CN112391026A - 一种增强增韧废旧回收abs配位交联材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增强增韧废旧回收ABS配位交联材料及其制备方法，属于废旧回收ABS材料改性技术领域。主要由以下重量份数的组分制成：废旧回收ABS树脂100份，过渡金属盐1‑20份，增韧剂1‑15份。本发明制备的废旧回收ABS配位交联材料具有良好的力学性能与韧性，废旧回收ABS塑料的拉伸强度、弯曲强度和模量以及冲击强度都有明显提高，且材料的加工性能得到改善。本发明将增强增韧有机统一起来，为制备性能均衡的复合材料提供了新的思路和方法，能有效提高废旧回收ABS塑料的利用率，具有良好的工业化前景与发展潜力。
Description
技术领域
本发明属于废旧回收料改性技术领域，具体涉及一种增强增韧废旧回收ABS配位交联材料及其制备方法。
背景技术
ABS是丙烯腈-苯乙烯-丁二烯的三元共聚物，具有优异的力学性能、耐热性、高抗冲击性、易于着色以及耐腐蚀性等综合性能，是一种兼具“质坚、性韧、刚性大”的热塑性工程塑料。随着城市工业化快速发展和石油资源日渐紧缺，以及原料价格日渐上涨，ABS塑料回收利用是缓解环境资源压力的重要方式。然而ABS制品使用过程中的热、光、氧等物理化学作用和回收过程中的机械与热循环均会造成其分子结构破坏，导致废旧回收ABS力学强度下降。然而，现有的改性废旧回收ABS塑料的方法不仅难以实现增强增韧的有机统一，并且使用了大量添加剂，改性成本高，工艺条件复杂，不利于废旧回收ABS的循环使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是废旧回收ABS材料拉伸性能与弯曲性能下降，悬臂梁缺口冲击强度降低，废弃的ABS塑料对环境造成一定程度的破坏，现有的改性方法不利于废旧回收ABS的循环利用。
本发明的目的是提供一种增强增韧废旧回收ABS配位交联材料。
本发明的另外一个目的是提供一种增强增韧废旧回收ABS配位交联材料的制备方法。
为了解决废旧回收ABS性能下降的技术问题，实现上述两个目的，本发明采用的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种增强增韧废旧回收ABS配位交联材料，是由以下重量份数的组分制成：
废旧回收ABS 100份；
过渡金属盐 1-15份；
增韧剂 1-20份；
根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述增强增韧废旧回收ABS配位交联材料主要由以下重量份数原料制备而成：
废旧回收ABS 100份；
过渡金属盐 5-15份；
增韧剂 10-20份；
其中，上述增强增韧回收ABS配位交联材料的方法中，所述废旧回收ABS是丙烯腈含量为15wt％～40wt％，冲击强度为5~25 KJ/m2，拉伸强度为20～70 MPa的ABS塑料。
其中，上述增强增韧回收ABS配位交联材料的方法中，所述废旧回收ABS塑料为废旧洗衣机外壳、电视机外壳、汽车外饰、汽车仪表盘回收塑料粒子。
其中，上述增强增韧回收ABS配位交联材料的方法中，所述过渡金属盐为氯化锌、硫酸铜、溴化镍、氯化镍、硬脂酸锌、溴化钴、醋酸铜、醋酸钴、醋酸锌中的至少一种。
其中，上述增强增韧回收ABS配位交联材料的方法中，所述增韧剂为ABS高胶粉、丁腈橡胶、氯化丁腈橡胶、聚氨酯橡胶和丙烯酸酯橡胶中的至少一种；所述ABS高胶粉为含胶量为50％~70％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂。
第二方面，本发明提供了一种如上所述增强增韧废旧回收ABS配位交联材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将废旧回收ABS粒子和增韧剂置于80℃真空烘箱中干燥12小时。按照所述配比，将干燥的废旧回收ABS粒子、增韧剂和过渡金属盐分别置于球磨机中球磨均匀；将球磨后的乳状液烘干并在转矩流变仪中密炼5 min。然后将混合物在电加热平板硫化仪上热压10～30 min，最后在室温下冷压5～10 min，得到所述增强增韧废旧回收ABS配位材料。将增强增韧配位材料裁剪为标准样条，进行拉伸性能、弯曲性能与冲击性能测试。
其中，上述增强增韧废旧回收ABS配位交联材料的制备方法中，所述转矩流变仪设定温度为170~220℃，优选温度为190℃，转子转速为60 r/min。
其中，上述增强增韧废旧回收ABS配位交联材料的制备方法中，所述平板硫化仪设定温度为170~220℃，优选温度为190℃，压力为15 MPa。
其中，上述增强增韧废旧回收ABS配位交联材料的制备方法中，所述溶剂为丙酮、苯、四氢呋喃中的至少一种。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下优点与益处：
本发明的增强增韧废旧回收ABS配位交联材料所使用的基体是力学性能与韧性都较低的废旧回收ABS塑料，采用配位交联方法对材料进行改性增强。利用过渡金属盐中的阳离子与废旧回收ABS及增韧剂中可参与反应的腈基，在热压下发生配位反应，构筑交联网络。改变增韧剂种类、过渡金属盐的种类和含量以及加工温度、时间等条件，可以得到增强增韧废旧回收ABS配位交联材料。
本发明增强增韧废旧回收ABS配位交联材料使用的方法中，球磨机共混不仅可以促进过渡金属盐粒子在聚合物基体中分散均匀，还可以降低金属盐的粒径，提高过渡金属盐与废旧回收ABS的配位增强效果。此外，过渡金属盐可同时与废旧回收ABS及含有极性基团的增韧剂发生配位反应，进一步提高了废旧回收ABS与增韧剂的两相相容性。本发明提供的方法，使用的添加剂种类少，不涉及复杂的化学反应，工艺简单，成本低，容易进行工业化生产，得到的增强增韧回收ABS材料制成的产品可反复回收利用，促进了废旧回收ABS材料的应用领域，能有效节约资源、缓解环境压力，具有良好的发展前景与潜力。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员清楚了解本发明的技术方案，下面对本发明具体实施方式做进一步的详细说明。本领域技术人员应当理解，下面具体描述的内容是解释性而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
本实施提供一种增强增韧废旧回收ABS配位交联材料的方法，包括以下步骤：按照如下质量配比精确称取各种物料：废旧回收ABS 粒子100份，无水氯化锌10份，含胶量为65%的高胶粉10份。
将废旧回收ABS粒子和高胶粉胶置于80℃真空烘箱中干燥12小时，将干燥后的废旧回收ABS粒子、含胶量为65%的高胶粉和200 ml丙酮置于球磨罐中，球磨6小时后，再将无水氯化锌加入，继续球磨6小时；将球磨后的乳状液烘干并在190℃转矩流变仪中密炼5min，转子转速为60 r/min。然后将混合物在压力为15MPa、温度为190℃的电加热平板硫化仪上热压25 min，最后在室温下冷压10 min，得到所述增强增韧的回收ABS材料。将增强增韧材料裁剪为标准样条，进行拉伸、弯曲与冲击性能测试，其性能如表1所示。
表1
| 检测项目 | 单位 | 检测方法 | 增强增韧前 | 增强增韧后 |
| 拉伸强度 | MPa | GB/T 1040.2-2006 | 44.24 | 49.16 |
| 弯曲强度 | MPa | GB/T 9341-2008 | 65.13 | 77.24 |
| 冲击强度 | KJ/m<sup>2</sup> | GB/T 1843-2008 | 13.25 | 18.75 |
由表1可以看出，增强增韧废旧回收ABS塑料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都得到明显提高，回收ABS的使用价值与经济价值也都得到提高。
实施例2
本实施提供一种增强增韧废旧回收ABS配位交联材料的方法，包括以下步骤：按照如下质量配比精确称取各种物料：废旧回收ABS 粒子100份，无水氯化锌15份，丙烯腈含量为50%的丁腈橡胶20份。
将废旧回收ABS粒子和丙烯腈含量为50%的丁腈橡胶置于80℃真空烘箱中干燥12小时，将干燥后的回收ABS粒子、丙烯腈含量为50%的丁腈橡胶和300 ml丙酮置于球磨罐中，球磨6小时后，再将无水氯化锌加入，继续球磨6小时；将球磨后的乳状液烘干并在190℃转矩流变仪中密炼5 min，转子转速为60 r/min。然后将混合物在压力为15MPa、温度为190℃的电加热平板硫化仪上热压25 min，最后在室温下冷压10 min，得到所述增强增韧的回收ABS材料。将增强增韧材料裁剪为标准样条，进行拉伸、弯曲与冲击测试，其性能如表2所示。
表2
| 检测项目 | 单位 | 检测方法 | 增强增韧前 | 增强增韧后 |
| 拉伸强度 | MPa | GB/T 1040.2-2006 | 44.24 | 53.36 |
| 弯曲强度 | MPa | GB/T 9341-2008 | 65.13 | 82.28 |
| 冲击强度 | KJ/m<sup>2</sup> | GB/T 1843-2008 | 13.25 | 22.15 |
由表2可以看出，增强增韧废旧回收ABS塑料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都得到明显提高，拉伸强度增加了20.61%，弯曲强度增加了26.33%，冲击强度提升了67.17%，扩大了回收ABS的应用领域。
实施例3
本实施提供一种增强增韧废旧回收ABS配位交联材料的方法，包括以下步骤：按照如下质量配比精确称取各种物料：废旧回收ABS 粒子100份，无水硫酸铜10份，含胶量为65%的高胶粉15份。
将废旧回收ABS粒子和高胶粉胶置于80℃真空烘箱中干燥12小时，将干燥后的回收ABS粒子、含胶量为65%的高胶粉和250 ml丙酮置于球磨罐中，球磨6小时后，再将无水硫酸铜加入，继续球磨6小时；将球磨后的乳状液烘干并在190℃转矩流变仪中密炼5 min，转子转速为60 r/min。然后将混合物在压力为15MPa、温度为190℃的电加热平板硫化仪上热压25 min，最后在室温下冷压10 min，得到所述增强增韧的回收ABS材料。将增强增韧材料裁剪为标准样条，进行拉伸、弯曲与冲击性能测试，其性能如表3所示。
表3
| 检测项目 | 单位 | 检测方法 | 增强增韧前 | 增强增韧后 |
| 拉伸强度 | MPa | GB/T 1040.2-2006 | 44.24 | 50.22 |
| 弯曲强度 | MPa | GB/T 9341-2008 | 65.13 | 84.43 |
| 冲击强度 | KJ/m<sup>2</sup> | GB/T 1843-2008 | 13.25 | 20.16 |
由表3可以看出，增强增韧废旧回收ABS塑料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都得到明显提高，拉伸强度增加了13.52%，弯曲强度增加了29.63%，冲击强度提升了52.15%，有利于回收ABS塑料的工业化应用。
实施例4
本实施提供一种增强增韧废旧回收ABS配位交联材料的方法，包括以下步骤：按照如下质量配比精确称取各种物料：废旧回收ABS 粒子100份，硬脂酸锌10份，丙烯酸酯橡胶10份。
将废旧回收ABS粒子和高胶粉胶置于80℃真空烘箱中干燥12小时，将干燥后的回收ABS粒子、丙烯酸酯橡胶和200 ml苯置于球磨罐中，球磨6小时后，再将氯化锌加入，继续球磨6小时；将球磨后的乳状液烘干并在190℃转矩流变仪中密炼5 min，转子转速为60 r/min。然后将混合物在压力为15MPa、温度为190℃的电加热平板硫化仪上热压25 min，最后在室温下冷压10 min，得到所述增强增韧的回收ABS材料。将增强增韧材料裁剪为标准样条，进行拉伸、弯曲与冲击性能测试，其性能如表4所示。
表4
| 检测项目 | 单位 | 检测方法 | 增强增韧前 | 增强增韧后 |
| 拉伸强度 | MPa | GB/T 1040.2-2006 | 44.24 | 48.22 |
| 弯曲强度 | MPa | GB/T 9341-2008 | 65.13 | 79.54 |
| 冲击强度 | KJ/m<sup>2</sup> | GB/T 1843-2008 | 13.25 | 18.19 |
由表4可以看出，在丙烯酸酯橡胶增韧条件下，加入硬脂酸锌后增强增韧废旧回收ABS塑料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都得到明显提高。
实施例5
本实施提供一种增强增韧废旧回收ABS配位交联材料的方法，包括以下步骤：按照如下质量配比精确称取各种物料：废旧回收ABS 粒子100份，溴化钴15份，丙烯腈含量为50%的丁腈橡胶15份。
将废旧回收ABS粒子和高胶粉胶置于80℃真空烘箱中干燥12小时，将干燥后的回收ABS粒子、丙烯腈含量为50%的丁腈橡胶和250 ml丙酮置于球磨罐中，球磨6小时后，再将溴化钴加入，继续球磨6小时；将球磨后的乳状液烘干并在190℃转矩流变仪中密炼5 min，转子转速为60 r/min。然后将混合物在压力为15MPa、温度为190℃的电加热平板硫化仪上热压25 min，最后在室温下冷压10 min，得到所述增强增韧的回收ABS材料。将增强增韧材料裁剪为标准样条，进行拉伸、弯曲与冲击性能测试，其性能如表5所示。
表5
| 检测项目 | 单位 | 检测方法 | 增强增韧前 | 增强增韧后 |
| 拉伸强度 | MPa | GB/T 1040.2-2006 | 44.24 | 51.27 |
| 弯曲强度 | MPa | GB/T 9341-2008 | 65.13 | 80.33 |
| 冲击强度 | KJ/m<sup>2</sup> | GB/T 1843-2008 | 13.25 | 22.86 |
由表5可以看出，加入溴化钴和丙烯腈含量为50%的丁腈橡胶后，废旧回收ABS塑料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都得到明显提高。扩大了废旧回收的应用领域，能有效提高废旧回收ABS塑料的利用率，具有良好的工业化前景与发展潜力。
以上对本发明的几个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
以上描述了本发明的基本反应原理、主要特征和突出优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种增强增韧废旧回收ABS配位交联材料，其特征在于，是由以下重量份数的组份制成：
废旧回收ABS 100份；
过渡金属盐 1-15份；
增韧剂 1-20份。
2.根据权利要求1所述的增强增韧废旧回收ABS配位交联材料，其特征在于，所述增强增韧废旧回收ABS配位交联材料是由以下重量份数的组分制成：
废旧回收ABS 100份；
过渡金属盐 5-15份；
增韧剂 10-20份。
3.根据权利要求1或2所述的增强增韧废旧回收ABS配位交联材料，其特征在于，所述废旧回收ABS是丙烯腈含量为15wt％～40wt％，冲击强度为5~15 KJ/m2，拉伸强度为20～60MPa的ABS塑料。
4.根据权利要求1或2所述的增强增韧废旧回收ABS配位交联材料，其特征在于，所述废旧回收ABS塑料为废旧洗衣机外壳、电视机外壳、汽车外饰、汽车仪表盘回收塑料粒子。
5.根据权利要求1或2所述的增强增韧的回收ABS配位交联材料，其特征在于，所述的过渡金属盐为氯化锌、硫酸铜、溴化镍、氯化镍、硬脂酸锌、溴化钴、醋酸铜、醋酸钴、醋酸锌中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的增强增韧废旧回收ABS配位交联材料，其特征在于，增韧剂选自ABS高胶粉、丁腈橡胶、氯化丁腈橡胶、聚氨酯橡胶和丙烯酸酯橡胶中的至少一种；所述ABS高胶粉为含胶量为50％~70％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂。
7.一种权利要求1至6任一项所述增强增韧废旧回收ABS配位交联材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将废旧回收ABS粒子和增韧剂置于80℃真空烘箱中干燥12小时.按照所述配比，将干燥的废旧回收ABS粒子、增韧剂和过渡金属盐在球磨机中球磨均匀；将球磨后的乳状液烘干并在转矩流变仪中密炼5 min，然后将混合物在电加热平板硫化仪上热压10～30 min，最后于室温下冷压5～10 min，得到所述增强增韧废旧回收ABS配位交联材料。
8.根据权利要求7所述的增强增韧废旧回收ABS配位交联材料的制备方法，其特征在于，所述转矩流变仪设定温度为170~220℃，优选温度为190℃，转子转速为60 r/min。
9.根据权利要求7所述的增强增韧废旧回收ABS配位交联材料的制备方法，其特征在于，所述平板硫化仪设定温度为170~220℃，优选温度为190℃，压力为15 MPa。
10.根据权利要求7所述的增强增韧废旧回收ABS配位交联材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为丙酮、苯、四氢呋喃中的至少一种。
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| CN115819917B (zh) * | 2022-12-22 | 2024-03-22 | 金发科技股份有限公司 | 一种abs复合材料及其制备方法和应用 |
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