CN113321893A - 一种高性能的回收abs材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及树脂生产技术领域，具体公开了一种高性能的回收ABS材料及其制备方法，该回收ABS材料包括以下重量份的原料：回收ABS树脂50‑70份、橡胶粉8‑20份、增韧剂1‑4份、抗氧剂0.2‑1份、玄武岩纤维1‑3份；高岭土0.6‑1份、润滑剂0.5‑2份；抗氧剂包括纳米氧化锌、黄芩提取物中的至少一种；其制备方法为：将橡胶粉、玄武岩纤维、高岭土混合，混合均匀后，加入回收ABS树脂、增韧剂、抗氧剂以及润滑剂混合，混合均匀后得到第一混合物；将第一混合物干燥后，进行熔融挤出，后切粒、干燥后得到高性能的回收ABS材料；本申请中的高性能的回收ABS材料具有抗冲击性能好的优点。

Description

一种高性能的回收ABS材料及其制备方法
技术领域
本申请涉及树脂生产技术领域，尤其涉及一种高性能的回收ABS材料及其制备方法。
背景技术
ABS是指ABS塑料是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体的三元共聚物，具有较好的韧性和高弹性，在ABS树脂工业化生产以来，在机械、电气、纺织以及化工中广泛应用，随着科技的发展，不断朝向高效、优质等方面发展。
回收ABS是指将废旧的ABS重新进行回收、加工再利用，不仅节约资源，还能有效保护环境，但回收ABS在使用过程中，如光照情况下容易老化，表面容易出现开裂等问题，导致其抗冲击能力较差。
发明内容
为了增强回收ABS材料的抗冲击性能，本申请提供了一种高性能的回收ABS材料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种高性能的回收ABS材料，采用如下的技术方案：
一种高性能的回收ABS材料，包括以下重量份的原料：
回收ABS树脂50-70份；
橡胶粉8-20份；
抗氧剂0.2-1份；
增韧剂1-4份；
玄武岩纤维1-3份；
高岭土0.6-1份；
润滑剂0.5-2份；
所述抗氧剂包括纳米氧化锌、黄芩提取物中的至少一种。
通过采用上述技术方案，采用橡胶粉和回收ABS树脂作为主要材料，加入抗氧剂、增韧剂、玄武岩纤维等物质，增强回收ABS材料的抗冲击性能；抗氧剂优选纳米氧化锌、黄芩提取物中的一种或者两种，和回收ABS树脂配合后，对紫外线进行吸收和屏蔽，减少回收ABS树脂的老化，提高回收ABS材料的冲击强度；增韧剂和玄武岩纤维、高岭土相互配合，增强回收ABS树脂的韧性，进而提高回收ABS材料的抗冲击性能。
优选的，所述增韧剂包括镁盐晶须、亚麻纤维中的至少一种。
通过采取上述技术方案，优选镁盐晶须、亚麻纤维中的一种或者两种作为增韧剂，和玄武岩纤维、高岭土配合效果较好，进一步增强回收ABS材料的抗冲击性能，同时可增强回收ABS材料的阻燃性能。
优选的，所述润滑剂由聚乙烯蜡和硬脂酸钙组成，所述聚乙烯蜡和硬脂酸钙的重量比为1:(1-3)。
通过采取上述技术方案，润滑剂优选聚乙烯蜡和硬脂酸钙，并优选两者的重量比，一方面减少回收ABS材料生产过程中与生产设备之间的摩擦，从而提高回收ABS材料的质量；另一方面，硬脂酸钙和聚乙烯蜡配合使用时具有良好的分散效果，进一步提高回收ABS材料的抗冲击性能。
优选的，所述高性能的回收ABS材料的原料中还包括重量份数为1-3份的抗裂剂，所述抗裂剂包括玉米淀粉、黑木耳多糖中的至少一种。
通过采用上述技术方案，加入由玉米淀粉、黑木耳多糖中的一种或者两种组成的抗裂剂，和抗氧剂配合，进一步对紫外线进行吸收和屏蔽，减少ABS材料的老化，增强回收ABS材料的抗冲击性能；另外抗裂剂和抗氧剂配合后，有助于增强回收ABS材料的阻燃性能。
优选的，所述抗裂剂由玉米淀粉和黑木耳多糖组成，所述玉米淀粉和黑木耳多糖的重量比为1:(1-2)。
通过采用上述技术方案，优选玉米淀粉和黑木耳多糖组成的抗裂剂，并优选抗裂剂的配比，和抗氧剂的配合效果更好，进一步增强回收ABS材料的抗冲击性能和阻燃性能。
优选的，所述高性能的回收ABS材料的原料中还包括重量份数为1-2.5份的助剂，所述助剂包括蛭石粉、白炭黑中的至少一种。
通过采用上述技术方案，加入蛭石粉、白炭黑中的一种或者两种组成的助剂，和抗氧剂、增韧剂配合后，一方面增强ABS材料的冲击强度，另一方面降低材料的热释放速率，从而起到阻燃作用。
第二方面，本申请提供一种高性能的回收ABS材料的制备方法，采用如下的技术方案：一种高性能的回收ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
S1:将橡胶粉、玄武岩纤维、高岭土混合，混合均匀后，加入回收ABS树脂、增韧剂、抗氧剂以及润滑剂混合，混合均匀后得到第一混合物；
S2:将第一混合物干燥后进行熔融挤出，后切粒、干燥后得到高性能的回收ABS材料。
通过采用上述技术方案，优选高性能的回收ABS材料中原料的加入顺序，增强回收ABS材料制备过程中的稳定性，同时使得各个原料混合均匀，赋予回收ABS材料较好的冲击强度的均匀性和阻燃性能。
优选的，在所述步骤S1中加入抗裂剂、助剂，并和回收ABS树脂、增韧剂、抗氧剂以及润滑剂共同混合。
通过采用上述技术方案，分步加入抗裂剂和助剂，增强回收ABS材料的冲击强度的均匀性和阻燃性能。
优选的，所述步骤S2中熔融挤出的温度为180-250℃。
通过采用上述技术方案，若温度过高，会造成原料在进口处熔融；若温度过低，则原料流动性较差；优选第一混合物熔融挤出时的温度，赋予回收ABS材料较好的品质。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.由于本申请采用纳米氧化锌、黄芩提取物中的一种或者两种作为抗氧剂，和回收ABS树脂配合后，具有较好的冲击强度；增韧剂和玄武岩纤维、高岭土组合后，回收ABS材料的抗冲击性能。
2.在本申请中，优选增韧剂、润滑剂的组分，并加入由玉米淀粉和黑木耳多糖组成的抗裂剂，以及蛭石粉、白炭黑中的一种或者两种组成的助剂，进一步增强回收ABS材料的冲击强度和阻燃性能。
3.本申请的方法，将回收ABS材料的原料进行分步混合，并控制熔融挤出的温度，赋予回收ABS材料较好的抗冲击性能和使用品质。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
各实施例中的组分及生产厂家如表1所示。
表1组分及生产厂家
Figure BDA0003134751330000031
Figure BDA0003134751330000041
实施例
实施例1:
一种高性能的回收ABS材料，所包括的具体组分以及重量如表2所示，由以下步骤制得：
S1:将橡胶粉、玄武岩纤维、高岭土混合搅拌，搅拌速度为800r/min，搅拌均匀后，加入回收ABS树脂、增韧剂、抗氧剂以及润滑剂混合搅拌，搅拌速度为900r/min，搅拌均匀后得到第一混合物；
S2:将第一混合物进行干燥，温度100℃，时间3h，后送入螺杆挤出机进行熔融挤出，分六个区域，温度分别为160-210-230-220-200-210℃，螺杆转速200r/min；后进行切粒、干燥，干燥温度为90℃，干燥时间为4h，得到高性能的回收ABS材料。
实施例2:一种高性能的回收ABS材料，与实施例1的区别在于，具体组分及重量不同，所包括的具体组分及重量如表2所示。
实施例3-4:一种高性能的回收ABS材料，与实施例1的区别在于，增韧剂的具体组分及重量不同，所包括的具体组分及重量如表2所示。
实施例5-6:一种高性能的回收ABS材料，与实施例1的区别在于，润滑剂的组分及重量不同，所包括的具体组分及重量如表2所示。
实施例7-8:一种高性能的回收ABS材料，与实施例1的区别在于，在步骤S1中加入抗裂剂，并和回收ABS树脂、增韧剂、抗氧剂以及润滑剂共同混合，所包括的具体组分及重量如表2所示。
实施例9-10:一种高性能的回收ABS材料，与实施例8的区别在于，抗裂剂的重量比不同，所包括的具体组分及重量如表2所示。
实施例11-12:一种高性能的回收ABS材料，与实施例1的区别在于，在步骤S1中加入助剂，并和回收ABS树脂、增韧剂、抗氧剂以及润滑剂共同混合，所包括的具体组分及重量如表2所示。
实施例13:一种高性能的回收ABS材料，与实施例1的区别在于，步骤S2中熔融挤出的温度为180-200-220-200-190-195℃。
实施例14:一种高性能的回收ABS材料，与实施例1的区别在于，步骤S2中熔融挤出的温度为200-230-250-230-225-220℃。
实施例15：一种高性能的回收ABS材料，所包括的具体组分及重量如表2所示，包括以下步骤：
S1:将橡胶粉、玄武岩纤维、高岭土混合搅拌，搅拌速度为800r/min，搅拌均匀后，加入回收ABS树脂、增韧剂、抗氧剂、助剂、抗裂剂以及润滑剂混合搅拌，搅拌速度为900r/min，搅拌均匀后得到第一混合物；
S2:将第一混合物送入螺杆挤出机进行熔融挤出，分六个区域，温度分别为180-200-220-200-190-195℃，螺杆转速200r/min；后进行切粒、干燥，干燥温度为90℃，干燥时间为4h，得到高性能的回收ABS材料。
实施例16：一种高性能的回收ABS材料，所包括的具体组分及重量如表2所示，包括以下步骤：
S1:将橡胶粉、玄武岩纤维、高岭土混合搅拌，搅拌速度为800r/min，搅拌均匀后，加入回收ABS树脂、增韧剂、抗氧剂、助剂、抗裂剂以及润滑剂混合搅拌，搅拌速度为900r/min，搅拌均匀后得到第一混合物；
S2:将第一混合物进行干燥，温度100℃，时间3h，后送入螺杆挤出机进行熔融挤出，分六个区域，温度分别为200-230-250-230-225-220℃，螺杆转速200r/min；后进行切粒、干燥，干燥温度为90℃，干燥时间为4h，得到高性能的回收ABS材料。
表2实施例1-12、实施例16-17的具体组分及重量
Figure BDA0003134751330000051
Figure BDA0003134751330000061
对比例
对比例1:一种回收ABS材料，与实施例1的区别在于，抗氧剂中不含有纳米氧化锌。
对比例2:一种回收ABS材料，与实施例1的区别在于，抗氧剂中不含有黄芩提取物。
对比例3:一种回收ABS材料，与实施例1的区别在于，不含有抗氧剂。
对比例4:一种回收ABS材料，与实施例1的区别在于，不含有玄武岩纤维。
对比例5:一种回收ABS材料，与实施例1的区别在于，不含有抗氧剂和玄武岩纤维。
对比例6:一种回收ABS材料，由以下组分组成：82kg的回收ABS，10kg的ABS高胶粉，2kg的PP-g-MAH(MAH接枝率为7％)，6kg的重质碳酸钙，0.3kg的抗氧剂1010。
制备方法为：将原料进行混合搅拌，搅拌速度为900r/min，搅拌均匀后进行干燥，温度100℃，时间3h，后在螺杆挤出机中进行熔融挤出，熔融挤出中六个区域的温度为190-200-210-220-210-205℃，螺杆转速200r/min；挤出后进行切粒干燥，干燥温度为90℃，干燥时间为4h，得到回收ABS材料。
实施例1-16和对比例1-6中使用的螺杆挤出机来自常州市齐宝干燥设备有限公司。型号为SET。
检测方法
实验一：抗冲击性能实验
实验样品：采用实施例1-16以及对比例1-6制作成80×10×4mm的样条，并在样条长度中间位置边缘处制作2mm深度的缺口，缺口为45度、缺口底部半径为0.25mm的A型缺口；将由实施例1-16制成的缺口样条分别命名为实验样品1-16，将对比例1-6制成的缺口样条分别命名为对比样品1-6；每个实验样品均有10个。
实验仪器：悬臂梁冲击试验机(品牌为扬州市道纯试验机械厂，型号为ZWB-0322)。
实验方法：按照GB/T 1843-2008的《塑料悬臂梁冲击强度的测定》对实验样品1-16和对比样品1-6进行抗冲击性能测试；例如，采用悬臂梁冲击试验机分别10个实验样品1进行实验，后对冲击强度进行计算，取10个实验样品1的算术平均值作为实验样品1最终的冲击强度。
按照上述实验方法对实验样品2-16以及对比样品1-6进行抗冲击性能实验测试。
实验结果：实验样品1-16以及对比样品1-6的抗冲击性能实验结果如表4所示。
实验二：阻燃性能实验
实验样品：将实施例1-16以及对比例1-6分别制备成130mm×13mm的样条，并将由实施例1-16制备的样条分别命名为实验样品1-16，将对比例1-6制备的样条分别命名为对比样品1-6；每个实验样品和对比样品均设有5个。
实验仪器：测试炉(厂家为东莞市玖弘检测仪器有限公司，型号为AH-8626)、燃烧器(厂家为济南华展能源设备有限公司，型号为道森TB2 SE FGR)。
实验方法：参照《UL94阻燃测试方法及标准》中的垂直燃烧测试方法分别对实验样品1-16以及对比样品1-6进行实验，分别在实验样品1-16以及对比样品1-6的25mm和100mm处标上刻度线，点燃燃烧器，灼烧30s(不改变燃烧器位置,把试样移开)测试0-25mm的燃烧速度。若不到30s就燃烧到25mm处,则撤去火焰，测试火焰前沿到25mm的速度；例如，分别对5个实验样品1进行实验，取最大燃烧速度或燃烧长度为材料评定标准；具体的分级和标准如表3所示。
表3阻燃分级和标准
Figure BDA0003134751330000071
实验结果：实验样品1-16以及对比样品1-6的阻燃性能实验结果如表4所示。
表4实验样品1-16以及对比样品1-6的抗冲击性能和阻燃性能实验结果
Figure BDA0003134751330000072
由表4的实验数据可知，实验样品1-16的冲击强度为36.9-39.7kJ/m2，阻燃评级为UL94V-0、UL94V-1；对比样品1-6的冲击强度为26.4-35.1kJ/m2，阻燃评级为UL94V-1、UL94V-2；实验样品1-16相比于对比样品1-6冲击强度较好，且阻燃性能较好。
对比实验样品1以及对比样品1-3可知，抗氧剂优选纳米氧化锌、黄芩提取物后，回收ABS材料的冲击强度增大，说明抗氧剂可以增强回收ABS材料的冲击强度。可能是由于纳米氧化锌和黄芩提取物和回收ABS树脂组合后，对外来的紫外线进行吸收和屏蔽，从而获得较好的防紫外线性能，从而减少回收ABS树脂的老化，从而增强回收ABS材料的抗冲击性能；对比实验样品1和对比样品3-5可知，玄武岩纤维和抗氧剂加入后，提高了回收ABS材料的冲击强度。
对比实验样品1和实验样品3-4可知，增韧剂优选镁盐晶须、亚麻纤维中的一种或者两种，回收ABS材料的冲击强度和阻燃性能增强，说明增韧剂可以增强回收ABS材料的抗冲击性能；可能是因为镁盐晶须结构上原子排列高度有序，具有较大比表面积，亚麻纤维的防紫外线性能较好，阻燃性能较佳，两者配合后有助于增强回收ABS材料的抗冲击性能和阻燃性能；对比实验样品1和实验样品5-6可知，润滑剂优选聚乙烯蜡和硬脂酸钙，两者配合后，一方面减少生产过程中的设备摩擦对回收ABS材料的品质影响，另一方面，增强抗氧剂氧化锌的分散性，进一步增强回收ABS材料的抗冲击性能；对比实验样品1和实验样品7-8可知，加入抗裂剂后，回收ABS材料的抗冲击性能增强；抗裂剂中的玉米淀粉、黑木耳多糖对于光照具有一定的吸收作用，从而和抗氧剂协同配合，增强回收ABS材料的抗冲击性能和阻燃性能；对比实验样品8-10可知，优化抗裂剂组分和配比，有助于增强回收ABS材料的抗冲击性能和阻燃性能；对比实验样品1和实验样品11-12可知，加入助剂后回收ABS材料的冲击强度提高；蛭石粉、白炭黑配合后强度较高，有助于增强回收ABS材料的抗冲击性能和阻燃性能。对比实验样品1和实验样品13-14可知，挤出温度对回收ABS材料的冲击性能也有一定的影响，但影响较小；对比实验样品1和实验样品15-16可知，当优选增韧剂和润滑剂的配方，并加入抗裂剂和助剂，同时控制挤出温度和原料加入的顺序，有助于增强回收ABS材料的冲击强度和阻燃性能，且提升幅度较大，说明多种物质协同配合，同时优化制备参数等，可以增强回收ABS材料的抗冲击性能和阻燃性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种高性能的回收ABS材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
回收ABS树脂50-70份；
橡胶粉8-20份；
抗氧剂0.2-1份；
增韧剂1-4份；
玄武岩纤维1-3份；
高岭土0.6-1份；
润滑剂0.5-2份；
所述抗氧剂包括纳米氧化锌、黄芩提取物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种高性能的回收ABS材料，其特征在于，所述增韧剂包括镁盐晶须、亚麻纤维中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种高性能的回收ABS材料，其特征在于，所述润滑剂由聚乙烯蜡和硬脂酸钙组成，所述聚乙烯蜡和硬脂酸钙的重量比为1:(1-3)。
4.根据权利要求1中所述的一种高性能的回收ABS材料，其特征在于，所述高性能的回收ABS材料的原料中还包括重量份数为1-3份的抗裂剂，所述抗裂剂包括玉米淀粉、黑木耳多糖中的至少一种。
5.根据权利要求4中所述的一种高性能的回收ABS材料，其特征在于，所述抗裂剂由玉米淀粉和黑木耳多糖组成，所述玉米淀粉和黑木耳多糖的重量比为1:(1-2)。
6.根据权利要求1所述的一种高性能的回收ABS材料，其特征在于，所述高性能的回收ABS材料的原料中还包括重量份数为1-2.5份的助剂，所述助剂包括蛭石粉、白炭黑中的至少一种。
7.权利要求1-6中任意一项所述的一种高性能的回收ABS材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:将橡胶粉、玄武岩纤维、高岭土混合，混合均匀后，加入回收ABS树脂、增韧剂、抗氧剂以及润滑剂混合，混合均匀后得到第一混合物；
S2:将第一混合物干燥后进行熔融挤出，后切粒、干燥后得到高性能的回收ABS材料。
8.根据权利要求7所述的一种高性能的回收ABS材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中加入抗裂剂、助剂，并和回收ABS树脂、增韧剂、抗氧剂以及润滑剂共同混合。
9.根据权利要求7所述的一种高性能的回收ABS材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中熔融挤出的温度为180-250℃。
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孔子明: "《最新新型工程材料生产新技术应用与新产品开发研制及行业技术标准实用大全》", 30 November 2004, 学苑音像出版社 *

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