CN111100416A - 一种环保丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合板材及其制备方法 - Google Patents

一种环保丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合板材及其制备方法 Download PDF

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明公开一种环保丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物复合板材及其制备方法，其由丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物65‑80份，聚碳酸酯5份，矿物粉10‑20份，改性秸秆粉5‑10份，分散剂0.2份，润滑剂0.2份，抗氧剂0.5份制备而成。本发明所使用的表面处理的天然纤维填充物，通过表面接枝聚合的方式对秸秆粉末进行改性，效果较为明显，可有效增强填充物与基体树脂的界面作用，提高复合材料的力学性能；本发明所使用的基体树脂综合性能优异，耐候性强，同时在生产成型过程中不需要额外添加任何胶黏剂，具备良好的环保性能。

Description

一种环保丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合板材及其制备 方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，具体是一种环保丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合板材及其制备方法。
背景技术
木塑材料作为一种健康环保、价格低廉、使用舒适的复合材料，其自面世以来一直广受市场的欢迎，成为室内装饰材料市场中炙手可热的产品。而正因为其销售量的节节攀升，导致优质的原材料短缺。在木塑复合材料中，软木基材的复合材料综合性能最为优异，具有轻质、防潮、耐磨的优点，但由于栓皮栎的数量极其有限，因此软木材料的复合板材一直处于较高的价格。
寻求可替代软木材料的天然纤维是目前研究较为广泛的方向，通常所知的天然纤维包括木粉、农作物秸秆及种子外壳、树皮等。其中农作物秸秆是最易获得的天然纤维原料，且在木塑复合材料领域已经有广泛的应用，具有较为成熟的加工工艺，但其能否能够部分取代软木成为木塑复合板材的内部填充材料还需要进一步的探索和研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合板材及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种环保丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合板材，由以下组分按重量份制备而成：
Figure BDA0001845819370000021
进一步方案，所述改性秸秆粉的处理方法如下：将1份秸秆粉在100℃下干燥4h后与0.1份苯乙烯混合于甲苯中，加入引发剂偶氮二异丁腈0.02份，50℃下氮气保护搅拌反应12h后过滤并以甲苯为溶剂索式提取24h，收集剩余的产物并以无水乙醇反复清洗并烘干；其中，秸秆粉为质量比1:1的玉米秸秆粉和小麦秸秆粉。
所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的熔体流动速率在190℃/2.16kg条件下为5-10g/10min。
所述矿物粉为表面处理轻质碳酸钙与碳化硅晶须按质量比为1：3的比例混合而成。
所述分散剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基磷酸钾、古尔胶中的两种或三种的混合。
所述润滑剂为白油和石蜡按照质量比为1：1的比例混合而成。
所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(1098)、三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)、硫代二丙酸双十八醇酯(DSTDP)中的至少三种。
本发明的另一个目的在于提供上述环保丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合板材的制备方法，将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物65-80份、聚碳酸酯5份、矿物粉10-20份、改性秸秆粉5-10份、分散剂0.2份、润滑剂0.2份、抗氧剂0.5份加入高混机混合10min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中混炼并挤出，其中双螺杆挤出机三段的挤出温度分别是150-160℃、165-185℃、190-220℃。
本发明制备的环保丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合板材，通过使用木塑复合材料共混挤出的工艺生产，获得了可以与软木性能相媲美的环保材料。
本发明的有益效果：
(1)本发明所使用的表面处理的天然纤维填充物，通过表面接枝聚合的方式对秸秆粉末进行改性，效果较为明显，可有效增强填充物与基体树脂的界面作用，提高复合材料的力学性能。
(2)本发明所使用的基体树脂综合性能优异，耐候性强，同时在生产成型过程中不需要额外添加任何胶黏剂，具备良好的环保性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例中所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的熔体流动速率在190℃/2.16kg条件下为5-10g/10min。
实施例中所述矿物粉为表面处理轻质碳酸钙与碳化硅晶须按质量比为1：3的比例混合而成。
实施例中所述改性秸秆粉的处理方法如下：将1份秸秆粉在100℃下干燥4h后与0.1份苯乙烯混合于甲苯中，加入引发剂偶氮二异丁腈0.02份，50℃下氮气保护搅拌反应12h后过滤并以甲苯为溶剂索式提取24h，收集剩余的产物并以无水乙醇反复清洗并烘干；其中，秸秆粉为质量比1:1的玉米秸秆粉和小麦秸秆粉。
实施例中所述分散剂为十二烷基硫酸钠，十六烷基磷酸钾，古尔胶中的两种或三种的混合。
实施例中所述润滑剂为白油和石蜡按照质量比为1：1的比例混合而成。
实施例中所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)、N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(1098)、三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)、硫代二丙酸双十八醇酯(DSTDP)中的至少三种。
实施例1
将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物65份、聚碳酸酯5份、矿物粉20份、改性秸秆粉10份、分散剂0.2份、润滑剂0.2份、抗氧剂0.5份加入高混机混合10min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中混炼并挤出，其中双螺杆挤出机三段的挤出温度分别是160℃、185℃、200℃。测试结果见表1。
实施例2
将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物70份、聚碳酸酯5份、矿物粉15份、改性秸秆粉8份、分散剂0.2份、润滑剂0.2份、抗氧剂0.5份加入高混机混合10min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中混炼并挤出，其中双螺杆挤出机三段的挤出温度分别是155℃、200℃、220℃。测试结果见表1。
实施例3
将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物80份、聚碳酸酯5份、矿物粉10份、改性秸秆粉5份、分散剂0.2份、润滑剂0.2份、抗氧剂0.5份加入高混机混合10min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中混炼并挤出，其中双螺杆挤出机三段的挤出温度分别是150℃、185℃、190℃。测试结果见表1。
对比例1
将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物70份、聚碳酸酯5份、未处理秸秆粉8份、矿物粉15份、润滑剂0.2份、抗氧剂0.5份加入高混机混合10min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中混炼并挤出，其中双螺杆挤出机三段的挤出温度分别是155℃、200℃、220℃。测试结果见表1。
对比例2
将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物70份、聚碳酸酯5份、改性秸秆粉8份、分散剂0.2份、润滑剂0.2份、抗氧剂0.5份加入高混机混合10min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中混炼并挤出，其中双螺杆挤出机三段的挤出温度分别是155℃、200℃、220℃。测试结果见表1。
表1
Figure BDA0001845819370000051
通过表1数据可以看出，本发明制备的环保丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合板材，具有高韧性、高模量、低密度的优点。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施案例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施案例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种环保丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合板材，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 65-80份，
聚碳酸酯 5份，
矿物粉 10-20份，
改性秸秆粉 5-10份，
分散剂 0.2份，
润滑剂 0.2份，
抗氧剂 0.5份。
2.根据权利要求1所述的环保丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合板材，其特征在于：所述改性秸秆粉的处理方法如下：将1份秸秆粉在100℃下干燥4h后与0.1份苯乙烯混合于甲苯中，加入引发剂偶氮二异丁腈0.02份，50℃下氮气保护搅拌反应12h后过滤并以甲苯为溶剂索式提取24h，收集剩余的产物并以无水乙醇反复清洗并烘干；其中，秸秆粉为质量比1:1的玉米秸秆粉和小麦秸秆粉。
3.根据权利要求1所述的环保丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合板材，其特征在于：所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的熔体流动速率在190℃/2.16kg条件下为5-10g/10min。
4.根据权利要求1所述的环保丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合板材，其特征在于：所述矿物粉为表面处理轻质碳酸钙与碳化硅晶须按质量比为1：3的比例混合而成。
5.根据权利要求1所述的环保丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合板材，其特征在于：所述分散剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基磷酸钾、古尔胶中的两种或三种的混合。
6.根据权利要求1所述的环保丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合板材，其特征在于：所述润滑剂为白油和石蜡按照质量比为1：1的比例混合而成。
7.根据权利要求1所述的环保丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合板材，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-(3，5- 二叔丁基4- 羟基苯基) 丙酸] 季戊四醇酯（1010）、N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺（1098）、三-(2，4- 二叔丁基苯基) 亚磷酸酯（168）、硫代二丙酸双十八醇酯（DSTDP）中的至少三种。
8.如权利要求1-7任一项所述的环保丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合板材的制备方法，其特征在于：将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物65-80份、聚碳酸酯5份、矿物粉10-20份、改性秸秆粉5-10份、分散剂0.2份、润滑剂0.2份、抗氧剂0.5份加入高混机混合10min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中混炼并挤出，其中双螺杆挤出机三段的挤出温度分别是150-160℃、165-185℃、190-220℃。
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