本發(fā)明屬于高分子材料技術領域，尤其涉及一種高比重、高分散性、抗沖擊ABS材料及其制備方法。
背景技術：
ABS樹脂是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種成分組成的三元共聚物。ABS樹脂因為能夠表現出三種組分之間的協同性能，所以具有表面硬度高、堅韌、耐低溫沖擊性好、耐蠕變性好、尺寸穩(wěn)定性好、成型收縮率小，加工性能優(yōu)良等優(yōu)異性能，被廣泛應用于家用電器，機械配件，辦公用品，電子器件，汽車工業(yè)等廣大領域。然而ABS存在一些缺陷，如熔體黏度高，流動性差，熱穩(wěn)定性和耐候性不佳。在實際使用過程中，往往采用加入無機填料和纖維等對ABS樹脂材料進行填充改性。
申請?zhí)朇N 201310372789.9的發(fā)明專利公開了一種高光澤、免噴漆、耐刮擦合金材料及制備方法，該方法利用甲基丙烯酸乙酯增加ABS和PMMA的相容性，并通過珠光云母粉、耐刮擦劑和硫酸鋇來增加合金的硬度和光澤度，將ABS、PMMA和相關助劑通過雙螺桿擠出機共混擠出，最終得到一種改性的高光澤、免噴漆、耐刮擦ABS/PMMA合金材料。改性后的ABS/PMMA合金材料，既保留了ABS良好的加工性，韌性，同時兼具PMMA優(yōu)異的耐候性，光澤性等優(yōu)點，要比傳統的ABS/PMMA合金具有更優(yōu)異的光澤度，耐刮擦性，可免除噴涂工藝，實現了其殼體的高光澤，免噴涂化。該方法制備的合金材料的光澤度得到了提高，但是由于ABS、PMMA和相關助劑的分散效果不好，作為免噴涂材料時，制品表面容易出現流痕，影響制品的外觀。
技術實現要素：
本發(fā)明為了解決ABS樹脂加入改性劑后，與改性劑分散性不好，導致ABS樹脂加工流動性變差的問題，提供一種高比重、高分散性、抗沖擊ABS材料及其制備方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明的第一基礎方案提供一種高比重、高分散性、抗沖擊ABS材料，按照重量份數計包括以下成分：ABS 40-55份，沉淀硫酸鋇15-45份，填充母料10-35份，相容劑1-3份，潤滑劑1-1.5份，抗氧劑0.2-0.5份，填充母料的重量份數為茂金屬LLDPE15份、沉淀硫酸鋇80份和加工助劑5份，填充母料經雙螺桿擠出機熔融、擠出、造粒、干燥所得。
本基礎方案的原理在于：ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，丙烯腈使ABS具有較好的化學穩(wěn)定性和表面硬度，丁二烯使ABS具有橡膠體的韌性和抗沖擊性能，苯乙烯使ABS具有良好的加工流動性、著色性和可電鍍性，硫酸鋇作為一種無機改性劑加入ABS中能夠增強ABS的強度、模量、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性，但是單獨加入大量的硫酸鋇粉體時，硫酸鋇在ABS中分散不均勻，材料的韌性會降低，且加工性能變差，填充母料由線性低密聚乙烯、硫酸鋇和加工助劑混合而成，線性低密聚乙烯的拉伸強度高，斷裂伸長率大(在拉伸速度為200mm/min時，斷裂伸長率能夠達到750％)，因此，將低密聚乙烯與硫酸鋇經雙螺桿擠出機熔融、擠出、造粒、干燥后，硫酸鋇的表面均勻包覆低密聚乙烯，將硫酸鋇的表面活化且提高了硫酸鋇的分散性，此外，相容劑能夠改相容善LLDPE與ABS的相容性，使得ABS復合材料具有了低密聚乙烯的高韌性；同時進一步促使硫酸鋇與ABS的界面結合，潤滑劑促進了硫酸鋇在ABS中的分散，改善了ABS復合材料的流動性，并同時提高了材料的綜合性能，拓寬了ABS材料的應用。
本基礎方案的有益效果在于：1、該發(fā)明的填充母料將沉淀硫酸鋇與線性低密聚乙烯經雙螺桿擠出機熔融混合，雙螺桿擠出機使得沉淀硫酸鋇與線性低密聚乙烯均勻混合，使得硫酸鋇的表面包覆低密聚乙烯，提高了硫酸鋇的活性和分散性；2、將帶有表面活化的硫酸鋇填充母料與ABS樹脂、相容劑、潤滑劑、抗氧劑混合，使得表面活化的硫酸鋇均勻分散在ABS基體材料中，使得硫酸鋇均勻分散在ABS基體材料中，避免了單獨使用硫酸鋇粉體填充時因硫酸鋇粉體分散不均而導致制品的外觀缺陷，并同時避免了生產高填充ABS材料時對特定設備的需求(如強制側喂料設備)，降低了生產設備的投入，簡化了生產過程的工藝要求。此外，LLDPE的拉伸強度高、斷裂伸長率大、沖擊強度高，該發(fā)明通過添加特定的相容劑，改善了LLDPE與ABS基體材料的相容性且使得ABS材料的韌性增加。3、相容劑的使用可使得活化后的硫酸鋇與ABS結合的界面結合力增強，進一步促進硫酸鋇在ABS基體的中分散，從而改善了ABS材料的綜合性能。
方案二：此為基礎方案的優(yōu)選，ABS為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，其中ABS的組成份數為丙烯腈15-35份，丁二烯5-30份，苯乙烯40-60份，ABS的密度為1.03～1.06g/cm3。有益效果：丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種成分的比例會影響ABS樹脂的物理性能，苯乙烯為40-60份的比例范圍時，ABS的加工流動性和表面光潔度最佳。
方案三：此為基礎方案的優(yōu)選，沉淀硫酸鋇為經過鈦酸酯偶聯劑與硬脂酸表面活化處理的粒徑為3000～5000目的粉體。有益效果：沉淀硫酸鋇的粒徑在3000～5000目范圍內時，一方面可避免因為沉淀硫酸鋇粒徑過大而導致的材料能嚴重惡化，另一方面又可避免因為沉淀硫酸鋇粒徑過小而引起的粉體團聚，使得粉體難于在ABS樹脂中分散。
方案四：此為基礎方案的優(yōu)選，助劑包括增韌劑和潤滑劑，增韌劑和潤滑劑的質量比為1:2～5。有益效果：增韌劑和潤滑劑的配比在1:2～5范圍內時，有助于低密聚乙烯與硫酸鋇的熔融混合，制備的填充母料中，硫酸鋇的分散效果好，且填充母料具有較好的韌性。
方案五：此為方案四的優(yōu)選，增韌劑為乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丙烯-α烯烴共聚物中的至少一種。有益效果：增韌劑能夠增強硫酸鋇與LLDPE混合物的韌性。
方案六：此為基礎方案的優(yōu)選，相容劑為SBS接枝馬來酸酐、SEBS接枝馬來酸酐、LDPE接枝馬來酸酐或丙烯酸酯共聚物的至少一種。有益效果：SBS接枝馬來酸酐、SEBS接枝馬來酸酐、LDPE接枝馬來酸酐或丙烯酸酯共聚物是常見的相容劑，這四種相容劑可以有效改善LLDPE與ABS的相容性，在改善體系的韌性的同時，進一步增強了硫酸鋇與ABS的界面結合力。
方案七：此為方案四的優(yōu)選，潤滑劑為次乙基雙硬脂酰胺和硬脂酸鎂的混合物，其中乙基雙硬脂酰胺占配方總重量的0.8～1.1％，硬脂酸鎂占配方總重量的0.4～0.7％。有益效果：次乙基雙硬脂酰胺和硬脂酸鎂類的潤滑劑能降低ABS復合體系和加工設備之間以及ABS樹脂熔體內分子摩擦，改善成型的流動性。
方案八：此為方案七的優(yōu)選，抗氧劑由抗氧劑1076和抗氧劑168混合而成，其中抗氧劑1076占配方總重量的0.1～0.2％，抗氧劑168占配方總重量的0.3～0.4％。有益效果：抗氧劑1076和抗氧劑168的協同使用，能夠有效抑制及減緩ABS復合材料在加工及使用中的氧化、黃變現象。
本發(fā)明的第二基礎方案提供一種高比重、高分散性、抗沖擊ABS材料的制備方法，具體步驟為：
第一步：將茂金屬LLDPE15份，硫酸鋇80份，加工助劑5份加入高速混合機中混合10-20min，獲得填充母料預混料；
第二步：將第一步中的填充母料預混料投入到雙螺桿擠出機擠出造粒，擠出機的加工溫度為70～180℃，螺桿轉速300～350r/min，喂料頻率為10～20HZ，雙螺桿擠出機螺桿的長徑比為36～44:1，經熔融、擠出、冷卻、切粒、干燥、可得填充母料產品；
第三步：將第二步中的填充母料10-35份，ABS 40-55份，沉淀硫酸鋇15-45份，相容劑1-3份，潤滑劑1-1.5份，抗氧劑0.2-0.5份加入高速混合機中高速混合，得到混合物料，其中高速混合機轉速為250～300r/min，混合時間為2～10min；
第四步：將第三步中的混合物料投入到雙螺桿擠出機中擠出造粒，擠出機的加工溫度為90～220℃，螺桿轉速300～350r/min，喂料頻率為10～20HZ，雙螺桿擠出機螺桿的長徑比為40:1～44:1，經熔融、擠出、冷卻、切粒、干燥、包裝即可得產品。
具體實施方式
下面通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：
以下實施例中試樣的力學性能和落球沖擊按如下測定方法進行測定：拉伸強度與斷裂伸長率按ASTM D638-2003標準進行測試；彎曲模量按ASTM D790-2003標準進行測試；熔融指數按ASTM D1238-2004標準進行測試；懸臂梁缺口沖擊強度按ASTM D256-2010標準進行測試；相對密度按ASTM D792-2007標準進行測試；落球沖擊性能：室溫下，將制得的ABS復合材料的粒料制成尺寸為100mm×100mm×2.5mm的標準板，放置24小時，將重量為500g的鋼球，從距離標準板70cm處自由跌落，驗證標準板是否發(fā)生破裂。
實施例一：
本實施例提供一種高比重、高分散性、抗沖擊ABS材料的制備方法，其制備方法包括以下步驟：
第一步：將茂金屬LLDPE1500g，硫酸鋇8000g，增韌劑三元乙丙橡膠200g，次乙基雙硬脂酰胺和硬脂酸鎂各150g加入高速混合機中混合4min，獲得填充母料預混料；
第二步：將第一步中的填充母料預混料投入到雙螺桿擠出機擠出造粒，擠出機的加工溫度為180℃，螺桿轉速300r/min，喂料速度為15HZ，雙螺桿擠出機螺桿的長徑比為40:1，經熔融、擠出、冷卻、切粒、干燥、可得填充母料產品；
第三步：將第二步中的填充母料2500g，ABS 4700g，沉淀硫酸鋇2500g，相容劑100g，潤滑劑150g，抗氧劑1076 20g份和抗氧劑168 30g份加入高速混合機中高速混合，得到混合物料，高速混合機轉速為250r/min，混合時間為5min；
第四步：將第三步中的混合物料投入到雙螺桿擠出機中擠出造粒，擠出機的加工溫度為180℃，螺桿轉速350r/min，喂料速度為15HZ，，雙螺桿擠出機螺桿的長徑比為40:1，經熔融、擠出、冷卻、切粒、干燥、包裝即可得產品。
實施例二：
本實施例與實施例一的區(qū)別僅在于，第三步中填充母料3000g，ABS 4600g，沉淀硫酸鋇2100g。
實施例三：
本實施例與實施例一的區(qū)別僅在于，第三步中填充母料3500g，ABS 4500g，沉淀硫酸鋇1700g。
對比例：
對比例提供一種ABS 5500g與硫酸鋇4500g混合物在高速混合機中混合，且在雙螺桿擠出機擠出造粒后的ABS復合物材料。
實施例一至三與對比例力學性能的對比見如下表一：
表一：
由上述實施例一至三與對比例的對比可以發(fā)現，通過該制備方法制備的ABS復合材料的拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲模量、懸臂梁缺口沖擊強度、熔融指數和相對密度相對于對比例有了很大的提高，其主要原因是沉淀硫酸鋇與LLDPE經雙螺桿擠出機熔融混合后，沉淀硫酸鋇的表面均勻包覆LLDPE，包覆LLDPE的沉淀硫酸鋇與ABS基體材料熔融混合時，能夠均勻分布在ABS基體材料上，實現了沉淀硫酸鋇粉體在ABS基體材料中的均勻分散，此外，實施例一至三制備的標準板，通過500g重球在70cm高的位置自由沖擊下，標準板沒有破裂，也說明了本制備方法制備的ABS復合材料沖擊強度得到了提高，通過表一還可以看出通過該制備方法制備的ABS復合材料的相對密度得到了提高。
以上所述的僅是本發(fā)明的實施例，方案中公知的具體結構及特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發(fā)明結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發(fā)明的保護范圍，這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護范圍應當以其權利要求的內容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用于解釋權利要求的內容。