一种ABS复合材料、其应用及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种ABS复合材料、其应用及制备方法，属于高分子技术领域。本发明专利技术的ABS复合材料包括以下重量百分比的原料组分：53.5～89.6％再生ABS、0.1～1％扩链剂、5～15％再生酚醛塑料、2～15％碳化硅、2～15％氧化铝、0.1～0.3％偶联剂、0.1～0.5％抗氧剂、0～4％其它助剂；本发明专利技术的ABS复合材料机械性能优良、抗收缩和翘曲性能优异、可用于3D打印。

An ABS composite material, its application and preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种ABS复合材料、其应用及制备方法
本专利技术属于高分子
，涉及一种ABS复合材料、其应用及制备方法。
技术介绍
据统计，2018年全世界塑料产量达到3.59亿吨，而中国已是世界第一大塑料生产大国，产量占全球的30％。中国的塑料消费是世界第一，2018年生产的塑料制品达到6042.15万吨。塑料在电子电器、汽车、塑料袋等领域用途的扩大，伴随而来的报废产品，塑料材料及塑料制件的废弃塑料与日俱增。国内外为了应对塑料废弃物，兴起了大量的回收企业，对热塑性塑料和热固性塑料的回收都有比较成熟的工艺和方法。但热固性塑料由于非可逆的固化反应特性，非线性的网状体型结构，因此无法再次塑性成型或塑性加工。因此，当前对于热固性塑料的回收利用方法主要有两种，一是物理回收方法，将热固性塑料粉碎或细化成碎片或粉末，碎片一般和填充到水泥混泥土中制备成建筑材料，粉末一般添加到PP、PE等热塑性材料中制备成复合材料，但这种复合材料一般只适用于热压成型。ABS塑料是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体的三元共聚物，兼具三种单体组元的性能，丙烯腈使其具有耐化学性和耐热性，丁二烯使其具有韧性和抗冲击性，苯乙烯使其具有光泽度、刚性和流动性。因此ABS塑料是一种原料易得、价格便宜、综合性能良好、用途广泛的材料，被广泛应用于电器、板材、医疗、日用品、电子、电气、汽车、改性等领域中。据统计，2019年全球ABS塑料产能超过1200万吨，国内销量将近400万吨。如此巨大的产量和销量，伴随产生了大量的ABS塑料的后消费回收物(PCR)。目前，国内外对废旧ABS的回收已经非常成熟，但对于废旧ABS的高质化利用还存在欠缺。酚醛塑料又称电木或胶木，是一种硬而脆的热固性塑料。其具有机械强度高、坚韧耐磨、尺寸稳定、耐腐蚀、电绝缘性能优异等性能，被广泛应用于齿轮、转向轮、轴承、线圈架、电动工具外壳、风扇叶子、耐酸泵叶轮、电工结构材料和电气绝缘材料等领域。据统计，在热固性塑料中酚醛塑料的用量仅次于聚氨酯，且消费类逐年在增加，因此产生了大量的酚醛塑料废弃物。目前国内外对于废旧酚醛树脂的回收利用有一定的研究。专利公开文本CN1651502A公开了一种聚丙烯、酚醛树脂、聚氨酯复合废料的回收成型工艺，其采用13～17％聚丙烯/酚醛树脂/聚氨酯复合废料、33～42％纯聚丙烯、10～12％偶联剂、5～8％助剂、5～6％玻璃纤维布的配比，通过模压工艺，将玻璃纤维布和树脂进行复合制得产品；这种方法的局限在于聚丙烯/酚醛树脂/聚氨酯复合废料来源单一无法广泛应用，因此对于废酚醛树脂的回收具有局限性。专利公开文本CN106832753A公开了一种酚醛塑料废料回收方法，其采用酚醛塑料废料的粉碎料65～70％、热塑性酚醛树脂20～25％、固化剂1～2％、偶联剂1～2％及助剂5～6％的配方，通过搅拌设备混匀后在模具中热压成型，获得酚醛塑料制品，这是一种热固性酚醛塑料和热塑性酚醛树脂复合材料，虽然这样的方法具有较好的回收效率，但存在加工方法单一的问题，无法适用于注塑、挤出、3D打印等加工方法。3D打印机经过多年的发展，新技术层出不穷，其中比较具有代表性的有熔融沉积成型技术(FDM)、立体光固化技术(SLA)、连续液体界面提取技术(CLIP)和选择性激光烧结技术(SLS)，而FDM技术是在塑料行业的应用比较成熟和广泛的一种。3D打印材料作为3D打印技术不可分割的一部分，为3D打印技术的普及和快速发展做出了重大贡献。现在PLA和PA等高分子材料可以直接作为3D打印耗材，而ABS材料因收缩导致翘曲等问题，限制了其在3D打印中的应用。专利公开文本CN107325473A公开了一种高耐磨性复合材料，其采用38～56％ABS树脂、26～34％聚对苯二甲酰对苯二胺、8～14％环氧树脂、42～58％玻璃纤维、6～12％填充剂、1～3％偶联剂、3～9％耐磨剂、0.5～2％抗氧剂的配比，制备了一种具有较高的耐磨性能，同时还具有较好的机械性能的材料，根据实施实施例，该ABS复合材料的摩擦系数在0.18～0.26之间，拉伸强度在78.4～98.1MPa之间，其高的拉伸强度来源于玻璃纤维的增强，但因该材料填充量已经高达51～79％，所以该材料的可塑性会变的非常差，成型工艺必然受到限制，难以用于3D打印。专利公开文本CN107141701A公开了一种用于3D打印的ABS基纳米复合材料及其制备方法，其采用54～60％ABS，4.8～9％TPU，4～8％改性纳米二氧化硅母粒，0.5～0.7％增塑剂，2～4％增溶剂，0.5～0.7％抗氧化剂的配比，通过第一步，将纳米二氧化硅进行表面处理；第二步，将改性后的纳米二氧化硅和ABS粒子制备成1级母粒；第三步，将1级母粒、ABS、TPU、增塑剂、增溶剂和抗氧化剂混合后加入双螺杆挤出机进行挤出造粒制得一种用于3D打印的ABS基纳米复合材料，具有抗冲击强度大、韧性良好、力学性能和热性能优异的复合材料，然而根据其实施实施例显示，该复合材料的洛氏硬度从109降到了95～105，所以该材料不适用于耐磨性场景。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种机械性能优良、抗收缩和翘曲性能优异、适合用于3D打印的ABS复合材料。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种ABS复合材料，所述ABS复合材料包括以下重量百分比的原料组分：作为优选，所述再生ABS为回收的废旧ABS塑料部件经过破碎、分选、退镀、清洗、干燥、造粒等工艺制备而成的再生塑料碎片或再生塑料颗粒中的至少一种；所述再生ABS的熔融指数(MFI)≥8g/10min，缺口冲击强度≥8kJ/m2。进一步优选，所述再生ABS的熔融指数18g/10min，缺口冲击强度17kg·cm/cm。作为优选，所述再生酚醛塑料为废弃酚醛塑料制品通过切断、破碎、粗粉碎、细粉碎、微粉碎、分筛后制得的酚醛塑料粉体，所述酚醛塑料粉体的颗粒度≤120μm。进一步优选，所述酚醛塑料粉体的颗粒度为50～70μm。作为优选，所述碳化硅的粒径为5～100μm。进一步优选，所述碳化硅的粒径为5～30μm。作为优选，所述氧化铝的粒径为2～50μm。进一步优选，所述氧化铝的粒径为2～10μm。作为优选，所述偶联剂为硅氧烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的至少一种。进一步优选，所述偶联剂为异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)酞酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、三异硬酯酸钛酸异丙酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；作为优选，所述抗氧剂为2,2-亚甲基双(4-甲基-6叔丁基苯酚)、4,4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、N,N’-1,6-亚己基-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、2,2-硫代双[3-(3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种ABS复合材料，其特征在于，所述ABS复合材料包括以下重量百分比的原料组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种ABS复合材料，其特征在于，所述ABS复合材料包括以下重量百分比的原料组分：





2.根据权利要求1所述的ABS复合材料，其特征在于，所述再生ABS为回收的废旧ABS塑料部件经过破碎、分选、退镀、清洗、干燥、造粒等工艺制备而成的再生塑料碎片或再生塑料颗粒中的至少一种；所述再生ABS的熔融指数(MFI)≥8g/10min，缺口冲击强度≥8kJ/m2。


3.根据权利要求1所述的ABS复合材料，其特征在于，所述再生酚醛塑料为废弃酚醛塑料制品通过切断、破碎、粗粉碎、细粉碎、微粉碎、分筛后制得的酚醛塑料粉体，所述酚醛塑料粉体的颗粒度≤120μm。


4.根据权利要求1所述的ABS复合材料，其特征在于，所述碳化硅的粒径为5～100μm。


5.根据权利要求1所述的ABS复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴剑波，徐禄波，王旭，范方虹，
申请(专利权)人：宁波坚锋新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33