本发明属于生物质复合材料领域；具体涉及一种ABS/生物质复合材料及其制备方法。
背景技术：
我国有比较丰富的生物质资源,据联合国粮农组织资料,我国每年有1.1亿吨麦秸,居世界第一位。具体到林业可利用生物质方面,我国目前拥有用材林7862.58万公顷,薪炭林2139万公顷,竹林484.26万公顷。每年约有1.5亿吨森林采伐剩余物和木材加工产生的废弃物。这些林业生物质资源为我国林产工业发展生物质产业提供了丰富的原料,展现了林化行业发展生物质产业的良好前景。同时,在我国石油资源短缺、能源严重依赖进口、“白色污染”严重的背景下,作为可循环利用天然资源的生物质及其废弃物的资源化利用,具有良好的经济、社会和生态效益,已逐渐成为21世纪主要的新材料和新能源之一。推动物质材料的应用,乃至催生一个新的生物质材料产业已成为我国新材料发展的一个重大方向。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种ABS/生物质复合材料的配方及其制备方法。本发明要解决ABS在生物质分解温度以下流动性差、生物质分散不均等问题。本发明的复合材料具有环保、无污染、易成型、低密度等特点。
以重量份数计，本发明的ABS/生物质复合材料是由下述原料制成的：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)40-60份，低熔点高熔指树脂10-20份，生物质5-30份，相容剂1-15份，偶联剂1-2份，润滑剂1-2份，和抗氧剂1-2份；具体制备方法是按下述步骤进行的：
将生物质和偶联剂加入高混机中混合5-20分钟；再加入ABS、相容剂、低熔点高熔指树脂、润滑剂和抗氧剂，混合1-10分钟；然后再挤出造粒，工艺参数：一区温度控制在160-180℃、二区温度控制在170-190℃、三区温度控制在185-195℃、四区至十区温度控制在185-200℃，挤出温度为160-200℃，螺杆转速为180-280r/min，喂料频率为10-20Hz。
进一步地限定，所述的低熔点高熔指树脂为线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)中的一种或其中几种的任意比混合。
进一步地限定，所述的生物质为竹粉、稻壳粉、杨木粉、白橡树粉中的一种或其中几种的任意比混合，其目数为100-300目。
进一步地限定，所述的相容剂为马来酸酐接枝ABS、马来酸酐接枝SBS、马来酸酐接枝SEBS、马来酸酐-丙烯腈-苯乙烯三元共聚物，丙烯酸缩水甘油酯接枝SBS中的一种或其中几种的任意比混合。
进一步地限定，所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。
进一步地限定，所述润滑剂为白油、EBS、低分子量AS中的一种或其中几种的任意比混合。
本发明采用低熔点高熔指树脂、润滑剂解决了ABS在生物质分解温度以下流动性差的难题；偶联剂处理后的生物质，能够提高生物质与ABS的相容性，加入的相容剂一端极性较强能与生物质表面羟基反应，另一端与ABS树脂相容性较好，偶联剂、相容剂及合理的加工工艺能够解决生物质分散不均的问题。
具体实施方式
实施例一：本实施例所指的一种ABS/生物质复合材料，由以下组分组成(重量份数)：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)：60份，线性低密度聚乙烯LLDPE(低熔点高熔指树脂)：10份，竹粉(目数100)：20份，马来酸酐接枝ABS(相容剂)：10份，硅烷偶联剂KH550：2份，白油(润滑剂)：2份，抗氧剂1010：1份。
制备方法为：将竹粉、硅烷偶联剂KH550加入高混机中混合15分钟；再加入丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、马来酸酐接枝ABS、线性低密度聚乙烯、白油和抗氧剂1010，混合5分钟；然后再挤出造粒，工艺参数：一区温度控制在160℃、二区温度控制在170℃、三区温度控制在185℃、四区至十区温度控制在185℃，挤出温度为185℃，螺杆转速为280r/min，喂料频率为15Hz。
实施例二：本实施例所指的一种ABS/生物质复合材料，由以下组分组成(重量份数)：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)：60份，线性低密度聚乙烯LLDPE(低熔点高熔指树脂)：10份，竹粉(目数200)：20份，马来酸酐接枝SBS(相容剂)：10份，硅烷偶联剂KH550：2份，白油(润滑剂)：2份，抗氧剂1010：1份。
制备方法为：
将竹粉、硅烷偶联剂KH550加入高混机中混合15分钟；再加入丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、马来酸酐接枝SBS、线性低密度聚乙烯、白油和抗氧剂1010，混合5分钟；然后再挤出造粒，工艺参数：一区温度控制在160℃、二区温度控制在175℃、三区温度控制在185℃、四区至十区温度控制在190℃，挤出温度为190℃，螺杆转速为280r/min，喂料频率为15Hz。
实施例三：本实施例所指的一种ABS/生物质复合材料，由以下组分组成(重量份数)：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)：60份，LDPE(低熔点高熔指树脂)：15份，竹粉(目数200)：20份，马来酸酐-丙烯腈-苯乙烯三元共聚物(相容剂)：5份，硅烷偶联剂KH550：2份，白油(润滑剂)：2份，抗氧剂1010：1份。
制备方法为：将将竹粉、硅烷偶联剂KH550加入高混机中混合15分钟；再加入丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、马来酸酐-丙烯腈-苯乙烯三元共聚物、LDPE、白油和抗氧剂1010，混合5分钟；然后再挤出造粒，工艺参数：一区温度控制在160℃、二区温度控制在175℃、三区温度控制在190℃、四区至十区温度控制在195℃，挤出温度为190℃，螺杆转速为280r/min，喂料频率为15Hz。
实施例四：本实施例所指的一种ABS/生物质复合材料，由以下组分组成(重量份数)：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)：55份，HDPE(低熔点高熔指树脂)：5份，杨木粉(目数100)：25份，马来酸酐接枝SBS(相容剂)：15份，硅烷偶联剂KH550：2份，EBS(润滑剂)：2份，抗氧剂1010：1份。
制备方法为：将杨木粉和偶联剂加入高混机中混合15分钟；再加入丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、马来酸酐-丙烯腈-苯乙烯三元共聚物、HDPE、EBS、抗氧剂1010，混合5分钟；然后再挤出造粒，工艺参数：一区温度控制在160℃、二区温度控制在175℃、三区温度控制在190℃、四区至十区温度控制在195℃，挤出温度为195℃，螺杆转速为280r/min，喂料频率为15Hz。
对比例：本例中一种ABS/生物质复合材料，由以下组分组成(重量份数)：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)：80份，竹粉(目数200)：20份，偶联剂KH550：2份，润滑剂白油2份，抗氧剂1010：1份。
制备方法为先将竹粉、KH550按配方比例在高混机中混合15分钟；再加入ABS、润滑剂、抗氧剂混合5分钟；然后再挤出造粒，，工艺参数：一区温度控制在160℃、二区温度控制在175℃、三区温度控制在190℃、四区至十区温度控制在195℃，挤出温度为195℃，螺杆转速为280r/min，喂料频率为15Hz。
表1
由对比例和实施例一可知，低熔点高熔指树脂的加入能够有效改善材料的力学强度。这是因为ABS在160-200℃的加工温度下，流动性差，不能很好的浸润生物质材料。而低熔点高熔指树脂在160-200℃的加工温度下，流动性非常好，能够很好的浸润生物质材料，包覆在生物质表面，提高生物质在ABS树脂基体中的分散性，从而可以提高材料力学性能。
从实施例中可以看出，实施例三中材料的性能最佳，这是因为实施例三使用了相容剂马来酸酐-丙烯腈-苯乙烯三元共聚物。该相容剂中丙烯腈-苯乙烯与ABS相容性较好。同时相容剂中马来酸酐含量较多，约占重量的18％，相容剂中有更多的马来酸酐与生物质材料表面的羟基发生化学反应，相容剂更容易包覆在生物质表面。因此仅添加5％的马来酸酐-丙烯腈-苯乙烯三元共聚物作为相容剂，材料的力学性能得到了大幅度提高。