一种ABS复合材料及其制备方法与流程

本发明属于高分子材料，具体地，涉及一种abs复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)，是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。abs是丙烯腈、1,3-丁二烯、苯乙烯的三元共聚物。可以在-25℃～60℃的环境下表现正常，而且有很好的成型性，加工出的产品表面光洁，易于染色和电镀。而且可与多种树脂配混成共混物。abs是目前产量最大的通用塑料之一，具有优异的力学性能、表面硬度、表面光泽度以及较低的成型收缩率，被广泛应用于家电、包装、建筑、玩具、汽车、车用配件等行业。由于abs含有侧苯基、氰基和不饱和双键，故其与许多聚合物有很好的相容性，这为abs共混创造有利条件。但是abs其强度等力学性能仍有较大的提升空间，增强其力学性能有助于将abs复合材料的适用范围进一步拓展。

技术实现思路

1、本发明涉及一种abs复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明通过对abs进行改性处理，同时与剑麻纤维、碳纤维、长玻璃纤维和共聚聚丙烯进行共混制得；该复合材料具有良好的韧性，在力学性能方面有显著的提升，具有广泛的适用性；本发明中，剑麻纤维、碳纤维、长玻璃纤维和共聚聚丙烯与改性abs粉末共混，在本发明提供的范围内，各种纤维在基体中发生了相互缠绕，增大了abs复合材料的刚度；其对冲击韧性的增强也主要通过纤维断裂、纤维拔出和基体裂纹扩展三种机制实现，达到耗散冲击能量的效果；本发明中，对abs进行改性处理制成了改性abs粉末，提高改性剂粒子与纤维之间的结合力，从而提高共混物的性能。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种abs复合材料的制备方法，包括以下操作步骤：

4、(1)配制苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化氢异丙苯、叔十二烷基硫醇的混合液a；

5、(2)取焦磷酸钠和葡萄糖，加入去离子水溶解，再加入硫酸亚铁溶液、聚丁二烯胶乳和过氧化氢异丙苯，加入去离子水溶解完全，制得混合液b；

6、(3)在混合液b中加入(1)中制得的混合液a，真空下升温于65℃反应；

7、(4)当混合液a滴加完成后，补加过氧化氢异丙苯继续反应1-1.5h，加入抗氧剂，0.2-0.5h后停止反应制得乳液；

8、(5)将反应后得到的乳液进行破乳、洗涤、脱水、干燥制得改性abs粉末；

9、(6)将改性abs粉末和与剑麻纤维、碳纤维、长玻璃纤维和共聚聚丙烯熔融共混，制得一种abs复合材料。

10、作为本发明的一种优选方案，(1)中所述苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化氢异丙苯、叔十二烷基硫醇的用量比为60-68g:20-25g:2g:0.2-0.3g:0.3-0.5ml。

11、作为本发明的一种优选方案，(2)中所述焦磷酸钠、葡萄糖、硫酸亚铁溶液、聚丁二烯胶乳、和过氧化氢异丙苯的用量比为1g:0.8-1g:15-20ml:400-420g:0.1-0.2ml。

12、作为本发明的一种优选方案，(2)中所述硫酸亚铁溶液的浓度为0.8-1mg/ml。

13、作为本发明的一种优选方案，(3)中所述混合液b和混合液a中控制混合液b中葡萄糖与混合液a中甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为1:4-5。

14、作为本发明的一种优选方案，(4)中所述过氧化氢异丙苯与(2)中所述过氧化氢异丙苯的质量比为1:0.8-1.2。

15、作为本发明的一种优选方案，(6)中所述剑麻纤维还需进行预处理，包括以下操作：

16、将剑麻纤维干燥，破碎，用乙醇润湿，边搅拌边加入硅烷偶联剂，浸渍0.5-1h后取出，干燥，粉碎后密封备用。

17、作为本发明的一种优选方案，(6)中所述长玻璃纤维和碳纤维还需进行预处理，包括以下操作：

18、将长玻璃纤维和碳纤维在丙酮溶液中浸泡18-24h，再用磷酸溶液浸渍2-3h，在室温下，将浸渍后的长玻璃纤维和碳纤维于硅烷偶联剂和乙醇溶液的混合溶液中，浸渍3h，洗净干燥，备用；

19、其中，所述硅烷偶联剂和乙醇溶液的体积比为1∶480-500。

20、作为本发明的一种优选方案，(6)中所述改性abs粉末和与剑麻纤维、碳纤维、长玻璃纤维和共聚聚丙烯的质量比为36-42:5-8:5-10:40-45:5。

21、上述制备方法制得的abs复合材料。

22、本发明的有益效果：

23、1.本发明提供一种abs复合材料，通过对abs进行改性处理，同时与剑麻纤维、碳纤维、长玻璃纤维和共聚聚丙烯进行共混制得；该复合材料具有良好的韧性，在力学性能方面有显著的提升，具有广泛的适用性。

24、2.本发明中，剑麻纤维、碳纤维、长玻璃纤维和共聚聚丙烯与改性abs粉末共混，在本发明提供的范围内，各种纤维在基体中发生了相互缠绕，使得纤维的剥离或者断裂需要获得更大强度因此增大了abs复合材料的刚度；其对冲击韧性的增强也主要通过纤维断裂、纤维拔出和基体裂纹扩展三种机制实现，达到耗散冲击能量的效果，也提高了abs产品的耐用性与寿命。

25、3.本发明中，对abs进行改性处理制成了改性abs粉末，gma在abs中引入了环氧基团，而剑麻纤维表面布满了丰富的羟基基团，羟基集团和环氧基团在高温熔融状态下可以发生化学反应，提高改性剂粒子与纤维之间的结合力，从而提高共混物的性能。

技术特征：

1.一种abs复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下操作步骤：

2.根据权利要求1所述的一种abs复合材料的制备方法，其特征在于，(1)中所述苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸缩水甘油酯、过氧化氢异丙苯、叔十二烷基硫醇的用量比为60-68g:20-25g:2g:0.2-0.3g:0.3-0.5ml。

3.根据权利要求1所述的一种abs复合材料的制备方法，其特征在于，(2)中所述焦磷酸钠、葡萄糖、硫酸亚铁溶液、聚丁二烯胶乳、和过氧化氢异丙苯的用量比为1g:0.8-1g:15-20ml:400-420g:0.1-0.2ml。

4.根据权利要求1所述的一种abs复合材料的制备方法，其特征在于，(2)中所述硫酸亚铁溶液的浓度为0.8-1mg/ml。

5.根据权利要求1所述的一种abs复合材料的制备方法，其特征在于，(3)中所述混合液b和混合液a中控制混合液b中葡萄糖与混合液a中甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为1:4-5。

6.根据权利要求1所述的一种abs复合材料的制备方法，其特征在于，(4)中所述过氧化氢异丙苯与(2)中所述过氧化氢异丙苯的质量比为1:0.8-1.2。

7.根据权利要求1所述的一种abs复合材料的制备方法，其特征在于，(6)中所述剑麻纤维还需进行预处理，包括以下操作：

8.根据权利要求1所述的一种abs复合材料的制备方法，其特征在于，(6)中所述长玻璃纤维和碳纤维还需进行预处理，包括以下操作：

9.根据权利要求1所述的一种abs复合材料的制备方法，其特征在于，(6)中所述改性abs粉末和与剑麻纤维、碳纤维、长玻璃纤维和共聚聚丙烯的质量比为36-42:5-8:5-10:40-45:5。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的abs复合材料。

技术总结本发明涉及一种ABS复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明通过对ABS进行改性处理，同时与剑麻纤维、碳纤维、长玻璃纤维和共聚聚丙烯进行共混制得；本发明中，剑麻纤维、碳纤维、长玻璃纤维和共聚聚丙烯与改性ABS粉末共混，增大了ABS复合材料的刚度以及坚固程度；通过纤维断裂、纤维拔出和基体裂纹的扩展，使得ABS材料的冲击韧性得到增强，达到耗散冲击能量的效果，也提高了ABS产品的耐用性与寿命；对ABS进行改性处理制成了改性ABS粉末，提高改性剂粒子与纤维之间的结合力，使得ABS复合材料具有良好的韧性，在力学性能方面有显著的提升，同时，也提高了ABS制得产品的韧性、刚度、硬度的性能。技术研发人员：黄广庆,黄伟娜受保护的技术使用者：揭阳市万生实业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12