阅读说明：本技术 高抗冲击性abs塑料 (ABS plastic with high impact resistance ) 是由 张燕丹 于 2020-06-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了高抗冲击性ABS塑料。包括以下重量份组分：ABS树脂70-120份、导热填料0.1-2份、抗氧化剂2-4份、硅烷偶联剂5-10份、阻燃剂5-15份、抗紫外剂0.3-1份、引发剂1-4重量份、改性纳米纤维素5-10份。本发明通过添加助剂改性纳米纤维素,由于其高强、高模量、基体相容性好和纳米材料的特殊效应,用作增强剂能够有效的提高ABS塑料抗冲击性能,非常适合用于制造家电外壳。(The invention discloses ABS plastic with high impact resistance. The paint comprises the following components in parts by weight: 70-120 parts of ABS resin, 0.1-2 parts of heat-conducting filler, 2-4 parts of antioxidant, 5-10 parts of silane coupling agent, 5-15 parts of flame retardant, 0.3-1 part of anti-ultraviolet agent, 1-4 parts of initiator and 5-10 parts of modified nano-cellulose. According to the invention, the nano-cellulose is modified by adding the auxiliary agent, and due to the high strength, high modulus, good substrate compatibility and special effects of the nano-material, the ABS plastic used as a reinforcing agent can effectively improve the impact resistance of the ABS plastic, and is very suitable for manufacturing shells of household appliances.)

高抗冲击性ABS塑料

技术领域

本发明属于塑料技术领域，具体涉及一种具有高抗冲击性能和高散热性能的ABS塑料。

背景技术

ABS塑料是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，丙烯腈的加入为ABS提供高的硬度和强度、耐热性和耐腐蚀性；丁二烯赋予了ABS高的抗冲击性、韧性、耐寒性和一定的延展性；而苯乙烯保证了ABS很好的表面高光泽性、易着色性和易加工性。ABS塑料是目前生产量最大，用途最为广泛的热塑性工程塑料之一。ABS塑料广泛应用于制造家用电器的外壳，例如电视机、冰箱、电脑的外壳。

家电在运输路途中及使用过程中可能会遇到一定的撞击，ABS塑料作为家电外壳，遇到强烈的撞击可能会导致外壳损毁。

日常生活中为我们提供清凉的冰箱、空调等家电也同样需要降温，由于长时间工作会导致发烧、发烫，如不能有效散热，温度过高可能导致家电工作异常或者损坏，影响使用寿命和连续工作时间。绝大多数家电的外壳都是使用塑料，而塑料的散热性能通常都很差，例如ABS塑料的导热系数在0.25W/(m·K)左右。所以家电的外壳需要预留一些散热孔，以保证电器内部的热量通过散热孔及时排出到外面。预留散热孔的设计也会对家电带来危害，例如灰尘、水等杂质很容易通过散热孔进入到电器，导致家电工作异常或者损坏，影响使用寿命。

因此，针对用于家电外壳的ABS塑料的抗冲击性有待进一步提高和导热系数低导致散热性差及的问题，开发出一种高抗冲击性能、高导热系数的ABS塑料十分有必要。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题：针对现有技术ABS塑料制造出来家电外壳散热性差和抗冲击性能不高的问题，提供了用于家电外壳的高抗冲击性ABS塑料。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种高抗冲击性ABS塑料，包括以下重量份组分：ABS树脂70-120份、导热填料0.1-2份、抗氧化剂2-4份、硅烷偶联剂5-10份、阻燃剂5-15份、抗紫外剂0.3-1份。

所述导热填料为氮化硼多壁碳纳米管杂化材料。

所述抗氧化剂为对苯二酚、对苯二胺、2,6-二叔丁基酚中一种或多种。

所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

所述阻燃剂为三氧化二锑或三聚磷酸铝。

所述抗紫外剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑中一种或多种。

所述氮化硼多壁碳纳米管杂化材料制备方法，包括以下步骤：

S1将0.5-2g的多壁碳纳米管置于300-1000mL的浓硫酸和浓硝酸形成的混合酸，浓硫酸和浓硝酸体积比(1～3)：1，在30-50℃下于超声波中振荡8-12h，接着用500-1500mL水进行稀释，用0.5-1μm的多孔滤膜过滤出多壁碳纳米管，并用水洗至中性，然后在60-100℃下真空干燥10-30h，得到酸化处理后的多壁碳纳米管。

S2将3-8g的氮化硼粉末和80-120g的尿素均匀地混合在一起，与不锈钢研磨球按质量比1：(80～120)，采取正、反向旋转5-15min交替进行的方式，并以200-400r/min的公转速率和600-1000r/min的自转速率进行球磨，球磨10-30h，得到氨基功能化的氮化硼。

S3将8-12g1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺，20-40g的N-羟基琥珀酰亚胺和0.8-1.2g酸化处理后的多壁碳纳米管加入800-1500mL的水中，并超声处理1-3h，得到多壁碳纳米管悬浮液。

S4将3-8g的氨基功能化的氮化硼加入所得的多壁碳纳米管悬浮液中，形成均匀混合物，并在搅拌下于冰浴0℃中进行反应10-30h，抽滤，60-80℃真空干燥3-6h，得到氮化硼多壁碳纳米管杂化材料。

氮化硼具有质轻、较低的热膨胀系数、良好的耐热性能、较高的热导率30～330W/(m K)等优点，被广泛应用于聚合物导热改性。但是由于氮化硼是一种无机材料与高分子材料相容性差，氮化硼与高分子材料混合后容易出现分层现象，严重影响高分子材料的综合性能。

多壁碳纳米管是一种很好的导热碳材料，有研究表明单根多壁碳纳米管在室温下导热系数超过3000W/(m K)，远超过我们所熟知的一些良好导热材料的导热系数。多壁碳纳米管本身表面能高，容易发生团聚，并且纳米级填料的引入对加工过程中高分子聚合物材料的粘度有较大影响，从影响填料在聚合物中的分散状态，进而影响高分子材料的综合性能。

高分子材料通过添加两种以上不同的填料，利用其各自的优点，可以进一步提升导热性能。但是由于不同填料之间会产生界面热阻，阻碍热量传导，降低材料导热性能。通过共价键连接氮化硼和多壁碳纳米管，可以有效减少导热填料/导热填料之间的界面热阻和声子散射，从而提升高分子材料导热系数。

所述的ABS塑料制备方法，包括以下步骤：

将ABS树脂置于烘箱中干燥；注塑机螺筒和注塑模具进行预加热；将干燥后的ABS树脂送入注塑机的螺筒内，加热至熔融状态；将导热填料、抗氧化剂、润滑剂、硅烷偶联剂、阻燃剂、抗紫外剂加入到熔融状态的ABS树脂中，充分混合均匀后喷射至模具中，完成后待模具冷却至室温；开模将模具内的产品取出，风干切粒制得本发明的ABS塑料。

所述的干燥温度为80-85℃，干燥时间为2-4h。

所述的螺筒后部温度为180-220℃，螺筒中部温度为190-230℃，螺筒前部温度为190-230℃。

所述的模具温度为30-70℃。

在上述技术方案的基础上，本发明还提供一种技术方案：

一种高抗冲击性ABS塑料，包括以下重量份组分：ABS树脂70-120份、导热填料0.1-2份、抗氧化剂2-4份、硅烷偶联剂5-10份、阻燃剂5-15份、抗紫外剂0.3-1份、引发剂1-4重量份。

所述导热填料为网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料。

所述抗氧化剂为对苯二酚、对苯二胺、2,6-二叔丁基酚中一种或多种。

所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

所述阻燃剂为三氧化二锑或三聚磷酸铝。

所述抗紫外剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑中一种或多种。

所述引发剂为过氧化十二酰和过氧化二异丙苯中一种或多种。

所述网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料制备方法，包括以下步骤：

S1将0.5-2g的多壁碳纳米管置于300-1000mL的浓硫酸和浓硝酸形成的混合酸，浓硫酸和浓硝酸体积比(1～3)：1，在30-50℃下于超声波中振荡8-12h，接着用500-1500mL水进行稀释，用0.5-1μm的多孔滤膜过滤出多壁碳纳米管，并用水洗至中性，然后在60-100℃下真空干燥10-30h，得到酸化处理后的多壁碳纳米管。

S2将3-8g的氮化硼粉末和80-120g的尿素均匀地混合在一起，与不锈钢研磨球按质量比1：(80～120)，采取正、反向旋转5-15min交替进行的方式，并以200-400r/min的公转速率和600-1000r/min的自转速率进行球磨，球磨10-30h，得到氨基功能化的氮化硼。

S3将8-12g1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺，20-40g的N-羟基琥珀酰亚胺和0.8-1.2g的酸化处理后的多壁碳纳米管加入800-1500mL的水中，并超声处理1-3h，得到多壁碳纳米管悬浮液。

S4将3-8g的氨基功能化的氮化硼和3-8g的三乙烯四胺加入到所得的多壁碳纳米管悬浮液中，形成均匀混合物，并在搅拌下于冰浴0℃中进行反应10-30h，抽滤，60-80℃真空干燥3-6h，得到网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料。

三乙烯四胺分子两端氨基与多壁碳纳米管表面的羧基发生化学反应，使多壁碳纳米管之间通过共价键桥联成一个整体，三乙烯四胺就好像是一根根“线”，而多壁碳纳米管就好像是一个个“点”，通过点线连接成一张网变成了一个整体，有利于热量传导。

所述的ABS塑料制备方法，包括以下步骤：

将ABS树脂置于烘箱中干燥；注塑机螺筒和注塑模具进行预加热；将干燥后的ABS树脂送入注塑机的螺筒内，加热至熔融状态；将导热填料、引发剂、抗氧化剂、润滑剂、硅烷偶联剂、阻燃剂、抗紫外剂加入到熔融状态的ABS树脂中，充分混合均匀后喷射至模具中，完成后待模具冷却至室温；开模将模具内的产品取出，风干切粒制得本发明的ABS塑料。

所述的干燥温度为80-85℃，干燥时间为2-4h。

所述的螺筒后部温度为180-220℃，螺筒中部温度为190-230℃，螺筒前部温度为190-230℃。

所述的模具温度为30-70℃。

采用熔融接枝的方法，对ABS树脂进行接枝反应，网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料中的双键和ABS中的双键能够发生反应，对ABS树脂固化过程具有一定的促进作用，有利于网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料在ABS树脂基体中的分散，并形成两相之间有较好的界面结合，这样就可以获得分散均匀且界面结合良好的氮化硼多壁碳纳米管/ABS树脂复合材料，更好地促进复合材料导热性能的提高。

优选的，在上述技术方案的基础上，本发明还提供一种技术方案：

一种高抗冲击性ABS塑料，包括以下重量份组分：ABS树脂70-120份、导热填料0.1-2份、抗氧化剂2-4份、硅烷偶联剂5-10份、阻燃剂5-15份、抗紫外剂0.3-1份、引发剂1-4重量份、改性纳米纤维素5-10份。

所述导热填料为网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料。

所述抗氧化剂为对苯二酚、对苯二胺、2,6-二叔丁基酚中一种或多种。

所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

所述阻燃剂为三氧化二锑或三聚磷酸铝。

所述抗紫外剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑中一种或多种。

所述引发剂为过氧化十二酰和过氧化二异丙苯中一种或多种。

所述网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料制备方法，包括以下步骤：

S1将0.5-2g的多壁碳纳米管置于300-1000mL的浓硫酸和浓硝酸形成的混合酸，浓硫酸和浓硝酸体积比(1～3)：1，在30-50℃下于超声波中振荡8-12h，接着用500-1500mL水进行稀释，用0.5-1μm的多孔滤膜过滤出多壁碳纳米管，并用水洗至中性，然后在60-100℃下真空干燥10-30h，得到酸化处理后的多壁碳纳米管。

S2将3-8g的氮化硼粉末和80-120g的尿素均匀地混合在一起，与不锈钢研磨球按质量比1：(80～120)，采取正、反向旋转5-15min交替进行的方式，并以200-400r/min的公转速率和600-1000r/min的自转速率进行球磨，球磨10-30h，得到氨基功能化的氮化硼。

S3将8-12g1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺，20-40g的N-羟基琥珀酰亚胺和0.8-1.2g的酸化处理后的多壁碳纳米管加入800-1500mL的水中，并超声处理1-3h，得到多壁碳纳米管悬浮液。S4将3-8g的氨基功能化的氮化硼和3-8g的三乙烯四胺加入到所得的多壁碳纳米管悬浮液中，形成均匀混合物，并在搅拌下于冰浴0℃中进行反应10-30h，抽滤，60-80℃真空干燥3-6h，得到网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料。

所述改性纳米纤维素制备方法，包括以下步骤：

称取5-10g棉浆粕，加入到100-200mL、质量分数为50-70％硫酸溶液中，在40-60℃下搅拌反应30-60min，反应结束后，将产物倒入50-150mL水中，然后用离心机通过水交换/离心循环除去大量的硫酸，再将得到的悬浮液用去离子水进行透析，直到pH为6-7，即得到了纳米纤维素悬浮液。

用0.1-0.2mol/L盐酸调节纳米纤维素悬浮液pH为3-4，然后置于100-150℃的油浴中加热，5-15min后，向其中加入2-5g L-酒石酸，继续反应20-40min。反应结束后，在2-5℃10000-20000r/min下，离心5-15min，用水洗涤沉淀，50℃下真空干燥，即得改性纳米纤维素。

纳米纤维素，是将自然界生物质中的纤维素通过机械、化学或其他方法将其提取出来。通常获得的纤维素直径在100纳米以内，密度为1.6g/cm3，具有较高的纯净度，具有突出的力学性能，拉伸强度在7.5Gpa左右，轴向弹性模量在100GPa以上，横向弹性模量在10GPa以上。纳米纤维素具有如此较高的强度，同时具有可再生这一巨大优势，是复合材料一种理想的增强相材料。

由于纳米纤维素表面存在大量的羟基，极易形成氢键从而聚集在一起，尺度变成微米级结构，失去纳米材料的一些特性，而且在使用过程中均匀分散也比较困难。此外由于纳米纤维素具有极性，用于增强非极性高聚物时，其界面粘合力较弱。所以在制备纳米纤维素复合材料的时候，有必要对其进行表面修饰或者对基体材料进行改性，提高纳米纤维素与基体间的界面相容性。使纳米纤维素由亲水性变为憎水性，是避免其自聚集的一种有效的手段。本发明通过酯化改性解决纳米纤维素表面存在大量羟基，极易形成氢键从而聚集在一起，导致在使用过程中不能均匀分散的问题。

所述的ABS塑料制备方法，包括以下步骤：

将ABS树脂置于烘箱中干燥；注塑机螺筒和注塑模具进行预加热；将干燥后的ABS树脂送入注塑机的螺筒内，加热至熔融状态；将导热填料、引发剂、抗氧化剂、润滑剂、硅烷偶联剂、阻燃剂、抗紫外剂、纳米纤维素加入到熔融状态的ABS树脂中，充分混合均匀后喷射至模具中，完成后待模具冷却至室温；开模将模具内的产品取出，风干切粒制得本发明的ABS塑料。

所述的干燥温度为80-85℃，干燥时间为2-4h。

所述的螺筒后部温度为180-220℃，螺筒中部温度为190-230℃，螺筒前部温度为190-230℃。

所述的模具温度为30-70℃。

本发明的有益效果：

1、本发明制备的ABS塑料导热系数高，散热性能好，在添加少量导热填料情况下就能获得较高的导热系数，并且对ABS塑料的综合性能几乎没有影响。

2、通过共价键连接氮化硼和多壁碳纳米管，制备的氮化硼多壁碳纳米管杂化材料可以有效减少导热填料和导热填料之间的界面热阻和声子散射，有效提高了ABS塑料导热系数。

3、通过接枝反应，使网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料与ABS通过共价键连接，从而改善了无机/碳基导热材料在ABS基体中分散性差的问题，并形成两相之间有较好的界面结合，进一步提升了ABS塑料的导热性能提升。

4、通过添加助剂改性纳米纤维素，由于其高强、高模量、基体相容性好和纳米材料的特殊效应，用作增强剂能够有效的提高ABS塑料抗冲击性能。

具体实施方式

实施例中各原料来源：

ABS树脂：悬臂梁缺口冲击强度(测试温度23℃；测试方法ISO 180-1A)19KJ/m²，购买品牌，台湾奇美；牌号PA-757。

氮化硼：采用纳米氮化硼；粒径＜150nm，CAS号10043-11-5；购买品牌，阿拉丁；牌号B140007。

多壁碳纳米管：外径：4-6nm，购买品牌，中国科学院成都有机化学有限公司，牌号TNM0。

棉浆柏：规格，α-纤维素≥95％，购买品牌，湖北襄樊化纤公司。

L-酒石酸：纯度，≥99.5％，购买品牌，上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

实施例1

一种高抗冲击性ABS塑料包括以下重量份组分：ABS树脂100份、导热填料1份、抗氧化剂4份、硅烷偶联剂8份、阻燃剂10份、抗紫外剂0.8份。

ABS塑料制备方法，包括以下步骤：

将ABS树脂置于烘箱中干燥；注塑机螺筒和注塑模具进行预加热；将干燥后的ABS树脂送入注塑机的螺筒内，加热至熔融状态；将导热填料、抗氧化剂、润滑剂、硅烷偶联剂、阻燃剂、抗紫外剂加入到熔融状态的ABS树脂中，充分混合均匀后喷射至模具中，完成后待模具冷却至室温；开模将模具内的产品取出，风干切粒制得本发明的ABS塑料。

所述的干燥温度为83℃，干燥时间为3h。

所述的螺筒后部温度为200℃，螺筒中部温度为210℃，螺筒前部温度为210℃。

所述的模具温度为50℃。

所述的导热填料为氮化硼多壁碳纳米管杂化材料

所述抗氧化剂为对苯二酚。

所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

所述阻燃剂为三聚磷酸铝。

所述抗紫外剂为2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑。

所述氮化硼多壁碳纳米管杂化材料制备方法，包括以下步骤：

S1将1g的多壁碳纳米管置于500mL的浓硫酸和浓硝酸形成的混合酸(体积比＝3：1)，在40℃下于超声波中振荡l0h，接着用1000mL去离子水进行稀释，用0.8μm的多孔滤膜过滤出多壁碳纳米管，并用去离子水洗至中性，然后在80℃下真空干燥24h,得到酸化处理后的多壁碳纳米管。

S2将5g的氮化硼粉末和100g的尿素均匀地混合在一起，与不锈钢研磨球按质量比1：100，采取正、反向旋转l0min交替进行的方式，并以280r/min的公转速率和800r/min的自转速率进行球磨，球磨24h，得到氨基功能化的氮化硼。

S3将10g1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺，30g的N-羟基琥珀酰亚胺和1g酸化处理后的多壁碳纳米管加入1000mL去离子水中，并超声处理2h，得到多壁碳纳米管悬浮液。

S4将5g的氨基功能化的氮化硼加入所得的多壁碳纳米管悬浮液中，形成均匀混合物，并在搅拌下于冰浴0℃中进行反应24h，抽滤，70℃真空干燥5h，得到氮化硼多壁碳纳米管杂化材料。

实施例2

一种高抗冲击性ABS塑料包括以下重量份组分：ABS树脂100份、导热填料0.5份、抗氧化剂4份、硅烷偶联剂8份、阻燃剂10份、抗紫外剂0.8份、引发剂2份。

ABS塑料制备方法，包括以下步骤：

将ABS树脂置于烘箱中干燥；注塑机螺筒和注塑模具进行预加热；将干燥后的ABS树脂送入注塑机的螺筒内，加热至熔融状态；将导热填料、引发剂、抗氧化剂、润滑剂、硅烷偶联剂、阻燃剂、抗紫外剂加入到熔融状态的ABS树脂中，充分混合均匀后喷射至模具中，完成后待模具冷却至室温；开模将模具内的产品取出，风干切粒制得本发明的ABS塑料。

所述的干燥温度为83℃，干燥时间为3h。

所述的螺筒后部温度为200℃，螺筒中部温度为210℃，螺筒前部温度为210℃。

所述的模具温度为50℃。

所述的导热填料为网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料

所述抗氧化剂为对苯二酚。

所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

所述阻燃剂为三聚磷酸铝。

所述抗紫外剂为2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑。

所述的网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料的制备方法，包括以下步骤：

S1将1g的多壁碳纳米管置于500mL的浓硫酸和浓硝酸形成的混合酸(体积比＝3：1)，在40℃下于超声波中振荡l0h，接着用1000mL去离子水进行稀释，用0.8μm的多孔滤膜过滤出多壁碳纳米管，并用去离子水洗至中性，然后在80℃下真空干燥24h,得到酸化处理后的多壁碳纳米管。

S2将6g的氮化硼粉末和100g的尿素均匀地混合在一起，与不锈钢研磨球按质量比1：100，采取正、反向旋转l0min交替进行的方式，并以280r/min的公转速率和800r/min的自转速率进行球磨，球磨24h，得到氨基功能化的氮化硼。

S3将10g1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺，30g的N-羟基琥珀酰亚胺和1g酸化处理后的多壁碳纳米管加入1000mL去离子水中，并超声处理24h，得到多壁碳纳米管悬浮液。

S4将5g的氨基功能化的氮化硼和5g的三乙烯四胺的加入所得的多壁碳纳米管悬浮液中，形成均匀混合物，并在搅拌下于冰浴0℃中进行反应2h，抽滤，70℃真空干燥5h，得到网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料。

实施例3

与实施例2基本一致，其区别仅在于：

一种高抗冲击性ABS塑料包括以下重量份组分：ABS树脂100份、导热填料1份、抗氧化剂4份、硅烷偶联剂8份、阻燃剂10份、抗紫外剂0.8份、引发剂2份。

实施例4

与实施例2基本一致，其区别仅在于：

一种高抗冲击性ABS塑料包括以下重量份组分：ABS树脂100份、导热填料1.5份、抗氧化剂4份、硅烷偶联剂8份、阻燃剂10份、抗紫外剂0.8份、引发剂2份。

实施例5

与实施例2基本一致，其区别仅在于：

一种高抗冲击性ABS塑料包括以下重量份组分：ABS树脂100份、导热填料2份、抗氧化剂4份、硅烷偶联剂8份、阻燃剂10份、抗紫外剂0.8份、引发剂2份。

实施例6

一种高抗冲击性ABS塑料包括以下重量份组分：ABS树脂100份、导热填料2份、抗氧化剂4份、硅烷偶联剂8份、阻燃剂10份、抗紫外剂0.8份、引发剂2份、改性纳米纤维素7份。

ABS塑料制备方法，包括以下步骤：

将ABS树脂置于烘箱中干燥；注塑机螺筒和注塑模具进行预加热；将干燥后的ABS树脂送入注塑机的螺筒内，加热至熔融状态；将导热填料、引发剂、抗氧化剂、润滑剂、硅烷偶联剂、阻燃剂、抗紫外剂和改性纳米纤维素加入到熔融状态的ABS树脂中，充分混合均匀后喷射至模具中，完成后待模具冷却至室温；开模将模具内的产品取出，风干切粒制得本发明的ABS塑料。

所述的干燥温度为83℃，干燥时间为3h。

所述的螺筒后部温度为200℃，螺筒中部温度为210℃，螺筒前部温度为210℃。

所述的模具温度为50℃。

所述的导热填料为网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料

所述抗氧化剂为对苯二酚。

所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

所述阻燃剂为三聚磷酸铝。

所述抗紫外剂为2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑。

所述的网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料的制备方法，包括以下步骤：

S1将1g的多壁碳纳米管置于500mL的浓硫酸和浓硝酸形成的混合酸(体积比＝3：1)，在40℃下于超声波中振荡l0h，接着用1000mL去离子水进行稀释，用0.8μm的多孔滤膜过滤出多壁碳纳米管，并用去离子水洗至中性，然后在80℃下真空干燥24h,得到酸化处理后的多壁碳纳米管。

S2将6g的氮化硼粉末和100g的尿素均匀地混合在一起，与不锈钢研磨球按质量比1：100，采取正、反向旋转l0min交替进行的方式，并以280r/min的公转速率和800r/min的自转速率进行球磨，球磨24h，得到氨基功能化的氮化硼。

S3将10g1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺，30g的N-羟基琥珀酰亚胺和1g酸化处理后的多壁碳纳米管加入1000mL去离子水中，并超声处理24h，得到多壁碳纳米管悬浮液。

S4将5g的氨基功能化的氮化硼和5g的三乙烯四胺的加入所得的多壁碳纳米管悬浮液中，形成均匀混合物，并在搅拌下于冰浴0℃中进行反应2h，抽滤，70℃真空干燥5h，得到网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料。

所述改性纳米纤维素制备方法，包括以下步骤：

称取6g棉浆粕，加入到150mL、质量分数为65％硫酸溶液中，在50℃下搅拌反应45min，反应结束后，将产物倒入100mL水中，然后用离心机通过水交换/离心循环除去大量的硫酸，再将得到的悬浮液用去离子水进行透析，直到pH为6，即得到了纳米纤维素悬浮液。

用0.1mol/L盐酸调节纳米纤维素悬浮液pH为3，然后置于120℃的油浴中加热，10min后，向其中加入3g L-酒石酸，继续反应30min，反应结束后，在4℃10000r/min下，离心10min，用水洗涤沉淀，50℃下真空干燥，即得改性纳米纤维素。

对比例1

一种高抗冲击性ABS塑料包括以下重量份组分：ABS树脂100份、抗氧化剂4份、硅烷偶联剂8份、阻燃剂10份、抗紫外剂0.8份。

ABS塑料制备方法，包括以下步骤：

将ABS树脂置于烘箱中干燥；注塑机螺筒和注塑模具进行预加热；将干燥后的ABS树脂送入注塑机的螺筒内，加热至熔融状态；将抗氧化剂、润滑剂、硅烷偶联剂、阻燃剂、抗紫外剂加入到熔融状态的ABS树脂中，充分混合均匀后喷射至模具中，完成后待模具冷却至室温；开模将模具内的产品取出，风干切粒制得本发明的ABS塑料。

所述的干燥温度为83℃，干燥时间为3h。

所述的螺筒后部温度为200℃，螺筒中部温度为210℃，螺筒前部温度为210℃。

所述的模具温度为50℃。

所述抗氧化剂为对苯二酚。

所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

所述阻燃剂为三聚磷酸铝。

所述抗紫外剂为2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑。

对比例2

与实施例1基本一致，其区别仅在于：

所述导热填料为氮化硼。

对比例3

与实施例1基本一致，其区别仅在于：

所述导热填料为多壁碳纳米管。

对比例4

与实施例1基本一致，其区别仅在于：

所述导热填料由氮化硼和多壁碳纳米管按质量比1：1混合而成。

对比例5

一种高抗冲击性ABS塑料包括以下重量份组分：ABS树脂100份、导热填料2份、抗氧化剂4份、硅烷偶联剂8份、阻燃剂10份、抗紫外剂0.8份、引发剂2份、纳米纤维素7份。

ABS塑料制备方法，包括以下步骤：

将ABS树脂置于烘箱中干燥；注塑机螺筒和注塑模具进行预加热；将干燥后的ABS树脂送入注塑机的螺筒内，加热至熔融状态；将导热填料、引发剂、抗氧化剂、润滑剂、硅烷偶联剂、阻燃剂、抗紫外剂和改性纳米纤维素加入到熔融状态的ABS树脂中，充分混合均匀后喷射至模具中，完成后待模具冷却至室温；开模将模具内的产品取出，风干切粒制得本发明的ABS塑料。

所述的干燥温度为83℃，干燥时间为3h。

所述的螺筒后部温度为200℃，螺筒中部温度为210℃，螺筒前部温度为210℃。

所述的模具温度为50℃。

所述的导热填料为网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料

所述抗氧化剂为对苯二酚。

所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

所述阻燃剂为三聚磷酸铝。

所述抗紫外剂为2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑。

所述的网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料的制备方法，包括以下步骤：

S1将1g的多壁碳纳米管置于500mL的浓硫酸和浓硝酸形成的混合酸(体积比＝3：1)，在40℃下于超声波中振荡l0h，接着用1000mL去离子水进行稀释，用0.8μm的多孔滤膜过滤出多壁碳纳米管，并用去离子水洗至中性，然后在80℃下真空干燥24h,得到酸化处理后的多壁碳纳米管。

S2将6g的氮化硼粉末和100g的尿素均匀地混合在一起，与不锈钢研磨球按质量比1：100，采取正、反向旋转l0min交替进行的方式，并以280r/min的公转速率和800r/min的自转速率进行球磨，球磨24h，得到氨基功能化的氮化硼。

S3将10g1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺，30g的N-羟基琥珀酰亚胺和1g酸化处理后的多壁碳纳米管加入1000mL去离子水中，并超声处理24h，得到多壁碳纳米管悬浮液。

S4将5g的氨基功能化的氮化硼和5g的三乙烯四胺的加入所得的多壁碳纳米管悬浮液中，形成均匀混合物，并在搅拌下于冰浴0℃中进行反应2h，抽滤，70℃真空干燥5h，得到网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料。

所述纳米纤维素制备方法，包括以下步骤：

称取6g棉浆粕，加入到150mL、质量分数为65％硫酸溶液中，在50℃下搅拌反应45min，反应结束后，将产物倒入100mL水中，然后用离心机通过水交换/离心循环除去大量的硫酸，再将得到的悬浮液用去离子水进行透析，直到pH为6，过滤，50℃真空干燥滤渣12h，既得纳米纤维素。

测试例1

导热系数的测定：

导热系数测试采用仪器的是湘潭湘仪仪器有限公司型号为KDRX-II瞬态快速热线法导热系数测试仪，测试样品为长30mm，宽30mm，厚2.5mm的薄片，测试前先用导热胶在试样两侧涂覆均匀，将试样夹持在传感器上下两侧，施加一定压力固定好，每5个试样为一组进行测试，取其平均值为测试结果。

将本发明实施例1-5及对比例1-4制备的ABS塑料进行缺口冲击强度性能测试，结果见表1：

表1：

从表1中可以看出，导热填料采用氮化硼多壁碳纳米管杂化材料，ABS塑料的导热系数显著提升。其原因在于，通过共价键连接的氮化硼多壁碳纳米管杂化材料，有效减少导热填料和导热填料之间的界面热阻和声子散射，有效提高了ABS塑料导热系数。导热填料采用网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料，ABS塑料的导热系数进一步显著提升。其原因在于，网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料与ABS发生接枝反应，通过共价键连接，从而改善了无机/碳基导热材料在ABS基体中分散性差的问题，并形成两相之间有较好的界面结合，进一步提升了ABS塑料的导热性能提升。

测试例2

缺口冲击强度性能测试：

缺口冲击采用悬臂梁冲击测试方法按照标准ISO 180-1A进行测试，根据样条受到载荷冲击破裂单位截面积上所吸收的有效能量，冲击试验机自动计算出材料冲击强度。冲击实验至少每次选取10个试样为一组，摆锤最高位置能量22J，最后取每组10个试样平均值为测试结果。

将本发明实施例2-5及对比例1制备的ABS塑料进行缺口冲击强度性能测试，结果见表2。

表2：

从表2中可以看出，添加适量的网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料，对ABS塑料的冲击强度几乎不产生影响。结合测试例1的导热系数测试数据可以发现，添加过多的网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料对导热系数提升作用不明显，而且会使冲击强度明显下降。因此，本发明制备的ABS塑料，只需要添加少量的网状-氮化硼多壁碳纳米管杂化材料，就能达到较好的导热性能，同时对其他综合性能几乎不产生影响。

对比例5添加了纳米纤维素，ABS塑料的悬臂梁缺口冲击强度显著下降，其原因在于，纳米纤维素和ABS基体两相极性和表面能相差较大，导致两相相容性差，界面结合力弱，难以发挥界面的应力传递效应和增强效果；而纳米纤维素的比表面积大，易于团聚，在树脂基体中分散变得困难，两相接触面积减少，界面结合力减弱，增强效应降低，甚至会形成应力集中点，引起复合材料力学性能的下降。实施例6添加了改性纳米纤维素，ABS塑料的悬臂梁缺口冲击强度显著提升，其原因在于，通过酯化改性后，提高了纳米纤维素与基体间的界面相容性，使纳米纤维素由亲水性变为憎水性，是避免其自聚集，由于其高强、高模量、基体相容性好和纳米材料的特殊效应，用作增强剂能够有效的提高ABS塑料抗冲击性能。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。