本发明涉及高分子材料技术领域，具体是一种纳米纤维素增强增韧abs复合材料及其制备方法。
背景技术：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)是一种具有较好的耐冲击性，耐化学性，优良的电性能，良好的加工性，以及较高的性价比的热塑性工程塑料。它是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体经聚合、混炼而制成的一种热塑型合成树脂，在机械工业、汽车工业、电子电器工业以及建筑业等行业有着广泛的应用。但是abs的强度、硬度、尺寸稳定性及热变形温度等性能尚不能满足某些工程件的要求，因此，通过纤维增强、无机物填充和与其他共聚物共混制备复合材料和合金，得到较好的尺寸稳定性、较高强度及热变形温度的abs复合物，可进一步扩展其应用范围。可以采用的纤维一般有玻璃纤维、碳纤维等，但鲜有涉及应用到纳米纤维素。
纳米纤维素属于天然纤维的一种，它的生物质来源丰富，具有优良的耐水、耐腐蚀性能，且加工能耗低、对设备磨损小并可循环使用。由于传统制备纳米纤维素的方法较难分散，很难应用于塑料改性行业。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种纳米纤维素增强增韧abs复合材料及其制备方法，将纤维素制备成易分散且具有一定长径比的纳米级纤维为前提，并将少量纳米纤维素与玻璃纤维复合增强增韧abs，使得到的复合材料具有良好的流动性、高刚性和韧性。
本发明的技术方案为：
一种纳米纤维素增强增韧abs复合材料，由主料和辅料按重量份制备而成；其中主料按重量份比包括有：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物75～85份，
玻璃纤维10～15份，
纳米纤维素1～5份，
增韧剂3～5份；
所述的纳米纤维素选用天然苎麻纳米纤维素；
以主料总重量份为100份作为基准，所述的辅料按重量份比包括有：抗氧剂0.2份，润滑剂0.2-0.5份，助磨剂0.03～0.1份。
所述的抗氧剂由主抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和辅抗氧剂三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯按质量比1：1组成。
所述的润滑剂为n,n'-乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯或者硅酮。
所述的增韧剂选用高胶粉、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物和苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物中的一种。
所述的助磨剂选用三乙醇胺、三异丙醇胺、聚合多元醇、二氨基硅油、聚合醇胺、羟基硅油或者聚羧酸。
纳米纤维素增强增韧abs复合材料的制备方法，具体包括有以下步骤：
(1)、将天然苎麻纤维、助磨剂和部分丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物混合，放入球磨机中球磨0.5～3个小时后，纤维素达到纳米级别并分散在丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中，得到纳米纤维素/abs混合物；
(2)、将步骤(1)所得的纳米纤维素/abs混合物和剩余的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，连同相应重量份的增韧剂、抗氧剂和润滑剂放入高速混合机中混合2～5分钟；所述的部分丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和剩余的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的重量比为70-5:5-80，即部分丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的重量份降低的同时，剩余的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的重量份相应的增加；
(3)、将步骤(2)所制得的混合物原料及10～15份玻璃纤维投入双螺杆挤出机中进行熔融并挤出造粒，所得产品即为纳米纤维素增强增韧abs复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度设置为190～220℃，喂料转动频率为9hz，主机转速为450r/min；
(4)、造粒得到的纳米纤维素增强增韧abs复合材料在90℃条件下烘干3-4小时后包装成成品。
本发明的优点：
本发明采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)、天然苎麻纤维、玻璃纤维、增韧剂、抗氧剂和润滑剂共混制备了一种纳米纤维素增强增韧abs复合材料，该复合材料具有良好的流动性、高刚性和韧性、低收缩率、低排放和轻量化的特点，并且使用了可生物降解的天然苎麻纤维，所制备的材料具有环境友好性。且本发明制备方法简单、环保，所得产品能够被广泛应用与家用电器、汽车工业等领域。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种纳米纤维素增强增韧abs复合材料的制备方法，具体包括有以下步骤：
将天然苎麻纤维、助磨剂和部分丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物混合，放入球磨机中球磨0.5～3个小时后，纤维素达到纳米级别并分散在丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中，得到纳米纤维素/abs混合物；
(2)、将步骤(1)所得的纳米纤维素/abs混合物和剩余的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，连同相应重量份的增韧剂、抗氧剂和润滑剂放入高速混合机中混合2～5分钟；所述的部分丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和剩余的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的重量比为70-5:5-80，即部分丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的重量份降低的同时，剩余的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的重量份相应的增加；
(3)、将步骤(2)所制得的混合物原料及10～15份玻璃纤维投入双螺杆挤出机中进行熔融并挤出造粒，所得产品即为纳米纤维素增强增韧abs复合材料；其中双螺杆挤出机各段温度设置为190～220℃，喂料转动频率为9hz，主机转速为450r/min；
(4)、造粒得到的纳米纤维素增强增韧abs复合材料在90℃条件下烘干3-4小时后包装成成品。
上述的增韧剂选用高胶粉、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物或者苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物；润滑剂选用n,n'-乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯或者硅酮；助磨剂选用三乙醇胺、三异丙醇胺、聚合多元醇、二氨基硅油、聚合醇胺、羟基硅油或者聚羧酸；抗氧剂由主抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和辅抗氧剂三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯按质量比1：1组成。
实施例1～7中的各组分分别选用不同的比例确值，具体见表1。
分别对实施例1～7制得的纳米纤维素增强增韧abs复合材料进行多项基本性能测试，取其平均值。测试结果如表2所示：
从表2可见，本发明制得纳米纤维素增强增韧abs复合材料的力学性能优异，密度低，能够达到轻量化效果，在汽车工业中有着广泛的应用前景。
从表2的实施例1-5可知，随着天然苎麻纳米纤维素的增多，强度和韧性反而降低了，这是由于玻璃纤维相对减少的原因，但从整体来看，材料强度仍然比未增强的abs高，天然纤维增强abs材料在专利cn106700394a中已有体现。将表2的实施例6和7对比得知，添加了天然苎麻纳米纤维素的abs复合材料的强度和韧性大大高于普通的abs材料。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。