[发明专利]一种ABS贝壳粉生物质复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种ABS贝壳粉生物质复合材料及其制备方法。本发明采用生物质材料己内酰胺改性贝壳粉，并加入聚乙烯蜡、钛白粉、EVA，与ABS混匀后通过双螺杆挤出机挤出，切粒和干燥，得到ABS复合材料。本发明解决了塑料基材与生物基填充物表面相容性差的问题，在保证材料力学性能和耐热性的条件下，最大化地增加了生物质的填充量，提高了材料的降解效率，降低了材料成本。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)贝壳粉生物质复合材料及其制备方法。

背景技术

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物，英文名为acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer，简称ABS。ABS树脂具有抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及优良的电气性能，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等优点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，可以使用注塑机、挤出机等塑料成型设备进行注塑、挤塑、吹塑、压延、层合、发泡、热成型，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。

但是，ABS具有热变形温度较低、耐候性较差、碳排放量高等缺点，限制了其更广泛的应用，一般可通过必要的改性制得满足实际要求的ABS复合材料。中国专利201510204768.5公开了一种ABS/贝壳粉复合材料，由ABS树脂、贝壳粉、椰壳纤维、硬脂酰乳酸钠、马来酸酐、蓖麻油、过氧化二苯甲酰、苯乙烯、铝酸酯偶联剂、抗氧剂和氢化羊毛脂复配而成，其中贝壳粉的制备方法为：将贝壳粉于800-900℃条件下煅烧l-2h，因为贝壳粉主要成分为碳酸钙，经过800-900℃条件下煅烧就分解为氧化钙，失去了贝壳粉生物质的性质，对降低碳排放不利。

贝壳是一种天然的有机无机杂化材料，其95％的主要成分是碳酸钙，还有少量氨基酸和多糖物质。将贝壳粉接在有机介质ABS中应用时存在两个问题：(1)贝壳粉颗粒的化学活性极大，易团聚，从而影响其使用效果；(2)表面呈强极性，在高聚物内分散不均，与高聚物的亲和性也不好，从而使两材料界面出现缺陷导致材料性能下降。因此，为了充分利用贝壳粉，提高其补强作用，增进其在高聚物中的润湿性、分散性及与有机体的亲和力，需要对纳米碳酸钙进行表面改性。

鉴于上述问题，本发明在填料填充剂的选择上应用生物基材料改性贝壳粉，即能使复合材料力学性能好，热变形温度提高、又能减少碳排放量，还具有加速生物降解和成本低的优势。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种ABS贝壳粉生物质复合材料及其制备方法。本发明采用生物质材料己内酰胺改性贝壳粉，并加入聚乙烯蜡、钛白粉、EVA，与ABS混匀后通过双螺杆挤出机挤出，切粒和干燥，得到ABS复合材料。本发明解决了塑料基材与生物基填充物表面相容性差的问题，具有复合材料力学性能好，热变形温度提高，减少碳排放量，加速生物降解和成本低的优势。

本发明的第一个目的是提供一种ABS贝壳粉生物质复合材料，其特征是，它由下述重量份的原料经双螺杆挤出制成，ABS 50-70份、己内酰胺改性贝壳粉20-40份、聚乙烯蜡1-3份、钛白粉1-4份和EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)1-3份。

其中己内酰胺改性贝壳粉是由下述方法制成：将贝壳粉加入己内酰胺的乙醇溶液(质量浓度10-30％)中冷混(常温下高混)，然后100±10℃下高混去除乙醇，干燥得己内酰胺改性贝壳粉。优选的，高速混料机的转速为1000-1500r/min，冷混和高混的混合时间为20-40min。优选的，贝壳粉的制备为：贝壳除杂、清洗、烘干，粉碎过100目筛。