[发明专利]高强度ABS复合材料及其制备工艺

说明书

本发明提供一种高强度ABS复合材料及其制备工艺，所述ABS复合材料由ABS母粒、碳纤维、石墨烯、金属增强剂、相容剂、抗氧化剂、硬脂酸锌，硬脂酸和偶联剂组成。该复合材料的制备工艺如下：1）各基材制备；2）ABS母粒处理；3）硬脂酸处理的石墨烯；4）混炼制作基材颗粒；5）基材颗粒和金属增强剂、相容剂、抗氧化剂、硬脂酸锌和偶联剂熔融共混注塑成型。本发明工艺流程简单，连续性强，生产效率高，通过本发明制备的高强度ABS复合材料具有较高的冲击强度和表面硬度，并且还有高韧性、高强、轻质、高撕裂耐腐蚀等优点。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及高强度ABS复合材料及其制备工艺。

背景技术

ABS塑料是丙烯腈A、丁二烯B、苯乙烯S三种单体的三元共聚物，三种单体相对含量可任意变化，制成各种树脂。ABS塑料兼有三种组元的共同性能，A使其耐化学腐蚀、耐热，并有一定的表面硬度，B使其具有高弹性和韧性，S使其具有热塑性塑料的加工成型特性并改善电性能。因此ABS塑料是一种原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛的“坚韧、质硬、刚性”材料。ABS塑料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业及化工中获得了广泛的应用。

同时ABS有优良的力学性能，其冲击强度较好，可以在极低的温度下使用，即使ABS制品被破坏，也只能是拉伸破坏而不会是冲击破坏，ABS的耐磨性能优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。但是ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的，而且ABS的力学性能受温度的影响较大。因此为了解决以上问题，开发一种强度ABS复合材料是很有必要的。

发明内容

基于以上现有技术，本发明的目的在于提供一种强度ABS复合材料及其制备工艺，工艺流程简单，连续性强，生产效率高，通过本发明制备的高强度ABS复合材料具有较高的冲击强度和表面硬度，并且还有高韧性、高强、轻质、高撕裂耐腐蚀等优点。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：

高强度ABS复合材料，所述ABS复合材料包括下述质量份原料：ABS母粒40～55份、碳纤维2～6份、石墨烯2～8份、金属增强剂1～3份、相容剂2～5份、抗氧化剂0.5～1.5份、硬脂酸锌1～3份、硬脂酸1～3份、偶联剂1～5份。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述ABS复合材料包括下述质量份原料：ABS母粒45份、碳纤维3份、石墨烯4份、金属增强剂2份、相容剂3份、抗氧化剂1.0份、硬脂酸锌2份、硬脂酸2份、偶联剂3份。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述金属增强剂为纳米氧化锌或者硼酸氧化铝；相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯或者丙烯酸接枝聚丙烯；偶联剂为钛酸酯类偶联剂或者硅烷偶联剂。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述抗氧化剂为2，6二叔丁基-4-甲酚、β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸、正十八碳酸醇酯、亚磷酸三苯酯、亚硫酸三丁酯、双水杨叉二胺、草酰胺中的一种或几种。

本发明还提供高强度ABS复合材料的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一、各基材制备：按工艺配方进行各原料称量，并分别粉碎成颗粒备用；

步骤二、ABS母粒处理；

步骤三、硬脂酸处理的石墨烯；

步骤四、混炼制作基材颗粒：将用硬脂酸处理的石墨烯加热后，依次加入处理后的ABS母粒、碳纤维在混炼机中进行混炼，混炼后降温、冷却、粉碎后制作成基材颗粒；

步骤五、基材颗粒和金属增强剂、相容剂、抗氧化剂、硬脂酸锌和偶联剂熔融共混挤出或注塑成型。

为了更好的实现本发明，进一步的，步骤二中ABS母粒处理方式为：将ABS母粒进行干燥处理，干燥温度为70～85℃，干燥时间为2～6h；然后在70～80℃的热风循环干燥箱内放置2～4h，再冷却至室温备用。