[发明专利]玻璃纤维增强聚苯乙烯微发泡双层共挤型材及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种玻璃纤维增强聚苯乙烯微发泡双层共挤型材及其制作方法。

背景技术

聚苯乙烯微发泡仿木型材具有质量轻、价格低、防虫、防蛀、耐湿、无毒环保、使用寿命长等一系列优点。广泛用于相框、画框、家居装饰材料等场所。但由于聚苯乙烯经过了微发泡工艺，密度通常为0.5g/cm³左右，密度再低，型材的力学性能将会明显下降，达不到产品的使用性能指标，为了克服这个缺点，减少原料的使用，降低生产成本，本发明通过了在芯层中添加玻璃纤维以提高了型材的力学性能。

目前，玻璃纤维用来增强聚乙烯、聚丙烯、尼龙等材料的技术已经趋于成熟，增强后的材料力学性能有了显著的提高，但该类增强技术都有一个共同的特点，即该过程均未涉及到微发泡工艺。而在微发泡材料中添加玻璃纤维的研究报告尚不多见，在聚苯乙烯回收塑料的微发泡工艺过程添加玻璃纤维更是少见。因此开发出玻璃纤维增强聚苯乙烯回收塑料的微发泡型材，将具有十分重要的经济效益和社会效益。

发明内容

发明的目的是提供一种玻璃纤维增强聚苯乙烯微发泡双层共挤型材，它的芯层含有3~8%的均匀分布的长径比为10~20的玻璃纤维（基于聚苯乙烯计）。芯层的表面包裹着一层高抗冲击聚苯乙烯，芯层材料和表层材料的质量分数的比例为100:5~25。该型材的密度做到 0.40g/cm³，拉伸强度和简支梁冲击强度就可达到12MPa和4.5KJ/m²，该性能比未加玻璃纤维的同样微发泡材料分别提高了31%和23%。故本发明可以大大节约了聚苯乙烯原料，降低了生产成本。本发明的技术方案是：一种玻璃纤维增强聚苯乙烯微发泡双层共挤型材，其特征在于采用表面改性的玻璃纤维增强微发泡的芯层部分，其表层均匀地包裹着一层高抗冲聚苯乙烯。其中芯层材料包括以下重量组分：聚苯乙烯100份，分子链修复剂3~8份，玻璃纤维 3~8份，偶联剂0.03~0.08份，发泡剂1~5份，油脂1~5份；表层材料包括以下质量组分：高抗冲聚苯乙烯100份，着色剂1~3份，油脂5~20份，滑石粉5~30份，抗氧剂0.1~2份，润滑剂0.1~2份。其特征在于所述的聚苯乙烯材料采用聚苯乙烯回收料。其特征在于所述的分子链修复剂的制备方法为：在0~10℃度的条件下，将0.1~1份过氧化二苯甲酰、0.1~0.5份过氧化二异丙苯、0.1~0.3份聚乙烯醇溶解在100份的苯乙烯单体中，搅拌充分溶解，即得到分子链修复剂，此自制分子链修复剂一般为现制现用，且低于10℃条件下保存。其特征在于所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸二乙酯、二亚硝基五次甲基四胺、4,4'氧代双苯磺酰肼、碳酸氢钠、碳酸铵或亚硝酸铵中的一种或一种以上。其特征在于所述的表面改性的玻璃纤维的长度为1~3mm，长径比10~20。其特征在于所述的偶联剂为甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、钛酸正丁酯、铝酸正丁酯的一种或一种以上。其特征在于所述的着色剂为色粉或色母粒。其特征在于所述的油脂为烷烃油、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、环氧大豆油或环氧油酸丁酯中的一种或一种以上。其特征在于所述的抗氧剂为四[β-（3′，5′-二叔丁基-4′-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、N,N′-双[3-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰]肼、β-（4-羟基苯基-3，5-二叔丁基）丙酸正十八碳醇酯、甘醇双-3-（3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基）丙酸酯或硫代二丙酸二月桂酯中的一种或一种以上。其特征在于所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸盐、石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡或硅酮中的一种或一种以上。其特征包括如下步骤：

（1）芯层材料的制备：将配比好的聚苯乙烯、发泡剂投入混合机中混合10~15分钟，搅拌过程中加入一定量的油脂，获得芯层材料混合料；

（2）表层材料的制备：将配比好的高抗冲聚苯乙烯、滑石粉、着色剂、抗氧剂、润滑剂投入混合机中搅拌10~15分钟，搅拌过程中加入一定量的油脂，获得表层材料混合料；

（3）将定量的玻璃纤维投入混合机中，在60℃条件下，搅拌混合10~15分钟，搅拌过程中加入一定量的偶联剂，待用；

（4）将主挤出机的各区温度分别调为第一区：138℃、第二区160℃、第三区195℃：195℃、第四区124℃、第五区129℃、第六区156℃、第七区160℃、第八区165℃；辅挤出机各区温度分别调为第一区160℃、第二区165℃、第三区170℃、第四区170℃；共挤模头温度调为165℃；待温度稳定后继续下步操作；