CN110643136B - 一种免喷涂abs材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及ABS材料技术领域，具体涉及一种免喷涂ABS材料及其制备方法，包括如下重量份的原料：ABS100份、填料10‑20份、颜料20‑30份、润滑剂1‑5份、抗氧化剂0.5‑2份。本发明在ABS中加入颜料使其具有一定的美学效果，能够取代现有的喷漆件，简化工艺流程，节约生产成本，同时本发明在ABS材料中加入适量的填料增强其机械性能，能够达到应用要求。

Description

一种免喷涂ABS材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及ABS材料技术领域，具体涉及一种免喷涂ABS材料及其制备方法。
背景技术
随着人们对环境问题越来越重视和关注，世界各国出台了严格的家电环保法规等大环境下，加上企业社会责任的体现，免喷涂材料产品正逐步显示出其竞争力，免喷涂美学树脂可以复制喷漆生产出的艳丽多彩的色调及珠光、闪光效果、金属光泽和质感等特殊效果，从而满足产品设计趋势是差异化、个性化、多样化、差别化的客户需求，而且在生产过程中可以真正减少生产流程，提高成品率，实现节能减排，可广泛应用于工艺品、玩具、家电、汽车、电子产品、体育用品和办公用品等领域。
目前，免喷涂树脂较为通常的制备方法是在树脂材料中添加金属粉、珠光粉等具有特殊色彩和光泽的效果粉。一般免喷涂ABS材料由于流动性一般，在加工过程中容易在表面留下划痕，影响ABS材料的外观；而采用流动性较高的ABS材料会导致制品的强度较低。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种免喷涂ABS材料及其制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种免喷涂ABS材料，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002215116380000011
Figure BDA0002215116380000021
本发明在ABS中加入颜料使其具有一定的美学效果，能够取代现有的喷漆件，简化工艺流程，节约生产成本，同时本发明在ABS材料中加入适量的填料增强其机械性能，能够达到应用要求。
其中，所述ABS在220℃/10Kg条件下的熔融指数为40-50g/min。本发明采用高流动性的ABS利于注塑成型，降低生产的制品产生流痕的可能性，也利于填料和颜料的分散，提高综合机械性能。
其中，所述填料为碳酸钙、改性玻璃纤维、碳纳米管和石墨烯中的至少一种。不同的填料对ABS材料力学强度提升的程度不一，碳酸钙相对提升作用与颜料差异不大，但是成本较低；碳纳米管和石墨烯对ABS材料的机械性能改善显著，并且其自带的颜色也利于生产深色制品。
但上述三种填料对ABS材料韧性的提升均不如玻璃纤维，但玻璃纤维也会严重降低ABS材料的加工流动性，出现流痕的风险更大。为此，本发明对玻璃纤维进行改性，具体的改性方法如下：
取1-3重量份的玉米淀粉加入至100重量份的水中，升温至90-95℃，糊化40-60min，然后加入0.4-0.6重量份的壳聚糖、0.01-0.03重量份的甘油、0.01-0.03重量份的聚乙烯醇、0.03-0.05重量份的硫酸钠、0.05-0.07重量份的十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及0.6-0.8重量份的蒙脱土，在20-40kHz、40-50℃的条件下震荡分散20-30min，然后加入10-20重量份的玻璃纤维，在20-40kHz、40-50℃的条件下震荡分散20-30min，即得到改性玻璃纤维。
本发明通过壳聚糖和十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐对玉米淀粉进行改性，得到的阳离子壳聚糖改性玉米淀粉与玻璃纤维的亲和度较好，成膜性较佳，但改性淀粉常作为玻璃纤维的浸润剂，对玻纤有良好的粘附性，具有较好的成膜能力，并且浸润后的玻璃纤维也跟高分子聚合物具有较好的相容性，也因为其对玻纤具有粘结集束性，因而浸润后玻纤能够用于纺织。但在高分子共混改性技术领域中，改性淀粉虽然与ABS具有较好的相容性，但是其粘结的性质也会使玻纤团聚现象更加严重，流动性较差，不适于免喷涂材料中。而发明在玻璃纤维改性中加入了蒙脱土，蒙脱土具有较强的阳离子交换功能，可以与阳离子壳聚糖改性玉米淀粉发生粘附，阳离子壳聚糖改性玉米淀粉可以插接于蒙脱土的层间，因而淀粉与蒙脱土具有良好的结合性，而在淀粉膜与玻璃纤维之间增加的蒙脱土可以增强玻璃纤维的润滑性，在熔融过程中玻璃纤维在蒙脱土的润滑作用下彼此容易分离，因而使改性后的玻璃纤维具有与ABS较好的相容性同时也具有较佳的流动性，有效解决玻璃纤维的分散性问题和流动性问题，提高ABS材料的整体机械强度。
其中，所述颜料为珠光粉和/或金属粉，珠光粉耐磨性更好，金属粉的光泽度更高，具体依需求而定。
其中，所述珠光粉为云母粉，粒径为10-25μm。
其中，所述金属粉为铝粉、铜粉、锌粉、铅粉、钛粉和不锈钢粉中的至少一种。
其中，所述润滑剂为硬脂酸钙和/或硬脂酸锌。
其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076中的至少一种。
如上所述的一种免喷涂ABS材料的制备方法，包括如下步骤：将各原料混合均匀后投入至双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，即得到所述的免喷涂ABS材料。
本发明的有益效果在于：本发明在ABS中加入颜料使其具有一定的美学效果，能够取代现有的喷漆件，简化工艺流程，节约生产成本，同时本发明在ABS材料中加入适量的填料增强其机械性能，能够达到应用要求。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种免喷涂ABS材料，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002215116380000041
其中，所述ABS在220℃/10Kg条件下的熔融指数为40g/min。
其中，所述填料为碳酸钙。
其中，所述颜料为珠光粉。
其中，所述珠光粉为云母粉，粒径为10μm。
其中，所述润滑剂为硬脂酸钙。
其中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010。
如上所述的一种免喷涂ABS材料的制备方法，包括如下步骤：将各原料混合均匀后投入至双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，即得到所述的免喷涂ABS材料。
实施例2
一种免喷涂ABS材料，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002215116380000042
其中，所述ABS在220℃/10Kg条件下的熔融指数为50g/min。
其中，所述填料为碳纳米管和石墨烯按重量比1:1组成的混合物。
其中，所述颜料为金属粉。
其中，所述金属粉为铝粉。
其中，所述润滑剂为硬脂酸锌。
其中，所述抗氧化剂为抗氧剂168。
如上所述的一种免喷涂ABS材料的制备方法，包括如下步骤：将各原料混合均匀后投入至双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，即得到所述的免喷涂ABS材料。
实施例3
一种免喷涂ABS材料，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0002215116380000051
其中，所述ABS在220℃/10Kg条件下的熔融指数为45g/min。
其中，所述填料为改性玻璃纤维。
玻璃纤维具体的改性方法如下：
取2重量份的玉米淀粉加入至100重量份的水中，升温至93℃，糊化50min，然后加入0.5重量份的壳聚糖、0.02重量份的甘油、0.02重量份的聚乙烯醇、0.04重量份的硫酸钠、0.06重量份的十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及0.7重量份的蒙脱土，在30kHz、45℃的条件下震荡分散25min，然后加入10-20重量份的玻璃纤维，在30kHz、45℃的条件下继续震荡分散25min，即得到改性玻璃纤维。
其中，所述颜料为珠光粉。
其中，所述珠光粉为云母粉，粒径为15μm。
其中，所述润滑剂由硬脂酸钙和硬脂酸锌按重量比1:1的比例组成。
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1010和抗氧剂1076按重量比1:1的比例组成。
如上所述的一种免喷涂ABS材料的制备方法，包括如下步骤：将各原料混合均匀后投入至双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，即得到所述的免喷涂ABS材料。
对比例1
本对比例与实施例3的不同之处在于：
所述填料为未经改性处理的玻璃纤维。
对比例2
本对比例与实施例3的不同之处在于：
所述填料为经硅烷偶联剂kh550处理的玻璃纤维，改性方法为：将6重量份的填料、15重量份的无水乙醇和0.1重量份的硅烷偶联剂kh550加入至100重量份的水中，在30kHz、45℃的条件下震荡分散25min，即得到经硅烷偶联剂kh550处理的玻璃纤维。
对比例3
本对比例与实施例3的不同之处在于：
玻璃纤维具体的改性方法如下：
取2重量份的玉米淀粉加入至100重量份的水中，升温至93℃，糊化50min，然后加入0.5重量份的壳聚糖、0.02重量份的甘油、0.02重量份的聚乙烯醇、0.04重量份的硫酸钠、0.06重量份的十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐，在30kHz、45℃的条件下震荡分散25min，然后加入10-20重量份的玻璃纤维以及0.7重量份的碳酸钙，在30kHz、45℃的条件下继续震荡分散25min，即得到改性玻璃纤维。
本发明对实施例3和对比例1-3的ABS材料进行性能测试，按ASTM D638测试拉伸强度，按ASTM D790测试弯曲强度，按ASTM D256测试缺口冲击强度，并将实施例3和对比例1-3的ABS材料注塑成2cm*2cm*0.5cm的制品，观察其表面流痕状况。
Figure BDA0002215116380000071
由对比例1可知，直接添加未改性的玻璃纤维对力学性能提升并不明显，而且易使制品出现流痕；由对比例2可知，硅烷偶联剂可以有效改善玻璃纤维在ABS的分散性，避免制品出现流痕，但与实施例3相比，力学性能的提升不如本发明的改性方法显著；由对比例3可知，蒙脱土在改性方法起到的作用是相关关键的，采用无阳离子交换和层间插接能力的碳酸钙替代，在力学性能的提升不如硅烷偶联剂改性处理的玻璃纤维，且易团聚的性质也使制品容易出现流痕。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种免喷涂ABS材料，其特征在于：包括如下重量份的原料：
Figure FDA0003893819620000011
所述ABS在220℃/10Kg条件下的熔融指数为40-50g/min；
所述填料为改性玻璃纤维；
所述颜料为珠光粉和/或金属粉；
所述金属粉为铝粉、铜粉、锌粉、铅粉、钛粉和不锈钢粉中的至少一种；
所述润滑剂为硬脂酸钙和/或硬脂酸锌；
所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂1076中的至少一种；
其中，所述改性玻璃纤维的改性方法如下：
取1-3重量份的玉米淀粉加入至100重量份的水中，升温至90-95℃，糊化40-60min，然后加入0.4-0.6重量份的壳聚糖、0.01-0.03重量份的甘油、0.01-0.03重量份的聚乙烯醇、0.03-0.05重量份的硫酸钠、0.05-0.07重量份的十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐以及0.6-0.8重量份的蒙脱土，在20-40kHz、40-50℃的条件下震荡分散20-30min，然后加入10-20重量份的玻璃纤维，在20-40kHz、40-50℃的条件下震荡分散20-30min，即得到改性玻璃纤维。
2.根据权利要求1所述的一种免喷涂ABS材料，其特征在于：所述珠光粉为云母粉，粒径为10-25μm。
3.权利要求1-2任意一项所述的一种免喷涂ABS材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将各原料混合均匀后投入至双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，即得到所述的免喷涂ABS材料。
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