[发明专利]一种改性聚苯乙烯复合材料及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚苯乙烯复合材料及其制备工艺，尤其是涉及一种改性聚苯乙烯复合材料及其制备工艺。

背景技术

聚苯乙烯最大的用途是生产家用电器部件及电子、电器，其次是生产聚苯乙烯泡沫制品，主要用于快餐盒、包装材料、建筑板材等，还有日用品、办公用品、玩具、BOPS板材等，而普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂等。另外聚苯乙烯（PS）塑料作为隔水、防震、保温材料等广泛用于包装行业，但这些产品大部分是作为一次性使用，因而废弃量不断增加，并且聚苯乙烯在自然环境下不腐烂，也不降解，因而严重地污染了环境。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种力学性能及降解性能好，制造成本低的改性聚苯乙烯复合材料及其制备工艺。

本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是：

本发明之改性聚苯乙烯复合材料由以下重量百分比的原料制成：硫酸钙10－40 wt％，纤维10－30 wt％，淀粉10－40wt％，聚苯乙烯（PS）30－60wt％，光稳定剂1－10 wt％，抗氧剂T501 1－10 wt％，硬脂酸1－15wt％，氢氧化钠0.1－5wt％；

优选的重量百分比为：硫酸钙15wt％，纤维15wt％，淀粉15wt％，聚苯乙烯（PS）45wt％，光稳定剂2wt％，抗氧剂T501 3wt％，硬脂酸4wt％，氢氧化钠1wt％；

所述淀粉可为谷类淀粉、薯类淀粉、豆类淀粉或其他淀粉等；

所述纤维可为玻璃纤维、剑麻纤维或碳纤维等。

所述光稳定剂可为紫外线吸收剂UV-326。

本发明之改性聚苯乙烯复合材料的制备工艺，包括以下步骤：

（1）将硫酸钙粉碎，过100目筛，置于90－110℃（优选100℃）的烘箱中干燥23－25小时（优选24小时）；干燥后加入高速混合机中，添加抗氧剂T501和硬脂酸，在45－55℃（优选50℃）下混合12－18分钟（优选15分钟）；

（2）将淀粉干燥到含水量为3％以下；

（3）将NaOH与水按1：100的质量比配成水溶液，然后将纤维浸泡在NaOH水溶液中，温度为20－30℃（优选25℃），时间为40－50分钟（优选45分钟），然后取出，用清水冲洗至中性，风干，再烘干至含水量为5%以下；

（4）将聚苯乙烯、光稳定剂、步骤（1）所得混合物、步骤（2）干燥后的淀粉、步骤（3）处理后的纤维加入高速混合机中物理搅拌混合15－25分钟（优选20分钟）；

（5）将步骤（4）所得混合物置于挤出机中挤出，造粒。

本发明加入硬脂酸对硫酸钙进行表面活化改性，可以提高硫酸钙与淀粉的相容性,同时作为润滑剂可以改善熔体的流动性和复合材料的表面光滑度。

本发明之硫酸钙、淀粉、纤维、PS均匀混合，提高了复合材料的流动性，减小了硫酸钙、淀粉、纤维、PS之间界面的应力集中度，增大了界面层厚度，整体上改善了复合材料的力学性能。

本发明之改性聚苯乙烯复合材料，力学性能及降解性能好，制造成本低，可代替天然木材用于室内外装修、建筑业等领域。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

各实施例原料重量配比见表1。实施例1所用淀粉为玉米淀粉，实施例2所用淀粉为木薯淀粉，实施例3所用淀粉为绿豆淀粉。实施例1所用纤维为玻璃纤维，实施例2所用纤维为剑麻纤维，实施例3所用纤维为碳纤维。

各实施例原材料提供商如下：

硫酸钙粉料，河北邢台双华石膏制品有限公司；

实施例1所用淀粉为玉米淀粉，实施例2所用淀粉为木薯淀粉、实施例3所用淀粉为绿豆淀粉，武汉龙睿达科技发展有限公司；

聚苯乙烯，编号 001371，深圳市安正化工有限公司；

光稳定剂紫外线吸收剂UV-326, 南京米兰化工有限公司。

抗氧剂T501，北京三安化化工产品有限公司。

硬脂酸，上海卡博工贸有限公司。

制备方法：

（1）将硫酸钙粉碎，过100目筛，置于100℃的烘箱中干燥24小时；干燥后加入高速混合机中，添加抗氧剂T501和硬脂酸，在50℃下混合15分钟；

（2）将淀粉干燥到含水量为2％；

（3）将NaOH与水按1：100的质量比配成水溶液，然后将纤维浸泡在NaOH溶液中，温度为25℃，时间为45分钟，然后取出用清水冲洗至中性，风干，再烘干至含水量为5%以下；