[发明专利]一种高强度聚苯乙烯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种高强度聚苯乙烯材料及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯泡沫材料具有质量轻、强度高、耐腐蚀、防水等优点，在食品包装、电子电气、建筑装潢、隔音保温等领域得到广泛的应用。但是聚苯乙烯泡沫材料的大量应用也导致了废弃物污染的增加。因此对聚苯乙烯废弃塑料进行回收再利用，越来越得到重视。

对于聚苯乙烯回收材料而言，抗冲击性能较差制约了回收聚苯乙烯材料的应用领域。而传统对聚苯乙烯进行增韧的手段，多是加入含苯乙烯链段的增韧剂，如SBS、SEBS等，但这些增韧材料的价格普遍偏高，用于回收聚苯乙烯材料中，会导致回收材料的成本大幅度上升。

同时聚苯乙烯材料增韧后强度会有较大幅度的下降，玻璃纤维增强塑料常用语聚丙烯、尼龙等材料的增强中。但是由于聚苯乙烯本身的刚性较好，冲击强度不佳，且和玻璃纤维的之间的表面结合存在一定困难，因此较少用于聚苯乙烯系列材料的增强。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种成本低，抗冲击性能好的高强度聚苯乙烯材料。

本发明的技术方案如下：

一种高强度聚苯乙烯材料由包括以下重量份的组分制成：

聚苯乙烯      100份，

聚乙烯        20～50份，

玻璃纤维      10～40份，

相容剂        4～15份，

聚乙烯缩丁醛  0～12份，

抗氧剂        1～5份。

优选的，所述聚乙烯缩丁醛的重量份为2～10份。

优选的，所述的聚苯乙烯为回收聚苯乙烯，熔指4～30g/10min（测试条件200℃，5kg）。

优选的，所述的聚乙烯为线性低密度聚乙烯。

优选的，所述的聚乙烯为回收聚乙烯材料。

所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，玻璃纤维在使用前依次浸泡偶联剂和苯乙烯。

优选的，所述的相容剂由以下方法制得：

（1）按重量份秤取引发剂0.2～0.8份，偶联剂1～3份，苯乙烯20份，聚苯乙烯100份，聚乙烯60～100份；

（2）将引发剂和偶联剂溶于苯乙烯单体中，混合均匀；

（3）将聚乙烯和聚苯乙烯加入双螺杆挤出机共混，同时在挤出机的机筒中加入溶有引发剂和偶联剂的苯乙烯单体，熔融共混，挤出切粒得到所述相容剂。

优选的，所述的引发剂选自过氧化月桂酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮或过氧化二碳酸二异丙酯中的一种或一种以上，优选过氧化二碳酸二异丙酯。

优选的，所述的偶联剂选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、异丙基三（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯或四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种或一种以上，优选γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷。

通过实验发现，将偶联剂和引发剂溶入苯乙烯单体中再对聚苯乙烯和聚乙烯进行反应性共混改性，苯乙烯和聚乙烯的接枝率大幅提升，制得的相容剂对PS和PE的增容效果较传统相容剂更好。当同时采用过氧化二碳酸二异丙酯作为引发剂和γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂时，制得的相容剂的增容效率比其他引发剂和偶联剂制得的相容剂的增容效率提高了15～20%。

聚乙烯缩丁醛具有韧性好，抗冲击性能高的优点，在聚苯乙烯/聚乙烯体系中加入聚乙烯缩丁醛不仅可以改善聚苯乙烯与聚乙烯之间的相容性，同时可以提高聚苯乙烯材料的抗冲击性能。

优选的，所述的抗氧剂选自（聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]-1,6-二己二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]]]）、（2-（3，5-二叔丁基-2-羟苯基）-5-氯苯并三唑）、（1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮）或2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的一种或一种以上。

优选的，所述抗氧剂为（1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮）和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚按重量比为3:1的混合物。

一种上述高强度聚苯乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：