一種阻燃高強度的聚苯乙烯材料及其制造方法技術

本發明專利技術提供了一種阻燃高強度的聚苯乙烯材料，其由下列重量份的組分制成：聚苯乙烯100份，增韌劑5～10份，抗氧劑2～3份，潤滑劑1～1.5份，熱穩定劑2.5～3份，分散劑1.5～2份，相容劑4～5份，成核劑2～3份，光穩定劑1～2份，改性陶土17～22份。本發明專利技術還公開了該聚苯乙烯材料的制造方法。本發明專利技術提供的聚苯乙烯材料具有較強的阻燃性能和力學性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種高分子材料，特別是涉及一種阻燃高強度的聚苯乙烯材料及其制造方法。
技術介紹
聚苯乙烯是指由苯乙烯單體經自由基加聚反應合成的聚合物，英文名稱為Polystyrene，日文名稱為ポリスチロール，簡稱PS。聚苯乙烯的玻璃化溫度80～90℃，非晶態密度1.04～1.06克/立方厘米，晶體密度1.11～1.12克/立方厘米，熔融溫度240℃，電阻率為1020～1022歐·厘米，導熱系數30℃時0.116瓦/(米·開)。通常的聚苯乙烯為非晶態無規聚合物，具有優良的絕熱、絕緣和透明性，長期使用溫度0～70℃，但脆，低溫易開裂，此外還有全同和間同立構聚苯乙烯。聚苯乙烯作為五大通用塑料之一，主要應用于包裝、電子、建筑、汽車、家電、日用品等行業。公開號為CN100558808、公告日為2009.11.11、申請人為華東理工大學和上海華明高技術(集團)有限公司的中國專利公開了“納米碳酸鈣/聚苯乙烯復合材料及其制備方法”，將納米碳酸鈣從水相轉移到有機相，經具有聚合反應活性的表面處理劑離子交換反應包覆處理后，再轉移到苯乙烯單體中；通過常規自由基引發聚合反應，即可得到離子鍵結合型的納米碳酸鈣/聚苯乙烯復合材料；其組分重量百分比為：納米碳酸鈣1～70％，表面處理劑0.1～10％，聚苯乙烯20～98.9％。這種復合材料可直接用于成型制品，也可作為母料與其它聚合物共混制作新的復合材料。雖然該專利有效改善了聚苯乙烯材料的力學性能，但是在阻燃性能方面仍然存在較差的問題。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種阻燃高強度的聚苯乙烯材料，其具有較強的阻燃性能和力學性能。為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案是：一種阻燃高強度的聚苯乙烯材料，其由下列重量份的組分制成：聚苯乙烯100份，增韌劑5～10份，抗氧劑2～3份，潤滑劑1～1.5份，熱穩定劑2.5～3份，分散劑1.5～2份，相容劑4～5份，成核劑2～3份，光穩定劑1～2份，改性陶土17～22份。優選地，本專利技術所述增韌劑為SEBS。優選地，本專利技術所述抗氧劑為抗氧劑T501。優選地，本專利技術所述潤滑劑為油酸酰胺。優選地，本專利技術所述熱穩定劑為硬脂酸鋅。優選地，本專利技術所述分散劑為EBS。優選地，本專利技術所述相容劑為苯乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。優選地，本專利技術所述成核劑為滑石粉。優選地，本專利技術所述光穩定劑為UV-326。本專利技術要解決的另一技術問題是提供上述阻燃高強度的聚苯乙烯材料的制造方法。為解決上述技術問題，技術方案是：一種阻燃高強度的聚苯乙烯材料的制造方法，包括下列步驟：(1)將土萆薢洗凈后風干，用藥材粉碎機粉碎后得到土萆薢粉，將土萆薢粉加入10倍重量的75％質量分數的乙醇水溶液中，置于微波提取器中500W微波功率、75℃條件下提取15min，風冷10min后得到提取液，將提取液減壓抽濾后旋轉蒸除溶劑，置于烘箱中100℃下烘至恒重得到土萆薢提取物；(2)將步驟(1)得到的土萆薢提取物加入45倍體積的乙酸乙酯中，加熱至50℃后磁力攪拌2h，靜置10h后取出，過濾后將濾渣棄去，將濾液減壓濃縮成油狀物，置于烘箱中100℃下烘至恒重得到土萆薢基脂肪酸；(3)將陶土置于烘箱中200℃下烘干2小時，冷卻后加入15倍重量的水中，攪拌均勻后得到陶土漿，將步驟(2)得到的土萆薢基脂肪酸加入10倍重量的無水乙醇中，攪拌至完全溶解后加入陶土漿中，加熱至50℃后攪拌2h，將得到的反應漿液抽濾，將濾餅用無水乙醇洗滌3次后置于烘箱中100℃下烘至恒重，取出后研磨至200目得到改性陶土；(4)按重量份稱取各組分，將各組分投入高混機中混合10min后得到混合料，將混合料轉入雙螺桿擠出機中擠出造粒，干燥后得到阻燃高強度的聚苯乙烯材料，雙螺桿擠出機的螺桿轉速為350r/min，螺桿長徑比為42，螺桿溫度為185℃，料筒溫度為205℃，機頭溫度為為225℃。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：陶土是一種無機填料，具有良好的阻燃性能，均勻分散于聚苯乙烯基體中時能起到很好的增強作用，不過其表面含有大量羥基，呈現親水性，所以直接添加于疏水性的聚苯乙烯時的分散性較差和相容性較差，難以達到理想的增強效果，本專利技術先通過微波輔助乙醇提取法對土萆薢進行提取得到含有大量脂肪酸的土萆薢提取物，然后通過乙酸乙酯對土萆薢提取物進行脫蛋白純化處理得到脂肪酸含量進一步提高的土萆薢基脂肪酸，再通過土萆薢基脂肪酸對陶土進行了表面改性處理，表面改性處理過程中土萆薢基脂肪酸在陶土表面形成了單分子層包覆，前者的憎水基團朝外將陶土表面的親水性變成了疏水性得到了改性陶土，改性陶土能均勻的分散于聚苯乙烯基體中并起到很好的增強作用，進而大大提高聚苯乙烯材料的阻燃性能和力學性能；土萆薢基脂肪酸的原料來源于天然植物土萆薢，與陶土之間的親和性非常好，而且比較環保。具體實施方式下面將結合具體實施例來詳細說明本專利技術，在此本專利技術的示意性實施例以及說明用來解釋本專利技術，但并不作為對本專利技術的限定。實施例1阻燃高強度的聚苯乙烯材料，其由下列重量份的組分制成：聚苯乙烯100份，SEBS10份，抗氧劑T5012份，油酸酰胺1.1份，硬脂酸鋅2.9份，EBS1.7份，苯乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物4.4份，滑石粉2.1份，UV-3261.6份，改性陶土18份。其制造方法包括下列步驟：(1)將土萆薢洗凈后風干，用藥材粉碎機粉碎后得到土萆薢粉，將土萆薢粉加入10倍重量的75％質量分數的乙醇水溶液中，置于微波提取器中500W微波功率、75℃條件下提取15min，風冷10min后得到提取液，將提取液減壓抽濾后旋轉蒸除溶劑，置于烘箱中100℃下烘至恒重得到土萆薢提取物；(2)將步驟(1)得到的土萆薢提取物加入45倍體積的乙酸乙酯中，加熱至50℃后磁力攪拌2h，靜置10h后取出，過濾后將濾渣棄去，將濾液減壓濃縮成油狀物，置于烘箱中100℃下烘至恒重得到土萆薢基脂肪酸；(3)將陶土置于烘箱中200℃下烘干2小時，冷卻后加入15倍重量的水中，攪拌均勻后得到陶土漿，將步驟(2)得到的土萆薢基脂肪酸加入10倍重量的無水乙醇中，攪拌至完全溶解后加入陶土漿中，加熱至50℃后攪拌2h，將得到的反應漿液抽濾，將濾餅用無水乙醇洗滌3次后置于烘箱中100℃下烘至恒重，取出后研磨至200目得到改性陶土；(4)按重量份稱取各組分，將各組分投入高混機中混合10min后得到混合料，將混合料轉入雙螺桿擠出機中擠出造粒，干燥后得到阻燃高強度的聚苯乙烯材料，雙螺桿擠出機的螺桿轉速為350r/min，螺桿長徑比為42，螺桿溫度為185℃，料筒溫度為205℃，機頭溫度為為225℃。實施例2阻燃高強度的聚苯乙烯材料，其由下列重量份的組分制成：聚苯乙烯100份，SEBS8份，抗氧劑T5012.4份，油酸酰胺1.3份，硬脂酸鋅2.7份，EBS1.5份，苯乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物5份，滑石粉2份，UV-3261.2份，改性陶土20份。該阻燃高強度的聚苯乙烯材料的制造方法與實施例1相同。實施例3阻燃高強度的聚苯乙烯材料，其由下列重量份的組分制成：聚苯乙烯100份，SEBS6份，抗氧劑T5012.1份，油酸酰胺1.5份，硬脂酸鋅2.5份，EBS1.9份，苯乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物4.2份，滑石本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種阻燃高強度的聚苯乙烯材料，其特征在于，其由下列重量份的組分制成：聚苯乙烯100份，增韌劑5～10份，抗氧劑2～3份，潤滑劑1～1.5份，熱穩定劑2.5～3份，分散劑1.5～2份，相容劑4～5份，成核劑2～3份，光穩定劑1～2份，改性陶土17～22份。

【技術特征摘要】
1.一種阻燃高強度的聚苯乙烯材料，其特征在于，其由下列重量份的組分制成：聚苯乙烯100份，增韌劑5～10份，抗氧劑2～3份，潤滑劑1～1.5份，熱穩定劑2.5～3份，分散劑1.5～2份，相容劑4～5份，成核劑2～3份，光穩定劑1～2份，改性陶土17～22份。2.根據權利要求1所述的一種阻燃高強度的聚苯乙烯材料，其特征在于：所述增韌劑為SEBS。3.根據權利要求2所述的一種阻燃高強度的聚苯乙烯材料，其特征在于：所述抗氧劑為抗氧劑T501。4.根據權利要求3所述的一種阻燃高強度的聚苯乙烯材料，其特征在于：所述潤滑劑為油酸酰胺。5.根據權利要求4所述的一種阻燃高強度的聚苯乙烯材料，其特征在于：所述熱穩定劑為硬脂酸鋅。6.根據權利要求5所述的一種阻燃高強度的聚苯乙烯材料，其特征在于：所述分散劑為EBS。7.根據權利要求6所述的一種阻燃高強度的聚苯乙烯材料，其特征在于：所述相容劑為苯乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。8.根據權利要求7所述的一種阻燃高強度的聚苯乙烯材料，其特征在于：所述成核劑為滑石粉。9.根據權利要求8所述的一種阻燃高強度的聚苯乙烯材料，其特征在于：所述光穩定劑為UV-326。10.根據權利要求1～9任意一項所述的一種阻燃高強度的聚苯乙烯材料的制造方法，其特征在于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：葉青，
申請(專利權)人：佛山慧創正元新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44