CN111073327A - 一种轻质高强abs木塑发泡板材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种轻质高强ABS木塑发泡板材及其制备方法，该木塑发泡板材包括以下重量份数组份制成：ABS树脂颗粒20‑30份、马来酸酐接枝ABS树脂颗粒10‑20份、木粉40‑60份、包覆型阻燃聚丙烯纤维5‑10份、改性剂5‑7份、发泡剂2‑5份，还包括填料0‑6份，本发明通过合理的原料选配和部分原料自制预处理，有效提高了物料间的反应结合效果，性能作用更强，采用ABS为板材基质，综合质量好，适用性强，制得的板材轻质、高强，具有优异的耐腐防霉、耐酸碱、耐水、保温阻燃等性能，力学性能显著提高，可推广应用价值高。

Description

一种轻质高强ABS木塑发泡板材及其制备方法
技术领域
本发明涉及木塑板材技术领域，具体涉及一种轻质高强ABS木塑发泡板材及其制备方法。
背景技术
木塑复合板材是一种主要由木材(木纤维素、植物纤维素)为基础材料与热塑性高分子材料(塑料)和加工助剂等，混合均匀后再经模具设备加热挤出成型而制成的高科技绿色环保新型装饰材料，兼有木材和塑料的性能与特征，是能替代木材和塑料的新型复合材料。由于木塑板材有诸多的优点，如优良的耐水和耐腐蚀性能，尺寸稳定性好、生产工艺灵活，对设备的损害小，还可以用回收的废旧木材和塑料为原料制得，并且可循环使用等，因此，木塑板材作为一种新型的工程材料，在许多领域都有着广泛的应用，例如门窗、地板、墙壁的建筑材料、栅栏材料、汽车材料等。
木塑复合材料在我国发展了十几年，取得了长足的进步，但还会是局限于最初的PE、PP、PVC木塑复合材料，这些传统的木塑复合材料力学性能较差，产品雷同性严重，附加值较低，仅局限于装饰性领域的应用，无法满足一些结构要求较高的场合。因此，挖掘性能更佳的木塑材料是继续当下亟待研究的问题。
高性能ABS木塑复合材料是近年欧美开发的一类高性能、高附加值的材料，其弯曲强度和弯曲模量分别达到50MPa和4.5GPa，载荷承受能力与木材相近。由此，ABS在木塑材料中的研究应用走进人们的视线，其相较于传统塑料基体具有更好的性能效果。
另外，为了保证木塑材料具有多种多样的性能，人们往往通过向其中添加各种性能的添加剂来实现，但也会存在不少问题，如：目前，多采用在木塑板材中添加阻燃剂的方式来提高木塑板材的阻燃性，即先对木质纤维进行干燥、粉碎处理成木粉，然后对木粉进行改性处理，最后再进行聚合生成再生木。比如氢氧化铝、硼酸锌等，虽然具有无毒物污染的优点，但用于填充量很高的高分子复合材料尤其是木塑复合材料，也存在很大劣势，因为这类阻燃剂本身在基体中就需要很高的填充量，为了达到合适的阻燃性能添加量通常要60％以上。阻燃剂高的添加含量不仅导致最终产品的高密度和弹性性能的缺失，而且会带来混合、挤出方面的问题。
而且，现有的木塑板材在使用过程中还存在其它的一些缺陷，在保温、耐磨等方面均有较大的提升空间，因此，为了获得综合性能好、质量高的木塑材料，还需要进一步的完善原料配比和工艺步骤参数。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出了一种轻质高强ABS木塑发泡板材及其制备方法，通过合理的原料选配和部分原料自制预处理，有效提高了物料间的反应结合效果，性能作用更强，采用ABS为板材基质，综合质量好，适用性强，制得的板材轻质、高强，具有优异的耐腐防霉、耐酸碱、耐水、保温阻燃等性能，力学性能显著提高，可推广应用价值高。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种轻质高强ABS木塑发泡板材，包括以下重量份数组份制成：ABS树脂颗粒20-30份、马来酸酐接枝ABS树脂颗粒10-20份、木粉40-60份、包覆型阻燃聚丙烯纤维5-10份、改性剂5-7份、发泡剂2-5份。
优选的，还包括填料0-6份，填料为水镁石纤维、海泡石纤维、硅溶胶的组合物，三者质量比为1：4:10；填料制备方法为，先按质量比取料，将水镁石纤维、海泡石纤维置于10wt％聚乙二醇水溶液中，60-80℃恒温振荡30min，取出置于300-350℃过热水蒸气中热处理0.5-2h，然后取出加入硅溶胶中，混合搅拌10-30min，超临界干燥，破碎后即得填料。
优选的，马来酸酐接枝ABS树脂颗粒中马来酸酐接枝率为2.2-2.4wt％。
优选的，木粉包括稻壳、秸秆、柏枝，三者质量比为3:5:2，木粉制备方法为，先按质量比取料，将稻壳、秸秆、柏枝破碎共混，然后向其中加入1wt％淀粉水溶液至浸没，50℃搅拌混合20-30min，60℃真空干燥至含水量低于5％，破碎即得木粉。
优选的，包覆型阻燃聚丙烯纤维制备方法为，取适量磷-溴协效阻燃聚丙烯纤维分散属于10wt％聚乙二醇水溶液中，然后向其中加入适量复合矿物粉料和表面活性剂，50±2℃保温搅拌20-60min，真空干燥破碎即得包覆型阻燃聚丙烯纤维。
优选的，包覆型阻燃聚丙烯纤维中采用的各原料质量百分含量为复合矿物粉料8-13％、表面活性剂2-4％、磷-溴协效阻燃聚丙烯纤维余量。
优选的，复合矿物粉料为质量比1:0.5的云母粉、碳酸钙；表面活性剂采用摩尔比1:1-2十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠的组合物。
优选的，改性剂包括十二烷基硫酸钠、聚山梨酯、烷基糖苷、滑石粉、二甲基丙烯酸乙二醇酯，各原料相较于改性剂质量占比为十二烷基硫酸钠5-10％、聚山梨酯5-10％、烷基糖苷5-10％、二甲基丙烯酸乙二醇酯15-35％、滑石粉余量。
优选的，发泡剂采用偶氮二甲酰胺、碳酸铵、氧化锌的组合物，三者摩尔比为3:1:0.5。
优选的，轻质高强ABS木塑发泡板材，制备方法如下：
1)按重量份数取料，将包覆型阻燃聚丙烯纤维与木粉送入活化机内，80-85℃混合搅拌30-60min，且在混合过程中向其中通入氮气，通入量为1.5-2L/h，挤出得混料一；
2)将马来酸酐接枝ABS树脂颗粒送入混炼机中，80-90℃混炼3-5min，然后将混料一加入其中，升温至105-108℃混炼5-10min，再将ABS树脂颗粒、填料加入其中，继续混炼5-8min，然后调节温度为100℃，将改性剂加入其中，继续混合5-15min，最后将发泡剂加入其中，继续混合5-15min，得混料二；
将混料二送入双螺杆挤出机中挤出成型，即得轻质高强ABS木塑发泡板材，其中，挤出工艺一区温度为140-155℃，二区温度为165-175℃，三区温度为175-185℃，四区温度为190-195℃，模具温度为190-200℃，给料转速为25r/min。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过合理的原料选配和部分原料自制预处理，有效提高了物料间的反应结合效果，性能作用更强，采用ABS为板材基质，综合质量好，适用性强，制得的板材轻质、高强，具有优异的耐腐防霉、耐酸碱、耐水、保温阻燃等性能，力学性能显著提高，可推广应用价值高。
本发明以ABS树脂为塑料基，且采用单纯的ABS树脂颗粒和马来酸酐接枝ABS树脂颗粒两种结构形态共混，一方面相对于传统常用的PP、PE、PVC等，其本身性能有所提高，另一方面采用部分接枝改性后的ABS树脂，其外端的酸酐与木质粉料上的活性羟基具有酯化结合的反应性，同时在包覆型阻燃聚丙烯纤维的协同作用下，空间嵌合交联效果强，烯烃与ABS树脂基间相容触变结合，树脂、木粉间联合共混性显著提高，界面亲和力、粘合力显著提高，分子链间缠绕结合，结构稳定性好，综合力学性能强化性好。
木粉为复配形式，本身具有的纤维结构和抗菌性，有利于木制品强度和防护性能的保证，而且采用柏枝，以其包含的游离树脂酸和酯化脂肪酸，不仅有利于促进木粉与树脂间的共混，同时其与改性剂中表面活性剂具有良好的协同配伍作用，明显降低了共混反应的难度，加快了物料间的反应聚合。同时，木粉以淀粉溶液连接包裹，有利于后期混炼过程中与树脂基和包覆型阻燃聚丙烯纤维间的相容反应性，原料间架桥性强，明显加快了组份间的均匀分散结合，性能稳定性好。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作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：
一种轻质高强ABS木塑发泡板材，包括以下重量份数组份制成：ABS树脂颗粒25份、马来酸酐接枝ABS树脂颗粒20份、木粉60份、包覆型阻燃聚丙烯纤维8份、改性剂7份、发泡剂4份。
其中：马来酸酐接枝ABS树脂颗粒中马来酸酐接枝率为2.27wt％。
木粉包括稻壳、秸秆、柏枝，三者质量比为3:5:2，木粉制备方法为，先按质量比取料，将稻壳、秸秆、柏枝破碎共混，然后向其中加入1wt％淀粉水溶液至浸没，50℃搅拌混合20-30min，60℃真空干燥至含水量低于5％，破碎即得木粉。
包覆型阻燃聚丙烯纤维制备方法为，取适量磷-溴协效阻燃聚丙烯纤维分散属于10wt％聚乙二醇水溶液中，然后向其中加入适量复合矿物粉料和表面活性剂，50±2℃保温搅拌20-60min，真空干燥破碎即得包覆型阻燃聚丙烯纤维。包覆型阻燃聚丙烯纤维中采用的各原料质量百分含量为复合矿物粉料10％、表面活性剂4％、磷-溴协效阻燃聚丙烯纤维余量；复合矿物粉料为质量比1:0.5的云母粉、碳酸钙；表面活性剂采用摩尔比1:1十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠的组合物。
改性剂包括十二烷基硫酸钠、聚山梨酯、烷基糖苷、滑石粉、二甲基丙烯酸乙二醇酯，各原料相较于改性剂质量占比为十二烷基硫酸钠5％、聚山梨酯10％、烷基糖苷10％、二甲基丙烯酸乙二醇酯30％、滑石粉余量。
发泡剂采用偶氮二甲酰胺、碳酸铵、氧化锌的组合物，三者摩尔比为3:1:0.5。
轻质高强ABS木塑发泡板材，还包括填料4份，填料为水镁石纤维、海泡石纤维、硅溶胶的组合物，三者质量比为1：4:10；填料制备方法为，先按质量比取料，将水镁石纤维、海泡石纤维置于10wt％聚乙二醇水溶液中，80℃恒温振荡30min，取出置于350℃过热水蒸气中热处理1h，然后取出加入硅溶胶中，混合搅拌20min，超临界干燥，破碎后即得填料。
轻质高强ABS木塑发泡板材，制备方法如下：
1)按重量份数取料，将包覆型阻燃聚丙烯纤维与木粉送入活化机内，80℃混合搅拌40min，且在混合过程中向其中通入氮气，通入量为1.5L/h，挤出得混料一；
2)将马来酸酐接枝ABS树脂颗粒送入混炼机中，80℃混炼5min，然后将混料一加入其中，升温至105℃混炼5min，再将ABS树脂颗粒、填料加入其中，继续混炼5min，然后调节温度为100℃，将改性剂加入其中，继续混合10min，最后将发泡剂加入其中，继续混合15min，得混料二；
3)将混料二送入双螺杆挤出机中挤出成型，即得轻质高强ABS木塑发泡板材，其中，挤出工艺一区温度为155℃，二区温度为175℃，三区温度为185℃，四区温度为190℃，模具温度为200℃，给料转速为25r/min。
实施例2：
一种轻质高强ABS木塑发泡板材，包括以下重量份数组份制成：ABS树脂颗粒30份、马来酸酐接枝ABS树脂颗粒20份、木粉50份、包覆型阻燃聚丙烯纤维10份、改性剂5份、发泡剂4份。
其中：马来酸酐接枝ABS树脂颗粒中马来酸酐接枝率为2.3wt％。
木粉包括稻壳、秸秆、柏枝，三者质量比为3:5:2，木粉制备方法为，先按质量比取料，将稻壳、秸秆、柏枝破碎共混，然后向其中加入1wt％淀粉水溶液至浸没，50℃搅拌混合20-30min，60℃真空干燥至含水量低于5％，破碎即得木粉。
包覆型阻燃聚丙烯纤维制备方法为，取适量磷-溴协效阻燃聚丙烯纤维分散属于10wt％聚乙二醇水溶液中，然后向其中加入适量复合矿物粉料和表面活性剂，50±2℃保温搅拌20-60min，真空干燥破碎即得包覆型阻燃聚丙烯纤维。包覆型阻燃聚丙烯纤维中采用的各原料质量百分含量为复合矿物粉料13％、表面活性剂4％、磷-溴协效阻燃聚丙烯纤维余量；复合矿物粉料为质量比1:0.5的云母粉、碳酸钙；表面活性剂采用摩尔比1:1十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠的组合物。
改性剂包括十二烷基硫酸钠、聚山梨酯、烷基糖苷、滑石粉、二甲基丙烯酸乙二醇酯，各原料相较于改性剂质量占比为十二烷基硫酸钠10％、聚山梨酯50％、烷基糖苷10％、二甲基丙烯酸乙二醇酯35％、滑石粉余量。
发泡剂采用偶氮二甲酰胺、碳酸铵、氧化锌的组合物，三者摩尔比为3:1:0.5。
轻质高强ABS木塑发泡板材，还包括填料6份，填料为水镁石纤维、海泡石纤维、硅溶胶的组合物，三者质量比为1：4:10；填料制备方法为，先按质量比取料，将水镁石纤维、海泡石纤维置于10wt％聚乙二醇水溶液中，70℃恒温振荡30min，取出置于350℃过热水蒸气中热处理2h，然后取出加入硅溶胶中，混合搅拌10min，超临界干燥，破碎后即得填料。
轻质高强ABS木塑发泡板材，制备方法如下：
1)按重量份数取料，将包覆型阻燃聚丙烯纤维与木粉送入活化机内，80℃混合搅拌30min，且在混合过程中向其中通入氮气，通入量为1.5L/h，挤出得混料一；
2)将马来酸酐接枝ABS树脂颗粒送入混炼机中，90℃混炼5min，然后将混料一加入其中，升温至105℃混炼5min，再将ABS树脂颗粒、填料加入其中，继续混炼8min，然后调节温度为100℃，将改性剂加入其中，继续混合15min，最后将发泡剂加入其中，继续混合15min，得混料二；
3)将混料二送入双螺杆挤出机中挤出成型，即得轻质高强ABS木塑发泡板材，其中，挤出工艺一区温度为155℃，二区温度为175℃，三区温度为185℃，四区温度为190℃，模具温度为200℃，给料转速为25r/min。
实施例3：
一种轻质高强ABS木塑发泡板材，包括以下重量份数组份制成：ABS树脂颗粒20份、马来酸酐接枝ABS树脂颗粒15份、木粉50份、包覆型阻燃聚丙烯纤维5份、改性剂5份、发泡剂2份。
其中：马来酸酐接枝ABS树脂颗粒中马来酸酐接枝率为2.2wt％。
木粉包括稻壳、秸秆、柏枝，三者质量比为3:5:2，木粉制备方法为，先按质量比取料，将稻壳、秸秆、柏枝破碎共混，然后向其中加入1wt％淀粉水溶液至浸没，50℃搅拌混合20-30min，60℃真空干燥至含水量低于5％，破碎即得木粉。
包覆型阻燃聚丙烯纤维制备方法为，取适量磷-溴协效阻燃聚丙烯纤维分散属于10wt％聚乙二醇水溶液中，然后向其中加入适量复合矿物粉料和表面活性剂，50±2℃保温搅拌20-60min，真空干燥破碎即得包覆型阻燃聚丙烯纤维。包覆型阻燃聚丙烯纤维中采用的各原料质量百分含量为复合矿物粉料8％、表面活性剂4％、磷-溴协效阻燃聚丙烯纤维余量；复合矿物粉料为质量比1:0.5的云母粉、碳酸钙；表面活性剂采用摩尔比1:2十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠的组合物。
改性剂包括十二烷基硫酸钠、聚山梨酯、烷基糖苷、滑石粉、二甲基丙烯酸乙二醇酯，各原料相较于改性剂质量占比为十二烷基硫酸钠10％、聚山梨酯10％、烷基糖苷10％、二甲基丙烯酸乙二醇酯25％、滑石粉余量。
发泡剂采用偶氮二甲酰胺、碳酸铵、氧化锌的组合物，三者摩尔比为3:1:0.5。
轻质高强ABS木塑发泡板材，还包括填料6份，填料为水镁石纤维、海泡石纤维、硅溶胶的组合物，三者质量比为1：4:10；填料制备方法为，先按质量比取料，将水镁石纤维、海泡石纤维置于10wt％聚乙二醇水溶液中，60℃恒温振荡30min，取出置于300℃过热水蒸气中热处理2h，然后取出加入硅溶胶中，混合搅拌20min，超临界干燥，破碎后即得填料。
轻质高强ABS木塑发泡板材，制备方法如下：
1)按重量份数取料，将包覆型阻燃聚丙烯纤维与木粉送入活化机内，85℃混合搅拌50min，且在混合过程中向其中通入氮气，通入量为2L/h，挤出得混料一；
2)将马来酸酐接枝ABS树脂颗粒送入混炼机中，90℃混炼3min，然后将混料一加入其中，升温至108℃混炼10min，再将ABS树脂颗粒、填料加入其中，继续混炼5min，然后调节温度为100℃，将改性剂加入其中，继续混合10min，最后将发泡剂加入其中，继续混合15min，得混料二；
3)将混料二送入双螺杆挤出机中挤出成型，即得轻质高强ABS木塑发泡板材，其中，挤出工艺一区温度为140℃，二区温度为170℃，三区温度为185℃，四区温度为190℃，模具温度为200℃，给料转速为25r/min。
实施例4：
一种轻质高强ABS木塑发泡板材，包括以下重量份数组份制成：ABS树脂颗粒30份、马来酸酐接枝ABS树脂颗粒10份、木粉60份、包覆型阻燃聚丙烯纤维5份、改性剂7份、发泡剂2份。
其中：马来酸酐接枝ABS树脂颗粒中马来酸酐接枝率为2.4wt％。
木粉包括稻壳、秸秆、柏枝，三者质量比为3:5:2，木粉制备方法为，先按质量比取料，将稻壳、秸秆、柏枝破碎共混，然后向其中加入1wt％淀粉水溶液至浸没，50℃搅拌混合20-30min，60℃真空干燥至含水量低于5％，破碎即得木粉。
包覆型阻燃聚丙烯纤维制备方法为，取适量磷-溴协效阻燃聚丙烯纤维分散属于10wt％聚乙二醇水溶液中，然后向其中加入适量复合矿物粉料和表面活性剂，50±2℃保温搅拌20-60min，真空干燥破碎即得包覆型阻燃聚丙烯纤维。包覆型阻燃聚丙烯纤维中采用的各原料质量百分含量为复合矿物粉料12％、表面活性剂3％、磷-溴协效阻燃聚丙烯纤维余量；复合矿物粉料为质量比1:0.5的云母粉、碳酸钙；表面活性剂采用摩尔比1:2十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠的组合物。
改性剂包括十二烷基硫酸钠、聚山梨酯、烷基糖苷、滑石粉、二甲基丙烯酸乙二醇酯，各原料相较于改性剂质量占比为十二烷基硫酸钠5％、聚山梨酯5％、烷基糖苷10％、二甲基丙烯酸乙二醇酯15％、滑石粉余量。
发泡剂采用偶氮二甲酰胺、碳酸铵、氧化锌的组合物，三者摩尔比为3:1:0.5。
轻质高强ABS木塑发泡板材，还包括填料2份，填料为水镁石纤维、海泡石纤维、硅溶胶的组合物，三者质量比为1：4:10；填料制备方法为，先按质量比取料，将水镁石纤维、海泡石纤维置于10wt％聚乙二醇水溶液中，70℃恒温振荡30min，取出置于300℃过热水蒸气中热处理0.5h，然后取出加入硅溶胶中，混合搅拌20min，超临界干燥，破碎后即得填料。
轻质高强ABS木塑发泡板材，制备方法如下：
1)按重量份数取料，将包覆型阻燃聚丙烯纤维与木粉送入活化机内，85℃混合搅拌40min，且在混合过程中向其中通入氮气，通入量为2L/h，挤出得混料一；
2)将马来酸酐接枝ABS树脂颗粒送入混炼机中，,90℃混炼3min，然后将混料一加入其中，升温至105℃混炼50min，再将ABS树脂颗粒、填料加入其中，继续混炼8min，然后调节温度为100℃，将改性剂加入其中，继续混合10min，最后将发泡剂加入其中，继续混合15min，得混料二；
3)将混料二送入双螺杆挤出机中挤出成型，即得轻质高强ABS木塑发泡板材，其中，挤出工艺一区温度为155℃，二区温度为175℃，三区温度为180℃，四区温度为195℃，模具温度为190℃，给料转速为25r/min。
实施例5：
一种轻质高强ABS木塑发泡板材，包括以下重量份数组份制成：ABS树脂颗粒30份、马来酸酐接枝ABS树脂颗粒10份、木粉40份、包覆型阻燃聚丙烯纤维5份、改性剂6份、发泡剂4份。
其中：马来酸酐接枝ABS树脂颗粒中马来酸酐接枝率为2.3wt％。
木粉包括稻壳、秸秆、柏枝，三者质量比为3:5:2，木粉制备方法为，先按质量比取料，将稻壳、秸秆、柏枝破碎共混，然后向其中加入1wt％淀粉水溶液至浸没，50℃搅拌混合20-30min，60℃真空干燥至含水量低于5％，破碎即得木粉。
包覆型阻燃聚丙烯纤维制备方法为，取适量磷-溴协效阻燃聚丙烯纤维分散属于10wt％聚乙二醇水溶液中，然后向其中加入适量复合矿物粉料和表面活性剂，50±2℃保温搅拌20-60min，真空干燥破碎即得包覆型阻燃聚丙烯纤维。包覆型阻燃聚丙烯纤维中采用的各原料质量百分含量为复合矿物粉料8％、表面活性剂4％、磷-溴协效阻燃聚丙烯纤维余量；复合矿物粉料为质量比1:0.5的云母粉、碳酸钙；表面活性剂采用摩尔比1:1十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠的组合物。
改性剂包括十二烷基硫酸钠、聚山梨酯、烷基糖苷、滑石粉、二甲基丙烯酸乙二醇酯，各原料相较于改性剂质量占比为十二烷基硫酸钠5、聚山梨酯10％、烷基糖苷10％、二甲基丙烯酸乙二醇酯35％、滑石粉余量。
发泡剂采用偶氮二甲酰胺、碳酸铵、氧化锌的组合物，三者摩尔比为3:1:0.5。
轻质高强ABS木塑发泡板材，还包括填料3份，填料为水镁石纤维、海泡石纤维、硅溶胶的组合物，三者质量比为1：4:10；填料制备方法为，先按质量比取料，将水镁石纤维、海泡石纤维置于10wt％聚乙二醇水溶液中，70℃恒温振荡30min，取出置于350℃过热水蒸气中热处理1h，然后取出加入硅溶胶中，混合搅拌30min，超临界干燥，破碎后即得填料。
轻质高强ABS木塑发泡板材，制备方法如下：
1)按重量份数取料，将包覆型阻燃聚丙烯纤维与木粉送入活化机内，80℃混合搅拌60min，且在混合过程中向其中通入氮气，通入量为1.5L/h，挤出得混料一；
2)将马来酸酐接枝ABS树脂颗粒送入混炼机中，80℃混炼5min，然后将混料一加入其中，升温至105℃混炼5min，再将ABS树脂颗粒、填料加入其中，继续混炼5min，然后调节温度为100℃，将改性剂加入其中，继续混合15min，最后将发泡剂加入其中，继续混合10min，得混料二；
3)将混料二送入双螺杆挤出机中挤出成型，即得轻质高强ABS木塑发泡板材，其中，挤出工艺一区温度为140℃，二区温度为165℃，三区温度为185℃，四区温度为195℃，模具温度为200℃，给料转速为25r/min。
实施例6：
一种轻质高强ABS木塑发泡板材，包括以下重量份数组份制成：ABS树脂颗粒25份、马来酸酐接枝ABS树脂颗粒15份、木粉50份、包覆型阻燃聚丙烯纤维5份、改性剂5份、发泡剂2份。
其中：马来酸酐接枝ABS树脂颗粒中马来酸酐接枝率为2.4wt％。
木粉包括稻壳、秸秆、柏枝，三者质量比为3:5:2，木粉制备方法为，先按质量比取料，将稻壳、秸秆、柏枝破碎共混，然后向其中加入1wt％淀粉水溶液至浸没，50℃搅拌混合20-30min，60℃真空干燥至含水量低于5％，破碎即得木粉。
包覆型阻燃聚丙烯纤维制备方法为，取适量磷-溴协效阻燃聚丙烯纤维分散属于10wt％聚乙二醇水溶液中，然后向其中加入适量复合矿物粉料和表面活性剂，50±2℃保温搅拌20-60min，真空干燥破碎即得包覆型阻燃聚丙烯纤维。包覆型阻燃聚丙烯纤维中采用的各原料质量百分含量为复合矿物粉料10％、表面活性剂4％、磷-溴协效阻燃聚丙烯纤维余量；复合矿物粉料为质量比1:0.5的云母粉、碳酸钙；表面活性剂采用摩尔比1:2十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠的组合物。
改性剂包括十二烷基硫酸钠、聚山梨酯、烷基糖苷、滑石粉、二甲基丙烯酸乙二醇酯，各原料相较于改性剂质量占比为十二烷基硫酸钠5％、聚山梨酯50％、烷基糖苷50％、二甲基丙烯酸乙二醇酯30％、滑石粉余量。
发泡剂采用偶氮二甲酰胺、碳酸铵、氧化锌的组合物，三者摩尔比为3:1:0.5。
轻质高强ABS木塑发泡板材，制备方法如下：
1)按重量份数取料，将包覆型阻燃聚丙烯纤维与木粉送入活化机内，80-85℃混合搅拌30-60min，且在混合过程中向其中通入氮气，通入量为1.5-2L/h，挤出得混料一；
2)将马来酸酐接枝ABS树脂颗粒送入混炼机中，80℃混炼5min，然后将混料一加入其中，升温至105℃混炼10min，再将ABS树脂颗粒加入其中，继续混炼5min，然后调节温度为100℃，将改性剂加入其中，继续混合10min，最后将发泡剂加入其中，继续混合5min，得混料二；
3)将混料二送入双螺杆挤出机中挤出成型，即得轻质高强ABS木塑发泡板材，其中，挤出工艺一区温度为145℃，二区温度为165℃，三区温度为180℃，四区温度为190℃，模具温度为190℃，给料转速为25r/min。
将本发明实施例制得的产品进行性能测试，数据如下：
Figure BDA0002321355300000141
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种轻质高强ABS木塑发泡板材，其特征在于，包括以下重量份数组份制成：ABS树脂颗粒20-30份、马来酸酐接枝ABS树脂颗粒10-20份、木粉40-60份、包覆型阻燃聚丙烯纤维5-10份、改性剂5-7份、发泡剂2-5份。
2.根据权利要求1所述的轻质高强ABS木塑发泡板材，其特征在于：还包括填料0-6份，所述填料为水镁石纤维、海泡石纤维、硅溶胶的组合物，三者质量比为1：4:10；所述填料制备方法为，先按质量比取料，将水镁石纤维、海泡石纤维置于10wt％聚乙二醇水溶液中，60-80℃恒温振荡30min，取出置于300-350℃过热水蒸气中热处理0.5-2h，然后取出加入硅溶胶中，混合搅拌10-30min，超临界干燥，破碎后即得填料。
3.根据权利要求2所述的轻质高强ABS木塑发泡板材，其特征在于：所述马来酸酐接枝ABS树脂颗粒中马来酸酐接枝率为2.2-2.4wt％。
4.根据权利要求2所述的轻质高强ABS木塑发泡板材，其特征在于：所述木粉包括稻壳、秸秆、柏枝，三者质量比为3:5:2，所述木粉制备方法为，先按质量比取料，将稻壳、秸秆、柏枝破碎共混，然后向其中加入1wt％淀粉水溶液至浸没，50℃搅拌混合20-30min，60℃真空干燥至含水量低于5％，破碎即得木粉。
5.根据权利要求2所述的轻质高强ABS木塑发泡板材，其特征在于：所述包覆型阻燃聚丙烯纤维制备方法为，取适量磷-溴协效阻燃聚丙烯纤维分散属于10wt％聚乙二醇水溶液中，然后向其中加入适量复合矿物粉料和表面活性剂，50±2℃保温搅拌20-60min，真空干燥破碎即得包覆型阻燃聚丙烯纤维。
6.根据权利要求5所述的轻质高强ABS木塑发泡板材，其特征在于：所述包覆型阻燃聚丙烯纤维中采用的各原料质量百分含量为复合矿物粉料8-13％、表面活性剂2-4％、磷-溴协效阻燃聚丙烯纤维余量。
7.根据权利要求6所述的轻质高强ABS木塑发泡板材，其特征在于：所述复合矿物粉料为质量比1:0.5的云母粉、碳酸钙；所述表面活性剂采用摩尔比1:1-2十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠的组合物。
8.根据权利要求2所述的轻质高强ABS木塑发泡板材，其特征在于：所述改性剂包括十二烷基硫酸钠、聚山梨酯、烷基糖苷、滑石粉、二甲基丙烯酸乙二醇酯，各原料相较于改性剂质量占比为十二烷基硫酸钠5-10％、聚山梨酯5-10％、烷基糖苷5-10％、二甲基丙烯酸乙二醇酯15-35％、滑石粉余量。
9.根据权利要求2所述的轻质高强ABS木塑发泡板材，其特征在于：所述发泡剂采用偶氮二甲酰胺、碳酸铵、氧化锌的组合物，三者摩尔比为3:1:0.5。
10.根据权利要求1-9任一项所述的轻质高强ABS木塑发泡板材，其特征在于，制备方法如下：
1)按重量份数取料，将包覆型阻燃聚丙烯纤维与木粉送入活化机内，80-85℃混合搅拌30-60min，且在混合过程中向其中通入氮气，通入量为1.5-2L/h，挤出得混料一；
2)将马来酸酐接枝ABS树脂颗粒送入混炼机中，80-90℃混炼3-5min，然后将混料一加入其中，升温至105-108℃混炼5-10min，再将ABS树脂颗粒、填料加入其中，继续混炼5-8min，然后调节温度为100℃，将改性剂加入其中，继续混合5-15min，最后将发泡剂加入其中，继续混合5-15min，得混料二；
3)将混料二送入双螺杆挤出机中挤出成型，即得轻质高强ABS木塑发泡板材，其中，挤出工艺一区温度为140-155℃，二区温度为165-175℃，三区温度为175-185℃，四区温度为190-195℃，模具温度为190-200℃，给料转速为25r/min。
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CN115746493A (zh) * 2022-10-19 2023-03-07 深圳市富恒新材料股份有限公司 一种发泡增强abs复合材料及其制备方法

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