本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種ABS復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)是一種重要的熱塑性聚合物，尺寸穩(wěn)定性好，絕緣性佳，耐油，廣泛應(yīng)用于家用電器、機(jī)械配件、辦公用品和通訊器材等領(lǐng)域。
堿式氯化鎂(BMC)是一種常見的重要的鎂鹽化合物，它具有吸油率低、電導(dǎo)率低、絕緣性好等優(yōu)點(diǎn)。
采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝堿式氯化鎂(BMC)，制得了一種ABS復(fù)合材料，該方法至今尚未見于報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種ABS復(fù)合材料及其制備方法，以提高ABS復(fù)合材料的物理性能。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種ABS復(fù)合材料，由以下重量份的組分制成：
所述改性BMC的制備方法，包括以下步驟：
1)BMC的制備
(1)稱取Ca(OH)2于700-850℃馬弗爐煅燒6-12h，制得CaO；
(2)稱取步驟(1)制得的CaO，緩慢加入至MgCl2溶液中，用磁力攪拌儀不停攪拌至反應(yīng)體系為懸浮液；
(3)將步驟(2)的產(chǎn)物進(jìn)行過濾，再用乙醇洗滌，80-120℃烘烤6-8h既得產(chǎn)物BMC；
2)BMC表面烷基化
(4)將步驟(3)中制得的BMC與硅烷偶聯(lián)劑，在80-100℃反應(yīng)3-6h；
(5)對(duì)步驟(4)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，洗滌，既得產(chǎn)物A；
3)BMC表面接枝甲基丙烯酸甲酯
(6)將步驟(5)中制得的A、過硫酸鉀、MMA混合后，在100-160℃反應(yīng)6-8h；
(7)對(duì)步驟(6)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，洗滌，既得到改性BMC。
步驟(2)中MgCl2與CaO的質(zhì)量比為40-50：25-35。
步驟(4)中BMC與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為60-80：2-4。
硅烷偶聯(lián)劑是KH550或者KH570中的一種。
步驟(6)的A、K2S2O8及MMA的質(zhì)量比為60-80：1-3：10-20。
所述耐刮擦劑為氮化硼微粉和聚四氟乙烯微粉的混合物，氮化硼微粉和聚四氟乙烯微粉的質(zhì)量比為1：1，所述耐刮擦劑的粒徑為1500目-2500目。
所述抗氧劑為三(2,4-二叔丁基)亞磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲基)苯中的一種或幾種的混合。
所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或硬脂酸鉀中的一種或多種。
一種上述任一項(xiàng)的ABS復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)稱取60份-80份的ABS、20份-30份的改性BMC、4份-8份耐刮擦劑、0.1份-0.5份抗氧劑、0.1份-0.3份潤(rùn)滑劑混合并攪拌均勻，得到混合料；
(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到ABS復(fù)合材料。
優(yōu)選地，所述步驟(2)具體為：將步驟(1)中得到的混合料投入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中擠出造粒，其中，所述雙螺桿擠出機(jī)包括順次排布的六個(gè)溫度區(qū)，一區(qū)溫度160～200℃，二區(qū)溫度220～260℃，三區(qū)溫度220～260℃，四區(qū)溫度220～260℃，五區(qū)溫度220～260℃，六區(qū)溫度220～260℃，機(jī)頭溫度220～260℃；螺桿轉(zhuǎn)速200～300r/min。
本發(fā)明的有益效果是：
1、當(dāng)CaO加入到MgCl2溶液中時(shí)，呈弱堿性的CaO及其水化物Ca(OH)2與呈弱酸性的氯化鎂溶液生成CaCl2，體系中的OH-離子濃度也隨之上升，從而促進(jìn)了氯化鎂的水解并逐步形成了BMC，具體化學(xué)方程式如下：
MgCl2+H2O→Mg(OH)Cl+HCl
2、制備改性BMC的步驟(2)MgCl2和CaO的物質(zhì)的量的比必須大于1，當(dāng)MgCl2和CaO的物質(zhì)的量的比小于1時(shí)，BMC易生成Mg(OH)2沉淀，具體化學(xué)方程式如下：
Mg(OH)Cl+H2O→Mg(OH)2+HCl
3、硅烷偶聯(lián)劑作為“架橋劑”，一端的Si-OH基團(tuán)與BMC表面羥基反應(yīng)，另一端丙烯基與MMA具有相似結(jié)構(gòu)，使MMA在BMC表面聚合成PMMA，這樣有利于ABS復(fù)合材料的性能的提高。
4、氮化硼微粉和聚四氟乙烯微粉的加入改善了材料的耐摩擦性能。
具體實(shí)施方式
以下通過實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，以下的實(shí)施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能解釋為是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环NABS復(fù)合材料，由以下重量份的組分制成：
所述改性BMC的制備方法，包括以下步驟：
1)BMC的制備
(1)稱取Ca(OH)2于700-850℃馬弗爐煅燒6-12h，制得CaO；
(2)稱取步驟(1)制得的CaO，緩慢加入至MgCl2溶液中，用磁力攪拌儀不停攪拌至反應(yīng)體系為懸浮液；MgCl2與CaO的質(zhì)量比為40-50：25-35。
(3)將步驟(2)的產(chǎn)物進(jìn)行過濾，再用乙醇洗滌3-5次，80-120℃烘烤6-8h既得產(chǎn)物BMC；
2)BMC表面烷基化
(4)將步驟(3)中制得的BMC與硅烷偶聯(lián)劑加入至三口燒瓶中，在80-100℃反應(yīng)3-6h；BMC與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為60-80：2-4；硅烷偶聯(lián)劑是KH550或者KH570中的一種。
(5)對(duì)步驟(4)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，洗滌，既得產(chǎn)物A；
3)BMC表面接枝甲基丙烯酸甲酯
(6)將步驟(5)中制得的A、過硫酸鉀(K2S2O8)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)混合后，在100-160℃反應(yīng)6-8h；A、K2S2O8及MMA的質(zhì)量比為60-80：1-3：10-20。
(7)對(duì)步驟(6)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，洗滌，既得到改性BMC。
所述耐刮擦劑為氮化硼微粉和聚四氟乙烯微粉的混合物，氮化硼微粉和聚四氟乙烯微粉的質(zhì)量比為1：1，所述耐刮擦劑的粒徑為1500目-2500目。
所述抗氧劑為巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基)亞磷酸苯酯(簡(jiǎn)稱Irganox168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(簡(jiǎn)稱Irganox1010)和1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲基)苯(簡(jiǎn)稱Irganox1330)中的一種或幾種的混合。
所述潤(rùn)滑劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣或硬脂酸鉀中的一種或多種。
一種上述任一項(xiàng)的ABS復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)稱取60份-80份的ABS、20份-30份的改性BMC、4份-8份耐刮擦劑、0.1份-0.5份抗氧劑、0.1份-0.3份潤(rùn)滑劑混合并攪拌均勻，得到混合料；
(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到ABS復(fù)合材料。
優(yōu)選地，所述步驟(2)具體為：將步驟(1)中得到的混合料投入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中擠出造粒，其中，所述雙螺桿擠出機(jī)包括順次排布的六個(gè)溫度區(qū)，一區(qū)溫度160～200℃，二區(qū)溫度220～260℃，三區(qū)溫度220～260℃，四區(qū)溫度220～260℃，五區(qū)溫度220～260℃，六區(qū)溫度220～260℃，機(jī)頭溫度220～260℃；螺桿轉(zhuǎn)速200～300r/min。
本發(fā)明的各實(shí)施例中所用的原料如下：
ABS(型號(hào)AG15AB),臺(tái)灣臺(tái)化；BMC,天津渤?；ぃ籆a(OH)2，鄭州宏宇鈣業(yè)公司；MgCl2，山東壽光金興化工；硅烷偶聯(lián)劑(型號(hào)KH550、KH570)，濟(jì)南國(guó)邦化工；K2S2O8，騰達(dá)化工；MMA,蘇州綜研化學(xué)；氮化硼微粉,遼寧硼達(dá)科技有限公司；四氟乙烯微粒，深圳創(chuàng)誠(chéng)塑膠材料有限公司；硬脂酸鈣，湖北中料化工；硬質(zhì)酸鈉，湖北興銀河化工；硬脂酸鉀，鄭州邦諾化工；抗氧劑(型號(hào)Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化。
本發(fā)明所用的測(cè)試儀器如下：
ZSK30型雙螺桿擠出機(jī)，德國(guó)W&P公司；JL-1000型拉力試驗(yàn)機(jī)，廣州市廣才實(shí)驗(yàn)儀器公司生產(chǎn)；HTL900-T-5B型注射成型機(jī)，海太塑料機(jī)械有限公司生產(chǎn)；XCJ-500型沖擊測(cè)試機(jī)，承德試驗(yàn)機(jī)廠生產(chǎn)；QT-1196型拉伸測(cè)試儀，東莞市高泰檢測(cè)儀器有限公司；QD-GJS-B12K型高速攪拌機(jī)，北京恒奧德儀器儀表有限公司。
改性BMC制備
制備例1
所述改性BMC的制備方法，包括以下步驟：
1)BMC的制備
(1)稱取Ca(OH)2于700-850℃馬弗爐煅燒6-12h，制得CaO；
(2)稱取步驟(1)制得的CaO，緩慢加入至MgCl2溶液中，用磁力攪拌儀不停攪拌至反應(yīng)體系為懸浮液；MgCl2與CaO的質(zhì)量比為40：25。
(3)將步驟(2)的產(chǎn)物進(jìn)行過濾，再用乙醇洗滌3-5次，80-120℃烘烤6-8h既得產(chǎn)物BMC；
2)BMC表面烷基化
(4)將步驟(3)中制得的BMC與硅烷偶聯(lián)劑加入至三口燒瓶中，在80-100℃反應(yīng)3-6h；BMC與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為60：2；硅烷偶聯(lián)劑是KH550或者KH570中的一種。
(5)對(duì)步驟(4)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，洗滌，既得產(chǎn)物A；
3)BMC表面接枝甲基丙烯酸甲酯
(6)將步驟(5)中制得的A、過硫酸鉀(K2S2O8)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)混合后，在100-160℃反應(yīng)6-8h；A、K2S2O8及MMA的質(zhì)量比為60：1：10。
(7)對(duì)步驟(6)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，洗滌，既得到改性BMC。
制備例2
所述改性BMC的制備方法，包括以下步驟：
1)BMC的制備
(1)稱取Ca(OH)2于700-850℃馬弗爐煅燒6-12h，制得CaO；
(2)稱取步驟(1)制得的CaO，緩慢加入至MgCl2溶液中，用磁力攪拌儀不停攪拌至反應(yīng)體系為懸浮液；MgCl2與CaO的質(zhì)量比為40：35。
(3)將步驟(2)的產(chǎn)物進(jìn)行過濾，再用乙醇洗滌3-5次，80-120℃烘烤6-8h既得產(chǎn)物BMC；
2)BMC表面烷基化
(4)將步驟(3)中制得的BMC與硅烷偶聯(lián)劑加入至三口燒瓶中，在80-100℃反應(yīng)3-6h；BMC與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為60：4；硅烷偶聯(lián)劑是KH550或者KH570中的一種。
(5)對(duì)步驟(4)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，洗滌，既得產(chǎn)物A；
3)BMC表面接枝甲基丙烯酸甲酯
(6)將步驟(5)中制得的A、過硫酸鉀(K2S2O8)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)混合后，在100-160℃反應(yīng)6-8h；A、K2S2O8及MMA的質(zhì)量比為60：3：20。
(7)對(duì)步驟(6)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，洗滌，既得到改性BMC。
制備例3
所述改性BMC的制備方法，包括以下步驟：
1)BMC的制備
(1)稱取Ca(OH)2于700-850℃馬弗爐煅燒6-12h，制得CaO；
(2)稱取步驟(1)制得的CaO，緩慢加入至MgCl2溶液中，用磁力攪拌儀不停攪拌至反應(yīng)體系為懸浮液；MgCl2與CaO的質(zhì)量比為50：35。
(3)將步驟(2)的產(chǎn)物進(jìn)行過濾，再用乙醇洗滌3-5次，80-120℃烘烤6-8h既得產(chǎn)物BMC；
2)BMC表面烷基化
(4)將步驟(3)中制得的BMC與硅烷偶聯(lián)劑加入至三口燒瓶中，在80-100℃反應(yīng)3-6h；BMC與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為80：4；硅烷偶聯(lián)劑是KH550或者KH570中的一種。
(5)對(duì)步驟(4)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，洗滌，既得產(chǎn)物A；
3)BMC表面接枝甲基丙烯酸甲酯
(6)將步驟(5)中制得的A、過硫酸鉀(K2S2O8)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)混合后，在100-160℃反應(yīng)6-8h；A、K2S2O8及MMA的質(zhì)量比為80：3：20。
(7)對(duì)步驟(6)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，洗滌，既得到改性BMC。
制備例4
所述改性BMC的制備方法，包括以下步驟：
1)BMC的制備
(1)稱取Ca(OH)2于700-850℃馬弗爐煅燒6-12h，制得CaO；
(2)稱取步驟(1)制得的CaO，緩慢加入至MgCl2溶液中，用磁力攪拌儀不停攪拌至反應(yīng)體系為懸浮液；MgCl2與CaO的質(zhì)量比為50：25。
(3)將步驟(2)的產(chǎn)物進(jìn)行過濾，再用乙醇洗滌3-5次，80-120℃烘烤6-8h既得產(chǎn)物BMC；
2)BMC表面烷基化
(4)將步驟(3)中制得的BMC與硅烷偶聯(lián)劑加入至三口燒瓶中，在80-100℃反應(yīng)3-6h；BMC與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為80：2；硅烷偶聯(lián)劑是KH550或者KH570中的一種。
(5)對(duì)步驟(4)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，洗滌，既得產(chǎn)物A；
3)BMC表面接枝甲基丙烯酸甲酯
(6)將步驟(5)中制得的A、過硫酸鉀(K2S2O8)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)混合后，在100-160℃反應(yīng)6-8h；A、K2S2O8及MMA的質(zhì)量比為80：1：10。
(7)對(duì)步驟(6)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，洗滌，既得到改性BMC。
制備例5
所述改性BMC的制備方法，包括以下步驟：
1)BMC的制備
(1)稱取Ca(OH)2于700-850℃馬弗爐煅燒6-12h，制得CaO；
(2)稱取步驟(1)制得的CaO，緩慢加入至MgCl2溶液中，用磁力攪拌儀不停攪拌至反應(yīng)體系為懸浮液；MgCl2與CaO的質(zhì)量比為45：30。
(3)將步驟(2)的產(chǎn)物進(jìn)行過濾，再用乙醇洗滌3-5次，80-120℃烘烤6-8h既得產(chǎn)物BMC；
2)BMC表面烷基化
(4)將步驟(3)中制得的BMC與硅烷偶聯(lián)劑加入至三口燒瓶中，在80-100℃反應(yīng)3-6h；BMC與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為70：3；硅烷偶聯(lián)劑是KH550或者KH570中的一種。
(5)對(duì)步驟(4)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，洗滌，既得產(chǎn)物A；
3)BMC表面接枝甲基丙烯酸甲酯
(6)將步驟(5)中制得的A、過硫酸鉀(K2S2O8)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)混合后，在100-160℃反應(yīng)6-8h；A、K2S2O8及MMA的質(zhì)量比為70：2：15。
(7)對(duì)步驟(6)的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，洗滌，既得到改性BMC。
實(shí)施例1
(1)稱取60份ABS、20份改性BMC、2份氮化硼微粉、2份四氟乙烯微粒、0.1份Irganox168、0.1份硬脂酸鈣混合并攪拌均勻，得到混合料；
(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到ABS復(fù)合材料P1。
其中雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為：一區(qū)溫度160℃，二區(qū)溫度220℃，三區(qū)溫度220℃，四區(qū)溫度220℃，五區(qū)溫度220℃，六區(qū)溫度220℃，機(jī)頭溫度220℃；螺桿轉(zhuǎn)速200r/min。
實(shí)施例2
(1)稱取80份ABS、30份改性BMC、4份氮化硼微粉、4份四氟乙烯微粒、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.1份硬脂酸鈣、0.2份硬脂酸鋅混合并攪拌均勻，得到混合料；
(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到ABS復(fù)合材料P2。
其中雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為：一區(qū)溫度200℃，二區(qū)溫度260℃，三區(qū)溫度260℃，四區(qū)溫度260℃，五區(qū)溫度260℃，六區(qū)溫度260℃，機(jī)頭溫度260℃；螺桿轉(zhuǎn)速300r/min。
實(shí)施例3
(1)稱取70份ABS、25份改性BMC、3份氮化硼微粉、3份四氟乙烯微粒、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.1份硬脂酸鉀、0.1份硬脂酸鋅混合并攪拌均勻，得到混合料；
(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到ABS復(fù)合材料P3。
其中雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為：一區(qū)溫度180℃，二區(qū)溫度240℃，三區(qū)溫度240℃，四區(qū)溫度240℃，五區(qū)溫度240℃，六區(qū)溫度240℃，機(jī)頭溫度240℃；螺桿轉(zhuǎn)速250r/min。
實(shí)施例4
(1)稱取60份ABS、27份改性改性BMC、3.5份氮化硼微粉、3.5份四氟乙烯微粒、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.1份硬脂酸鉀、0.1份硬脂酸鋅混合并攪拌均勻，得到混合料；
(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到ABS復(fù)合材料P4。
其中雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為：一區(qū)溫度175℃，二區(qū)溫度225℃，三區(qū)溫度225℃，四區(qū)溫度225℃，五區(qū)溫度225℃，六區(qū)溫度225℃，機(jī)頭溫度225℃；螺桿轉(zhuǎn)速240r/min。
實(shí)施例5
(1)稱取65份ABS、22份改性BMC、2.5份氮化硼微粉、2.5份四氟乙烯微粒、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox168、0.1份硬脂酸鉀、0.1份硬脂酸鋅混合并攪拌均勻，得到混合料；
(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到ABS復(fù)合材料P5。
其中雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為：一區(qū)溫度170℃，二區(qū)溫度230℃，三區(qū)溫度225℃，四區(qū)溫度225℃，五區(qū)溫度225℃，六區(qū)溫度225℃，機(jī)頭溫度225℃；螺桿轉(zhuǎn)速250r/min。
對(duì)比例1
(1)稱取65份ABS、22份未處理過的BMC、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox168、0.1份硬脂酸鉀、0.1份硬脂酸鋅混合并攪拌均勻，得到混合料；
(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到ABS復(fù)合材料D1。
其中雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為：一區(qū)溫度170℃，二區(qū)溫度220℃，三區(qū)溫度220℃，四區(qū)溫度220℃，五區(qū)溫度220℃，六區(qū)溫度220℃，機(jī)頭溫度220℃；螺桿轉(zhuǎn)速250r/min。
性能測(cè)試：
將上述實(shí)施例1-5及對(duì)比例1制備的ABS復(fù)合材料用注塑機(jī)制成樣條測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)如下表：
表1各實(shí)施例及對(duì)比例產(chǎn)品性能測(cè)試
從上表可以看出，從表中還可以看出實(shí)施例1-5的拉伸強(qiáng)度、彎曲模量、懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度也要好于對(duì)比例1，耐摩擦性能也要好于對(duì)比例1。這大大擴(kuò)展了ABS復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域，具有非常重要的意義。
以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的描述，應(yīng)當(dāng)指出，由于文字表達(dá)的有限性，而在客觀上存在無限的具體結(jié)構(gòu)，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。