[发明专利]一种纳米改性ABS电动四轮车增强抗老化专用料

说明书

技术领域

本发明涉及一种ABS树脂材料，尤其涉及一种纳米改性ABS电动四轮车增强抗老化专用料及其制备方法。

背景技术

1873年，英国人罗伯特·戴维森用一次电池作动力发明了电动汽车，但并没有列入国际的确认范围。国际上公认第一辆电动汽车于1881年诞生，发明人为法国工程师古斯塔夫·特鲁夫，这是一辆用铅酸电池为动力的三轮车，后来陆续出现了镍镉、镍氢电池、锂离子电池、燃料电池作为电力的电动车。

目前市场上的四轮电动车是指最高车速低于50公里/小时的纯电动车，包括了电动观光车、电动高尔夫球车、电动巡逻车、电动环卫车、电动运输车、电动牵引车、电动工程车、老年代步车以及特种改装电动车等。由于四轮电动车的操作简单、视野开阔、实用性强、无污染、低能耗等特性，目前被越来越广泛的应用在大型公园、风景区、封闭社区、别墅区、度假村、花园式酒店、城市步行街等区域性场地。

ABS是重要的工程塑料之一，广泛用于汽车工业、电器仪表工业和机械工业等。常作齿轮、叶片、轴承、把手、管道、仪表壳、仪表盘、收音机和电视机的壳体、安全帽、贮槽内衬、冰箱衬里等。也可制作很多汽车零件，如挡泥板、扶手等。电镀产品常作金属代用品，如制造铭牌、装饰件等。其发泡材料能代替木材制造家具和建筑材料。ABS是丁二烯橡胶微粒分散在丙烯腈－苯乙烯树脂连续相中的“海岛”型结构，是树脂的刚性和橡胶的弹性相结合的一个范例，它不仅具有韧、硬、刚相均衡的优良力学特性，而且具有耐化学药品性好、尺寸稳定性好、表面光泽好、易涂装和易着色的优点。

ABS是非晶态、不透明的树脂，一般为浅黄色粒状或珠状树脂，熔融温度为217～237℃，热分解温度>250℃，无毒无味，吸水率低。它具有优良的物理－机械性能，极好的低温抗冲击性能、电性能、易于成型和机械加工等特点。ABS耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而易溶于醛、酮、酯，以及某些氯代烃中。

尽管ABS拥有众多的优点，但由于含有丁二烯产生的双键，它的耐候性差，在室外长期暴露易老化、变色，甚至龟裂，从而降低了材料的冲击强度和韧性，可燃，热变形温度低。因而有必要对其进行改性，增强其冲击强度，韧性以及热变形温度，以扩大材料的应用范围。

随着纳米技术的发展，应用纳米复合技术将为发展聚ABS新型改性手段提供了新途径和新思路。研究表明，任何材料进入纳米尺寸时都会具有奇异或反常的特性，如表面界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。这些特性使纳米微粒结构表现出奇异的物理、化学特性，具有卓越的光、力、电、热、放射、吸收等特殊功能。用无机纳米材料如纳米CaCO₃、ZnO、SiO₂、TiO₂、粘土与ABS高分子进行纳米复合得到的纳米复合材料既有高分子材料的柔韧性、易加工性等优点，又有无机光学材料的高硬度、高模量、高耐划痕等机械性能和良好的耐热性能、低透气性和对紫外光的吸收性能。

已知由尺寸为1-100nm的晶粒组成的单相或复相的多晶体即为纳米晶材料。此类材料的结构特征多是其晶界上的原子占晶体总原子数的50％以上。纳米晶体中的晶界数目在10¹⁹个晶界/cm³左右。巨大数量的晶界或相界中，核心部位的原子受相邻点阵的制约呈一定排列组态，不同于晶体晶粒内的原子排列，又不同于非晶态，构成一种新组态，是二维的有序结构，有其自己的周期规律和原子间距，不同晶界彼此又各不相同。在1cm³纳米晶体中的10¹⁹个晶界出现10¹⁹个原子组态，由于各晶粒的取向不同，不同取向的晶粒对周边晶界核心处的原子所作用的约束力大小和方向各异，从而造成原子排列组态互异。晶界或相界上的原子的特殊排列；晶界或相界上核心部分原子排列的新组态即是造成纳米晶出现新性能的根源。纳米晶体材料结构上的特殊性使其具有诸多传统粗晶、纳米非晶材料无可比拟的优异性能。

平均晶粒尺寸是纳米晶体材料重要的结构参量之一，这是因为纳米晶体材料最重要的结构特征是其高界面密度，而平均晶粒尺寸可以直接反应其界面含量。因此，通过控制纳米晶体材料晶粒大小、形态和分布可以对复合材料性能产生重要影响。

发明内容

本发明的目的是在ABS树脂主要成分的基础上，通过添加聚碳酸酯和改性纳米结晶复合氧化物对ABS树脂材料的物理、化学性能进行综合改进。在提高ABS树脂材料材料强度、韧性、抗冲击性能的同时，改进材料的耐候性能和抗老化性能。