一種廢舊abs塑料的化學增韌方法
【專利摘要】本發明公開了一種廢舊ABS塑料的化學增韌方法。包括以下步驟：熱塑性聚氨酯與馬來酸酐按質量比10:0.1-1在混合機中混合均勻，將均勻混合料在單螺桿擠出機中熔融擠出造粒，得到熱塑性聚氨酯/馬來酸酐反應物；將熱塑性聚氨酯/馬來酸酐反應物、廢舊ABS破碎料、過氧化二異丙苯、抗氧劑1010和光穩定劑受阻胺944在混合機中混合均勻，將均勻混料加入雙螺桿擠出機中擠出造粒，得到增韌的ABS顆粒。本發明大幅降低了產品的成本，并且容易實現工業化生產，可以有效的解決廢舊ABS塑料的資源浪費和環境污染。
【專利說明】一種廢舊ABS塑料的化學增韌方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高分子改性【技術領域】，具體涉及一種廢舊ABS塑料的化學增韌方法。
【背景技術】
[0002] ABS塑料是一類通用的工程塑料，廣泛應用于電器電子產品部件、汽車零部件等。 相應地在這些制品報廢后，存在大量廢棄的ABS塑料，而ABS塑料是一種熱塑性塑料，從加 工特性上可重復加工利用，因此具有可回收性。但廢舊ABS由于在制品的服役期間發生老 化，橡膠相丁二烯部分在光和熱的環境下被氧化，材料的沖擊性能大幅下降。因此廢舊的 ABS的直接回收利用被限制在較小的范圍。
[0003] 隨著全球范圍內經濟復蘇，石油價格持續上漲。帶動作為其下游產品的各類樹脂 的價格日益走高，最近幾年，ABS價格一直呈小幅上漲態勢。每年我國都會產生大量的廢棄 的ABS塑料，如果將這些廢舊的ABS丟棄或焚燒不僅浪費了資源，還對環境造成污染。
[0004] 已經有人使用物理熔融共混的方法對廢舊的ABS進行增韌改性，中國專利 CN103275457A公開了一種廢舊ABS塑料再生改性汽車專用料及其制備的方法，從其結果數 據表中可以看出，廢舊ABS塑料增韌后的懸臂梁缺口沖擊強度最大也只有12KJ/m2，不能滿 足高抗沖ABS性能的基本要求.中國專利CN103214780A公開了一種改性ABS電動車專用 料及其制備方法，其技術手段是利用納米氧化鋅和納米滑石粉組成的復合納米粒子，再對 復合納米粒子進行表面包覆改性，形成改性的復合納米粒子，但是此技術手段在實施操作 過程中存在一定的問題，由于納米粒子的表面效應，納米粒子容易發生團聚現象，進而會大 幅降低材料的韌性。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種廢舊ABS塑料的化學增韌方法，大幅提升廢舊ABS塑 料回收再利用后的性能。
[0006] 一種廢舊ABS塑料的化學增韌方法，包括以下步驟：
[0007] 1)熱塑性聚氨酯與馬來酸酐按質量比10:0. 1-1在混合機中混合均勻，將均勻混 合料在單螺桿擠出機中熔融擠出造粒，得到熱塑性聚氨酯/馬來酸酐反應物；
[0008] 2)將熱塑性聚氨酯/馬來酸酐反應物、廢舊ABS破碎料、過氧化二異丙苯、抗氧劑 1010和光穩定劑受阻胺944在混合機中混合均勻，將均勻混料加入雙螺桿擠出機中擠出造 粒，得到增韌的ABS顆粒。
[0009] 按上述方案，所用原料按重量份數計為：
[0010] 廢舊ABS破碎料 100份； 熱塑性聚氨酯/馬來酸酐的反應物 5?20份； 過氧化二異丙苯 0.1?1.5份; 抗氧劑1010 0.1-1份； 光穩定劑受阻胺944 0.1?0.6份。
[0011] 按上述方案，所述熱塑性聚氨酯/馬來酸酐反應物制備過程中擠出溫度為80°C? 130。。。
[0012] 按上述方案，所述增韌的ABS顆粒制備過程中擠出溫度為160°C?175°C。
[0013] 按上述方案，所述的熱塑性聚氨酯采用德國拜耳TPU-192X或德國拜耳TPU-460中 的一種或兩種混合物。
[0014] 按上述方案，所述廢舊ABS破碎料的平均粒徑為1?30mm。
[0015] 本發明利用熱塑性聚氨酯中的-NC0基團與馬來酸酐中的酸酐基團發生化學反 應，在擠出造粒的同時生成熱塑性聚氨酯/馬來酸酐的反應物。進一步地，利用熱塑性聚氨 酯/馬來酸酐的反應物與廢舊的ABS進行熔融共混接枝，在擠出造粒的同時使馬來酸酐上 的雙鍵與廢舊ABS中的雙鍵或與雙鍵相鄰碳上α -Η在引發劑的作用下熔融接枝達到改性 的目的。
[0016] 本發明的有益效果在于：
[0017] (1)本發明的方法是利用熔融接枝的方法將熱塑性聚氨酯接枝到ABS上，從而增 加了廢舊ABS中橡膠相的含量，大大增大了廢舊ABS的沖擊強度，其中拉伸強度，彎曲強度 也有一定的增加。
[0018] (2)本發明中使用的抗氧劑1010，不僅可以減少廢舊的ABS在熔融加工過程中被 氧化，而且可以防止制成產品后，產品在光，熱，氧的環境下進一步氧化，保障了產品的基本 性能。
[0019] (3)本發明大幅降低了產品的成本，并且容易實現工業化生產，可以有效的解決廢 舊ABS塑料的資源浪費和環境污染。由于熔融指數升高了，本發明混合料加入到擠出機中 的擠出最高溫度只需175°C，比一般的回收ABS料（200°C )的擠出溫度都要低，可以節約電 的使用量，降低生產成本。
【具體實施方式】
[0020] 以下實施例進一步說明本發明的額技術內容，但不作為對本發明保護范圍的限 制。
[0021] 本發明廢舊ABS塑料的化學增韌過程如下：
[0022] 1)熱塑性聚氨酯與馬來酸酐按質量比10:01-1在混合機中混合均勻，將均勻混合 料在單螺桿擠出機中熔融擠出造粒，得到熱塑性聚氨酯/馬來酸酐反應物；擠出機工作溫 度為 80°C?130°C ；
[0023] 2)將熱塑性聚氨酯/馬來酸酐反應物、廢舊ABS破碎料、過氧化二異丙苯、抗氧劑 1010和光穩定劑受阻胺944在混合機中混合均勻，將均勻混料加入雙螺桿擠出機中擠出造 粒，得到增韌的ABS顆粒；擠出機工作溫度為160°C?175°C。本發明利用熱塑性聚氨酯中 的-NCO基團與馬來酸酐中的酸酐基團發生化學反應，在擠出造粒的同時生成熱塑性聚氨 酯/馬來酸酐的反應物。進一步地，利用熱塑性聚氨酯/馬來酸酐的反應物與廢舊的ABS 進行熔融共混接枝，在擠出造粒的同時使馬來酸酐上的雙鍵與廢舊ABS中的雙鍵或與雙鍵 相鄰碳上α -Η在引發劑的作用下熔融接枝達到改性的目的。
[0024] 優化地，所用原料按重量份數計為：
[0025] 廢舊ABS破碎料 100份； 熱塑性聚氨酯/馬來酸酐的反應物 5?20份； 過氧化二異丙苯 0.1-1.5份； 抗氧劑1010 0.1-1份·' 光穩定劑受阻胺944 0.1?0.6份。
[0026] 按上述方案，所述的熱塑性聚氨酯分子鏈中含有異氰酸酯基。本發明利用熱塑性 聚氨酯中的-NC0基團與馬來酸酐中的酸酐基團發生化學反應，在擠出造粒的同時生成熱 塑性聚氨酯/馬來酸酐的反應物。
[0027] 優化地，熱塑性聚氨酯采用德國拜耳TPU-192X或德國拜耳TPU-460中的一種或兩 種混合物。
[0028] 實施例1
[0029] 制備熱塑性聚氨酯/馬來酸酐的反應產物：
[0030] 將熱塑性聚氨酯（TPU)與馬來酸酐（ΜΑΗ)按照TPU/MAH = 10/0. 1的質量比加入 高速混合機中混合均勻，然后將混合料在單螺桿擠出機中熔融擠出，造粒。其中單螺桿擠出 機的工作條件：溫度為（80°C?130°C )。
[0031] 制備廢舊ABS增韌料：
[0032] 按重量份計，將100份ABS破碎料、5份反應產物㈧、0. 1份引發劑DCP、0. 1份抗 氧劑1010、0. 1份光穩定劑受阻胺944加入高速混合機中在300rpm下混合十分鐘后得到均 勻混料，然后將均勻混料加入雙螺桿擠出機中擠出造粒，溫度為（160°C?175°C )，螺桿轉 速為55r/min.擠出造粒，即得增韌的ABS顆粒。
[0033] 實施例2
[0034] 制備熱塑性聚氨酯/馬來酸酐的反應產物：
[0035] 將熱塑性聚氨酯（TPU)與馬來酸酐（ΜΑΗ)按照比例TPU/MAH = 10/0. 9的質量比 加入高速混合機中混合均勻后，然后將均勻混合料在單螺桿擠出機中熔融擠出，造粒。其中 單螺桿擠出機的工作條件：溫度為（80°C?130°C )。
[0036] 制備廢舊ABS增韌料：
[0037] 按重量計，將100份ABS破碎料、9份反應產物（A)、0. 5份引發劑DCP、0. 5份抗氧 劑1010、0. 3份光穩定劑受阻胺944加入高速混合機中在300rpm下混合十分鐘后得到均勻 混料，然后將均勻混料加入雙螺桿擠出機中擠出造粒，溫度為（160°C?175°C )，螺桿轉速 為55r/min.擠出造粒，即得增韌的ABS顆粒。
[0038] 實施例3
[0039] 制備熱塑性聚氨酯/馬來酸酐的反應產物：
[0040] 將熱塑性聚氨酯（TPU)與馬來酸酐（ΜΑΗ)按照比例TPU ：ΜΑΗ ：= 10 :0. 4的質量比 加入高速混合機中混合均勻后，然后將均勻混合料在單螺桿的擠出機中熔融擠出，造粒。其 中單螺桿擠出機的工作條件：溫度為（80°C?130°C )。
[0041] 制備廢舊ABS增韌料：
[0042] 按重量計，將100份ABS破碎料、12份反應產物（A)、0. 8份引發劑DCP、0. 5份抗氧 劑1010、0. 3份光穩定劑受阻胺944加入高速混合機中在300rpm下混合十分鐘后得到均勻 混料，然后將均勻混料加入雙螺桿擠出機中擠出造粒，溫度分別為（160°C?175°C )，螺桿 轉速為55r/min.擠出造粒，即得增韌的ABS顆粒。
[0043] 實施例4
[0044] 制備熱塑性聚氨酯與馬來酸酐的反應產物（A)。
[0045] 將熱塑性聚氨酯（TPU)與馬來酸酐（ΜΑΗ)按照比例TPU ：ΜΑΗ：= 10 ：1的質量比加 入高速混合機中混合均勻后，然后將均勻混合料在單螺桿的擠出機中熔融擠出，造粒。其中 單螺桿擠出機的工作條件：溫度為（80°C?130°C )。
[0046] 制備廢舊ABS增韌料：
[0047] 按重量計，將100份ABS破碎料、20份反應產物（A)、1. 5份引發劑DCP、1份抗氧劑 1010、0. 6份光穩定劑受阻胺944加入高速混合機中在300rpm下混合十分鐘后得到均勻混 料，然后將均勻混料加入雙螺桿擠出機中擠出造粒，溫度為（160°C?175°C )，螺桿轉速為 55r/min.擠出造粒，即得增韌的ABS顆粒。
[0048] 對比例
[0049] 按重量計，將100份廢舊ABS破碎料、1份抗氧劑1010、加入高速混合機中在 300rpm下混合十分鐘后得到均勻混料，然后將均勻混料加入雙螺桿擠出機中擠出造粒，溫 度為（190°C?225°C )，螺桿轉速為55r/min.擠出造粒，即得ABS顆粒。
[0050] 實施例1-4制備的廢舊ABS塑料的化學增韌料性能，如表1所示。
[0051]表 1
[0052]
【權利要求】
1. 一種廢舊ABS塑料的化學增韌方法，其特征在于包括以下步驟： 1)熱塑性聚氨酯與馬來酸酐按質量比10:0. l-ι在混合機中混合均勻，將均勻混合料 在單螺桿擠出機中熔融擠出造粒，得到熱塑性聚氨酯/馬來酸酐反應物； 2)將熱塑性聚氨酯/馬來酸酐反應物、廢舊ABS破碎料、過氧化二異丙苯、抗氧劑1010 和光穩定劑受阻胺944在混合機中混合均勻，將均勻混料加入雙螺桿擠出機中擠出造粒， 得到增韌的ABS顆粒。
2.如權利要求1所述的廢舊ABS塑料的化學增韌方法，其特征在于所用原料按重量份 數計為： 廢舊ABS破碎料 100份； 熱塑性聚氨酯/馬來酸酐的反應物 5?20份； 過氧化二異丙苯 0.1?1.5份； 抗氧劑1010 0.1-1份; 光穩定劑受阻胺944 0.1?0.6份。
3.如權利要求1所述的廢舊ABS塑料的化學增韌方法，其特征在于所述熱塑性聚氨酯 /馬來酸酐反應物制備過程中擠出溫度為80°C?130°C。
4.如權利要求1所述的廢舊ABS塑料的化學增韌方法，其特征在于所述增韌的ABS顆 粒制備過程中擠出溫度為160°C?175°C。
5.如權利要求1所述的廢舊ABS塑料的化學增韌方法，其特征在于所述的熱塑性聚氨 酯采用德國拜耳TPU-192X或德國拜耳TPU-460中的一種或兩種混合物。
6.如權利要求1所述的廢舊ABS塑料的化學增韌方法，其特征在于所述廢舊ABS破碎 料的平均粒徑為1?30mm。
【文檔編號】C08K5/14GK104045964SQ201410314962
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年7月2日 優先權日:2014年7月2日
【發明者】張良均, 明建入, 楊嘯, 苗澤凱, 彭晨, 王琪 申請人:武漢工程大學