一种粉煤灰改性abs复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种粉煤灰改性ABS复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]ABS 是丙稀腈(Acrylonitrile)、1，3- 丁二稀(Butadiene)、苯乙稀(Styrene)三种单体的接枝共聚物。ABS与其他材料的结合性好，容易加工，加工尺寸稳定性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理，能通过着色而制成具有高度光泽的制品。ABS强度较高，化学稳定性好，综合性能较好，已经应用于汽车、电子电器、建材包装、机械仪表工业中。同时，ABS材料也有热变形温度较低、耐候性较差等缺点，限制了其更广泛的应用。通过必要的改性、以及选择合适的加工工艺条件，相应改变材料的性能，可以制得满足实际要求的ABS复合材料。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种粉煤灰改性ABS复合材料，机械性能和耐候性好，轻质耐磨，性能稳定。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种粉煤灰改性ABS复合材料，其是由下述重量份的原料制得:
ABS树脂40-80，粉煤灰5-20，电气石粉1_5，滑石粉2_5，马来酸酐4_6，氢氧化钙3_5，三聚磷酸钠1-2，环氧大豆油2-4，过氧化二苯甲酰0.02-0.04，苯乙烯6_8，铝酸酯偶联剂0.05-0.1，抗氧剂 1010 0.2-0.5。
[0005]一种粉煤灰改性ABS复合材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将粉煤灰与氢氧化钙和三聚磷酸钠混合后按固液重量比1:1-1:2加入水，60-80°C条件下搅拌0.5-lh，然后将pH调节至中性，过滤并干燥完全，得改性粉煤灰；
(2)将(I)中得到的改性粉煤灰与电气石粉、滑石粉混合后于400-500°C条件下煅烧l_2h，得混合粉体；
(3)将(2)中的混合粉体与马来酸酐混合后先于60-80°C条件下研磨3-5h，再与苯乙烯和适量二甲苯混合并共同加入反应釜，先80-90°C条件下保温搅拌处理2-4h，再加入过氧化二苯甲酰同样条件下搅拌6-10h，冷却并过滤、洗涤，真空干燥完全后得活性粉体；
(4)将(3)中的活性粉体于100-110°C条件下与铝酸酯偶联剂和环氧大豆油搅拌混合l-2h，得改性填料；
(5)将ABS树脂与(4)中的改性填料和其余原料在预混机中混合5-10min，得混合物料；
(6)将(5)中的混合物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，即得ABS复合材料，其中双螺杆挤出机挤出温度为195-225°C。
[0006]粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物。粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，并且其排放量逐年增加，若不及时处理，就会威胁生态环境。粉煤灰的主要组成有Si02、Al203等，具有高硬度、中空、质轻的特性，是一种理想的增强材料。然而粉煤灰的分散性能差，需要进行表面处理以提高与ABS树脂的结合力和分散性能。
[0007]本发明的优点是:
将粉煤灰、电气石粉、滑石粉复配作为填料，通过马来酸酐和苯乙烯的接枝共聚对其进行表面复合改性，有效提升其韧性，改善了材料的断裂性能和拉伸性能，并结合铝酸酯偶联剂等的进一步改性，提高了填料的强度和与基体树脂的亲和性和结合力，使其均匀分散于基体中，对材料的耐候性和机械强度起到改善作用，再通过其余成分的复配，使制得的复合材料具有优异的力学性能、抗腐蚀性能和耐候性，并且轻质耐磨，表面光泽度高，性能稳定，同时达到降低成本、节能环保的要求。
【具体实施方式】
[0008]本发明非限定实施例如下:
一种粉煤灰改性ABS复合材料，由下列重量(kg)的组分原料制备而成:
ABS树脂60，粉煤灰10，电气石粉4，滑石粉3，马来酸酐5，氢氧化钙4，三聚磷酸钠1.5，环氧大豆油3，过氧化二苯甲酰0.03，苯乙烯7，铝酸酯偶联剂0.08，抗氧剂1010 0.3。
[0009]粉煤灰改性ABS复合材料的制备方法包括以下步骤:
(1)将粉煤灰与氢氧化钙和三聚磷酸钠混合后按固液重量比1:1加入水，80°c条件下搅拌0.5h，然后将pH调节至中性，过滤并干燥完全，得改性粉煤灰；
(2)将(I)中得到的改性粉煤灰与电气石粉、滑石粉混合后于500°C条件下煅烧lh，得混合粉体；
(3)将(2)中的混合粉体与马来酸酐混合后先于60°C条件下研磨4h，再与苯乙烯和适量二甲苯混合并共同加入反应釜，先80°C条件下保温搅拌处理3h，再加入过氧化二苯甲酰同样条件下搅拌8h，冷却并过滤、洗涤，真空干燥完全后得活性粉体；
(4)将(3)中的活性粉体于100°C条件下与铝酸酯偶联剂和环氧大豆油搅拌混合2h，得改性填料；
(5)将ABS树脂与(4)中的改性填料和其余原料在预混机中混合5min，得混合物料；
(6)将(5)中的混合物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，即得ABS复合材料，其中双螺杆挤出机挤出温度为195-225°C。
[0010]对上述得到的ABS复合材料进行性能测试，测试结果如下:
拉伸强度(MPa):65 ；
弯曲强度(MPa):82 ；
冲击强度(KJ/m2):7.8。
【主权项】
1.一种粉煤灰改性ABS复合材料，其特征在于，其是由下述重量份的原料制得: ABS树脂40-80，粉煤灰5-20，电气石粉1_5，滑石粉2_5，马来酸酐4_6，氢氧化钙3_5，三聚磷酸钠1-2，环氧大豆油2-4，过氧化二苯甲酰0.02-0.04，苯乙烯6_8，铝酸酯偶联剂0.05-0.1，抗氧剂 1010 0.2-0.5。
2.根据权利要求1所述的一种粉煤灰改性ABS复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将粉煤灰与氢氧化钙和三聚磷酸钠混合后按固液重量比1:1-1:2加入水，60-80°C条件下搅拌0.5-lh，然后将pH调节至中性，过滤并干燥完全，得改性粉煤灰； (2)将(I)中得到的改性粉煤灰与电气石粉、滑石粉混合后于400-500°C条件下煅烧l_2h，得混合粉体； (3)将(2)中的混合粉体与马来酸酐混合后先于60-80°C条件下研磨3-5h，再与苯乙烯和适量二甲苯混合并共同加入反应釜，先80-90°C条件下保温搅拌处理2-4h，再加入过氧化二苯甲酰同样条件下搅拌6-10h，冷却并过滤、洗涤，真空干燥完全后得活性粉体； (4)将(3)中的活性粉体于100-110°C条件下与铝酸酯偶联剂和环氧大豆油搅拌混合l-2h，得改性填料； (5)将ABS树脂与(4)中的改性填料和其余原料在预混机中混合5-10min，得混合物料； (6)将(5)中的混合物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，即得ABS复合材料，其中双螺杆挤出机挤出温度为195-225°C。
【专利摘要】本发明公开了一种粉煤灰改性ABS复合材料，其特征是由下述重量份的原料制得：ABS树脂40-80，粉煤灰5-20，电气石粉1-5，滑石粉2-5，马来酸酐4-6，氢氧化钙3-5，三聚磷酸钠1-2，环氧大豆油2-4，过氧化二苯甲酰0.02-0.04，苯乙烯6-8，铝酸酯偶联剂0.05-0.1，抗氧剂1010 0.2-0.5。本发明的ABS复合材料力学性能优异，抗腐蚀性能和耐候性能好，轻质耐磨，表面光泽度高，性能稳定，节约成本，符合节能环保的要求。
【IPC分类】C08K3-22, C08L55-02, C08K5-1515, C08K3-34, C08K9-04, C08K3-36, C08K13-06, C08L51-10
【公开号】CN104845016
【申请号】CN201510204422
【发明人】强健娜
【申请人】安徽海纳川塑业科技有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月27日