[发明专利]一种聚苯乙烯树脂基复合材料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种聚苯乙烯树脂基复合材料及其制备方法，属于材料领域。该聚苯乙烯树脂基复合材料由聚苯乙烯树脂为基体，以硅烷偶联剂功能化改性的石墨烯片为填料，以弹性体POE‑g‑MAH为增韧剂，经熔融共混法制得。聚苯乙烯树脂基复合材料的弹性强度、拉伸强度及弹性模量较聚苯乙烯树脂显著提高。 1

主权项

1.一种聚苯乙烯树脂基复合材料，其特征在于：所述复合材料由聚苯乙烯树脂、填料和弹性体组成，其中所述填料是硅烷偶联剂功能化改性氧化石墨烯，所述弹性体是POE‑g‑MAH；以重量百分比计，复合材料中聚苯乙烯树脂为68～94.75％，硅烷偶联剂功能化改性氧化石墨烯为0.25～2％，POE‑g‑MAH为5～30％；所述硅烷偶联剂功能化改性氧化石墨烯为PAS‑GO，该硅烷偶联剂功能化改性的氧化石墨烯由以下方法制备得到：

(1)取氧化石墨烯，在水中超声；

(2)取3‑氨丙基三乙氧基硅烷，逐滴加入水中；

(3)将步骤(1)制备的溶液加入步骤(2)制备的溶液中，搅拌，过滤，C1‑C5的有机醇溶剂洗涤后，干燥。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：以重量百分比计，所述复合材料中聚苯乙烯树脂为84.25％，硅烷偶联剂功能化改性氧化石墨烯为0.75％，POE‑g‑MAH为15％。

3.根据权利要求2所述复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂功能化改性氧化石墨烯为PAS‑GO，该硅烷偶联剂功能化改性的氧化石墨烯由以下方法制备得到：

在干燥的烧杯中加入115mL98％的浓硫酸，用冰水浴冷却至4℃以下，在激烈搅拌下加入5g的天然石墨粉和2.5gNaNO₃的混合物，然后再缓慢加入15g的KMnO₄，并将反应体系的温度控制在20℃以下，继续搅拌反应5min后将体系温度升至35±3℃，恒温搅拌30min后在激烈搅拌下加入230mL的去离子水，并将反应体系温度控制在98℃，保持15min后加入355mL的去离子水进行高温水解，最后加入30mL的H₂O₂中和未反应的强氧化剂，趁热抽滤并用稀盐酸和去离子水充分洗涤，在真空干燥箱中干燥，得到氧化石墨烯；取氧化石墨烯，在去离子水中室温超声2h，得到1mg/mL氧化石墨烯水溶液；

取1mL3‑氨丙基三乙氧基硅烷，逐滴加入去离子水中，在45℃下反应2h，得到PAS的水溶液，再加入预先已超声2h的1mg/mL氧化石墨烯水溶液，在室温下不断搅拌反应4h后，抽滤并用无水乙醇充分洗涤；产物放入60℃的真空干燥箱干燥24h，得到PAS‑GO。