本发明涉及一种高强度ABS合金材料及其制备方法，属于高分子成型加工技术领域。
背景技术：
ABS合金是为使ABS树脂达到某一性能通过改性所得的塑料聚合物的统称。常见的ABS合金有ABS/ PC、 ABS/ PA、ABS/PBT、ABS/PVC等。其中ABS/PC是为改进ABS阻燃性，具有良好的机械强度、韧性和阻燃性，用于建材，汽车和电子工业，如做电视机、办公自动化设备外壳和电话机。ABS/PC合金中PC贡献耐热性、韧性、冲击强度、强度阻燃性、ABS优点为良好加工性、表观质量和低密度，以汽车工业零部件为应用重点；ABS/PA耐冲击、耐化学品、良好流动性和耐热性材料，用于汽车内件装饰伯，电动工具、运动器具、割草机和吹雪机等工业部件，办公室设备外壳等；ABS/PBT具有良好的耐热性，强度、耐化学品性和流动性、适于做汽车内饰件，摩托车外垫件等；而添加抗静电剂的永久抗静电性牌号用途有：复印机、传真机等的传递纸张机构、IC片支座、录像和高级音频磁带等；另外还有ABS/PSU、ABS/EVA、ABS/PVC/PET、ABS/EPDM、ABS/CPE、ABS/PU等合金；高光泽ABS用于吸尘器，电扇、空调器、电话机等家电制品，靠控制ABS中橡胶粒径R+（较小）来达到，低光泽ABS用于仪表盘、仪表罩、柱状物等汽车内饰件，用填加粗填料方法使表面微观收缩，降低表面光泽。
ABS合金材料具有优良的力学性能和加工性能，在汽车、电子、通讯和化工等领域有着广泛的应用，尤其是近年汽车消费市场火爆，以及汽车轻量化、以塑代钢的趋势下，使得ABS合金材料用量迅猛上升。但是，ABS材料在有些条件下强度有待提高、以及存在内应力降低ABS材料的强度和韧性。为此，需要设计一种新的技术方案，能够综合性克服上述现有技术存在的不足。
技术实现要素：
本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种高强度ABS合金材料及其制备方法，能够克服现有技术存在的不足，满足了实际使用要求。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种高强度ABS合金材料，包括具有以下重量份的各组分：
ABS树脂 30-70份，
硅藻土 5-15份，
聚四氟乙烯 1-2份，
碳纤维 5-10份，
不锈刚纤维 5-10份，
有机纤维 5-10份
增容剂 3-5份，
相容剂 1-2份
抗氧剂 0.2-1份，
润滑剂 0.2-1份。
作为上述技术方案的改进，所述 ABS 树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的接枝共聚物，所述 ABS树脂的相对分子量100000～180000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量为10～55％，丙烯腈重量百分比含量15～32％，苯乙烯重量百分比含量为 30～70％。
作为上述技术方案的改进，所述硅藻土为经硅烷偶联剂改性的硅藻土，所述硅烷偶联剂为甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷。
作为上述技术方案的改进，所述增容剂为氯化聚乙烯和苯乙烯-马来酸酐共聚物中的一种或其混合物；所述的相容剂选自苯乙烯/丙烯腈共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（SAN-gGMA）、苯乙烯接枝马来酸酐(PS-g-MAH)或ABS接枝马来酸酐(ABS-g-MAH) 中的一种或一种以上。
作为上述技术方案的改进，所述抗氧剂为四[β-(35-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯 ]、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯、三 (2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种的混合。
作为上述技术方案的改进，所述润滑剂为液体石蜡、固体石蜡、硅烷聚合物、脂肪酸盐、硬脂酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲撑双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种的混合。
具体地，根据权利要求1所述一种高强度ABS合金材料及其制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤（1）、将所述ABS树脂、硅藻土、聚四氟乙烯、增容剂、碳纤维、不锈刚纤维、有机纤维、相容剂、抗氧剂和润滑剂加入进行混合得到相应混合物；
步骤（2）、将步骤（1）所得混合物通过高温干燥热气流进行瞬间加热，所述瞬间加热温度为160-200℃；
步骤（3）、将经过步骤（2）处理后的混合物置入混合搅拌机中进行混合搅拌；
步骤（4）、将步骤（3）所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，得到所述高强度ABS合金材料，且将所得高强度ABS合金材料经过冷流系统进行瞬间冷却，所述瞬间冷却温度为15-25℃。
作为上述技术方案的改进, 所述双螺杆挤出机的机筒温度为220-260℃，螺杆转速为320-620rpm，真空压力为0.04-0.08MPa。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
本发明所述的方法及工艺流程简单易行，硅藻土具有比表面积大和多孔结构的特点，所使用的碳纤维、不锈刚纤维及有机纤维具有较好的强度，配合增容剂使用起到增强材料强度的作用，再通过对混合材料及成型材料进行相应的热流处理和冷流处理，消除了ABS合金材料的内部存在的内应力，进而极大提高了ABS合金材料的强度和韧性；此外，还因为多孔结构吸附了树脂中存在的小分子，最大程度上降低了ABS合金的气味。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
具体实施例1
为本实施例所述的一种高强度ABS合金材料，包括具有以下重量份的各组分：
ABS树脂 30份，
硅藻土 5份，
聚四氟乙烯 1份，
碳纤维 5份，
不锈刚纤维 5份，
有机纤维 5份
增容剂 3份，
相容剂 1份
抗氧剂 0.2份，
润滑剂 0.2份。
具体地，所述 ABS 树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的接枝共聚物，所述 ABS树脂的相对分子量100000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量为10％，丙烯腈重量百分比含量15％，苯乙烯重量百分比含量为 30％；所述所述硅藻土为经硅烷偶联剂改性的硅藻土，所述硅烷偶联剂为甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷；所述增容剂为氯化聚乙烯和苯乙烯-马来酸酐共聚物中的一种或其混合物；所述的相容剂选自苯乙烯/丙烯腈共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（SAN-gGMA）、苯乙烯接枝马来酸酐(PS-g-MAH)或ABS接枝马来酸酐(ABS-g-MAH) 中的一种或一种以上；所述抗氧剂为四[β-(35-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯 ]、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯、三 (2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种的混合；所述润滑剂为液体石蜡、固体石蜡、硅烷聚合物、脂肪酸盐、硬脂酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲撑双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种的混合。
具体地，一种高强度ABS合金材料及其制备方法，具体包括以下步骤：
步骤（1）、将所述ABS树脂、硅藻土、聚四氟乙烯、增容剂、碳纤维、不锈刚纤维、有机纤维、相容剂、抗氧剂和润滑剂加入进行混合得到相应混合物；
步骤（2）、将步骤（1）所得混合物通过高温干燥热气流进行瞬间加热，所述瞬间加热温度为160℃；
步骤（3）、将经过步骤（2）处理后的混合物置入混合搅拌机中进行混合搅拌；
步骤（4）、将步骤（3）所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，得到所述高强度ABS合金材料，且将所得高强度ABS合金材料经过冷流系统进行瞬间冷却，所述瞬间冷却温度为15℃。
具体地，所述双螺杆挤出机的机筒温度为220℃，螺杆转速为320rpm，真空压力为0.04MPa。
本发明所述的方法及工艺流程简单易行，硅藻土具有比表面积大和多孔结构的特点，所使用的碳纤维、不锈刚纤维及有机纤维具有较好的强度，配合增容剂使用起到增强材料强度的作用，再通过对混合材料及成型材料进行相应的热流处理和冷流处理，消除了ABS合金材料的内部存在的内应力，进而极大提高了ABS合金材料的强度和韧性；此外，还因为多孔结构吸附了树脂中存在的小分子，最大程度上降低了ABS合金的气味。
具体实施例2
为本实施例所述的一种高强度ABS合金材料，包括具有以下重量份的各组分：
ABS树脂 50份，
硅藻土 10份，
聚四氟乙烯 1.5份，
碳纤维 7.5份，
不锈刚纤维 7.5份，
有机纤维 7.5份,
增容剂 4份，
相容剂 1.5份
抗氧剂 0.6份，
润滑剂 0.6份。
具体地，所述 ABS 树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的接枝共聚物，所述 ABS树脂的相对分子量900000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量为12.5％，丙烯腈重量百分比含量23％，苯乙烯重量百分比含量为50％；所述所述硅藻土为经硅烷偶联剂改性的硅藻土，所述硅烷偶联剂为甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷；所述增容剂为氯化聚乙烯和苯乙烯-马来酸酐共聚物中的一种或其混合物；所述的相容剂选自苯乙烯/丙烯腈共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（SAN-gGMA）、苯乙烯接枝马来酸酐(PS-g-MAH)或ABS接枝马来酸酐(ABS-g-MAH) 中的一种或一种以上；所述抗氧剂为四[β-(35-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯 ]、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯、三 (2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种的混合；所述润滑剂为液体石蜡、固体石蜡、硅烷聚合物、脂肪酸盐、硬脂酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲撑双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种的混合。
具体地，一种高强度ABS合金材料及其制备方法，具体包括以下步骤：
步骤（1）、将所述ABS树脂、硅藻土、聚四氟乙烯、增容剂、碳纤维、不锈刚纤维、有机纤维、相容剂、抗氧剂和润滑剂加入进行混合得到相应混合物；
步骤（2）、将步骤（1）所得混合物通过高温干燥热气流进行瞬间加热，所述瞬间加热温度为180℃；
步骤（3）、将经过步骤（2）处理后的混合物置入混合搅拌机中进行混合搅拌；
步骤（4）、将步骤（3）所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，得到所述高强度ABS合金材料，且将所得高强度ABS合金材料经过冷流系统进行瞬间冷却，所述瞬间冷却温度为20℃。
具体地，所述双螺杆挤出机的机筒温度为240℃，螺杆转速为470rpm，真空压力为0.06MPa。
本发明所述的方法及工艺流程简单易行，硅藻土具有比表面积大和多孔结构的特点，所使用的碳纤维、不锈刚纤维及有机纤维具有较好的强度，配合增容剂使用起到增强材料强度的作用，再通过对混合材料及成型材料进行相应的热流处理和冷流处理，消除了ABS合金材料的内部存在的内应力，进而极大提高了ABS合金材料的强度和韧性；此外，还因为多孔结构吸附了树脂中存在的小分子，最大程度上降低了ABS合金的气味。
具体实施例3
为本实施例所述的一种高强度ABS合金材料，包括具有以下重量份的各组分：
ABS树脂 70份，
硅藻土 15份，
聚四氟乙烯 2份，
碳纤维 10份，
不锈刚纤维 10份，
有机纤维 10份
增容剂 5份，
相容剂 2份
抗氧剂 1份，
润滑剂 1份。
具体地，所述 ABS 树脂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成的接枝共聚物，所述 ABS树脂的相对分子量180000g/mol，其中丁二烯重量百分比含量为55％，丙烯腈重量百分比含量32％，苯乙烯重量百分比含量为 70％；所述所述硅藻土为经硅烷偶联剂改性的硅藻土，所述硅烷偶联剂为甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷；所述增容剂为氯化聚乙烯和苯乙烯-马来酸酐共聚物中的一种或其混合物；所述的相容剂选自苯乙烯/丙烯腈共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（SAN-gGMA）、苯乙烯接枝马来酸酐(PS-g-MAH)或ABS接枝马来酸酐(ABS-g-MAH) 中的一种或一种以上；所述抗氧剂为四[β-(35-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯 ]、双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯、三 (2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种的混合；所述润滑剂为液体石蜡、固体石蜡、硅烷聚合物、脂肪酸盐、硬脂酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、甲撑双硬脂酸酰胺和N，N-乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种的混合。
具体地，一种高强度ABS合金材料及其制备方法，具体包括以下步骤：
步骤（1）、将所述ABS树脂、硅藻土、聚四氟乙烯、增容剂、碳纤维、不锈刚纤维、有机纤维、相容剂、抗氧剂和润滑剂加入进行混合得到相应混合物；
步骤（2）、将步骤（1）所得混合物通过高温干燥热气流进行瞬间加热，所述瞬间加热温度为200℃；
步骤（3）、将经过步骤（2）处理后的混合物置入混合搅拌机中进行混合搅拌；
步骤（4）、将步骤（3）所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，得到所述高强度ABS合金材料，且将所得高强度ABS合金材料经过冷流系统进行瞬间冷却，所述瞬间冷却温度为25℃。
具体地，所述双螺杆挤出机的机筒温度为260℃，螺杆转速为620rpm，真空压力为0.08MPa。
本发明所述的方法及工艺流程简单易行，硅藻土具有比表面积大和多孔结构的特点，所使用的碳纤维、不锈刚纤维及有机纤维具有较好的强度，配合增容剂使用起到增强材料强度的作用，再通过对混合材料及成型材料进行相应的热流处理和冷流处理，消除了ABS合金材料的内部存在的内应力，进而极大提高了ABS合金材料的强度和韧性；此外，还因为多孔结构吸附了树脂中存在的小分子，最大程度上降低了ABS合金的气味。
以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。