本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种高比重、高分散性、抗冲击ABS材料及其制备方法。
背景技术：
ABS树脂是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种成分组成的三元共聚物。ABS树脂因为能够表现出三种组分之间的协同性能，所以具有表面硬度高、坚韧、耐低温冲击性好、耐蠕变性好、尺寸稳定性好、成型收缩率小，加工性能优良等优异性能，被广泛应用于家用电器，机械配件，办公用品，电子器件，汽车工业等广大领域。然而ABS存在一些缺陷，如熔体黏度高，流动性差，热稳定性和耐候性不佳。在实际使用过程中，往往采用加入无机填料和纤维等对ABS树脂材料进行填充改性。
申请号CN 201310372789.9的发明专利公开了一种高光泽、免喷漆、耐刮擦合金材料及制备方法，该方法利用甲基丙烯酸乙酯增加ABS和PMMA的相容性，并通过珠光云母粉、耐刮擦剂和硫酸钡来增加合金的硬度和光泽度，将ABS、PMMA和相关助剂通过双螺杆挤出机共混挤出，最终得到一种改性的高光泽、免喷漆、耐刮擦ABS/PMMA合金材料。改性后的ABS/PMMA合金材料，既保留了ABS良好的加工性，韧性，同时兼具PMMA优异的耐候性，光泽性等优点，要比传统的ABS/PMMA合金具有更优异的光泽度，耐刮擦性，可免除喷涂工艺，实现了其壳体的高光泽，免喷涂化。该方法制备的合金材料的光泽度得到了提高，但是由于ABS、PMMA和相关助剂的分散效果不好，作为免喷涂材料时，制品表面容易出现流痕，影响制品的外观。
技术实现要素：
本发明为了解决ABS树脂加入改性剂后，与改性剂分散性不好，导致ABS树脂加工流动性变差的问题，提供一种高比重、高分散性、抗冲击ABS材料及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明的第一基础方案提供一种高比重、高分散性、抗冲击ABS材料，按照重量份数计包括以下成分：ABS 40-55份，沉淀硫酸钡15-45份，填充母料10-35份，相容剂1-3份，润滑剂1-1.5份，抗氧剂0.2-0.5份，填充母料的重量份数为茂金属LLDPE15份、沉淀硫酸钡80份和加工助剂5份，填充母料经双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒、干燥所得。
本基础方案的原理在于：ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，丙烯腈使ABS具有较好的化学稳定性和表面硬度，丁二烯使ABS具有橡胶体的韧性和抗冲击性能，苯乙烯使ABS具有良好的加工流动性、着色性和可电镀性，硫酸钡作为一种无机改性剂加入ABS中能够增强ABS的强度、模量、耐热性和尺寸稳定性，但是单独加入大量的硫酸钡粉体时，硫酸钡在ABS中分散不均匀，材料的韧性会降低，且加工性能变差，填充母料由线性低密聚乙烯、硫酸钡和加工助剂混合而成，线性低密聚乙烯的拉伸强度高，断裂伸长率大(在拉伸速度为200mm/min时，断裂伸长率能够达到750％)，因此，将低密聚乙烯与硫酸钡经双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒、干燥后，硫酸钡的表面均匀包覆低密聚乙烯，将硫酸钡的表面活化且提高了硫酸钡的分散性，此外，相容剂能够改相容善LLDPE与ABS的相容性，使得ABS复合材料具有了低密聚乙烯的高韧性；同时进一步促使硫酸钡与ABS的界面结合，润滑剂促进了硫酸钡在ABS中的分散，改善了ABS复合材料的流动性，并同时提高了材料的综合性能，拓宽了ABS材料的应用。
本基础方案的有益效果在于：1、该发明的填充母料将沉淀硫酸钡与线性低密聚乙烯经双螺杆挤出机熔融混合，双螺杆挤出机使得沉淀硫酸钡与线性低密聚乙烯均匀混合，使得硫酸钡的表面包覆低密聚乙烯，提高了硫酸钡的活性和分散性；2、将带有表面活化的硫酸钡填充母料与ABS树脂、相容剂、润滑剂、抗氧剂混合，使得表面活化的硫酸钡均匀分散在ABS基体材料中，使得硫酸钡均匀分散在ABS基体材料中，避免了单独使用硫酸钡粉体填充时因硫酸钡粉体分散不均而导致制品的外观缺陷，并同时避免了生产高填充ABS材料时对特定设备的需求(如强制侧喂料设备)，降低了生产设备的投入，简化了生产过程的工艺要求。此外，LLDPE的拉伸强度高、断裂伸长率大、冲击强度高，该发明通过添加特定的相容剂，改善了LLDPE与ABS基体材料的相容性且使得ABS材料的韧性增加。3、相容剂的使用可使得活化后的硫酸钡与ABS结合的界面结合力增强，进一步促进硫酸钡在ABS基体的中分散，从而改善了ABS材料的综合性能。
方案二：此为基础方案的优选，ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，其中ABS的组成份数为丙烯腈15-35份，丁二烯5-30份，苯乙烯40-60份，ABS的密度为1.03～1.06g/cm3。有益效果：丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种成分的比例会影响ABS树脂的物理性能，苯乙烯为40-60份的比例范围时，ABS的加工流动性和表面光洁度最佳。
方案三：此为基础方案的优选，沉淀硫酸钡为经过钛酸酯偶联剂与硬脂酸表面活化处理的粒径为3000～5000目的粉体。有益效果：沉淀硫酸钡的粒径在3000～5000目范围内时，一方面可避免因为沉淀硫酸钡粒径过大而导致的材料能严重恶化，另一方面又可避免因为沉淀硫酸钡粒径过小而引起的粉体团聚，使得粉体难于在ABS树脂中分散。
方案四：此为基础方案的优选，助剂包括增韧剂和润滑剂，增韧剂和润滑剂的质量比为1:2～5。有益效果：增韧剂和润滑剂的配比在1:2～5范围内时，有助于低密聚乙烯与硫酸钡的熔融混合，制备的填充母料中，硫酸钡的分散效果好，且填充母料具有较好的韧性。
方案五：此为方案四的优选，增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丙烯-α烯烃共聚物中的至少一种。有益效果：增韧剂能够增强硫酸钡与LLDPE混合物的韧性。
方案六：此为基础方案的优选，相容剂为SBS接枝马来酸酐、SEBS接枝马来酸酐、LDPE接枝马来酸酐或丙烯酸酯共聚物的至少一种。有益效果：SBS接枝马来酸酐、SEBS接枝马来酸酐、LDPE接枝马来酸酐或丙烯酸酯共聚物是常见的相容剂，这四种相容剂可以有效改善LLDPE与ABS的相容性，在改善体系的韧性的同时，进一步增强了硫酸钡与ABS的界面结合力。
方案七：此为方案四的优选，润滑剂为次乙基双硬脂酰胺和硬脂酸镁的混合物，其中乙基双硬脂酰胺占配方总重量的0.8～1.1％，硬脂酸镁占配方总重量的0.4～0.7％。有益效果：次乙基双硬脂酰胺和硬脂酸镁类的润滑剂能降低ABS复合体系和加工设备之间以及ABS树脂熔体内分子摩擦，改善成型的流动性。
方案八：此为方案七的优选，抗氧剂由抗氧剂1076和抗氧剂168混合而成，其中抗氧剂1076占配方总重量的0.1～0.2％，抗氧剂168占配方总重量的0.3～0.4％。有益效果：抗氧剂1076和抗氧剂168的协同使用，能够有效抑制及减缓ABS复合材料在加工及使用中的氧化、黄变现象。
本发明的第二基础方案提供一种高比重、高分散性、抗冲击ABS材料的制备方法，具体步骤为：
第一步：将茂金属LLDPE15份，硫酸钡80份，加工助剂5份加入高速混合机中混合10-20min，获得填充母料预混料；
第二步：将第一步中的填充母料预混料投入到双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的加工温度为70～180℃，螺杆转速300～350r/min，喂料频率为10～20HZ，双螺杆挤出机螺杆的长径比为36～44:1，经熔融、挤出、冷却、切粒、干燥、可得填充母料产品；
第三步：将第二步中的填充母料10-35份，ABS 40-55份，沉淀硫酸钡15-45份，相容剂1-3份，润滑剂1-1.5份，抗氧剂0.2-0.5份加入高速混合机中高速混合，得到混合物料，其中高速混合机转速为250～300r/min，混合时间为2～10min；
第四步：将第三步中的混合物料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机的加工温度为90～220℃，螺杆转速300～350r/min，喂料频率为10～20HZ，双螺杆挤出机螺杆的长径比为40:1～44:1，经熔融、挤出、冷却、切粒、干燥、包装即可得产品。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
以下实施例中试样的力学性能和落球冲击按如下测定方法进行测定：拉伸强度与断裂伸长率按ASTM D638-2003标准进行测试；弯曲模量按ASTM D790-2003标准进行测试；熔融指数按ASTM D1238-2004标准进行测试；悬臂梁缺口冲击强度按ASTM D256-2010标准进行测试；相对密度按ASTM D792-2007标准进行测试；落球冲击性能：室温下，将制得的ABS复合材料的粒料制成尺寸为100mm×100mm×2.5mm的标准板，放置24小时，将重量为500g的钢球，从距离标准板70cm处自由跌落，验证标准板是否发生破裂。
实施例一：
本实施例提供一种高比重、高分散性、抗冲击ABS材料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
第一步：将茂金属LLDPE1500g，硫酸钡8000g，增韧剂三元乙丙橡胶200g，次乙基双硬脂酰胺和硬脂酸镁各150g加入高速混合机中混合4min，获得填充母料预混料；
第二步：将第一步中的填充母料预混料投入到双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的加工温度为180℃，螺杆转速300r/min，喂料速度为15HZ，双螺杆挤出机螺杆的长径比为40:1，经熔融、挤出、冷却、切粒、干燥、可得填充母料产品；
第三步：将第二步中的填充母料2500g，ABS 4700g，沉淀硫酸钡2500g，相容剂100g，润滑剂150g，抗氧剂1076 20g份和抗氧剂168 30g份加入高速混合机中高速混合，得到混合物料，高速混合机转速为250r/min，混合时间为5min；
第四步：将第三步中的混合物料投入到双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出机的加工温度为180℃，螺杆转速350r/min，喂料速度为15HZ，，双螺杆挤出机螺杆的长径比为40:1，经熔融、挤出、冷却、切粒、干燥、包装即可得产品。
实施例二：
本实施例与实施例一的区别仅在于，第三步中填充母料3000g，ABS 4600g，沉淀硫酸钡2100g。
实施例三：
本实施例与实施例一的区别仅在于，第三步中填充母料3500g，ABS 4500g，沉淀硫酸钡1700g。
对比例：
对比例提供一种ABS 5500g与硫酸钡4500g混合物在高速混合机中混合，且在双螺杆挤出机挤出造粒后的ABS复合物材料。
实施例一至三与对比例力学性能的对比见如下表一：
表一：
由上述实施例一至三与对比例的对比可以发现，通过该制备方法制备的ABS复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲模量、悬臂梁缺口冲击强度、熔融指数和相对密度相对于对比例有了很大的提高，其主要原因是沉淀硫酸钡与LLDPE经双螺杆挤出机熔融混合后，沉淀硫酸钡的表面均匀包覆LLDPE，包覆LLDPE的沉淀硫酸钡与ABS基体材料熔融混合时，能够均匀分布在ABS基体材料上，实现了沉淀硫酸钡粉体在ABS基体材料中的均匀分散，此外，实施例一至三制备的标准板，通过500g重球在70cm高的位置自由冲击下，标准板没有破裂，也说明了本制备方法制备的ABS复合材料冲击强度得到了提高，通过表一还可以看出通过该制备方法制备的ABS复合材料的相对密度得到了提高。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。