本发明属于ABS再生技术领域，具体涉及一种同步扩链、增韧及修复界面的再生ABS材料及其制备方法。
背景技术：
ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)塑料由于性能优良，成型加工方便，广泛应用于电器产品制造等各个领域。与此同时，其报废量也正以惊人的速度增长。因此，国内外发展了很多处理ABS的方法，包括：焚烧、填埋以及循环使用等。
就焚烧而言，如果工艺管控不严格，可能产生二噁英等有害物质污染环境；就填满而言，塑料难以降解，将影响土壤质量并有潜在地污染土壤、水源及大气的可能性。同时，焚烧及填埋也是一种资源的严重浪费。
废旧塑料的改性再生是其目前最为有效的循环利用方式。但废ABS老化后性能恶化严重，其常规的再生方法是通过引入大量外源性高强度、高韧性或其他改性剂，采用共混改性制备再生复合材料的办法来改善其严重恶化的性能。但由于作为基材的废ABS其本身宏观性能的过度缺失，导致共混改性在改性剂低添加量时无显著效果，高添加量时引起成本过高，从而陷入两难境地。
老化ABS发生分子链断裂降解且对橡胶相的影响更大，直接导致了废料的分子量急剧降低、基体相与橡胶相的相界面之间的界面力减弱及胶含量的降低，同时在链断处产生活性羟基及羧基基团。针对上述问题，若能充分利用老化后的活性基团，同步对老化降解的分子链进行扩链、改善相界面，并适量增加胶含量，将得到一类高性能的再生材料，必将使其应用前景大大增强。
技术实现要素：
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种同步扩链、增韧及修复界面的再生ABS材料，该再生ABS材料利用含ABS的大分子扩链剂，可以有效的始源性修复废ABS，并同步对老化降解的分子链进行扩链、改善相界面，得到综合性能优良的再生材料，能使废物得到充分利用，节能减排。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述同步扩链、增韧及修复界面的再生ABS材料的制备方法，该方法工艺简单，操作方便，成本低廉。
本发明上述第一个技术问题是通过如下技术方案来实现的：一种同步扩链、增韧及修复界面的再生ABS材料，主要由以下质量份配比的成分组成：
废ABS：100
大分子扩链剂：1～5
扩链促进剂：0.1～0.5。
在上述同步扩链、增韧及修复界面的再生ABS材料中：
作为本发明中的一种优选的实施方式，本发明所述的大分子扩链剂优选为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)接枝噁唑啉(ABS-g-OZ)，其优选通过以下方法制备获得：以ABS高胶粉、乙醇胺和乙酸锌为原料，2，6-二氯甲苯为溶剂，置于反应容器中调节温度为170～180℃(更佳为170℃)冷回流反应2～3h(更佳为3h)后，再冷冻沉淀抽滤烘干，即得到大分子扩链剂ABS接枝噁唑啉。
在该ABS接枝噁唑啉的制备方法中：
所述ABS高胶粉、乙醇胺和乙酸锌的质量份配比优选为100：(30～50)：(2～3)，更佳为100：50：3。
所述2，6-二氯甲苯的用量优选为ABS高胶粉总质量的7～10倍。
冷冻沉淀时优选在乙醇中冷冻沉淀。
本发明所述的扩链促进剂优选为无碳碳双键酸酐。
进一步的，本发明所述的无碳碳双键酸酐优选为丁二酸酐、戊二酸酐和甲基六氢苯酐中的一种或几种以任意比例混合的混合物。
本发明所述的废ABS优选为经破碎均化处理后得到的片状料。
本发明上述所要解决的第二个技术问题是通过以下技术方案来实现的：上述同步扩链、增韧及修复界面的再生ABS材料的制备方法，包括以下步骤：按上述用量关系，选取废ABS和扩链促进剂，混匀后得混合物料，从双螺杆挤出机的主加料装置加入混合物料熔化，调节双螺杆挤出机的螺杆转速为30～40rpm，然后从双螺杆挤出机的加工第四区按上述用量关系加入大分子扩链剂与熔化的混合物料共混，再经挤出、牵引、冷却、切粒，即制得同步扩链、增韧及修复界面的再生ABS材料。
在该同步扩链、增韧及修复界面的再生ABS材料的制备方法中：
本发明所述双螺杆挤出机的加工温区优选为205～225℃。
进一步的，本发明所述双螺杆挤出机加工六区温度依次设定为：205℃，210℃，215℃，225℃，225℃，220℃。
本发明中加入的ABS基大分子扩链剂可同时起到以下三个关键作用：
(1)分子链上的活性噁唑啉基团可以与废ABS老化链上生成的羧基，在挤出条件下发生原位扩链反应，实现断链增长和修复；
(2)大分子扩链剂的ABS主链，与废ABS主链结构大体相似，十分有利于改善废ABS老化后界面力减弱的问题，实现界面修复；
(3)大分子扩链剂也是一种功能化ABS高胶粉，加入大分子扩链剂也相当于提高了再生材料的整体胶含量，起到增韧作用。
扩链促进剂的作用则是将废ABS老化分子链中的羟基转化为羧基，促进整体扩链修复效果。由于在挤出加工条件下，噁唑啉是羧基反应型扩链剂，为进一步提升大分子扩链剂的扩链改性效果，首先从主加料装置加入丁二酸酐等无碳碳双键酸酐作为扩链促进剂，其可与废ABS老化分子链中的羟基发生反应，生成新的羧基，从而增加了大分子扩链剂的扩链潜力；继而在第四区机筒中部加料口加入大分子扩链剂，通过分别投料实现分步反应，既能充分有效地进行原位扩链修复，同时避免了扩链促进剂中的酸酐和与大分子扩链剂中的噁唑啉基团直接共混时可发生的降低扩链修复效果的副反应；另外，选用的扩链促进剂不含易导致再生产品抗老化性能降低的不饱和碳碳双键，因而再生材料的应用前景更为广泛。
另一方面，温度及螺杆转速对再生材料的制备也非常重要。较长挤出保留时间和较高的温度有利于促进挤出时原位扩链反应的发生，但太长的加工时间及太高的温度又可能导致再生材料的分解。通过控制螺杆转速30～40rpm，加工温区在205～225℃，可在不影响原位扩链效果的前提下，避免再生材料发生分解。
本发明具有以下优点：
(1)本发明首次使用ABS基大分子扩链剂对废ABS进行原位扩链修复，大分子扩链剂可在废ABS的再生改性中同时起到扩链修复、增韧及改善相界面的三位一体效应，配合使用扩链促进剂，可进一步提升扩链修复效果，从而制备一种应用前景广泛的高附加值再生材料；
(2)整个加工过程使用的是常规的塑料加工设备，通过优选的工艺，进行反应型挤出，因此可以方便的进行推广应用；
(3)本发明为废ABS的高值化利用提供一种全新的解决方案，也带动了再生塑料行业的发展，同时相关产品具有很强的市场竞争力，并且符合国家节能减排政策，具有很好的社会效益和经济效益。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的同步扩链、增韧及修复界面的再生ABS材料，主要由以下质量份配比的成分组成：
废ABS：100
大分子扩链剂：3.5
扩链促进剂0.5。
其中大分子扩链剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)接枝噁唑啉，其通过以下方法制备获得：以ABS高胶粉、乙醇胺和乙酸锌为原料，2，6-二氯甲苯为溶剂，置于反应容器中调节温度为180℃冷回流反应2h后，再冷冻沉淀抽滤烘干，即得到大分子扩链剂ABS接枝噁唑啉。
ABS高胶粉、乙醇胺和乙酸锌的质量份配比为100：30：2。
2，6-二氯甲苯的用量为ABS高胶粉总质量的8倍。
冷冻沉淀时在乙醇中冷冻沉淀。
扩链促进剂为丁二酸酐。
废ABS为经破碎均化处理后得到的片状料。
该同步扩链、增韧及修复界面的再生ABS材料的制备方法，包括以下步骤：按上述用量关系，选取废ABS和扩链促进剂，混匀后得混合物料，从双螺杆挤出机的主加料装置加入混合物料熔化，调节双螺杆挤出机的螺杆转速为30rpm，然后从双螺杆挤出机的加工第四区按上述用量关系加入大分子扩链剂与熔化的混合物料共混，再经挤出、牵引、冷却、切粒，即制得同步扩链、增韧及修复界面的再生ABS材料。
双螺杆挤出机加工六区温度依次设定为：205℃，210℃，215℃，225℃，225℃，220℃。
实施例2
本实施例提供的同步扩链、增韧及修复界面的再生ABS材料，主要由以下质量份配比的成分组成：
废ABS：100
大分子扩链剂：5
扩链促进剂0.5。
其中大分子扩链剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)接枝噁唑啉，其通过以下方法制备获得：以ABS高胶粉、乙醇胺和乙酸锌为原料，2，6-二氯甲苯为溶剂，置于反应容器中调节温度为170℃冷回流反应3h后，再冷冻沉淀抽滤烘干，即得到大分子扩链剂ABS接枝噁唑啉。
ABS高胶粉、乙醇胺和乙酸锌的质量份配比为100：50：3。
2，6-二氯甲苯的用量为ABS高胶粉总质量的10倍。
冷冻沉淀时在乙醇中冷冻沉淀。
扩链促进剂为甲基六氢苯酐。
废ABS为经破碎均化处理后得到的片状料。
该同步扩链、增韧及修复界面的再生ABS材料的制备方法，包括以下步骤：按上述用量关系，选取废ABS和扩链促进剂，混匀后得混合物料，从双螺杆挤出机的主加料装置加入混合物料熔化，调节双螺杆挤出机的螺杆转速为40rpm，然后从双螺杆挤出机的加工第四区按上述用量关系加入大分子扩链剂与熔化的混合物料共混，再经挤出、牵引、冷却、切粒，即制得同步扩链、增韧及修复界面的再生ABS材料。
双螺杆挤出机加工六区温度依次设定为：205℃，210℃，215℃，225℃，225℃，220℃。
实施例3
本实施例提供的同步扩链、增韧及修复界面的再生ABS材料，主要由以下质量份配比的成分组成：
废ABS：100
大分子扩链剂：5
扩链促进剂0.25。
其中大分子扩链剂为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)接枝噁唑啉，其通过以下方法制备获得：以ABS高胶粉、乙醇胺和乙酸锌为原料，2，6-二氯甲苯为溶剂，置于反应容器中调节温度为175℃冷回流反应2.5h后，再冷冻沉淀抽滤烘干，即得到大分子扩链剂ABS接枝噁唑啉。
ABS高胶粉、乙醇胺和乙酸锌的质量份配比为100：40：3。
2，6-二氯甲苯的用量为ABS高胶粉总质量的10倍。
冷冻沉淀时在乙醇中冷冻沉淀。
扩链促进剂为丁二酸酐与戊二酸酐，二者的质量份配比为1：1。
废ABS为经破碎均化处理后得到的片状料。
该同步扩链、增韧及修复界面的再生ABS材料的制备方法，包括以下步骤：按上述用量关系，选取废ABS和扩链促进剂，混匀后得混合物料，从双螺杆挤出机的主加料装置加入混合物料熔化，调节双螺杆挤出机的螺杆转速为30rpm，然后从双螺杆挤出机的加工第四区按上述用量关系加入大分子扩链剂与熔化的混合物料共混，再经挤出、牵引、冷却、切粒，即制得同步扩链、增韧及修复界面的再生ABS材料。
双螺杆挤出机加工六区温度依次设定为：205℃，210℃，215℃，225℃，225℃，220℃。
实施例1-3制备的再生材料机械性能汇总如下表1。
表1实施例1-3制备的再生材料机械性能汇总
由以上具体实验数据可以看出，通过本发明的原位扩链修复、增韧及改善相界面的三位一体作用，全面(大幅)提升了原本性能严重恶化的(极低品质)废ABS综合机械性能，特别是老化后性能恶化最严重的冲击强度提高了3.3～4.2倍，使原本只能低端填料化使用的(极低品质)废料可以直接制备各类高端材料。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，实施例中选用的丁二酸酐、戊二酸酐、甲基六氢苯酐等扩链促进剂均由市售现成产品获得。
但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，上述实施方式中所选用的扩链促进剂、废ABS等原料也可选用市售的类似性能的现成产品，没有其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围。