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料的制备方法，由于采用深绿色的绿茶粉作为填充剂使得尤其制备的复合材料经配色处理后所制备的米色或灰色等浅颜色零件的表面出现很多深色小斑点，具有类似植绒的效果，与由低压注塑或者胶水粘接等工艺制备而来的织物包覆零件相比具有综合成本低、生产效率高、绿色环保可回收等很强的市场前景。
Claims (7)
1.一种气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料，其特征在于：由下列按照重量份计的原料制备而成：
ABS树脂：75～87份；
改性绿茶粉母粒：10～20份；
助剂：3～5份；
所述的改性绿茶粉母粒由下列成分按照重量份数制备而成：
改性绿茶粉：70～80份；
ABS树脂：18～28份；
助剂：2～5份。
2.根据权利要求1所述的一种气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料，其特征在于：所述的ABS树脂为丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料，其特征在于：所述的改性绿茶粉为绿茶粉90～95份与表面处理剂5～10份，经高速混炼制备而成。
4.根据权利要求3所述的一种气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料，其特征在于：所述的绿茶粉为粒径为1um至100um经绿茶叶粉碎研磨制备而来的粉末。
5.根据权利要求3所述的一种气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料，其特征在于：所述的表面处理剂优选为通过烷基改性的有机聚硅氧烷。
6.根据权利要求1所述的一种气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料，其特征在于：所述的助剂为抗氧剂1076(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯)、抗氧剂168(三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、抗氧剂DSTP(硫代二丙酸双十八醇酯)、光稳定剂V703、5589、531、润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或者几种混合物。
7.权利要求1-6任意之一所述气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
(1)改性绿茶粉功能母粒的制备：
i.绿茶粉的表面修饰
按重量份数，将粒径为50um至200um绿茶粉90～95份与硅烷类表面修饰剂5～10份，一起加入到高速混炼机中，经高速混炼制备而成；
ii.改性绿茶粉母粒的制备
按重量份数，将流经有机硅氧烷表面钝化处理的绿茶粉末70～80份，ABS原料树脂18～28份，助剂2～5份加入混料机中混合均匀后加入经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备而来；
所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次设定为190℃，205℃，215℃，235℃，235℃，235℃，235℃，240℃，245℃，245℃。主螺杆转速为150～250r/min；
(2)气味清香、仿植绒效果的ABS复合材料的制备方法：
按重量份数，将步骤(1)中制备的茶叶粉末母粒10～20份与常规ABS树脂75～87份，助剂3～5份一起加入到混料机中混合均匀，再经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成气味清香、仿植绒效果的PC/ABS复合材料；
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