本发明涉及新型材料领域，具体涉及一种ABS回收料复合材料及其制备方法。
背景技术：
近年来，随着生产的发展和人们消费水平的提高，塑料制品消费量不断增大，废旧塑料总量也迅速增加。据统计，在大中、城市，废旧塑料比例高达10％左右。因此采用积极对策，加强对废旧塑料废弃物的处理是保护良好的生态环境，促进塑料工业健康发展，构建和谐社会的重要措施。由于经济、法律及民众意识等方面的原因，将废旧塑料用掩埋方法处理已经越来越不可行。在发达国家，环保意识的增加和可用的掩埋式垃圾处理场空间的减少促进了塑料回收工业的发展，但是现代只有大约5％-25％的废旧塑料被回收，占所有材料总量的8％。大约18％的聚合物废弃物被堆在垃圾场，其中40％是塑料包装用品。由于它们随处可见，种类多、生物降解性差，使用短，而备受关注，数据表明杂欧洲，回收塑料方法包括焚烧能量回收，机械回收，原料或化学回收等。
ABS材料已经在机械、建材、汽车内饰和仪表电器等方面得到了广泛的应用，每年会产生大量的ABS废弃品，采用填埋或焚烧等方式处理，不但会给生态环境带来污染，也造成了资源的严重浪费。但由于回收的ABS再生料的性能相对于新料有所降低，特别是韧性下降明显，因此，如何实现废弃ABS的回收再利用，已成为一个亟待解决的问题。
中国专利申请号为201410696864.1公开了一种废旧PC/ABS合金改性材料及其制备方法，以废旧PC/ABS为基体材料，只添加了一种扩链剂作为助剂改性废旧材料，应用、功能性受到限制，仅仅只是简单再生，创新性不足。
再有，中国专利申请号为CN200510035815.4回收利用聚碳酸酯/ABS工程塑料的组合物及其制造方法，对聚碳酸酯/ABS次料进行回收改性，使聚碳酸酯/ABS次料能够达到新料的使用要求，使聚碳酸酯/ABS次料得到经济的回收利用，减少的环境的负担，但是配方中仅仅添加抗氧化剂对材料进行改性，材料的抗机械冲击性和强度不足，使再生材料的性能存在一定的不足，使用范围也具有一定的限制。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种ABS回收料复合材料及其制备方法，本发明材料通过将ABS回收料添加一定配比的原料进行改性再生的材料具有强度高、抗拉伸性强和柔韧性好的优点，通过原料间的协同作用，有效改善的材料的抗机械冲击率，可以广泛应用于建筑、机械等领域。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种ABS回收料复合材料，包括以下重量份计的原料：
ABS回收料25-30份、高密度聚乙烯15-20份、钛白粉4-8份、纳米碳酸钙6-10份、玻璃纤维4-8份、植物纤维粉末5-9份、纳米二氧化硅7-15份、炭黑2-5份、载银纳米二氧化钛4-8份、单甲基次磷酸钙1.5-2.5份、聚乙烯吡咯烷酮2-5份、相容剂1.6-2.5份、热稳定剂1.8-2.6份和润滑剂1.8-3.2份。
优选地，包括以下重量份计的原料：ABS回收料27-29份、高密度聚乙烯17-19份、钛白粉5-7份、纳米碳酸钙7-9份、玻璃纤维5-7份、植物纤维粉末6-8份、纳米二氧化硅10-12份、炭黑3-4份、载银纳米二氧化钛5-7份、单甲基次磷酸钙1.8-2.2份、聚乙烯吡咯烷酮3-4份、相容剂1.9-2.2份、热稳定剂2.1-2.3份和润滑剂2.5-2.7份。
优选地，包括以下重量份计的原料：ABS回收料28份、高密度聚乙烯18份、钛白粉6份、纳米碳酸钙8份、玻璃纤维6份、植物纤维粉末7份、纳米二氧化硅11份、炭黑3.5份、载银纳米二氧化钛6份、单甲基次磷酸钙2.1份、聚乙烯吡咯烷酮3.5份、相容剂2.1份、热稳定剂2.2份和润滑剂2.6份。
优选地，所述ABS回收料的预处理方法为：将ABS回收料置入真空干燥箱中在90摄氏度下干燥15小时后，与甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯和过氧化二异丙苯混合加入高速混合机中在65-70摄氏度下混合15-20分钟，加入双螺杆挤出机中，在温度为180-200摄氏度，90-95转/分钟的条件下熔融接枝，接枝物经水槽冷却后在切粒机上造粒，粒料置入90摄氏度的真空干燥箱中干燥5小时，即得。
优选地，所述ABS回收料、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯和过氧化二异丙苯的重量配比为100:5:5:0.5。
优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝ABS、丙烯酸接枝聚乙烯、丙烯酸接枝ABS中的一种或几种结合。
优选地，所述热稳定剂为β-二酮类化合物、亚磷酸脂和液体钡-镉-锌复合稳定剂按照质量比1:2:4混合组成。
优选地，所述润滑剂为油酰酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸和多元醇酯中的一种或几种结合。
本发明中还公开了一种上述ABS回收料复合材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将植物纤维粉末进行干燥，使得植物纤维的含水率在0.3％以下；
(2)将干燥后的植物纤维粉末、钛白粉、炭黑、ABS回收料、高密度聚乙烯置于高速混合机中在70-75摄氏度条件下，混合10-15分钟；
(3)将步骤(2)的制得的产物置于双螺杆挤出机中进行第一次造粒，得到木塑粒子；
(4)将木塑粒子与纳米碳酸钙、玻璃纤维、纳米二氧化硅、载银纳米二氧化钛、单甲基次磷酸钙、聚乙烯吡咯烷酮、相容剂、热稳定剂和润滑剂加入高速混合机中在85-90摄氏度的条件下，混合15-20分钟；
(5)将步骤(4)制得的产物置于双螺杆挤出机中进行第二次造粒，将粒料加入真空干燥箱中在90-95摄氏度下，干燥5小时，即得所述ABS回收料混合材料。
优选地，所述步骤(3)中的第一次造粒温度为215-220摄氏度，螺杆转速为65-70转/分钟，所述步骤(5)中的第二次造粒温度为225-230摄氏度，螺杆转速为50-55转/分钟。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明材料通过将ABS回收料添加一定配比的原料进行改性再生的材料具有强度高、抗拉伸性强和柔韧性好的优点，通过原料间的协同作用，有效改善的材料的抗机械冲击率，可以广泛应用于建筑、机械等领域。
(2)本发明原料中通过高密度聚乙烯与ABS回收料挤出熔融再生，高密度聚乙烯可以增强ABS回收料的柔韧性和抗拉伸性，有效减弱ABS回收料的脆碎性和老化性，同时添加钛白粉和炭黑协同作用可以增强材料的光稳定性和材料的强度，载银纳米二氧化钛不仅可以增强材料的抗紫外线性，同时可以赋予材料良好的杀菌性能。
(3)本发明原料中对ABS回收料进行过预处理，在熔融接枝过程中甲基丙烯酸缩水甘油酯在过氧化二异丙苯的作用下，接枝到ABS回收料的分子链上，增大了熔体的黏度，使其流动性减少，从而有效的增强了材料的韧性，断裂伸长率和缺口冲击强度提升显著。
(4)本发明原料中添加助剂相容剂，相容剂的加入可以减少原料在ABS回收料中的分散不均匀，出现局部团聚的现象，加入相容剂后增强了原料与ABS回收料的基体接触面积，形成稳定的界面键合力，增强了材料的稳定性和抗机械冲击性，本发明中添加有热稳定剂有效改善材料的耐热性和耐温性。
(5)本发明制备方法中首先将聚合物与植物纤维粉进行第一次挤出造粒后，通过植物纤维粉改善聚合物的柔韧性，同时植物纤维粉填充到聚合物中在，增强了材料的致密性，再将木塑粒子与其他材料进行第二次熔融挤出造粒，制备出的材料填料分散更均匀，综合性能更佳。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种ABS回收料复合材料，包括以下重量份计的原料：
ABS回收料25份、高密度聚乙烯15份、钛白粉4份、纳米碳酸钙6份、玻璃纤维4份、植物纤维粉末5份、纳米二氧化硅7份、炭黑2份、载银纳米二氧化钛4份、单甲基次磷酸钙1.5份、聚乙烯吡咯烷酮2份、相容剂1.6份、热稳定剂1.8份和润滑剂1.8份。
ABS回收料的预处理方法为：
将ABS回收料置入真空干燥箱中在90摄氏度下干燥15小时后，与甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯和过氧化二异丙苯混合加入高速混合机中在65摄氏度下混合15分钟，加入双螺杆挤出机中，在温度为180摄氏度，90转/分钟的条件下熔融接枝，接枝物经水槽冷却后在切粒机上造粒，粒料置入90摄氏度的真空干燥箱中干燥5小时，即得。
ABS回收料、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯和过氧化二异丙苯的重量配比为100:5:5:0.5。
相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯。
热稳定剂为β-二酮类化合物、亚磷酸脂和液体钡-镉-锌复合稳定剂按照质量比1:2:4混合组成。
润滑剂为油酰酰胺。
本实施例中的ABS回收料复合材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将植物纤维粉末进行干燥，使得植物纤维的含水率在0.3％以下；
(2)将干燥后的植物纤维粉末、钛白粉、炭黑、ABS回收料、高密度聚乙烯置于高速混合机中在70摄氏度条件下，混合10分钟；
(3)将步骤(2)的制得的产物置于双螺杆挤出机中进行第一次造粒，得到木塑粒子；
(4)将木塑粒子与纳米碳酸钙、玻璃纤维、纳米二氧化硅、载银纳米二氧化钛、单甲基次磷酸钙、聚乙烯吡咯烷酮、相容剂、热稳定剂和润滑剂加入高速混合机中在85摄氏度的条件下，混合15分钟；
(5)将步骤(4)制得的产物置于双螺杆挤出机中进行第二次造粒，将粒料加入真空干燥箱中在90摄氏度下，干燥5小时，即得所述ABS回收料混合材料。
步骤(3)中的第一次造粒温度为215摄氏度，螺杆转速为65转/分钟，步骤(5)中的第二次造粒温度为225摄氏度，螺杆转速为50转/分钟。
实施例2
一种ABS回收料复合材料，包括以下重量份计的原料：
ABS回收料30份、高密度聚乙烯20份、钛白粉8份、纳米碳酸钙10份、玻璃纤维8份、植物纤维粉末9份、纳米二氧化硅15份、炭黑5份、载银纳米二氧化钛8份、单甲基次磷酸钙2.5份、聚乙烯吡咯烷酮5份、相容剂2.5份、热稳定剂2.6份和润滑剂3.2份。
ABS回收料的预处理方法为：
将ABS回收料置入真空干燥箱中在90摄氏度下干燥15小时后，与甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯和过氧化二异丙苯混合加入高速混合机中在70摄氏度下混合20分钟，加入双螺杆挤出机中，在温度为200摄氏度，95转/分钟的条件下熔融接枝，接枝物经水槽冷却后在切粒机上造粒，粒料置入90摄氏度的真空干燥箱中干燥5小时，即得。
ABS回收料、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯和过氧化二异丙苯的重量配比为100:5:5:0.5。
相容剂为马来酸酐接枝ABS。
热稳定剂为β-二酮类化合物、亚磷酸脂和液体钡-镉-锌复合稳定剂按照质量比1:2:4混合组成。
润滑剂为硬脂酸锌。
本实施例中的ABS回收料复合材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将植物纤维粉末进行干燥，使得植物纤维的含水率在0.3％以下；
(2)将干燥后的植物纤维粉末、钛白粉、炭黑、ABS回收料、高密度聚乙烯置于高速混合机中在75摄氏度条件下，混合15分钟；
(3)将步骤(2)的制得的产物置于双螺杆挤出机中进行第一次造粒，得到木塑粒子；
(4)将木塑粒子与纳米碳酸钙、玻璃纤维、纳米二氧化硅、载银纳米二氧化钛、单甲基次磷酸钙、聚乙烯吡咯烷酮、相容剂、热稳定剂和润滑剂加入高速混合机中在90摄氏度的条件下，混合20分钟；
(5)将步骤(4)制得的产物置于双螺杆挤出机中进行第二次造粒，将粒料加入真空干燥箱中在95摄氏度下，干燥5小时，即得所述ABS回收料混合材料。
步骤(3)中的第一次造粒温度为220摄氏度，螺杆转速为70转/分钟，步骤(5)中的第二次造粒温度为230摄氏度，螺杆转速为55转/分钟。
实施例3
一种ABS回收料复合材料，包括以下重量份计的原料：
ABS回收料27份、高密度聚乙烯17份、钛白粉5份、纳米碳酸钙7份、玻璃纤维5份、植物纤维粉末6份、纳米二氧化硅10份、炭黑3份、载银纳米二氧化钛5份、单甲基次磷酸钙1.8份、聚乙烯吡咯烷酮3份、相容剂1.9份、热稳定剂2.1份和润滑剂2.5份。
ABS回收料的预处理方法为：
将ABS回收料置入真空干燥箱中在90摄氏度下干燥15小时后，与甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯和过氧化二异丙苯混合加入高速混合机中在66摄氏度下混合16分钟，加入双螺杆挤出机中，在温度为185摄氏度，91转/分钟的条件下熔融接枝，接枝物经水槽冷却后在切粒机上造粒，粒料置入90摄氏度的真空干燥箱中干燥5小时，即得。
ABS回收料、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯和过氧化二异丙苯的重量配比为100:5:5:0.5。
相容剂为马来酸酐接枝ABS。
热稳定剂为β-二酮类化合物、亚磷酸脂和液体钡-镉-锌复合稳定剂按照质量比1:2:4混合组成。
润滑剂为硬脂酸钙。
本实施例中的ABS回收料复合材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将植物纤维粉末进行干燥，使得植物纤维的含水率在0.3％以下；
(2)将干燥后的植物纤维粉末、钛白粉、炭黑、ABS回收料、高密度聚乙烯置于高速混合机中在72摄氏度条件下，混合12分钟；
(3)将步骤(2)的制得的产物置于双螺杆挤出机中进行第一次造粒，得到木塑粒子；
(4)将木塑粒子与纳米碳酸钙、玻璃纤维、纳米二氧化硅、载银纳米二氧化钛、单甲基次磷酸钙、聚乙烯吡咯烷酮、相容剂、热稳定剂和润滑剂加入高速混合机中在86摄氏度的条件下，混合16分钟；
(5)将步骤(4)制得的产物置于双螺杆挤出机中进行第二次造粒，将粒料加入真空干燥箱中在91摄氏度下，干燥5小时，即得所述ABS回收料混合材料。
步骤(3)中的第一次造粒温度为217摄氏度，螺杆转速为67转/分钟，步骤(5)中的第二次造粒温度为227摄氏度，螺杆转速为52转/分钟。
实施例4
一种ABS回收料复合材料，包括以下重量份计的原料：
ABS回收料29份、高密度聚乙烯19份、钛白粉7份、纳米碳酸钙9份、玻璃纤维7份、植物纤维粉末8份、纳米二氧化硅12份、炭黑4份、载银纳米二氧化钛7份、单甲基次磷酸钙2.2份、聚乙烯吡咯烷酮4份、相容剂2.2份、热稳定剂2.3份和润滑剂2.7份。
ABS回收料的预处理方法为：
将ABS回收料置入真空干燥箱中在90摄氏度下干燥15小时后，与甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯和过氧化二异丙苯混合加入高速混合机中在68摄氏度下混合18分钟，加入双螺杆挤出机中，在温度为190摄氏度，93转/分钟的条件下熔融接枝，接枝物经水槽冷却后在切粒机上造粒，粒料置入90摄氏度的真空干燥箱中干燥5小时，即得。
ABS回收料、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯和过氧化二异丙苯的重量配比为100:5:5:0.5。
相容剂为丙烯酸接枝ABS。
热稳定剂为β-二酮类化合物、亚磷酸脂和液体钡-镉-锌复合稳定剂按照质量比1:2:4混合组成。
润滑剂为硬脂酸。
本实施例中的ABS回收料复合材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将植物纤维粉末进行干燥，使得植物纤维的含水率在0.3％以下；
(2)将干燥后的植物纤维粉末、钛白粉、炭黑、ABS回收料、高密度聚乙烯置于高速混合机中在73摄氏度条件下，混合13分钟；
(3)将步骤(2)的制得的产物置于双螺杆挤出机中进行第一次造粒，得到木塑粒子；
(4)将木塑粒子与纳米碳酸钙、玻璃纤维、纳米二氧化硅、载银纳米二氧化钛、单甲基次磷酸钙、聚乙烯吡咯烷酮、相容剂、热稳定剂和润滑剂加入高速混合机中在85-90摄氏度的条件下，混合18分钟；
(5)将步骤(4)制得的产物置于双螺杆挤出机中进行第二次造粒，将粒料加入真空干燥箱中在93摄氏度下，干燥5小时，即得所述ABS回收料混合材料。
步骤(3)中的第一次造粒温度为218摄氏度，螺杆转速为68转/分钟，步骤(5)中的第二次造粒温度为228摄氏度，螺杆转速为53转/分钟。
实施例5
一种ABS回收料复合材料，包括以下重量份计的原料：
ABS回收料28份、高密度聚乙烯18份、钛白粉6份、纳米碳酸钙8份、玻璃纤维6份、植物纤维粉末7份、纳米二氧化硅11份、炭黑3.5份、载银纳米二氧化钛6份、单甲基次磷酸钙2.1份、聚乙烯吡咯烷酮3.5份、相容剂2.1份、热稳定剂2.2份和润滑剂2.6份。
ABS回收料的预处理方法为：
将ABS回收料置入真空干燥箱中在90摄氏度下干燥15小时后，与甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯和过氧化二异丙苯混合加入高速混合机中在69摄氏度下混合19分钟，加入双螺杆挤出机中，在温度为195摄氏度，94转/分钟的条件下熔融接枝，接枝物经水槽冷却后在切粒机上造粒，粒料置入90摄氏度的真空干燥箱中干燥5小时，即得。
ABS回收料、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯和过氧化二异丙苯的重量配比为100:5:5:0.5。
相容剂为丙烯酸接枝ABS。
热稳定剂为β-二酮类化合物、亚磷酸脂和液体钡-镉-锌复合稳定剂按照质量比1:2:4混合组成。
润滑剂为多元醇酯。
本实施例中的ABS回收料复合材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将植物纤维粉末进行干燥，使得植物纤维的含水率在0.3％以下；
(2)将干燥后的植物纤维粉末、钛白粉、炭黑、ABS回收料、高密度聚乙烯置于高速混合机中在74摄氏度条件下，混合14分钟；
(3)将步骤(2)的制得的产物置于双螺杆挤出机中进行第一次造粒，得到木塑粒子；
(4)将木塑粒子与纳米碳酸钙、玻璃纤维、纳米二氧化硅、载银纳米二氧化钛、单甲基次磷酸钙、聚乙烯吡咯烷酮、相容剂、热稳定剂和润滑剂加入高速混合机中在89摄氏度的条件下，混合19分钟；
(5)将步骤(4)制得的产物置于双螺杆挤出机中进行第二次造粒，将粒料加入真空干燥箱中在94摄氏度下，干燥5小时，即得所述ABS回收料混合材料。
步骤(3)中的第一次造粒温度为218摄氏度，螺杆转速为69转/分钟，步骤(5)中的第二次造粒温度为229摄氏度，螺杆转速为54转/分钟。
对比例1
一种ABS回收料复合材料，包括以下重量份计的原料：
ABS回收料25份、ABS新料15份、碳酸钙12份和四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯4份。
本对比例中的ABS回收料复合材料制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将上述原料加入高速混合机中在55-60摄氏度下，搅拌混合15-20分钟；
(2)将上述混合物加入双螺杆挤出机中在220-225摄氏度下进行挤出造粒，螺杆转速为90转/分钟，粒料冷却至室温，即得。
将实施例1-5制得的ABS回收料复合材料和对比例1制得的ABS回收料复合材料进行性能测试，结果如下表：
从上表测试数据可以看出，本发明ABS回收料复合材料具有以下的优点：
1、对比例1的拉伸强度为39.4MPa，实施例1-5的拉伸强度至少为47.3MPa，相对提升了20.1％，说明本发明ABS回收料复合材料的抗拉伸性得到明显改善。
2、对比例1的断裂伸长率为32％，实施例1-5的断裂伸长率至少为42％，相对提升了31.3％，说明本发明ABS回收料复合材料具有良好的韧性和抗机械冲击性。
3、从上表可以看出材料的冲击强度相对于对比例中从3.1千焦/平方米至少提升到4.7千焦/平方米，提高了51.6％，弯曲强度相对于对比例中从61.2至少提升到70.5，具有明显的提升，说明本发明ABS回收料复合材料具有强度高，柔韧性好，抗冲击性强。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。