CN114479337A - 基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于材料增强型丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯再生改性工艺，由以下重量份数的物质组成：丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯100份、稻草纤维20‑30份、改性剂1‑10份、催化剂1‑3份、偶联剂2‑5份、胶粘剂0‑2份、抗氧剂0.1‑0.3份和增韧剂5‑10份；稻草纤维利用高速粉碎机，将稻草秸秆打成粉末，然后通过50目的筛子筛选，获得50目稻草秸秆纤维。本发明通过在ABS材料中添加稻草纤维，并辅以增韧剂、改性剂等助剂，利用偶联剂进行处理，从而使ABS的热稳定性得到提高，拉伸强度得到明显增强，并且工艺简洁、成本低廉、能耗较低，对ABS材料的发展具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生技术领域，特别涉及基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺。
背景技术
在过去的几十年里，中国电动汽车的快速发展导致了铅酸电池的大量消耗。回收铅蓄电池是缓解自然资源枯竭和相关环境问题的一种选择。目前，大多数学者关注于实验室铅膏的回收，但废塑料壳的含量不容忽视。例如，中国每年报告的报废的铅蓄电池总量超过260万凹，其中塑料壳占7.36 wt%，约1.9x10*5。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)塑料由于其具有稳定性好、绝缘性能好、重量轻、价格低廉等优点回，在塑料外壳中得到了广泛的应用。在使用ABS的过程中，高温和光照会导致ABS氧化老化，主要原因是丁二烯的碳碳双键不稳定，容易断裂，产生酮类、醛类、醇类和酸类8，污染地下水源，使粮食等作物减产，如果简单焚烧处理，则会严重污染空气及大气环境。如能再生循环利用，将是符合国家经济发展和环境保护的统一，符合资源节约和可持续发展之路的。
因此，发明基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺来解决上述问题很有必要。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，由以下重量份数的物质组成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯100份、稻草纤维20-30份、改性剂1-10份、催化剂1-3份、偶联剂2-5份、胶粘剂0-2份、抗氧剂0.1-0.3份和增韧剂5-10份；
稻草纤维利用高速粉碎机，将稻草秸秆打成粉末，然后通过50目的筛子筛选，获得50目稻草秸秆纤维。
进一步的，所述改性剂为活性炭、二氧化硅和氧化铝中的一种或多种。
进一步的，所述催化剂为端羟基聚丁二烯。
进一步的，所述偶联剂为γ氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和Nβ(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
进一步的，所述胶粘剂为二苯基甲烷二异氰酸酯和ABS高胶粉中的一种或多种。
进一步的，所述抗氧剂为二异辛基二苯胺，苯基-α-萘胺，三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，N，N’-二仲丁基对苯二胺中的一种或一种以上。
进一步的，所述增韧剂为纳米碳酸钙-聚丙烯和硬脂酸中的一种或多种。
进一步的，所述增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺包括以下步骤：
S1：将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯及稻草纤维在干燥箱中干燥，干燥温度为150°C，干燥时间为5h，将偶联剂溶于无水乙醇中，利用喷壶将偶联剂喷洒到部分稻草纤维中，并将稻草纤维放入100℃的干燥箱中反应3h，然后加入增韧剂，与干燥好的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯进行混炼;
S2：加入改性剂、催化剂、抗氧剂，搅拌均匀；
S3：加入胶粘剂，搅拌均匀，共挤出，入造粒机造粒。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过ABS在使用和加工过程中会发生老化，导致ABS性能下降通过在其中加入二苯基甲烷二异氰酸酯或ABS高胶粉高活性化合物，使其中NCO基团可以与ABS中的羟基和羧基发生反应，改性回收ABS的机理，使MDI中的两个NCO基团与ABS中的羟基和羧基发生反应，修复断裂的链段，使分子链变长，提高分子质量，从而增加其平衡扭矩、冲击强度、拉伸强度和再生特性。
2、本发明通过在ABS材料中添加稻草纤维，并辅以增韧剂、改性剂等助剂，利用偶联剂进行处理，从而使ABS的热稳定性得到提高，拉伸强度得到明显增强，并且工艺简洁、成本低廉、能耗较低，对ABS材料的发展具有重要意义。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明 书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可 通过在说明书中所指出的结构来实现和获得。
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，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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：
本发明提供了基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，由以下重量份数的物质组成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯100份、稻草纤维20份、改性剂2份、催化剂1份、偶联剂2份、胶粘剂0份、抗氧剂0.1份和增韧剂5份；
稻草纤维利用高速粉碎机，将稻草秸秆打成粉末，然后通过50目的筛子筛选，获得50目稻草秸秆纤维。
上述基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，包括以下步骤：
S1：将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯及稻草纤维在干燥箱中干燥，干燥温度为150°C，干燥时间为5h，将偶联剂溶于无水乙醇中，利用喷壶将偶联剂喷洒到部分稻草纤维中，并将稻草纤维放入100℃的干燥箱中反应3h，然后加入增韧剂，与干燥好的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯进行混炼;
S2：加入改性剂、催化剂、抗氧剂，搅拌均匀；
S3：加入胶粘剂，搅拌均匀，共挤出，入造粒机造粒。
实施例2：
本发明提供了基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，由以下重量份数的物质组成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯100份、稻草纤维30份、改性剂10份、催化剂3份、偶联剂5份、胶粘剂2份、抗氧剂0.3份和增韧剂10份；
稻草纤维利用高速粉碎机，将稻草秸秆打成粉末，然后通过50目的筛子筛选，获得50目稻草秸秆纤维。
上述基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，包括以下步骤：
S1：将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯及稻草纤维在干燥箱中干燥，干燥温度为150°C，干燥时间为5h，将偶联剂溶于无水乙醇中，利用喷壶将偶联剂喷洒到部分稻草纤维中，并将稻草纤维放入100℃的干燥箱中反应3h，然后加入增韧剂，与干燥好的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯进行混炼;
S2：加入改性剂、催化剂、抗氧剂，搅拌均匀；
S3：加入胶粘剂，搅拌均匀，共挤出，入造粒机造粒。
实施例3：
本发明提供了基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，由以下重量份数的物质组成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯100份、稻草纤维25份、改性剂5份、催化剂2份、偶联剂3份、胶粘剂1份、抗氧剂0.2份和增韧剂7份；
稻草纤维利用高速粉碎机，将稻草秸秆打成粉末，然后通过50目的筛子筛选，获得50目稻草秸秆纤维。
上述基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，包括以下步骤：
S1：将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯及稻草纤维在干燥箱中干燥，干燥温度为150°C，干燥时间为5h，将偶联剂溶于无水乙醇中，利用喷壶将偶联剂喷洒到部分稻草纤维中，并将稻草纤维放入100℃的干燥箱中反应3h，然后加入增韧剂，与干燥好的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯进行混炼;
S2：加入改性剂、催化剂、抗氧剂，搅拌均匀；
S3：加入胶粘剂，搅拌均匀，共挤出，入造粒机造粒。
实施例4：
本发明提供了基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，由以下重量份数的物质组成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯100份、稻草纤维23份、改性剂3份、催化剂1.5份、偶联剂3.5份、胶粘剂0.5份、抗氧剂0.15份和增韧剂6份；
稻草纤维利用高速粉碎机，将稻草秸秆打成粉末，然后通过50目的筛子筛选，获得50目稻草秸秆纤维。
上述基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，包括以下步骤：
S1：将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯及稻草纤维在干燥箱中干燥，干燥温度为150°C，干燥时间为5h，将偶联剂溶于无水乙醇中，利用喷壶将偶联剂喷洒到部分稻草纤维中，并将稻草纤维放入100℃的干燥箱中反应3h，然后加入增韧剂，与干燥好的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯进行混炼;
S2：加入改性剂、催化剂、抗氧剂，搅拌均匀；
S3：加入胶粘剂，搅拌均匀，共挤出，入造粒机造粒。
实施例5：
本发明提供了基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，由以下重量份数的物质组成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯100份、稻草纤维27份、改性剂8份、催化剂2.5份、偶联剂4份、胶粘剂1.5份、抗氧剂0.25份和增韧剂8份；
稻草纤维利用高速粉碎机，将稻草秸秆打成粉末，然后通过50目的筛子筛选，获得50目稻草秸秆纤维。
上述基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，包括以下步骤：
S1：将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯及稻草纤维在干燥箱中干燥，干燥温度为150°C，干燥时间为5h，将偶联剂溶于无水乙醇中，利用喷壶将偶联剂喷洒到部分稻草纤维中，并将稻草纤维放入100℃的干燥箱中反应3h，然后加入增韧剂，与干燥好的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯进行混炼;
S2：加入改性剂、催化剂、抗氧剂，搅拌均匀；
S3：加入胶粘剂，搅拌均匀，共挤出，入造粒机造粒。
实施例6：
将上述实施例1-5所述制备得到的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，采用力学性能检测、傅
里叶红外光谱检测、微观形态表征、流变性能检测和DMTA分析，其结果如下表所示：
| 编号 | ABS | 稻草纤维 | 改性剂 | 催化剂 | 偶联剂 | 胶粘剂 | 抗氧剂 | 增韧剂 | 平衡扭矩 | 冲击强度 | 拉伸强度 | 再生特性 |
| 1 | 100 | 20 | 2 | 1 | 2 | 0 | 0.1 | 5 | 8.8 | 8.0 | 37 | 8.9 |
| 2 | 100 | 30 | 10 | 3 | 5 | 2 | 0.3 | 10 | 9.3 | 7.6 | 37.8 | 9.4 |
| 3 | 100 | 25 | 5 | 2 | 3 | 1 | 0.2 | 7 | 9.5 | 7.7 | 36.5 | 9.4 |
| 4 | 100 | 23 | 3 | 1.5 | 3.5 | 0.5 | 0.15 | 6 | 9.6 | 8.6 | 39 | 9.5 |
| 5 | 100 | 27 | 8 | 2.5 | 4 | 1.5 | 0.25 | 8 | 11 | 5.5 | 38.8 | 9.8 |
结论：ABS在使用和加工过程中会发生老化，导致ABS性能下降通过在其中加入二苯基甲烷二异氰酸酯或ABS高胶粉高活性化合物，使其中NCO基团可以与ABS中的羟基和羧基发生反应，改性回收ABS的机理，使MDI中的两个NCO基团与ABS中的羟基和羧基发生反应，修复断裂的链段，使分子链变长，提高分子质量，从而增加其平衡扭矩、冲击强度、拉伸强度和再生特性；
通过在ABS材料中添加稻草纤维，并辅以增韧剂、改性剂等助剂，利用偶联剂进行处理，从而使ABS的热稳定性得到提高，拉伸强度得到明显增强，并且工艺简洁、成本低廉、能耗较低，对ABS材料的发展具有重要意义。
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 (8)
1.基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，其特征在于：由以下重量份数的物质组成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯100份、稻草纤维20-30份、改性剂1-10份、催化剂1-3份、偶联剂2-5份、胶粘剂0-2份、抗氧剂0.1-0.3份和增韧剂5-10份；
稻草纤维利用高速粉碎机，将稻草秸秆打成粉末，然后通过50目的筛子筛选，获得50目稻草秸秆纤维。
2.根据权利要求1所述的基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，其特征在于：所述改性剂为活性炭、二氧化硅和氧化铝中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，其特征在于：所述催化剂为端羟基聚丁二烯。
4.根据权利要求1所述的基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，其特征在于：所述偶联剂为γ氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和Nβ(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，其特征在于：所述胶粘剂为二苯基甲烷二异氰酸酯和ABS高胶粉中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，其特征在于：所述抗氧剂为二异辛基二苯胺，苯基-α-萘胺，三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯，N，N’-二仲丁基对苯二胺中的一种或一种以上。
7.根据权利要求1所述的基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，其特征在于：所述增韧剂为纳米碳酸钙-聚丙烯和硬脂酸中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的基于材料增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺，其特征在于：所述增强型丙烯腈-丁二烯-苯乙烯再生改性工艺包括以下步骤：
S1：将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯及稻草纤维在干燥箱中干燥，干燥温度为150°C，干燥时间为5h，将偶联剂溶于无水乙醇中，利用喷壶将偶联剂喷洒到部分稻草纤维中，并将稻草纤维放入100℃的干燥箱中反应3h，然后加入增韧剂，与干燥好的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯进行混炼;
S2：加入改性剂、催化剂、抗氧剂，搅拌均匀；
S3：加入胶粘剂，搅拌均匀，共挤出，入造粒机造粒。
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