一种空调面板用再生ABS复合材料及其制备方法与流程

一种空调面板用再生abs复合材料及其制备方法
技术领域
1.本发明属于abs复合材料技术领域，涉及一种空调面板用再生abs复合材料及其制备方法。


背景技术：

2.巨大的消费量带来大量的塑料废弃，每年有约40％的abs制品结束使用寿命。abs属于热塑性材料，可多次加工成型，如将废弃的abs进行回收再利用，不仅可以解决塑料污染问题，而且可以为工业生产提供数量可观的原材料。abs塑料在使用和废弃过程中因光、热、氧等外界因素的作用发生不同程度老化和降解，并且因其老化产生自由基链式反应，若不加以处理会使abs再生材料的二次生命中颜色大幅黄变、机械性能急剧下降。如果将abs再生材料使用在空调面板这类场景中，往往会因为其透光性不良的问题而被限制。
3.abs塑料在使用和废弃过程中因光、热、氧等外界因素的作用发生不同程度老化和降解，并且因其老化产生自由基链式反应，若不加以处理会使abs再生材料的二次生命中颜色大幅黄变、机械性能急剧下降，限制了使用范围。而一般的耐老化abs从一种或两种维度的耐性出发，仅单一解决某一方面的老化问题，而忽略老化引起的自由基连锁反应，导致长期使用过程中效果不佳。
4.中国专利申请文件(公开号：cn102516699a)公开了一种abs耐候抗老化功能母料，使用纳米氧化物、抗氧剂、抗紫外剂作为抗abs老化的主要组分。主要是利用其成分的抗紫外功能，提供户外抗老化的能力，应用在紫外强烈的通讯设备中。该方法仅是提高了abs的耐紫外能力，但长久使用效果还有待商榷。原因一是其成分会在长期使用中逐渐失效；二是其使用环境为室外通讯设备，一旦温度、湿度双重作用则会导致老化加速，进而产生大量自由基，超出一般抗氧剂的抵抗能力。
5.中国专利申请文件(公开号：cn103351573a)公开了一种抗老化abs-pvc塑料合金，使用有机锡作为稳定剂。此类稳定剂多为提高pvc的耐热能力，阻止pvc热解过程中芳烃和酯类析出，从而达到一定的耐老化目的。
6.中国专利申请文件(公开号：cn103360719a)公开了抗老化pa-abs塑料合金，其抗老化剂以受阻酚类为主，常用名称为抗氧剂300、抗氧剂ca，多为一般塑料使用，具有一定的抗老化效果。但是此类抗氧剂又缺少对紫外环境的抵抗效果，仍旧有制件黄变的风险。


技术实现要素：

7.本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种工艺简单、生产成本低、耐环境老化性能优异的空调面板用再生abs复合材料。
8.本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种空调面板用再生abs复合材料，所述复合材料包括如下质量份数的原料：80-120份abs再生破碎片、10-15份pmma、2-5份mbs、0.5-3份改性纳米粒子、0.1-1份抗氧剂、0.1-1份自由基捕捉剂、0.5-2份其他助剂。
9.作为优选，mbs的尺寸为50-250nm。
10.进一步优选，mbs的尺寸为100-200nm。
11.作为优选，abs再生破碎片可以为任何来源的消费后回收abs经清洗、破碎、干燥处理后用于再生使用。
12.再生abs因其受到多次加工，引起其内部的橡胶相发生聚集或交联。根据折光性的原理可知，当分散相的粒径聚集增大，会导致材料的透光性和雾度增加。本发明在添加合适尺寸的mbs后，再生abs中同时具有大小两种粒径的橡胶组分：大粒径橡胶引发银纹，小粒径橡胶引发空洞和剪切屈服，起到了协同增韧的作用。同时，随着小粒径橡胶的引入，使得pmma与abs的折光率之差减少(对光的折射减少)，有效地提高了材料透明度。
13.在上述的一种空调面板用再生abs复合材料中，改性纳米粒子具体制备过程包括：将纳米氧化物与活性炭、活性氧化铝均匀搅拌，然后加入硅氧烷偶联剂继续搅拌，最后在室温下静置。
14.在上述的一种空调面板用再生abs复合材料中，纳米氧化物为粒径35-45nm的改性纳米氧化锌、改性纳米氧化硅、改性纳米氧化钛中的至少一种。
15.在上述的一种空调面板用再生abs复合材料中，纳米氧化物与活性炭、活性氧化铝的质量比为(5-10)：1：1。
16.本发明改性纳米粒子利用其本身的阴离子的价电子激发到高能量导带吸收紫外线，再通过添加有效分散剂，可以有效地消除凝聚，从而使抗紫外能力提升更大。此外因为无机填料是长久存在于材料中不会因为使用或老化导致损耗，常规方法中添加抗紫外剂则会导致使用后效果变弱。
17.在上述的一种空调面板用再生abs复合材料中，自由基捕捉剂为聚(双环戊二烯-co-对-甲酚)、4-叔丁基-2-(5-叔丁基-2-氧代-2,3-二氢-1-苯并呋喃-3-基)苯基3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、2-丙烯酸-2-(1,1-二甲基乙基)-6-[[3-(1,1-二甲基乙基)-2-羟基-5-甲基苯基]甲基]-4-甲苯基酯、甲撑双(4-甲基-6-特丁基苯酚)单丙烯酸酯、2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙撑]-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯中的至少一种。
[0018]
在上述的一种空调面板用再生abs复合材料中，自由基捕捉剂包括如下结构式：
[0019][0020]
聚合物会受热产生烷基自由基，导致分子链断裂。传统的酚类抗氧剂捕获自由基能力较弱，无法抑制自由基的产生和分子链断裂。本发明中的自由基捕捉剂，除了可以捕获自由基使其重新结合，还可以使碳氧基和羟基形成内结合，稳定自由基。
[0021]
在上述的一种空调面板用再生abs复合材料中，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂618、抗氧剂245、抗氧剂1076的至少一种。
[0022]
在上述的一种空调面板用再生abs复合材料中，其他助剂包括润滑剂、分散剂、光泽剂。
[0023]
作为优选，润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
[0024]
作为优选，分散剂为乙撑双硬脂酰胺。
[0025]
作为优选，光泽剂为rqt-g-1。
[0026]
本发明还提供了一种空调面板用再生abs复合材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0027]
s1、配置权利要求1所述原料；
[0028]
s2、将abs、pmma、mbs、改性纳米粒子、抗氧剂、自由基捕捉剂和其他助剂在60-120℃下干混5-15min得混合物；
[0029]
s3、最后将混合物置于双螺杆机中挤出造粒。
[0030]
在上述的一种空调面板用再生abs复合材料中步骤s3双螺杆机温度为190-230℃。
[0031]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过抗氧体系和改性纳米粒子的有效组合，屏蔽紫外光老化和减弱热氧老化的影响，从而使得再生abs塑料获得更好的耐紫外光、耐热氧老化的能力，并有效减弱加工过程中的小分子挥发。即使在户外使用的环境中，本发明可以保护材料的表观颜色、挥发性、机械性能和加工效果不受大幅影响。本发明可以达到一般原生塑料的水平，能够替代一般原生塑料在空调面板的用途下的使用。
具体实施方式
[0032]
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0033]
实施例1-7：
[0034]
s1、配置表1所述的原料；
[0035]
s2、按照质量份数将80份纳米氧化物与10份活性炭、10份活性氧化铝在200rpm下均匀搅拌，然后加入1份硅氧烷偶联剂在500rpm下继续搅拌5-8min，最后在室温下静置24h得改性纳米粒子。纳米氧化物为平均粒径35nm的改性纳米氧化锌、改性纳米氧化硅、改性纳米氧化钛中的至少一种。
[0036]
s3、将abs、pmma、mbs、改性纳米粒子、抗氧剂、自由基捕捉剂和剩余原料在100℃下干混10min得混合物；
[0037]
s4、最后将混合物置于200℃的双螺杆机中挤出造粒。
[0038]
实施例8：
[0039]
与实施例1的区别，仅在于，自由基捕捉剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
[0040]
对比例1-5：
[0041]
与实施例1的区别，仅在于，步骤s1配置表2所述的原料。
[0042]
对比例6：
[0043]
与实施例1的区别，仅在于，步骤s3未添加改性纳米粒子。
[0044]
将按上述方法完成造粒的粒子材料事先在90-100℃的鼓风烘箱中干燥2-3小时，然后再将干燥好的粒子材料在注射成型机上进行注射成型制样。光、热、氧老化试验中设置为冷式氙灯老化，环境温度为80℃，环境湿度为50％，在此环境下不间断处理30天后取出下一步测试。拉伸性能按iso 527测试，采用ⅰ型样,拉伸速度50mm/min；缺口冲击强度按iso 180测试，冲击能量为5.5j，测试5～8个样/组，计算平均值；透明度测试为使用厚度为1mm的
平板，用色差仪测试。气味等级用于评价产品的挥发性，测试条件为：将50g产品放置于专用的密封容器中，至于80℃的恒温烘箱中保持2小时，取出冷却至60℃后，通过至少3个评价值评价。利用色差仪对老化过程中色板的色差进行测试。色板厚度为4mm，测试5～8个样/组，计算色差(δe)。计算公式如下：
[0045][0046]
表1：实施例1-7原料质量份数配比
[0047][0048]
表2：对比例1-5原料质量份数配比
[0049]
原料对比例1对比例2对比例3对比例4对比例5abs破碎料100100100100100pmma///10/mbs////2纳米氧化锌/3/0.50.5纳米氧化钛/////纳米氧化硅/////抗氧剂1010///0.30.3抗氧剂168/////抗氧剂618//0.3//抗氧剂245/////抗氧剂ca/////revonox 5010l/////revonox 501/////
irganox 3052/////ky 394/////ky 500///11季戊四醇硬脂酸酯/0.2/0.20.2乙撑双硬脂酰胺/0.3/0.30.3rqt-g-1///0.20.2
[0050]
表3：实施例1-7及对比例1-5制备的复合材料性能检测结果
[0051][0052]
其中气味等级越高说明异味越大，1级感觉不到；2级可感觉到，不扰人；3级可明显感觉到但不扰人；4级扰人；5级强烈反感；6级难以忍受。
[0053]
综上所述，本发明通过抗氧体系和改性纳米粒子的有效组合，屏蔽紫外光老化和减弱热氧老化的影响，从而使得再生abs塑料获得更好的耐紫外光、耐热氧老化的能力，并有效减弱加工过程中的小分子挥发。即使在户外使用的环境中，本发明可以保护材料的表观颜色、挥发性、机械性能和加工效果不受大幅影响。本发明可以达到一般原生塑料的水平，能够替代其在空调面板等特殊用途下的原生塑料使用。
[0054]
本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案，同样都在本发明要求保护的范围内；同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中，在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案)，而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系，其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换，特别声明的除外。
[0055]
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
[0056]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替
代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。