一种高抗冲耐寒abs箱体材料及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及ABS箱体材料，具体涉及一种高抗冲耐寒ABS箱体材料及其制备方法与 应用。
【背景技术】
[0002] 目前市面上的行李箱所用的材质一般都是尼龙料或塑胶材料，包括PP、ABS、PC等。 其中，ABS树脂是指丙烯腈、丁二烯-苯乙烯共聚物，ABS树脂是一种强度高、韧性好、易于加 工成型的热塑性高分子材料，广泛应用于各类旅行箱。
[0003] 现有技术制备ABS箱体材料过程中，通常在箱体主材ABS材料的基础上加入其它加 工助剂，对ABS进行改性，但是由于这些助剂与ABS树脂本身存在物理、化学性质上的差异， 改性的同时也破坏了ABS树脂自身在性能方面的优势。另外，ABS树脂容易在高温或高剪切 条件下容易分解，且在加工过程中，如果螺杆组合、长径比、工艺控制不合理，容易造成物料 降解，严重影响ABS改性材料的力学性能等特点。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在保留ABS原有的刚性、强度的 基础上，增强材料延展性、抗开裂性及耐低温性的高抗冲耐寒ABS箱体材料及其制备方法与 应用。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] -种高抗冲耐寒ABS箱体材料，其由以下重量份的组分组成： ABS树脂 62-76份; 马来酸酐接枝POE 10-15份; ABS高胶粉 10-15份;
[0007] 无机纳米粒子 3-5份； 表面处理剂 0.1-02份； 抗氧剂 0,5-1份； 润滑剂 1-2份。
[0008] 所述无机纳米粒子为纳米碳酸钙、纳米硫酸钡或纳米滑石粉。
[0009] 所述表面处理剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂。
[0010] 所述抗氧剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168或抗氧化剂264。
[0011] 所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸或氧化蜡。
[0012 ]本发明所述的高抗冲耐寒ABS箱体材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013] 1)将无机纳米粒子及表面处理剂按重量份称取加入高速混合机内，在125°C下表 面处理l〇-15min;
[0014] 2)将ABS树脂、马来酸酐接枝POE、ABS高胶粉、抗氧剂和润滑剂按重量份称取，加入 上述高速混合机中，充分混合均匀，制得混合料；
[0015] 3)将上述混合料投入双螺杆挤出机挤出造粒，得到高抗冲耐寒ABS箱体材料；
[0016] 所述挤出造粒过程，机头温度190-200°c，机筒I区、机筒Π 区、机筒m区温度均为 170-180°c，机筒IV区、机筒V区、机筒VI区、机筒VD区温度均为180-190°c，螺杆长径比为 36-40:1，螺杆转速为230-250r/min，喂料方式为采用分段喂料，所述分段喂料是指在主机 喂料口喂料50 %的混合料，在玻纤加料口强制加料50 %的混合料，螺杆组合元件为二头输 送元件和捏合(剪切)元件，在加料段、塑料段、对空排气段、混合段、真空排气段、挤出段均 采用适合的捏合元件及捏合元件数量。
[0017] 所述步骤2)中，混合之前，先将马来酸酐接枝P0E、ABS高胶粉干燥至含水量小于 2%〇
[0018] 本发明所述的高抗冲耐寒ABS箱体材料用于制备ABS箱体，所述ABS箱体由ABS箱体 材料通过注塑机注塑成型或通过挤出吸塑机挤出吸塑成型。
[0019] 本发明采用以上技术方案，以ABS树脂为基体树脂，以马来酸酐接枝POE为抗冲击 助剂，以ABS高胶粉为耐寒剂，通过物理方法和化学方法的有机结合，改性ABS树脂，在保留 ABS原有的刚性、强度的基础上，增强了材料的延展性、抗开裂性及耐低温性，具有更良好的 韧性和承压能力。马来酸酐接枝P〇E、ABS高胶粉具有同ABS树脂相近的溶解度参数，因此与 ABS共混有良好的相容性且具有较ABS更低的玻璃化温度，容易形成两相结构的共混物。对 ABS树脂的化学改性，提高了原ABS中起韧性作用的丁二烯的含量，当改性ABS材料受到冲击 时材料分子结构中的非晶部分随基体形成塑性形变应力集中点，在此形成大量局部形变核 心，可形成有效地吸收外冲击能量，而不致形成破坏性破裂，而且增加了分子中弹性成份使 得分子间范德华力和分子内化学键合力增加从而达到提高材料冲击性能的同时获得优良 的耐寒性能。
[0020] 普通的超细无机材料加入到ABS材料中往往会影响材料的冲击性能，尤其是低温 脆性会随着用量的增加而增大。本发明采用微粉化学表面处理技术，将无机纳米材料与表 面处理剂混合，进行表面处理，使无机纳米材料能够更好地与ABS材料结合，均匀地分散到 有机分子中，改善高分子粒子的流动性、粒子衔接性和粒子附着力及相关的物理特性，避免 无机纳米粒子在高分子材料中发生团聚现象，极佳地实现了不通组分间的物理共混结合， 各组分均勾分布，极大改善了材料的流动性、分子间结合力，从而使无机纳米材料能最大限 度的插入ABS分子链的缝隙或填入分子链间中，起到增大分子间距离而使体系韧性、耐寒性 增加且降低材料的成本。
[0021 ]针对ABS树脂容易在高温或高剪切条件下容易分解，且在加工过程中，如果螺杆组 合、长径比、工艺控制不合理，容易造成物料降解，严重影响ABS改性材料的力学性能等特 点。本发明对双螺杆挤出机的螺杆组合、喂料方式进行了研究，确定最佳的工艺参数，解决 了 ABS力学性能差的问题，并分析了调整螺杆组合及分段喂料对ABS改性材料力学性能的影 响。
[0022] 本发明采用分段喂料的方式，这样可实现低温挤出，减少热量集中，尽可能避免物 料降解，保证材料的力学性能。
[0023] 综上，本发明通过在原料方面的物理、化学方法相结合以及加工工艺过程中的具 体工艺参数改性ABS，制备的ABS箱体材料不仅具有高的抗冲击性能及耐寒功能，还保留了 ABS树脂本身在性能方面的优点，具有耐冲、耐寒、成型加工方便、设计自由度高等优点。本 发明制备的ABS箱体材料注塑成标准样条后，力学测试性能如下：熔体流动速率（220°C， 5Kg) 2 2.0g/10min，缺口冲击强度2 200J/M，拉伸强度2 25Mpa，断裂伸长率2 30%，低温脆 化温度<_20°C。
【具体实施方式】
[0024] -种高抗冲耐寒ABS箱体材料，其由以下重量份的组分组成： ABS树脂 62-76份; 马来酸酐接枝POE 10-15份； ABS高胶粉 10-15份；
[0025] 无机纳米粒子 3-5份； 表面处理剂 0.1-0.2份； 抗氧剂 0.5-1份; 润滑剂 1-2份。
[0026] 所述无机纳米粒子为纳米碳酸钙、纳米硫酸钡或纳米滑石粉，表面处理剂为硅烷 偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂，抗氧剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168或抗氧化剂 264,润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸或氧化蜡。
[0027 ]所述高抗冲耐寒ABS箱体材料的制备方法，包括以下步骤：
[0028] 1)将无机纳米粒子及表面处理剂按重量份称取加入高速混合机内，在125°C下表 面处理l〇-15min;
[0029] 2)将ABS树脂、马来酸酐接枝P0E、ABS高胶粉、抗氧剂和润滑剂按重量份称取，加入 上述高速混合机中，充分混合均匀，制得混合料；
[0030] 3)将上述混合料投入双螺杆挤出机挤出造粒，得到高抗冲耐寒ABS箱体材料；
[0031 ] 所述挤出造粒过程，机头温度190-200°c，机筒I区、机筒π区、机筒m区温度均为 170-180°c，机筒IV区、机筒V区、机筒VI区、机筒VD区温度均为180-190°c，螺杆长径比为 (36~40):1，螺杆转速为230-250r/min，喂料方式为采用分段喂料，所述分段喂料是指在主 机喂料口喂料50 %的混合料，在玻纤加料口强制加料50 %的混合料，螺杆组合元件为二头 输送元件和捏合(剪切)元件，在加料段、塑料段、对空排气段、混合段、真空排气段、挤出段 均采用适合的捏合元件及捏合元件数量。
[0032] 一种ABS箱体的制备方法，所述ABS箱体由本发明的ABS箱体材料通过注塑机注塑 成型或通过挤出吸塑机挤出吸塑成型。
[0033] 实施例1
[0034] -种高抗冲耐寒ABS箱体材料的制备方法，包括以下步骤：
[0035] 1)按重量计，称取以下组分： ABS树脂 70份； 马来酸酐接枝POE 12份； ABS高胶粉 1:2份；
[0036] 无机纳米粒子 4份 表面处理剂