[发明专利]纳米级阻燃增强PS/PE合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种纳米级阻燃增强PS/PE合金材料及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯/聚乙烯(PS/PE)共混物具有高的耐化学药品性、耐环境应力开裂性等，而且对PS的成型性能和表面性能影响小，是工业上应用价值较高的共混物。为了进一步提高PS/PE共混物的力学性能、改进加工性能及阻燃性能，往往在该共混体系的合金材料中加入相对应的助剂。随着纳米技术的发展，纳米材料被认为是21世纪最有前途的材料，并已经成为世界性的研究热潮，因此制备添加纳米助剂以获得高阻燃、高强度和高性能的PS/PE合金材料具有很好的实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米级阻燃增强PS/PE合金材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：纳米级阻燃增强PS/PE合金材料，其组分按质量百分数配比为：PS 20％～50％、PE 20％～50％、纳米级复配阻燃剂10％～30％、纳米增强剂15％～30％、增容剂0.5％～2％、表面处理剂0.1％～0.5％、润滑分散剂0.1％～2％、抗氧剂0.1％～1％。

所述的PS为聚苯乙烯。

所述的PE为聚乙烯。

所述的纳米级复配阻燃剂为纳米氢氧化镁30wt％、纳米蒙脱土20wt％和聚硅烷阻燃剂50wt％三者混合的复配物，其中纳米氢氧化镁和纳米蒙脱土均经硅烷改性处理过。

所述的纳米增强剂为无机纳米粒子，选自粒径在20nm～100nm之间的纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米滑石粉、纳米硅藻土、纳米蒙脱土、纳米高岭土中的一种。

所述的增容剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS-g-MAH)中的一种。

所述的表面处理剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、钛酸酯、铝酸酯、硅烷和磷酸酯中的一种。

所述的润滑分散剂为EVA蜡、OP蜡、TAS-2A、乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)中的一种。

所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

上述的纳米级阻燃增强PS/PE合金材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量配比称取经硅烷改性处理过的纳米氢氧化镁30wt％、经硅烷改性处理过的纳米蒙脱土20wt％和聚硅烷阻燃剂50wt％，使混合均匀，制得纳米级复配阻燃剂，然后在80℃～100℃下干燥30～45分钟，待用；

(2)将纳米增强剂在80℃～110℃下干燥3～6小时，再按重量配比称取干燥后的纳米增强剂及表面处理剂，一起加入3000～8000转/分钟的高速混合机中，在维持80℃～110℃的温度下搅拌10～30分钟，使表面处理剂均匀包覆纳米增强剂，然后冷却至低于40℃制得表面处理的纳米增强剂，待用；

(3)按重量配比称取PS、PE、纳米级复配阻燃剂和经表面处理过的纳米增强剂，加入高速混合机混合5～15分钟，再加入按重量配比称取的增容剂、润滑分散剂和抗氧剂，使一起充分混合10～30分钟；

(4)再将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在180℃～240℃，螺杆转速为200～600转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼、挤出，再进行冷却、风干、切粒、干燥即得本发明的纳米级阻燃增强PS/PE合金材料。

本发明的有益效果是，本发明将纳米技术与高分子材料结合，所制得的PS/PE合金材料，不仅兼备有PS和PE各自的优点，具有优良的综合性能，而且具有无卤抑烟的优良阻燃性能，达到UL94V-0阻燃级，同时显著提高了材料的强度、刚度和耐热性等，具有很好的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种纳米级阻燃增强PS/PE合金材料，其组分按质量百分数配比为：PS 32％、PE 25％、纳米级复配阻燃剂15％、粒径在20nm～100nm之间的纳米碳酸钙25％、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)1％、硬脂酸钙0.3％、OP蜡1.2％、受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5％。其中，所述的纳米级复配阻燃剂为经硅烷改性处理过的纳米氢氧化镁30wt％、经硅烷改性处理过的纳米蒙脱土20wt％和聚硅烷阻燃剂50wt％三者混合的复配物。