一种PC废料复合ABS材料及其制备方法与流程

本技术涉及复合材料领域，更具体地说，它涉及一种pc废料复合abs材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚碳酸酯是五大工程塑料之一，具有无色透明、耐热、抗冲击、阻燃等优点，因此被广泛应用于家电、电子产品等领域。但是聚碳酸酯的耐疲劳强度低，且长期受力下，负荷下，容易磨损，因此，通常将聚碳酸酯与abs和碳纤维复合，进一步提高机械强度和耐磨性，使其复合材料用于键盘、电脑外壳等产品时，减少出现破损、磨损的现象。

2、随着社会的发展，聚碳酸酯原料的需求日益增加，大多数废弃聚碳酸酯塑料没有得到很好的回收，从而堆积污染环境。因此，有通过回收废弃聚碳酸酯塑料经过粉碎过滤后得到pc废料，并代替纯pc，生产得到的复合材料再用于键盘、电脑外壳等的产品生产，不仅环保，而且成本低，使废弃的碳酸酯得到重复利用，提高环保性。

3、但是，废弃聚碳酸酯塑料一般是废旧的材料，因此pc废料的性能比纯的pc差，同时与abs和碳纤维的结合也差，进而生产得到的键盘、电脑外壳等材料的机械强度、耐磨较差，因此，还需要进一一步对pc废料复合abs材料进行研究。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本技术提供一种pc废料复合abs材料及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种pc废料复合abs材料，由于以下重量份的原料组成：pc废料30-80份

3、abs废料10-50份

4、增塑剂1-5份

5、增强剂20-50份

6、稳定剂1-3份；

7、所述增强剂由纤维、膨胀填料、有机硅杂化芳炔树脂、缩水甘油醚衍生物、n-甲基吡咯烷酮以重量份之比为10：(5-8)：(1-3)：(0.3-0.8)：(2-5)组成。

8、上述原料组成和用量范围为本技术较佳选择，其中pc废料是通过废弃的水瓶进行粉碎、抽滤等过程得到的pc废料颗粒，而abs废料是通过废弃的冰箱外壳，经过粉碎、过滤、抽滤等工艺得到的abs废料颗粒。通过采用pc废料和abs废料进行复合，对废料进行回收利用，提高环保性。而加入增塑剂和稳定剂，分别起到增塑和增强稳定性的作用，进而提高pc废料和abs复合的加工效率，同时使pc废料复合abs材料的稳定好。

9、而增强剂，能够进一步提高pc废料复合abs材料的机械强度和耐磨性，当用于键盘上时，减少键盘出现破损、磨损等问题，同时还能起到阻燃作用，减少出现燃烧的现象。

10、纤维具有质轻、增韧等作用，膨胀填料具有补强等作用，有机硅杂化芳纶树脂不仅具有补强、阻燃、耐热作用，同时还是增韧、相容、耐磨等作用，而缩水甘油醚衍生物的不仅能够促进有机硅杂化芳纶树脂与纤维和膨胀填料的相容性，还能与有机硅杂化芳纶树脂协同作用，进一步提高pc废料与abs废料的相容性，进而使得到的pc废料复合abs材料兼备较佳的耐磨性和机械强度，当其生产得到的键盘，不易出现磨损、破损等现象。同时本技术得到的pc废料复合abs材料，与纯pc、纯abs、碳纤维复合材料的机械强度、耐磨性的数值接近，或者比纯pc、纯abs、碳纤维复合材料的机械强度、耐磨性更佳。

11、本技术的pc废料复合abs材料可以用于机械键盘的键帽、按键、外壳、电脑外壳等。

12、优选的，所述纤维为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、竹纤维中的一种或者多种组成。

13、采用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、竹纤维中的一种纤维，均能够起到增韧作用，减重的作用，使其pc废料复合abs材料质轻。而当通过玻璃纤维、碳纤维以重量份之比1：(0.2-0.8)复合时，其pc废料复合abs材料的机械强度、耐磨性等较佳。

14、优选的，所述纤维的长度为30-50μm，细度为1-10μm。

15、选用以上长度范围、细度范围的纤维，容易与本技术的原料体系相结合，且得到的pc废料复合abs材料的机械强度和耐磨性较好。

16、优选的，膨胀填料包括膨胀石墨和/或膨胀珍珠岩。

17、膨胀石墨、膨胀珍珠岩均具有质轻、耐热、补强等优点，与纤维、有机硅杂化芳炔树脂、缩水甘油醚衍生物复合后，能够进一步提高pc废料复合abs材料原料体系相容性，并且能够较好的补强作用，进一步提高pc废料复合abs材料的机械强度和耐磨性。而且得到的键盘键帽等的质量较轻。

18、优选的，所述膨胀石墨的目数和膨胀珍珠岩的目数均为200-500目。

19、以上目数范围的选择，容易填充，质轻，且与增强剂的原料体系相容性好，并且得到的pc废料复合abs材料的机械强度、耐磨性较佳。

20、优选的，所述有机硅杂化芳炔树脂为甲基硅杂化芳炔树脂、有机硅杂化芳醚芳炔、有机硅杂化吡啶芳炔树脂中的一种或者多种组成。

21、甲基硅杂化芳炔树脂是一种硅烷链段的硅侧基为两个甲基的硅杂化芳炔树脂，其分子结构如下：

22、

23、甲基硅杂化芳炔树脂的平均分子量优先选择1500-3000。

24、有机硅杂化芳醚芳炔是一种主链含芳醚结构的硅杂化芳炔树脂其分子结构式如下：

25、

26、有机硅杂化芳醚芳炔的平均分子量优先选择5000-8000。

27、有机硅杂化吡啶芳炔树脂是一种主链含有吡啶结构的硅杂化芳炔树脂，其分子结构式如下：

28、

29、有机硅杂化吡啶芳炔树脂的平均分子量优先选择1800-3000。

30、上述甲基硅杂化芳炔树脂、有机硅杂化芳醚芳炔、有机硅杂化吡啶芳炔树脂均具有耐磨性、耐高温、抗化学腐蚀性、抗氧化、强度高的优点，当甲基硅杂化芳炔树脂、有机硅杂化芳醚芳炔、有机硅杂化吡啶芳炔树脂以重量份之比为1：(1-3)：(1-5)复合时，得到的有机硅杂化芳炔树脂的性能较佳。并且能与纤维、膨胀填料协同作用，进一步增强pc废料复合abs材料的机械强度和耐磨性，同时容易与增强剂的原料体系进行相容，从而进一步增强pc废料复合abs材料的机械强度和耐磨性。

31、优选的，所述缩水甘油醚衍生物为聚丙二醇二缩水甘油醚和/或乙烯—丙烯酸正丁酯—甲基缩水甘油酯共聚物。

32、聚丙二醇二缩水甘油醚或乙烯—丙烯酸正丁酯—甲基缩水甘油共聚物均与聚合物具有较好的相容性和增韧作用，因而能够进一步提高增强剂原料体系的相容性，使得pc废料复合abs材料原料体系中的pc与abs充分混合均匀，进而从得到的pc废料复合abs材料具有较佳的机械强度和耐磨性。

33、另外，当缩水甘油醚衍生物由聚丙二醇二缩水甘油醚和乙烯—丙烯酸正丁酯—甲基缩水甘油酯共聚物以重量份之比为1：(1-1.5)混合时，得到的pc废料复合abs材料具有较佳的机械强度和耐磨性。

34、优选的，所述纤维和膨胀填料均为经过表面活性剂处理。

35、通过表面活性剂处理的纤维和膨胀填料更容易与增强剂的原料体系相容，从而得到的增强剂用于pc废料复合abs材料中，起到较好的增强作用，进一步提高pc废料复合abs材料的机械强度和耐磨性。

36、进一步地，纤维和膨胀填料的表面处理工艺如下：

37、按照重量份计，称取1-3份纤维和0.5-1份膨胀填料，分别与0.5-3份的表面处理剂中，在转速30-50r/min下，搅拌10-20min，过滤，烘干，分别得到表面处理的纤维和膨胀填料。

38、优选的，所述表面活性剂由以下重量份的原料组成：

39、氢氧化钠0.01-0.03份

40、a-烯烃磺酸钠0.1-3份

41、木质酸磺酸钠0.3-0.8份

42、苯胺甲基三甲氧基硅烷0.1-0.8份

43、质量分数为45-55％乙醇溶液10-15份。

44、通过上述原料复配得到的表面活性剂具有较好的表面活性，能够进一步提高纤维和膨胀填料在增强剂原料体系中的分散性，使得纤维和膨胀填料容易与有机硅杂化芳炔树脂和缩水甘油醚衍生物结合性，得到增强剂用于pc废料复合abs材原料体系中，能进一步提高pc废料复合abs材料的机械强度和耐磨性。

45、进一步地，该表面活性剂的制备方法如下：

46、按照重量份计，称取氢氧化钠、a-烯烃磺酸钠、木质酸磺酸钠溶解于质量分数为45-55％乙醇溶液，再加入苯胺甲基三甲氧基硅烷，搅拌均匀，得到表面活性剂。

47、a-烯烃磺酸钠、木质酸磺酸钠均具有较好的分散作用，能够提高纤维和膨胀填料在表面活性剂的中的分散性，从而使得苯胺甲基三甲氧基硅烷容易与纤维和膨胀填料结合，进一步提高表面处理后的纤维和膨胀填料与增强剂原料体系的相容性，使得到的增强剂能更进一步提高pc废料复合abs材料的机械强度和耐磨性。

48、第二方面，本技术提供一种pc废料复合abs材料的制备方法，包括以下步骤：按照重量份计，称取有机硅杂化芳炔树脂、缩水甘油醚衍生物和n-甲基吡咯烷酮混合，在转速30-50r/min下，进行搅拌10-30min，得到相容液；再将加入纤维、膨胀填料至相容液中，继续搅拌20-50min，加热至150-180℃，固化30-45min，粉碎，过筛100-200目，得到增强剂，备用；

49、按照重量份计，称取pc废料、增塑剂、稳定剂混合均匀，加热至pc废料熔融，搅拌10-30min，再加入abs，搅拌均匀，分2-3批次加入增强剂，完全混合均匀后，挤出，造粒，得到pc废料复合abs材料。

50、上述制备方法中，通过将有机硅杂化芳炔树脂、缩水甘油醚衍生物在n-甲基吡咯烷酮的作用下进行溶解或者分散稀释，在一定转速下，使其充分混合均匀，得到相容液；而加入纤维、膨胀颗粒，在搅拌作用下，使其充分与相容液混合均匀，加热使相容液固化，经过粉碎、过筛后，得到增强剂。

51、pc废料与增塑剂和稳定剂预先熔融混合，提高pc废料的加工便捷性，再加入abs使其充分均匀，最后加入增强剂，而在加入增强剂过程，采用分批的加入法，更有利于物料充分混合均匀。再通过挤出、冷却、造粒，得到pc废料复合abs材料的粒料。

52、上述工艺操作简单、生产效率高，采用pc废料和abs废料进行进行加工，对废料材料进行回收加工，再利用增强剂进一步提高pc废料复合abs材料的原料体系相容性，同时进一步提升机械强度和耐磨性，因此，获得的pc废料复合abs材料用于生产键盘、机壳等，与纯pc、abs生产的键盘或机壳的机械性能或耐磨性相媲美，相比之下，pc废料和abs废料不仅成本低，而且将废弃材料回收利用，节约资源，具有环保性。

53、综上所述，本技术具有以下有益效果：

54、1、通过采用pc废料和abs废料复合，对废料回收利用，具有环保性，而且两者复合，综合其机械强度，再通过纤维、膨胀填料、有机硅杂化芳炔树脂、缩水甘油醚衍生物、n-甲基吡咯烷酮复合得到的增强剂，能进一步提高pc废料复合abs材料的机械强度和耐磨性，使用于生产的键盘等兼备环保、机械强度好和耐磨性好的优点。

55、2、通过玻璃纤维、碳纤维以重量份之比1：(0.2-0.8)复合得到的纤维，与增强剂原料体系充分混合均匀后，用于pc废料复合abs材料的原料体系中，使得到的pc废料复合abs材料的机械强度、耐磨性等达到较佳。

56、3、甲基硅杂化芳炔树脂、有机硅杂化芳醚芳炔、有机硅杂化吡啶芳炔树脂以重量份之比为1：(1-3)：(1-5)复合时，得到的有机硅杂化芳炔树脂的性能较佳。并且能与纤维、膨胀填料协同作用，进一步增强pc废料复合abs材料的机械强度和耐磨性，同时容易与增强剂的原料体系进行相容，从而进一步增强pc废料复合abs材料的机械强度和耐磨性。

57、4、通过氢氧化钠、a-烯烃磺酸钠、木质酸磺酸钠、苯胺甲基三甲氧基硅烷、质量分数为45-55％乙醇溶液复配得到的表面处理剂，分别对纤维和膨胀颗粒处理后，得到的处理纤维和膨胀颗粒，更容易与机硅杂化芳炔树脂、缩水甘油醚衍生物充分混合均匀，进一步提升pc废料复合abs材料的机械强度和耐磨性，因此得到的键盘、机壳等的不易出现磨损、破损等现象。