[发明专利]一种功能化多壁碳纳米管改性ABS树脂的制备方法

说明书

本发明属于高分子聚合物材料领域，具体涉及一种功能化多壁碳纳米管改性ABS树脂的制备方法。首先是功能化多壁碳纳米管的制备得到羟基化的多壁碳纳米管；然后将羟基化多壁碳纳米管与ABS树脂，按照不同质量比配比混合10min后加入双螺旋杆挤出造粒，将混合粒子放置鼓风干燥箱干燥24h，干燥后的颗粒放入注塑机注塑，对注塑后的样条进行性能测试，经过羟基化多壁碳纳米管存在更多的‑OH，羟基与ABS的‑CN会形成氢键，提高材料的力学性能。

技术领域

本发明属于高分子聚合物材料领域，具体涉及一种功能化多壁碳纳米管改性ABS树脂的制备方法。

背景技术

ABS树脂是由苯乙烯、丙烯腈、丁二烯三种组分按不同比例组合而成的一种热塑性工程塑料树脂。ABS树脂因具有抗冲击性、耐腐蚀性、高刚性、易加工等优良性能，被广泛应用于家用电器、汽车、电子和办公用品等众多领域。然而，ABS树脂也存在许多不足，如冲击性能不够、阻燃性和透明性差等，这些不足阻碍了ABS树脂更好的被广泛应用。

ABS树脂的改性方法有共混、阻燃、耐热及合金等。其中，共混是常用的增韧，提高阻燃性能的改性方法。无机材料因其可以改善树脂力学性能、具有高刚性、高模量等特点，得到了科研人员越来越多的研究。目前，不同维度的无机材料被用来与ABS共混，探究其对ABS力学性能、耐热性能、燃烧性能、尺寸性能的影响，如：零维粉状的碳酸钙、硫酸钡；一维纤维/针状的玻璃纤维、硅灰石；二维片状结构的滑石粉、云母、石墨烯。一方面，碳纳米管中碳原子间隙小，结构中不易出现缺陷，因此具有较高的拉伸强度和杨氏模量。另一方面，碳纳米管的尺度与聚合物分子链段尺寸接近，可以阻碍聚合物分子链段的运动、降低聚合物分子链的运动能力及其对温度变化的响应速度，提高材料耐热性能。因此，将碳纳米管与ABS树脂共混改性，有望提高ABS树脂的力学性能和耐热性能。

发明专利CN 108047636A公开了一种石墨烯改性ABS树脂及制备方法，将三聚氰胺-二苯基磷酰氯-氧化石墨烯与ABS基体熔融共混，提高ABS树脂阻燃性，这种方法虽阻燃性提高，但方法工序复杂且氧化石墨烯容易团聚，大大降低材料的力学性能。

发明专利CN 111825946A公开了一种增强型改性ABS树脂及其制备方法，通过添加球状微球和马来酸酐接枝聚丙烯，来对ABS树脂进行改性，但此种方法工序复杂且填料用量较高。

在以上的制备方法中，通过无机填料共混改性ABS树脂，工序较复杂、填料用量较高，且很难兼顾力学性能和耐热性能，因此研究开发一种高力学性能、耐温、易加工的ABS树脂是当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种功能化多壁碳纳米管改性ABS树脂的制备方法，旨在提高ABS树脂力学性能和耐温性能。具体技术方案如下：

一种功能化多壁碳纳米管改性ABS树脂的制备方法，具体包括以下几个步骤：

步骤一：功能化多壁碳纳米管的制备

将多壁碳纳米管，加入温度为80℃的100mL食人酸溶液(体积比30％H₂O₂和70％浓硫酸混合液)中，磁力搅拌器搅拌6h。离心后用蒸馏水离心洗涤3次，乙醇离心洗涤2次，鼓风干燥箱80℃干燥12h，即可得到羟基化的多壁碳纳米管；

步骤二：将羟基化多壁碳纳米管与ABS树脂，按照不同质量比配比混合10min后加入双螺旋杆挤出造粒，双螺杆挤出机的机筒温度分12段控制，控制温度范围160-220℃。

步骤三：将混合粒子放置鼓风干燥箱80℃干燥24h，干燥后的颗粒放入注塑机注塑，将注塑样条放置恒温干燥箱中(温度23℃，湿度50％)48h。