[发明专利]一种高抗蠕变性PS材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种高抗蠕变性PS材料的制备方法，步骤如下：将蒙脱土加入到水中，加热搅拌，使之分散均匀；在70℃下，加入烷基铵盐搅拌反应，当蒙脱士与烷基铵盐的阳离子交换完成后，得到的沉淀物反复洗涤、抽滤，直到产物中不含有卤离子为止；将产物烘干，磨细后得到有机化蒙脱土；将有机化蒙脱土、改性碳纳米管、PS材料在高速搅拌器混合均匀后，在双螺杆挤出机中进行熔融共混、造粒，即得到高抗蠕变性PS材料。本发明通过加入有机蒙脱土和改性碳纳米管在PS材料中，将使其注塑样品从海岛结构转变为双连续结构，其具有非常好的力学性能及抗蠕变性，其缺口冲击强度、弯曲强度、弯曲模量和拉伸强度分别可高达106.8J/m、203.7Mpa、5176Mpa和66.4Mpa。

技术领域

本发明涉及塑胶材料领域，具体涉及一种高抗蠕变性PS材料的制备方法。

背景技术

聚苯乙烯(PS)为无毒、无臭、无色的透明颗粒，是当今广泛应用的大品种合成树脂之一。这种传统的聚苯乙烯具有极高的透明度，透光率可达90％以上，电绝缘性能好，易着色，加工流动性及耐化学腐蚀性好，价格低廉等优点，但这种传统的聚苯乙烯也存在许多不足之处，如性脆、冲击强度低、易出现应力开裂，这些缺点大大限制了聚苯乙烯的应用范围。目前，为解决传统的聚苯乙烯存在的不足之处，主要采用其与橡胶共混或与其他树脂共聚的方法进行改善。这些方法虽然在一定程度上提高了聚苯乙烯的韧性和抗应力开裂性能，但同时大大降低了刚性，并增加了成本。

蠕变是粘弹性材料最典型的表现形式之一，聚合物是典型的粘弹性材料，PS材料则同样具有蠕变性。根据材料蠕变的一般规律，蠕变变形与时间的关系有3个阶段，即初期阶段、稳定阶段和最后阶段。在初期阶段，蠕变速率随时间的增加而逐渐减小，稳定阶段蠕变速率是常数，最后阶段蠕变速率不断增加，直至发生蠕变断裂旧。同时蠕变与外力大小和温度高低有关，温度升高、外力加大，蠕变速率增大。材料结构往往因蠕变而提前失稳，因此研究如何提高PS材料的抗蠕变性能是十分必要的。

发明内容

要解决的技术问题：本发明通过加入有机蒙脱土和改性碳纳米管在PS材料中，将使其注塑样品从海岛结构转变为双连续结构，其具有非常好的力学性能及抗蠕变性，其缺口冲击强度、弯曲强度、弯曲模量和拉伸强度分别可高达106.8J/m、203.7Mpa、5176Mpa和66.4Mpa。

技术方案：一种高抗蠕变性PS材料的制备方法，以重量份计，包括以下步骤：

(1)将100份蒙脱土加入到200-300份的水中，加热至50-70℃，搅拌，使之分散均匀；

(2)在70℃下，加入烷基铵盐搅拌反应，当蒙脱士与烷基铵盐的阳离子交换完成后，得到的沉淀物反复洗涤、抽滤，直到产物中不含有卤离子为止；

(3)将产物烘干，磨细后得到有机化蒙脱土；

(4)将有机化蒙脱土、改性碳纳米管、PS材料在高速搅拌器混合均匀后，在双螺杆挤出机中进行熔融共混、造粒，即得到高抗蠕变性PS材料。

进一步的，所述蒙脱土与烷基铵盐的质量比为(95-98):(2-5)。

进一步的，所述烷基铵盐为十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵或十八烷基三甲基溴化铵。

进一步的，所述改性碳纳米管的处理方法为：将碳纳米管在硝酸和硫酸的混合液中沸腾回流4h，然后用蒸馏水洗涤抽滤烘干，其中，硝酸和硫酸的混合液中硝酸和硫酸的体积比为1:1。进一步的，所述步骤(4)中有机化蒙脱土、改性碳纳米管、PS材料的质量比为(1-10):(1-10):(80-98)。

进一步的，所述双螺杆挤出机从进料口到机头各段温度分别为：140、230、250、250、240℃，螺杆转速为110rpm。

有益效果：