一种适用中空塑料板专用ABS改性材料及其制备方法与流程

一种适用中空塑料板专用abs改性材料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及abs材料制备技术领域，具体涉及一种适用中空塑料板专用abs 改性材料及其制备方法。


背景技术：

2.太阳能光伏能源技术日益受到能源领域专家们的重视，太阳能电池片的生产是将硅料提拉出单晶硅棒，再将单晶硅棒切片，之后进行清洗植绒，最后掺杂印刷电池，制成电池片。
3.在光伏硅晶棒切割硅晶片工序中会使用到切割衬板，目前光伏切割衬板分为实心结构衬板和中空结构衬板。切割衬板的品质关系到切片效率的提高程度，中空结构衬板有质量轻、成本低的优势。当前中空结构衬板的主要材质为纯abs 材料，市场上中空光伏切割衬板主要采用型材成型设备生产，温度太低挤不动，温度太高模具口容易涌料，纯abs材料制备中空光伏板，一是不好成型，二是切割易挂线。
4.ppo树脂粘度大，强度高，刚性好，流动性对温度不敏感，大分子聚丙酸酯类树脂熔体强度高、易切割，流动性随温度变化下，用ppo树脂和大分子量聚丙烯酸酯类树脂来改性abs材料，能提高复合材料的加工性能和切割稳定性，在中空光伏切割衬板领域有很好的推广价值。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种适用中空塑料板专用abs改性材料及其制备方法，解决现阶段abs树脂制备的中空板在切割过程中会出现粘线和裂纹的问题。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种适用中空塑料板专用abs改性材料，包括如下重量份原料：abs树脂 60-85份、改性纤维素15-30份、ppo粉料15-30份、相容剂3-5份、大分子丙烯酸酯树脂5-15份、加工助剂0.2-0.5份、抗氧剂0.2-0.5份。
8.进一步，所述的abs树脂为熔指在2-10g/10min。
9.进一步，所述的ppo树脂粉的重均分子量在40000-50000。
10.进一步，所述的相容剂为苯乙烯马来酸酐共聚物、abs接枝马来酸酐树脂、高抗冲聚苯乙烯接枝马来酸酐树脂中的一种或多种任意比例混合。
11.进一步，所述的大分子丙烯酸树脂为重均分子量在60000-100000的聚丙烯酸酯类树脂或聚甲基丙烯酸酯类树脂。
12.进一步，所述的加工助剂为硬脂酸、硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺中的一种或多种任意比例混合。
13.进一步，所述的抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1076任意比例混合。
14.进一步，所述的改性纤维素由如下步骤制成：
15.步骤a1：将马来酸酐溶于丙酮，在转速为150-200r/min，温度5-10℃的条件下，搅
拌并滴加γ-氨丙基三乙氧基硅烷，滴加完毕后升温至55-60℃，保温处理10-15min，加入三乙胺、醋酸酐、醋酸镍，继续反应2-3h，加入冰水产生沉淀，抽滤并烘干，制得改性硅氧烷；
16.反应过程如下：
[0017][0018]
步骤a2：将改性硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、d4、十二烷基苯磺酸钠、四氢呋喃混合均匀，在转速为200-300r/min，温度为80-90℃的条件下，搅拌并加入去离子水，进行反应40-50min，制得改性剂；
[0019]
步骤a3：将纤维素分散在去离子水中，溶胀10-15h后，在转速为 150-200r/min，温度45-50℃的条件下，搅拌并加入乙二胺和戊二醛，进行反应 3-5h后，过滤去除滤液，将底物洗分散在四氢呋喃中，加入改性剂，调节ph值为碱性，进行反应6-8h，制得改性纤维素。
[0020]
进一步，步骤a1所述的马来酸酐、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、三乙胺、醋酸酐、醋酸镍的用量比为0.05mol:0.06mol:5ml:12ml:3.5g。
[0021]
进一步，步骤a2所述的改性硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、 d4、十二烷基苯磺酸钠、去离子水的用量比3g:1g:40g:1g:50ml。
[0022]
进一步，步骤a3所述的纤维素、乙二胺、戊二醛、改性剂的质量比为 1:1:1.5:2。
[0023]
一种适用中空塑料板专用abs改性材料的制备方法，具体包括如下步骤：
[0024]
步骤s1：将abs树脂、改性纤维、ppo树脂粉、相容剂、大分子丙烯酸酯树脂、加工助剂、抗氧剂等加入高速混合机中，在温度为70-80℃的条件下，混合10-15min，得到混合料；
[0025]
步骤s2：将混合物料投双螺杆挤出机料仓中，在温度为235-265℃，螺杆转速为350-400r/min的条件下，熔融混炼3-5min；
[0026]
步骤s3：将挤出后的混合料，过水槽冷却、过风刀吹干、进切粒机切粒，吸入成品粒子仓中，即得到一种中空光伏切割衬板专用abs改性料。
[0027]
本发明的有益效果：本发明制备的一种适用中空塑料板专用abs改性材料包括如下原料：abs树脂、改性纤维素、ppo粉料、相容剂、大分子丙烯酸酯树脂、加工助剂、抗氧剂，改性纤维素以马来酸酐和γ-氨丙基三乙氧基硅烷为原料进行反应，制得改性硅氧烷，将改性硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、d4聚合形成改性剂，将纤维素、乙二胺、戊二醛反应，使得戊二醛一边与纤维素链上的羟基发生缩醛反应，另一边与乙二胺上的一个氨基结合，再与改性剂反应，使得改性剂侧链上的环氧基与纤维素分子中的氨基反应，制得改性纤维素，再与abs树脂等材料熔融挤出，使得改性纤维素与abs分子接枝形成多层核壳结构，使得abs改性材料的韧性大幅提升，ppo树脂和大分子量聚丙烯酸酯树脂的加入，使得abs改性材料熔体粘度随温度波动小，并可以根据成型要求调节熔体粘度，方便中空挤出成型，ppo树脂增加了复合材料的模量，使制成的板材尺寸稳定，不挂线，ppo树脂、大分子量聚丙烯酸酯树脂都是具有密度轻、易切割的树脂，改性过的abs复合材料，相比原abs材料具有更高热变形温度，更易切割，不粘线，且不会在切割处产生裂纹。
具体实施方式
[0028]
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
实施例1
[0030]
一种适用中空塑料板专用abs改性材料，包括如下重量份原料：abs树脂60 份、改性纤维素15份、ppo粉料15份、相容剂3份、大分子丙烯酸酯树脂5份、加工助剂0.2份、抗氧剂0.2份；
[0031]
该abs改性材料由如下步骤制成：
[0032]
步骤s1：将abs树脂、改性纤维、ppo树脂粉、相容剂、大分子丙烯酸酯树脂、加工助剂、抗氧剂等加入高速混合机中，在温度为70℃的条件下，混合10min，得到混合料；
[0033]
步骤s2：将混合物料投双螺杆挤出机料仓中，在温度为235℃，螺杆转速为350r/min的条件下，熔融混炼3min；
[0034]
步骤s3：将挤出后的混合料，过水槽冷却、过风刀吹干、进切粒机切粒，吸入成品粒子仓中，即得到一种中空光伏切割衬板专用abs改性料。
[0035]
所述的abs树脂为熔指在2g/10min。
[0036]
所述的ppo树脂粉的重均分子量在40000。
[0037]
所述的相容剂为苯乙烯马来酸酐共聚物。
[0038]
所述的大分子丙烯酸树脂为重均分子量在60000的聚丙烯酸乙酯。
[0039]
所述的加工助剂为硬脂酸。
[0040]
所述的抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1076质量比1:1混合。
[0041]
所述的改性纤维素由如下步骤制成：
[0042]
步骤a1：将马来酸酐溶于丙酮，在转速为150r/min，温度5℃的条件下，搅拌并滴加γ-氨丙基三乙氧基硅烷，滴加完毕后升温至55℃，保温处理 10min，加入三乙胺、醋酸酐、醋酸镍，继续反应2h，加入冰水产生沉淀，抽滤并烘干，制得改性硅氧烷；
[0043]
步骤a2：将改性硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、d4、十二烷基苯磺酸钠、四氢呋喃混合均匀，在转速为200r/min，温度为80℃的条件下，搅拌并加入去离子水，进行反应40min，制得改性剂；
[0044]
步骤a3：将纤维素分散在去离子水中，溶胀10h后，在转速为150r/min，温度45℃的条件下，搅拌并加入乙二胺和戊二醛，进行反应3-5h后，过滤去除滤液，将底物洗分散在四氢呋喃中，加入改性剂，调节ph值为碱性，进行反应 6-8h，制得改性纤维素。
[0045]
进一步，步骤a1所述的马来酸酐、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、三乙胺、醋酸酐、醋酸镍的用量比为0.05mol:0.06mol:5ml:12ml:3.5g。
[0046]
进一步，步骤a2所述的改性硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、 d4、十二烷基苯磺酸钠、去离子水的用量比3g:1g:40g:1g:50ml。
[0047]
进一步，步骤a3所述的纤维素、乙二胺、戊二醛、改性剂的质量比为 1:1:1.5:2。
[0048]
实施例2
[0049]
一种适用中空塑料板专用abs改性材料，包括如下重量份原料：abs树脂70 份、改
性纤维素20份、ppo粉料25份、相容剂4份、大分子丙烯酸酯树脂10 份、加工助剂0.4份、抗氧剂0.3份；
[0050]
该abs改性材料由如下步骤制成：
[0051]
步骤s1：将abs树脂、改性纤维、ppo树脂粉、相容剂、大分子丙烯酸酯树脂、加工助剂、抗氧剂等加入高速混合机中，在温度为75℃的条件下，混合 10min，得到混合料；
[0052]
步骤s2：将混合物料投双螺杆挤出机料仓中，在温度为250℃，螺杆转速为400r/min的条件下，熔融混炼5min；
[0053]
步骤s3：将挤出后的混合料，过水槽冷却、过风刀吹干、进切粒机切粒，吸入成品粒子仓中，即得到一种中空光伏切割衬板专用abs改性料。
[0054]
所述的abs树脂为熔指在6g/10min。
[0055]
所述的ppo树脂粉的重均分子量在45000。
[0056]
所述的相容剂为abs接枝马来酸酐树脂。
[0057]
所述的大分子丙烯酸树脂为重均分子量在80000的聚甲基丙烯酸甲酯树脂。
[0058]
所述的加工助剂为硬脂酸锌。
[0059]
所述的抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1076质量比为1:2混合。
[0060]
所述的改性纤维素由如下步骤制成：
[0061]
步骤a1：将马来酸酐溶于丙酮，在转速为180r/min，温度8℃的条件下，搅拌并滴加γ-氨丙基三乙氧基硅烷，滴加完毕后升温至58℃，保温处理 13min，加入三乙胺、醋酸酐、醋酸镍，继续反应2.5h，加入冰水产生沉淀，抽滤并烘干，制得改性硅氧烷；
[0062]
步骤a2：将改性硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、d4、十二烷基苯磺酸钠、四氢呋喃混合均匀，在转速为300r/mi n，温度为85℃的条件下，搅拌并加入去离子水，进行反应45min，制得改性剂；
[0063]
步骤a3：将纤维素分散在去离子水中，溶胀13h后，在转速为180r/min，温度48℃的条件下，搅拌并加入乙二胺和戊二醛，进行反应4h后，过滤去除滤液，将底物洗分散在四氢呋喃中，加入改性剂，调节ph值为碱性，进行反应 7h，制得改性纤维素。
[0064]
进一步，步骤a1所述的马来酸酐、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、三乙胺、醋酸酐、醋酸镍的用量比为0.05mol:0.06mol:5ml:12ml:3.5g。
[0065]
进一步，步骤a2所述的改性硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、 d4、十二烷基苯磺酸钠、去离子水的用量比3g:1g:40g:1g:50ml。
[0066]
进一步，步骤a3所述的纤维素、乙二胺、戊二醛、改性剂的质量比为 1:1:1.5:2。
[0067]
实施例3
[0068]
一种适用中空塑料板专用abs改性材料，包括如下重量份原料：abs树脂85 份、改性纤维素30份、ppo粉料30份、相容剂5份、大分子丙烯酸酯树脂15 份、加工助剂0.5份、抗氧剂0.5份；
[0069]
该abs改性材料由如下步骤制成：
[0070]
步骤s1：将abs树脂、改性纤维、ppo树脂粉、相容剂、大分子丙烯酸酯树脂、加工助剂、抗氧剂等加入高速混合机中，在温度为80℃的条件下，混合 15min，得到混合料；
[0071]
步骤s2：将混合物料投双螺杆挤出机料仓中，在温度为265℃，螺杆转速为400r/min的条件下，熔融混炼5min；
[0072]
步骤s3：将挤出后的混合料，过水槽冷却、过风刀吹干、进切粒机切粒，吸入成品粒子仓中，即得到一种中空光伏切割衬板专用abs改性料。
[0073]
所述的abs树脂为熔指在10g/10min。
[0074]
所述的ppo树脂粉的重均分子量在50000。
[0075]
所述的相容剂为高抗冲聚苯乙烯接枝马来酸酐树脂。
[0076]
所述的大分子丙烯酸树脂为重均分子量在100000的聚丙烯酸乙酯树脂。
[0077]
所述的加工助剂为乙撑双硬脂酰胺。
[0078]
所述的抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1076质量比2:1混合。
[0079]
所述的改性纤维素由如下步骤制成：
[0080]
步骤a1：将马来酸酐溶于丙酮，在转速为200r/min，温度10℃的条件下，搅拌并滴加γ-氨丙基三乙氧基硅烷，滴加完毕后升温至60℃，保温处理 15min，加入三乙胺、醋酸酐、醋酸镍，继续反应3h，加入冰水产生沉淀，抽滤并烘干，制得改性硅氧烷；
[0081]
步骤a2：将改性硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、d4、十二烷基苯磺酸钠、四氢呋喃混合均匀，在转速为300r/min，温度为90℃的条件下，搅拌并加入去离子水，进行反应50min，制得改性剂；
[0082]
步骤a3：将纤维素分散在去离子水中，溶胀15h后，在转速为200r/min，温度50℃的条件下，搅拌并加入乙二胺和戊二醛，进行反应5h后，过滤去除滤液，将底物洗分散在四氢呋喃中，加入改性剂，调节ph值为碱性，进行反应 8h，制得改性纤维素。
[0083]
进一步，步骤a1所述的马来酸酐、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、三乙胺、醋酸酐、醋酸镍的用量比为0.05mol:0.06mol:5ml:12ml:3.5g。
[0084]
进一步，步骤a2所述的改性硅氧烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、 d4、十二烷基苯磺酸钠、去离子水的用量比3g:1g:40g:1g:50ml。
[0085]
进一步，步骤a3所述的纤维素、乙二胺、戊二醛、改性剂的质量比为 1:1:1.5:2。
[0086]
对比例1
[0087]
本对比例为中国专利cn113136086a中实施例1公开的abs材料。
[0088]
对比例2
[0089]
本对比例为中国专利cn113150489a中实施例1公开的abs材料。
[0090]
将实施例1-3和对比例1-2制得的abs材料制成中空板，再对中空板进行切割，切割次数30次，观察切口处是否出现裂纹，结果如下表所示；
[0091][0092]
由上表可知由实施例1-3制得的abs改性材料制备的中空板具有很好的切割性且不出粘线和裂纹的现象。
[0093]
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员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，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。