一种自清洁多级微孔结构abs材料及制备方法
阅读说明：本技术 一种自清洁多级微孔结构abs材料及制备方法 (Self-cleaning multistage microporous structure ABS material and preparation method thereof ) 是由 李志成 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自清洁多级微孔结构ABS材料及制备方法,涉及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)材料改性技术领域,其中该自清洁多级微孔结构ABS材料包括以下按照重量份计的原料：ABS 31-38份、SAN 22-28份、PDMS 40-47份、CMC分子筛0.1-1.0份、白油0.1-2份、抗氧剂0.1-2份；与常规的ABS发泡材料相比,本发明不仅为热塑性材料,符合可循环利用的环保理念,而且结合常规的加工方式和热水处理,也有利于产品的高效加工。(The invention discloses a self-cleaning multistage microporous structure ABS material and a preparation method thereof, relating to the technical field of modification of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) materials, wherein the self-cleaning multistage microporous structure ABS material comprises the following raw materials in parts by weight: 31-38 parts of ABS, 22-28 parts of SAN, 40-47 parts of PDMS, 0.1-1.0 part of CMC molecular sieve, 0.1-2 parts of white oil and 0.1-2 parts of antioxidant; compared with the conventional ABS foaming material, the ABS foaming material is a thermoplastic material, accords with the environment-friendly concept of recycling, combines the conventional processing mode and hot water treatment, and is beneficial to the high-efficiency processing of products.)
技术领域
本发明涉及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)材料改性
技术领域
，具体是一种自清洁多级微孔结构ABS材料及制备方法。背景技术
ABS是一种常见的热塑性材料，其化学结构为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。与聚烯烃材料相比，ABS不仅具有更高的熔体强度，而且结构上有更好的调控性，根据不同的需求可以设计不同的单体比例，来实现不同领域的应用。常见的ABS发泡材料主要是材料化学发泡的方法，同时在材料中加入交联剂，在挤出加工时与ABS发送交联反应来得到ABS发泡型材，如发泡管、发泡板等。而近年来，采用超临界流体，如超临界CO2来获取物理发泡材料。
采用化学发泡制备的ABS材料，由于发生交联反应，因此得到的产品重复使用，不符合环保可循环再利用的要求。而采用超临界CO2物理发泡来制备ABS材料，由于需要专用超临界流体制备、耐压耐低温和储存密封设备，制品厚度仅仅为数厘米，因此设备投入和维护成本较大，所以给生产带来很多不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自清洁多级微孔结构ABS材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种自清洁多级微孔结构ABS材料，包括以下按照重量份计的原料：
ABS 31-38份；
SAN 22-28份；
PDMS 40-47份；
CMC分子筛0.1-1.0份；
白油0.1-2份；
抗氧剂0.1-2份。
作为本发明进一步的方案：本发明包括以下按照重量份计的原料：
ABS 35份；
SAN 25份；
PDMS 43份；
CMC分子筛0.5份；
白油1份；
抗氧剂1份。
作为本发明进一步的方案：所述的ABS中丁二烯含量为20-30％。
作为本发明进一步的方案：所述的ABS的熔融指数在5-15g/10min，测试条件为200℃，负载为5kg。
作为本发明进一步的方案：所述的SAN中丙烯腈含量为25-33％。
作为本发明进一步的方案：所述的SAN的熔融指数在10-25g/10min，测试条件为220℃，负载为10kg。
作为本发明进一步的方案：所述的PDMS为粘度为10000-50000(25℃cp)中的一种，所述的CMC分子筛为A型球状分子筛，且为3A、4A、5A中的一种，经研磨后，得到粒径为0.1mm的固体粉末。
本发明的另一目的在于一种上述的自清洁多级微孔结构ABS材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将ABS、SAN、PDMS进行熔融挤出，得到ABS/SAN/CMC复合材料粒子；
步骤二、将ABS/SAN/CMC复合材料粒子与PDMS进行共混挤出，得到纳米颗粒改性的ABS/SAN/PDMS/CMC四元复合材料；
步骤三、以ABS/SAN/PDMS/CMC四元复合材料为模板，经过所需的成型方式，得到产品制品；
步骤四、将产品制品经过95℃以上的热水进行后处理30分钟以上，PDMS会被热水移除，并得到微米级开孔结构的ABS/SAN/CMC复合材料。
作为本发明进一步的方案：所述步骤三中所需的成型方式为挤出、注塑、吹膜、流延。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明选择了ABS作为基体树脂，苯乙烯丙烯腈的共聚物(SAN)为熔体增强材料，采用CMC分子筛为纳米结构模板，三者进行熔融挤出，得到ABS/SAN/CMC复合材料粒子，由于不形容原理CMC分子筛容易分布在复合材料粒子的表面，形成CMC类析出物停留在粒子上。然后与聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行共混挤出，得到一种纳米颗粒改性的ABS/SAN/PDMS/CMC四元复合材料。由于PDMS与ABS/SAN复合基材为相容较差，因此依据高分子材料不相容原理，复合材料中会形成“海-岛结构”，而且CMC分子筛为无机材料，较容易分散在两者的界面当中。然后以ABS/SAN/PDMS/CMC四元复合材料为模板，经过不同的成型方式，如挤出、注塑、吹膜、流延等，得到产品制品，可以然后经过95℃以上的热水进行后处理30分钟以上，PDMS会被热水移除，并得到微米级开孔结构的ABS/SAN/CMC复合材料，且少量PDMS仍会保留在界面上，同时分散在界面的CMC分子筛会在孔洞内形成众多的纳米结构，因此材料内表面会形成均匀的特殊的“纳米尖-微米孔”的微纳结构，加上PDMS具有的硅氧(Si-O)化学结构，可以有效地形成荷叶仿生的多级微孔结构，实现复合材料的自清洁功能，赋予多级微孔的ABS材料新的功能。与常规的ABS发泡材料相比，本发明不仅为热塑性材料，符合可循环利用的环保理念，而且结合常规的加工方式和热水处理，也有利于产品的高效加工。
附图说明
图1是本发明中实施例1的SEM结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种自清洁多级微孔结构ABS材料，包括以下按照重量份计的原料：
丁二烯含量为25％的ABS 31份；
丙烯腈含量为30％的SAN 22份；
粘度为30000(25℃cp)的PDMS 44份；
A型球状CMC分子筛0.5份；
白油1份；
抗氧剂0.5份。
其制备方法包括以下步骤：
步骤一、将ABS、SAN、PDMS进行熔融挤出，得到ABS/SAN/CMC复合材料粒子；
步骤二、将ABS/SAN/CMC复合材料粒子与PDMS进行共混挤出，得到纳米颗粒改性的ABS/SAN/PDMS/CMC四元复合材料；
步骤三、以ABS/SAN/PDMS/CMC四元复合材料为模板，经过所需的成型方式，得到产品制品；
步骤四、将产品制品经过95℃以上的热水进行后处理30分钟以上，PDMS会被热水移除，并得到微米级开孔结构的ABS/SAN/CMC复合材料。
实施例2：
一种自清洁多级微孔结构ABS材料，包括以下按照重量份计的原料：
丁二烯含量为26％的ABS 38份；
丙烯腈含量为28％的SAN 23份；
粘度为25000(25℃cp)的PDMS 47份；
A型球状CMC分子筛0.5份；
白油1份；
抗氧剂0.5份。
其制备方法同实施例1。
实施例3：
一种自清洁多级微孔结构ABS材料，包括以下按照重量份计的原料：
丁二烯含量为24％的ABS 38份；
丙烯腈含量为263％的SAN 28份；
粘度为30000(25℃cp)的PDMS 40份；
A型球状CMC分子筛0.5份；
白油1份；
抗氧剂0.5份。
其制备方法同实施例1。
实施例4：
一种自清洁多级微孔结构ABS材料，包括以下按照重量份计的原料：
丁二烯含量为23％的ABS 31份；
丙烯腈含量为29％的SAN 22份；
粘度为20000(25℃cp)的PDMS 40份；
A型球状CMC分子筛0.1份；
白油0.1份；
抗氧剂0.1份。
其制备方法同实施例1。
实施例5：
一种自清洁多级微孔结构ABS材料，包括以下按照重量份计的原料：
丁二烯含量为30％的ABS 35份；
丙烯腈含量为33％的SAN 25份；
粘度为50000(25℃cp)的PDMS 43份；
A型球状CMC分子筛0.5份；
白油1份；
抗氧剂1份。
其制备方法同实施例1。
实施例6：
一种自清洁多级微孔结构ABS材料，包括以下按照重量份计的原料：
丁二烯含量为20％的ABS 38份；
丙烯腈含量为25％的SAN 28份；
粘度为10000(25℃cp)的PDMS 47份；
A型球状CMC分子筛1份；
白油2份；
抗氧剂2份。
其制备方法同实施例1。
本发明的实施例与对比例的重量份计的原料如下表所示：
原料名称
实施例1
实施例2
实施例3
实施例4
实施例5
实施例6
对照例1
对照例2
对照例3
ABS
31
38
38
31
35
38
56
31
52
SAN
22
23
28
22
25
28
/
23
46
PDMS
44
47
40
40
43
47
42
44
/
CMC
0.5
0.5
0.5
0.1
0.5
1
0.5
/
0.5
白油
1
1
1
0.1
1
2
1
1
1
抗氧剂
0.5
0.5
0.5
0.1
1
2
0.5
1
0.5
实施例和对比例的产品的表征数据以及效果数据
注：熔融指数的测试条件为220℃，5kg。
本发明选择了ABS作为基体树脂，苯乙烯丙烯腈的共聚物(SAN)为熔体增强材料，采用CMC分子筛为纳米结构模板，三者进行熔融挤出，得到ABS/SAN/CMC复合材料粒子，由于不形容原理CMC分子筛容易分布在复合材料粒子的表面，形成CMC类析出物停留在粒子上。然后与聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行共混挤出，得到一种纳米颗粒改性的ABS/SAN/PDMS/CMC四元复合材料。由于PDMS与ABS/SAN复合基材为相容较差，因此依据高分子材料不相容原理，复合材料中会形成“海-岛结构”，而且CMC分子筛为无机材料，较容易分散在两者的界面当中。然后以ABS/SAN/PDMS/CMC四元复合材料为模板，经过不同的成型方式，如挤出、注塑、吹膜、流延等，得到产品制品，可以然后经过95℃以上的热水进行后处理30分钟以上，PDMS会被热水移除，并得到微米级开孔结构的ABS/SAN/CMC复合材料，且少量PDMS仍会保留在界面上，同时分散在界面的CMC分子筛会在孔洞内形成众多的纳米结构，因此材料内表面会形成均匀的特殊的“纳米尖-微米孔”的微纳结构，加上PDMS具有的硅氧(Si-O)化学结构，可以有效地形成荷叶仿生的多级微孔结构，实现复合材料的自清洁功能，赋予多级微孔的ABS材料新的功能。与常规的ABS发泡材料相比，本发明不仅为热塑性材料，符合可循环利用的环保理念，而且结合常规的加工方式和热水处理，也有利于产品的高效加工。
本发明提及的所有文献都在本申请中应用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
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