一种废旧abs塑料的化学增韧方法
【专利摘要】本发明公开了一种废旧ABS塑料的化学增韧方法。包括以下步骤：热塑性聚氨酯与马来酸酐按质量比10:0.1-1在混合机中混合均匀，将均匀混合料在单螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物；将热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物、废旧ABS破碎料、过氧化二异丙苯、抗氧剂1010和光稳定剂受阻胺944在混合机中混合均匀，将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到增韧的ABS颗粒。本发明大幅降低了产品的成本，并且容易实现工业化生产，可以有效的解决废旧ABS塑料的资源浪费和环境污染。
【专利说明】一种废旧ABS塑料的化学增韧方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子改性【技术领域】，具体涉及一种废旧ABS塑料的化学增韧方法。
【背景技术】
[0002] ABS塑料是一类通用的工程塑料，广泛应用于电器电子产品部件、汽车零部件等。 相应地在这些制品报废后，存在大量废弃的ABS塑料，而ABS塑料是一种热塑性塑料，从加 工特性上可重复加工利用，因此具有可回收性。但废旧ABS由于在制品的服役期间发生老 化，橡胶相丁二烯部分在光和热的环境下被氧化，材料的冲击性能大幅下降。因此废旧的 ABS的直接回收利用被限制在较小的范围。
[0003] 随着全球范围内经济复苏，石油价格持续上涨。带动作为其下游产品的各类树脂 的价格日益走高，最近几年，ABS价格一直呈小幅上涨态势。每年我国都会产生大量的废弃 的ABS塑料，如果将这些废旧的ABS丢弃或焚烧不仅浪费了资源，还对环境造成污染。
[0004] 已经有人使用物理熔融共混的方法对废旧的ABS进行增韧改性，中国专利 CN103275457A公开了一种废旧ABS塑料再生改性汽车专用料及其制备的方法，从其结果数 据表中可以看出，废旧ABS塑料增韧后的悬臂梁缺口冲击强度最大也只有12KJ/m2，不能满 足高抗冲ABS性能的基本要求.中国专利CN103214780A公开了一种改性ABS电动车专用 料及其制备方法，其技术手段是利用纳米氧化锌和纳米滑石粉组成的复合纳米粒子，再对 复合纳米粒子进行表面包覆改性，形成改性的复合纳米粒子，但是此技术手段在实施操作 过程中存在一定的问题，由于纳米粒子的表面效应，纳米粒子容易发生团聚现象，进而会大 幅降低材料的韧性。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种废旧ABS塑料的化学增韧方法，大幅提升废旧ABS塑 料回收再利用后的性能。
[0006] 一种废旧ABS塑料的化学增韧方法，包括以下步骤：
[0007] 1)热塑性聚氨酯与马来酸酐按质量比10:0. 1-1在混合机中混合均匀，将均匀混 合料在单螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物；
[0008] 2)将热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物、废旧ABS破碎料、过氧化二异丙苯、抗氧剂 1010和光稳定剂受阻胺944在混合机中混合均匀，将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造 粒，得到增韧的ABS颗粒。
[0009] 按上述方案，所用原料按重量份数计为：
[0010] 废旧ABS破碎料 100份； 热塑性聚氨酯/马来酸酐的反应物 5?20份； 过氧化二异丙苯 0.1?1.5份; 抗氧剂1010 0.1-1份； 光稳定剂受阻胺944 0.1?0.6份。
[0011] 按上述方案，所述热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物制备过程中挤出温度为80°C? 130。。。
[0012] 按上述方案，所述增韧的ABS颗粒制备过程中挤出温度为160°C?175°C。
[0013] 按上述方案，所述的热塑性聚氨酯采用德国拜耳TPU-192X或德国拜耳TPU-460中 的一种或两种混合物。
[0014] 按上述方案，所述废旧ABS破碎料的平均粒径为1?30mm。
[0015] 本发明利用热塑性聚氨酯中的-NC0基团与马来酸酐中的酸酐基团发生化学反 应，在挤出造粒的同时生成热塑性聚氨酯/马来酸酐的反应物。进一步地，利用热塑性聚氨 酯/马来酸酐的反应物与废旧的ABS进行熔融共混接枝，在挤出造粒的同时使马来酸酐上 的双键与废旧ABS中的双键或与双键相邻碳上α -Η在引发剂的作用下熔融接枝达到改性 的目的。
[0016] 本发明的有益效果在于：
[0017] (1)本发明的方法是利用熔融接枝的方法将热塑性聚氨酯接枝到ABS上，从而增 加了废旧ABS中橡胶相的含量，大大增大了废旧ABS的冲击强度，其中拉伸强度，弯曲强度 也有一定的增加。
[0018] (2)本发明中使用的抗氧剂1010，不仅可以减少废旧的ABS在熔融加工过程中被 氧化，而且可以防止制成产品后，产品在光，热，氧的环境下进一步氧化，保障了产品的基本 性能。
[0019] (3)本发明大幅降低了产品的成本，并且容易实现工业化生产，可以有效的解决废 旧ABS塑料的资源浪费和环境污染。由于熔融指数升高了，本发明混合料加入到挤出机中 的挤出最高温度只需175°C，比一般的回收ABS料（200°C )的挤出温度都要低，可以节约电 的使用量，降低生产成本。
【具体实施方式】
[0020] 以下实施例进一步说明本发明的额技术内容，但不作为对本发明保护范围的限 制。
[0021] 本发明废旧ABS塑料的化学增韧过程如下：
[0022] 1)热塑性聚氨酯与马来酸酐按质量比10:01-1在混合机中混合均匀，将均匀混合 料在单螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物；挤出机工作温 度为 80°C?130°C ；
[0023] 2)将热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物、废旧ABS破碎料、过氧化二异丙苯、抗氧剂 1010和光稳定剂受阻胺944在混合机中混合均匀，将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造 粒，得到增韧的ABS颗粒；挤出机工作温度为160°C?175°C。本发明利用热塑性聚氨酯中 的-NCO基团与马来酸酐中的酸酐基团发生化学反应，在挤出造粒的同时生成热塑性聚氨 酯/马来酸酐的反应物。进一步地，利用热塑性聚氨酯/马来酸酐的反应物与废旧的ABS 进行熔融共混接枝，在挤出造粒的同时使马来酸酐上的双键与废旧ABS中的双键或与双键 相邻碳上α -Η在引发剂的作用下熔融接枝达到改性的目的。
[0024] 优化地，所用原料按重量份数计为：
[0025] 废旧ABS破碎料 100份； 热塑性聚氨酯/马来酸酐的反应物 5?20份； 过氧化二异丙苯 0.1-1.5份； 抗氧剂1010 0.1-1份·' 光稳定剂受阻胺944 0.1?0.6份。
[0026] 按上述方案，所述的热塑性聚氨酯分子链中含有异氰酸酯基。本发明利用热塑性 聚氨酯中的-NC0基团与马来酸酐中的酸酐基团发生化学反应，在挤出造粒的同时生成热 塑性聚氨酯/马来酸酐的反应物。
[0027] 优化地，热塑性聚氨酯采用德国拜耳TPU-192X或德国拜耳TPU-460中的一种或两 种混合物。
[0028] 实施例1
[0029] 制备热塑性聚氨酯/马来酸酐的反应产物：
[0030] 将热塑性聚氨酯（TPU)与马来酸酐（ΜΑΗ)按照TPU/MAH = 10/0. 1的质量比加入 高速混合机中混合均匀，然后将混合料在单螺杆挤出机中熔融挤出，造粒。其中单螺杆挤出 机的工作条件：温度为（80°C?130°C )。
[0031] 制备废旧ABS增韧料：
[0032] 按重量份计，将100份ABS破碎料、5份反应产物㈧、0. 1份引发剂DCP、0. 1份抗 氧剂1010、0. 1份光稳定剂受阻胺944加入高速混合机中在300rpm下混合十分钟后得到均 匀混料，然后将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为（160°C?175°C )，螺杆转 速为55r/min.挤出造粒，即得增韧的ABS颗粒。
[0033] 实施例2
[0034] 制备热塑性聚氨酯/马来酸酐的反应产物：
[0035] 将热塑性聚氨酯（TPU)与马来酸酐（ΜΑΗ)按照比例TPU/MAH = 10/0. 9的质量比 加入高速混合机中混合均匀后，然后将均匀混合料在单螺杆挤出机中熔融挤出，造粒。其中 单螺杆挤出机的工作条件：温度为（80°C?130°C )。
[0036] 制备废旧ABS增韧料：
[0037] 按重量计，将100份ABS破碎料、9份反应产物（A)、0. 5份引发剂DCP、0. 5份抗氧 剂1010、0. 3份光稳定剂受阻胺944加入高速混合机中在300rpm下混合十分钟后得到均匀 混料，然后将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为（160°C?175°C )，螺杆转速 为55r/min.挤出造粒，即得增韧的ABS颗粒。
[0038] 实施例3
[0039] 制备热塑性聚氨酯/马来酸酐的反应产物：
[0040] 将热塑性聚氨酯（TPU)与马来酸酐（ΜΑΗ)按照比例TPU ：ΜΑΗ ：= 10 :0. 4的质量比 加入高速混合机中混合均匀后，然后将均匀混合料在单螺杆的挤出机中熔融挤出，造粒。其 中单螺杆挤出机的工作条件：温度为（80°C?130°C )。
[0041] 制备废旧ABS增韧料：
[0042] 按重量计，将100份ABS破碎料、12份反应产物（A)、0. 8份引发剂DCP、0. 5份抗氧 剂1010、0. 3份光稳定剂受阻胺944加入高速混合机中在300rpm下混合十分钟后得到均匀 混料，然后将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，温度分别为（160°C?175°C )，螺杆 转速为55r/min.挤出造粒，即得增韧的ABS颗粒。
[0043] 实施例4
[0044] 制备热塑性聚氨酯与马来酸酐的反应产物（A)。
[0045] 将热塑性聚氨酯（TPU)与马来酸酐（ΜΑΗ)按照比例TPU ：ΜΑΗ：= 10 ：1的质量比加 入高速混合机中混合均匀后，然后将均匀混合料在单螺杆的挤出机中熔融挤出，造粒。其中 单螺杆挤出机的工作条件：温度为（80°C?130°C )。
[0046] 制备废旧ABS增韧料：
[0047] 按重量计，将100份ABS破碎料、20份反应产物（A)、1. 5份引发剂DCP、1份抗氧剂 1010、0. 6份光稳定剂受阻胺944加入高速混合机中在300rpm下混合十分钟后得到均勻混 料，然后将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，温度为（160°C?175°C )，螺杆转速为 55r/min.挤出造粒，即得增韧的ABS颗粒。
[0048] 对比例
[0049] 按重量计，将100份废旧ABS破碎料、1份抗氧剂1010、加入高速混合机中在 300rpm下混合十分钟后得到均匀混料，然后将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，温 度为（190°C?225°C )，螺杆转速为55r/min.挤出造粒，即得ABS颗粒。
[0050] 实施例1-4制备的废旧ABS塑料的化学增韧料性能，如表1所示。
[0051]表 1
[0052]
【权利要求】
1. 一种废旧ABS塑料的化学增韧方法，其特征在于包括以下步骤： 1)热塑性聚氨酯与马来酸酐按质量比10:0. l-ι在混合机中混合均匀，将均匀混合料 在单螺杆挤出机中熔融挤出造粒，得到热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物； 2)将热塑性聚氨酯/马来酸酐反应物、废旧ABS破碎料、过氧化二异丙苯、抗氧剂1010 和光稳定剂受阻胺944在混合机中混合均匀，将均匀混料加入双螺杆挤出机中挤出造粒， 得到增韧的ABS颗粒。
2.如权利要求1所述的废旧ABS塑料的化学增韧方法，其特征在于所用原料按重量份 数计为： 废旧ABS破碎料 100份； 热塑性聚氨酯/马来酸酐的反应物 5?20份； 过氧化二异丙苯 0.1?1.5份； 抗氧剂1010 0.1-1份; 光稳定剂受阻胺944 0.1?0.6份。
3.如权利要求1所述的废旧ABS塑料的化学增韧方法，其特征在于所述热塑性聚氨酯 /马来酸酐反应物制备过程中挤出温度为80°C?130°C。
4.如权利要求1所述的废旧ABS塑料的化学增韧方法，其特征在于所述增韧的ABS颗 粒制备过程中挤出温度为160°C?175°C。
5.如权利要求1所述的废旧ABS塑料的化学增韧方法，其特征在于所述的热塑性聚氨 酯采用德国拜耳TPU-192X或德国拜耳TPU-460中的一种或两种混合物。
6.如权利要求1所述的废旧ABS塑料的化学增韧方法，其特征在于所述废旧ABS破碎 料的平均粒径为1?30mm。
【文档编号】C08K5/14GK104045964SQ201410314962
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】张良均, 明建入, 杨啸, 苗泽凯, 彭晨, 王琪 申请人:武汉工程大学