一种双噁唑啉化合物和酸酐类化合物联用改性废旧abs材料的制作方法
【专利摘要】本发明属于废旧塑料改性处理领域，具体是一种双噁唑啉化合物和酸酐类化合物联用改性废旧ABS材料及其制备方法。是由下列重量份的各原料经熔融共混制成的，废旧ABS 100份；双噁唑啉化合物0.2~1.5份；酸酐类化合物0.3~2份；所述废旧ABS为经破碎均化后得到的片状料。本发明通过将废旧ABS、双噁唑啉化合物以及酸酐类化合物熔融共混，制得机械性能优异的改性废旧ABS材料，使废旧ABS塑料得到有效回收利用，大大减小了其对环境的影响。
【专利说明】
-种双噁唑啉化合物和酸酐类化合物联用改性废旧ABS材料
技术领域
[0001 ]本发明属于废旧塑料改性处理领域，具体是一种双噁唑啉化合物和酸酐类化合物 联用改性废旧ABS材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的发展，电子电器行业取得了快速发展。一方面，随着技术创新的不 断加速与市场需求的不断扩大，电子电器更新换代的速度越来越快;但另一方面，电子电器 较短的使用周期使其废弃物的数量急剧增加，世界各地都产生了大量的废旧电子电器外壳 塑料，并引起了日益严重的环境问题。
[0003] 这其中，ABS塑料由于其出色的力学性能和易加工的条件被广泛应用于电子电器 外壳上。大量的含ABS的报废产品不仅造成了环境的污染，还造成了资源的无效堆砌。
[0004] 对于ABS废弃塑料的处置，最理想的方式就是对废弃物中的ABS进行回收再利用， 但是由于废旧ABS的机械性能尤其是冲击强度普遍较差，导致其回收后难以二次利用。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明旨在提供一种双噁唑啉化合物和酸酐类化合物联用改性废旧 ABS材料及其制备方法，所得的改性材料机械性能优异。
[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种双噁唑啉化合物和酸酐类化合物联用改 性废旧ABS材料，是由下列重量份的各原料经熔融共混制成的，
[0007] 废旧 ABS 1〇〇 份；
[0008] 双噁唑啉化合物 0.2~1.5份；
[0009] 酸酐类化合物 0.3~2份。
[0010] 本发明通过将废旧ABS、双噁唑啉化合物以及酸酐类化合物熔融共混，制得机械性 能优异的改性废旧ABS材料，使废旧ABS塑料得到有效回收利用，大大减小了其对环境的影 响。以普通废旧ABS为例，熔融共混前废旧ABS的缺口冲击强度为6.8KJ/m 2,拉伸强度为 39MPa，弯曲强度为58MPa，断裂伸长率为37.2%;恪融共混后改性废旧485材料的缺口冲击 强度可达到14KJ/m 2，拉伸强度高于50MPa，弯曲强度高于60MPa，断裂伸长率高于50 %。
[0011] 优选的，所述双噁唑啉化合物为1，3-双（2-噁唑啉基）苯、2，2 双-(2-噁唑啉）和 1，4-双(2-噁唑啉基)苯中的一种或多种以任意比例混合的混合物。
[0012] 优选的，所述的酸酐类化学物为马来酸酐、邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐中的一种 或多种以任意比例混合的混合物。
[0013] 为了更进一步的说明本发明的技术方案，本发明提供了一种双噁唑啉化合物和酸 酐类化合物联用改性废旧ABS材料的制备方法，采用的是上述原料，其是通过以下步骤实现 的：
[0014] (al)废旧ABS和酸酐类化合物熔融共混，得到酸酐类化合物初步改性的废旧ABS;
[0015] (a2)所述酸酐类化合物初步改性的废旧ABS和双噁唑啉化合物熔融共混，得到最 终改性的废旧ABS材料。
[0016] 本领域技术人员在实现改性废旧ABS时可采用一步熔融共混法，也可采用本发明 的两步法。本发明先将废旧ABS与酸酐类化合物熔融共混之后再与双噁唑啉化合物共混的 原因在于:酸酐类化合物和双噁唑啉化合物的熔点不同，为了得到最佳实验效果，所以熔融 共混时设定的温度不同。具体实施时，所述步骤(al)中熔融共混的温度为210~230°C;步骤 (a2)中熔融共混的温度为190~210 °C。但是采用该熔融共混温度，熔融共混后改性废旧ABS 材料的缺口冲击强度可达到16.3KJ/m2，拉伸强度高于53MPa，弯曲强度高于66MPa，断裂伸 长率高于56%。
【具体实施方式】
[0017] 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。
[0018] 在本发明提供的一个实施例中，所述废旧ABS的缺口冲击强度低于8kJ/m2;在本发 明提供的另一个实施例中，所述废旧ABS的缺口冲击强度小于等于6.2kJ/m 2。
[0019]在本发明提供的一个实施例中，所述废旧ABS的拉伸强度低于39MPa;在本发明提 供的另一个实施例中，所述废旧ABS的拉伸强度低于37.5MPa;在本发明提供的其他实施例 中，所述废旧ABS的拉伸强度都小于等于37MPa。
[0020] 在本发明提供的一个实施例中，所述废旧ABS的弯曲强度低于58MPa;在本发明提 供的另一个实施例中，所述废旧ABS的弯曲强度低于56.3MPa;在本发明提供的其他实施例 中，所述废旧ABS的弯曲强度小于等于56MPa。
[0021] 在本发明提供的一个实施例中，所述废旧ABS的断裂伸长率低于37%;在本发明提 供的另一个实施例中，所述废旧ABS的断裂伸长率低于34.5%;在本发明提供的其他实施例 中，所述废旧ABS的断裂伸长率小于等于33.8%。
[0022]本发明对所述废旧ABS的来源没有特别限定，可以是从ABS材料制品废弃物中回收 得到的废旧ABS回收料。
[0023] 在本发明中，所述的双噁唑啉化合物为1，3-双(2-噁唑啉基)苯、2，2 双_(2-噁唑 啉)和1，4-双(2-噁唑啉基)苯中的一种或多种以任意比例混合的混合物。所述酸酐类化合 物优选马来酸酐、邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐中的一种或多种以任意比例混合的混合物。 在所述物料中，以废旧ABS的含量为100重量份计，所述酸酐类化合物的含量为0.3~2重量 份，优选为〇. 6~1.2重量份。双噁唑啉化合物的含量为0.2~1.5重量份，优选为0.3~0.6重 量份。
[0024]本发明提供的废旧ABS改性材料由废旧ABS塑料、双噁唑啉化合物、酸酐类化合物 熔融共混制成，具有良好的机械性能。实验结果表明，本发明提供的废旧ABS改性材料的缺 口冲击强度可高于16.3KJ/m 2，拉伸强度高于53KJ/m2，弯曲强度高于66KJ/m2，断裂伸长率高 于56% 〇
[0025]在本发明所提供的优选技术方案中，所述废旧ABS、双噁唑啉化合物、酸酐类化合 物熔融共混，得到废旧ABS改性材料的具体过程为：
[0026] (al)废旧ABS和酸酐类化合物熔融共混，得到酸酐类化合物初步改性的废旧ABS。
[0027] (a2)所述酸酐类化合物初步改性的废旧ABS和双噁唑啉化合物熔融共混，得到最 终改性的废旧ABS。
[0028]在上述技术方案中，首先将废旧ABS和酸酐类化合物进行熔融共混。所述熔融共混 的温度为190~240°C，优选为210~230°C。本发明对所述废旧ABS和酸酐类化合物熔融共混 时所用的设备没有特别限定，优选为本领域技术人员熟知的双螺杆挤出机。在本发明中，所 述双螺杆挤出机运行过程中，从料斗到机头各段温度分别优选为210°C、215°C、220°C、225 °C、230°C、225°C、220°C、215°C、210°C ;所述双螺杆挤出机的螺杆转速优选为75r/min。 [0029]在本发明中，优选在所述废旧ABS和酸酐类化合物进行熔融共混之前，对废旧ABS 进行干燥。所述干燥温度优选为60~110°C，更优选为70~90°C。所述干燥时间优选为6~ 20h，更优选为8~10h。本发明对所述废旧ABS干燥设备没有特别限定，优选为本领域技术人 员熟知的鼓风干燥箱。在本发明提供的一个实施例中，优选将干燥后的废旧ABS和酸酐类化 合物混合均匀后，再进行熔融共混。本发明中，在原料熔融共混之前，对其进行干燥，可以有 效防止废旧ABS中含有的水份在熔融共混过程中挥发，从而避免原料在熔融共混过程中由 于水份挥发引起的热降解和水解。在本发明中，优选在废旧ABS和酸酐类化合物进行干燥之 前，对所述废旧ABS进行粉碎，得到废旧ABS片状料。
[0030] 熔融共混结束后，得到酸酐类化合物初步改性的ABS熔体。所述熔体依次进行冷却 和造粒，得到酸酐类化合物初步改性的ABS。
[0031] 制得酸酐类化合物初步改性的废旧ABS后，将所述酸酐类化合物初步改性的废旧 ABS和双噁唑啉化合物熔融共混。所述熔融共混的温度为180~220°C，优选为190~210°C。 本发明对所述酸酐类化合物初步改性的废旧ABS和双噁唑啉化合物熔融共混时所用的设备 没有特别限定，优选为本领域技术人员熟知的双螺杆挤出机。在本发明中，所述双螺杆挤出 机运行过程中，从料斗到机头各段温度分别优选为190 °C、195 °C、200 °C、205 °C、210 °C、205 °C、200°C、195°C、190°C ;所述双螺杆挤出机的螺杆转速优选为75r/min。
[0032] 在本发明中，优选在所述酸酐类化合物初步改性的废旧ABS和双噁唑啉化合物进 行熔融共混之前，对酸酐类化合物初步改性的废旧ABS进行干燥。所述干燥温度优选为60~ 110 °C，更优选为70~90 °C。所述干燥时间优选为6~20h，更优选为8~10h。本发明对所述初 步改性的废旧ABS干燥设备没有特别限定，优选为本领域技术人员熟知的鼓风干燥箱。在本 发明提供的一个实施例中，优选将干燥后的酸酐类化合物初步改性的废旧ABS和双噁唑啉 化合物混合均匀后，再进行熔融共混。本发明中，在原料熔融共混之前，对其进行干燥，可以 有效防止初步改性的废旧ABS中含有的水份在熔融共混过程中挥发，从而避免原料在熔融 共混过程中由于水份挥发引起的热降解和水解。
[0033]熔融共混结束后，得到酸酐类化合物和双噁唑啉化合物最终改性的ABS熔体。所述 熔体依次进行冷却和造粒，得到酸酐类化合物和双噁唑啉化合物最终改性的ABS材料。 [0034]本发明提供的制备方法可以得到机械性能优良的废旧ABS改性材料，使废旧ABS得 到了有效的回收利用，大大减小了其对环境的影响，带来了经济效益和社会效益。
[0035] 为了更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明：
[0036] 实施例1
[0037] (1)将ABS废旧料破碎之后得到的片状料放置在鼓风干燥箱中，在80°C下干燥8h。
[0038] (2)将500g废旧ABS和6g马来酸酐混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，设置挤出 温度为210~230°C (参见上述料斗到机头各段温度的设置），挤出机螺杆转速为75r/min。熔 融共混结束后，得到酸酐类化合物初步改性的ABS熔体。所述熔体依次进行冷却和造粒，得 到酸酐类化合物初步改性的ABS。
[0039] (3)将上述酸酐类化合物初步改性的ABS放置在鼓风干燥箱中，在80°C下干燥8h。
[0040] (4)将上述干燥后的酸酐类化合物初步改性的ABS和1.5g的1，3-双(2-噁唑啉基） 苯混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，设置挤出温度为190~210°C(参见上述料斗到机头 各段温度的设置），挤出机螺杆转速为75r/min。熔融共混结束后，得到酸酐类化合物和双噁 唑啉化合物最终改性的ABS熔体。所述熔体依次进行冷却和造粒，得到酸酐类化合物和双噁 唑啉化合物最终改性的ABS材料。
[0041]在本实施例中，所使用的废旧ABS回收料由顺德鑫还宝资源利用有限公司提供，所 述废旧ABS回收料的缺口冲击强度为6.8kJ/m2，拉伸强度为39MPa，弯曲强度为58MPa，断裂 伸长率为37%。
[0042] 实施例2
[0043] (1)将ABS废旧料破碎之后得到的片状料放置在鼓风干燥箱中，在60°C下干燥20h。
[0044] (2)将500g废旧ABS和4g邻苯二甲酸酐混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，设置 挤出温度为210~230°C，挤出机螺杆转速为75r/min。熔融共混结束后，得到酸酐类化合物 初步改性的ABS熔体。所述熔体依次进行冷却和造粒，得到酸酐类化合物初步改性的ABS。 [0045] (3)将上述酸酐类化合物初步改性的ABS放置在鼓风干燥箱中，在60°C下干燥20h。
[0046] (4)将上述干燥后的酸酐类化合物初步改性的ABS和3g的2，2 双-(2-噁唑啉)混 合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，设置挤出温度为190~210°C，挤出机螺杆转速为75r/ min。熔融共混结束后，得到酸酐类化合物和双噁唑啉化合物最终改性的ABS熔体。所述熔体 依次进行冷却和造粒，得到酸酐类化合物和双噁唑啉化合物最终改性的ABS材料。
[0047]在本实施例中，所使用的废旧ABS回收料与实施例1相同。
[0048] 实施例3
[0049] (1)将ABS废旧料破碎之后得到的片状料放置在鼓风干燥箱中，在70°C下干燥1 Oh。
[0050] (2)将500g废旧ABS和3g均苯四甲酸酐混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，设置 挤出温度为210~230°C，挤出机螺杆转速为75r/min。熔融共混结束后，得到酸酐类化合物 初步改性的ABS熔体。所述熔体依次进行冷却和造粒，得到酸酐类化合物初步改性的ABS。
[0051] (3)将上述酸酐类化合物初步改性的ABS放置在鼓风干燥箱中，在70°C下干燥10h。
[0052] (4)将上述干燥后的酸酐类化合物初步改性的ABS和4.5g的1，4-双(2-噁唑啉基） 苯混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，设置挤出温度为190~210°C，挤出机螺杆转速为 75r/min。熔融共混结束后，得到酸酐类化合物和双噁唑啉化合物最终改性的ABS熔体。所述 熔体依次进行冷却和造粒，得到酸酐类化合物和双噁唑啉化合物最终改性的ABS材料。 [0053]在本实施例中，所使用的废旧ABS回收料与实施例1相同。
[0054] 实施例4
[0055] 废旧ABS改性材料性能检测
[0056]分别检测实施例1、实施例2、实施例3制得改性材料以及废旧ABS回收料的缺口冲 击强度、拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率。其中，缺口冲击强度按照标准测试方法GB1843- 80进行测试;拉伸强度按照标准测试方法GB/T1040-92进行测试;弯曲强度按照标准测试方 法GB/T 9341-2000进行测试;断裂伸长率按照标准测试方法GB/T1040-92进行测试。
[0057]测试结果如表1所示。
[0058]表1废旧ABS改性材料的性能测试结果
[0059]
[0060] 通过表1可以看出，本发明提供的废旧ABS改性材料的机械性能明显优于废旧ABS 回收料，尤其是冲击强度从6.8KJ/m2提高到16.3KJ/m2，这在废旧ABS处理改性领域是前所未 有的。
[0061 ] 实施例5
[0062] (1)将ABS废旧料破碎之后得到的片状料放置在鼓风干燥箱中，在90°C下干燥7h。
[0063] (2)将500g废旧ABS和1.5g均苯四甲酸酐混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，设 置挤出温度为190°C，挤出机螺杆转速为75r/min。熔融共混结束后，得到酸酐类化合物初步 改性的ABS熔体。所述熔体依次进行冷却和造粒，得到酸酐类化合物初步改性的ABS。
[0064] (3)将上述酸酐类化合物初步改性的ABS放置在鼓风干燥箱中，在90°C下干燥7h。
[0065] (4)将上述干燥后的酸酐类化合物初步改性的ABS和1.0g的1，4_双(2-噁唑啉基） 苯混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，设置挤出温度为180 °C，挤出机螺杆转速为75r/ min。熔融共混结束后，得到酸酐类化合物和双噁唑啉化合物最终改性的ABS熔体。所述熔体 依次进行冷却和造粒，得到酸酐类化合物和双噁唑啉化合物最终改性的ABS材料。
[0066]在本实施例中，所使用的废旧ABS回收料与实施例1相同。
[0067] 实施例6
[0068] (1)将ABS废旧料破碎之后得到的片状料放置在鼓风干燥箱中，在110°C下干燥6h。
[0069] (2)将500g废旧ABS、10g马来酸酐和邻苯二甲酸酐的混合物(质量比为1:3)混合均 匀后，加入到双螺杆挤出机中，设置挤出温度为240°C，挤出机螺杆转速为75r/min。熔融共 混结束后，得到酸酐类化合物初步改性的ABS熔体。所述熔体依次进行冷却和造粒，得到酸 酐类化合物初步改性的ABS。
[0070] (3)将上述酸酐类化合物初步改性的ABS放置在鼓风干燥箱中，在110°C下干燥6h。
[0071] (4)将上述干燥后的酸酐类化合物初步改性的ABS和7.5g的1，3-双(2-噁唑啉基） 苯和2，2 双-(2-噁唑啉）的混合物(质量比为1:2)混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，设 置挤出温度为220°C，挤出机螺杆转速为75r/min。熔融共混结束后，得到酸酐类化合物和双 噁唑啉化合物最终改性的ABS熔体。所述熔体依次进行冷却和造粒，得到酸酐类化合物和双 噁唑啉化合物最终改性的ABS材料。
[0072]在本实施例中，所使用的废旧ABS回收料与实施例1相同。
[0073]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种双噁唑啉化合物和酸酐类化合物联用改性废旧ABS材料，其特征在于，是由下列 重量份的各原料经熔融共混制成的， 废旧ABS 100份； 双噁唑啉化合物 0.2~1.5份； 酸酐类化合物 0.3~2份； 所述废旧ABS为经破碎均化后得到的片状料。2. 根据权利要求1所述的双噁唑啉化合物和酸酐类化合物联用改性废旧ABS材料，其特 征在于，所述双噁唑啉化合物为1，3-双(2-噁唑啉基)苯、2，2 双-(2-噁唑啉)和1，4-双(2-噁唑啉基)苯中的一种或多种以任意比例混合的混合物。3. 根据权利要求1或2所述的双噁唑啉化合物和酸酐类化合物联用改性废旧ABS材料， 其特征在于，所述的酸酐类化学物为马来酸酐、邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐中的一种或多 种以任意比例混合的混合物。4. 一种双噁唑啉化合物和酸酐类化合物联用改性废旧ABS材料的制备方法，其特征在 于，采用的是权利要求3所述原料，其是通过以下步骤实现的： (al)废旧ABS和酸酐类化合物熔融共混，得到酸酐类化合物初步改性的废旧ABS; (a2)所述酸酐类化合物初步改性的废旧ABS和双噁唑啉化合物熔融共混，得到最终改 性的废旧ABS材料。5. 根据权利要求4所述的双噁唑啉化合物和酸酐类化合物联用改性废旧ABS材料的制 备方法，其特征在于，所述步骤(al)中熔融共混的温度为210~230°C;步骤(a2)中熔融共混 的温度为190~210 °C。
【文档编号】C08L55/02GK106009472SQ201610541118
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月8日
【发明人】李迎春, 吴晓露, 王文生, 李洁, 杜拴丽, 武海花, 贺茂勇, 贾帅
【申请人】中北大学