聚苯乙烯樹脂基復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001 ] 本發(fā)明涉及復(fù)合材料，特別是涉及聚苯乙稀樹脂基復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 聚苯乙稀樹脂（Polystyrene，縮寫為PS)是指由苯乙稀單體經(jīng)自由基加聚反應(yīng)合 成的聚合物，是一種無色透明的熱塑性塑料。聚苯乙烯包括普通聚苯乙烯，發(fā)泡聚苯乙烯 (EPS)，高抗沖聚苯乙烯（HIPS)及間規(guī)聚苯乙烯（SPS)。普通聚苯乙烯樹脂為無毒，無臭，無 色的透明顆粒，似玻璃狀脆性材料，其制品具有極高的透明度，透光率可達(dá)90%以上，電絕 緣性能好，易著色，加工流動性好，剛性好及耐化學(xué)腐蝕性好。聚苯乙烯可廣泛用于輕工市 場，日用裝璜，照明指示和包裝等方面；在電氣方面更是良好的絕緣材料和隔熱保溫材料， 可以制作各種儀表外殼、燈罩、光學(xué)化學(xué)儀器零件、透明薄膜、電容器介質(zhì)層等；還可用于粉 類和乳液類化妝品，用于粉餅有很好的壓縮性，可改善粉的黏附性能，賦予皮膚光澤和潤滑 感，是代替滑石粉和二氧化硅的高級填充劑。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供聚苯乙烯樹脂基復(fù)合材料，其耐寒性、耐高溫氧 化性、韌性均較好。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0006] 聚苯乙烯樹脂基復(fù)合材料，其重量份組成為：聚苯乙烯樹脂45~65份，氯醚橡膠 10~14份，鈣鉻榴石粉5~9份，阻燃劑5~8份，光穩(wěn)定劑2~5份，抗靜電劑1~2份， 增塑劑2~7份，潤滑劑2~3份，熱穩(wěn)定劑1~3份，相容劑2~5份，成核劑0. 4~0. 5 份。
[0007] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述阻燃劑為MRP。
[0008] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述光穩(wěn)定劑為UV-326。
[0009] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述抗靜電劑為季銨鹽型陽離子抗靜電劑。
[0010] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述增塑劑為甘油。
[0011] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述潤滑劑為PE蠟。
[0012] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述熱穩(wěn)定劑為稀土穩(wěn)定劑。
[0013] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述相容劑為聚烯烴彈性體。
[0014] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述成核劑為有機磷酸酯類成核劑。
[0015] 本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供上述聚苯乙烯樹脂基復(fù)合材料的制備方法。
[0016] 為解決上述技術(shù)問題，技術(shù)方案是：
[0017] 聚苯乙烯樹脂基復(fù)合材料的制備方法，其步驟如下：
[0018] (1)將CTMAB溶于水中分散均勻制得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的CTMAB水溶液，將鈣鉻榴 石粉碎后加入CTMAB水溶液中，50°C下恒溫攪拌30分鐘，置于超聲振蕩器中超聲振蕩2小 時，靜置1小時后過濾、洗滌、干燥后得到鈣鉻榴石粉；
[0019] (2)將鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于無水乙醇中分散均勻制得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%的偶聯(lián)劑溶 液，將步驟（1)所得鈣鉻榴石粉加入偶聯(lián)劑溶液中，溫度為80°C、攪拌速度為900rpm下攪拌 15分鐘，出料、抽濾、洗滌、干燥后得到改性鈣鉻榴石粉；
[0020] (3)將其余組份加入高速攪拌機1200rpm轉(zhuǎn)速下攪拌12分鐘，將步驟（2)所得改 性鈣鉻榴石粉加入高速攪拌機繼續(xù)攪拌8分鐘，得到混合料；
[0021] (4)將混合料加入長徑比為40的雙螺桿擠出機，溫度為190-260°C、螺桿轉(zhuǎn)速為 300-400rpm下恪融擠出，得到聚苯乙稀樹脂基復(fù)合材料。
[0022] 由上可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0023] 1)鈣鉻榴石是石榴石的一種，其化學(xué)式為Ca3Cr2(Si04)3，其中Cr為正3價，添加 于聚苯乙烯樹脂基體后在高溫氧化氛圍中Cr可被氧化成正6價，可大大降低氧化作用對聚 苯乙烯樹脂基體的破壞，不過鈣鉻榴石屬于無機礦物，與聚苯乙烯樹脂基體的相容性較差， 因此本發(fā)明先對其進(jìn)行超細(xì)純化處理，將其表面的雜質(zhì)去除，同時CTMAB在其表面發(fā)生了 化學(xué)鍵合引入了羥基，再通過鈦酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行了表面改性，鈦酸酯偶聯(lián)劑與鈣鉻榴石上 引入的羥基反應(yīng)，同時還能與聚苯乙烯樹脂通過化學(xué)反應(yīng)結(jié)合在一起，起到了橋梁嫁接作 用，使得鈣鉻榴石和聚苯乙烯樹脂產(chǎn)生很好地界面結(jié)合，二者之間的相容性得到很大改善， 從而大大提高了復(fù)合材料的耐高溫氧化性；鈣鉻榴石的力學(xué)性能很好，是一種剛性粒子，與 聚苯乙烯樹脂結(jié)合后可作為應(yīng)力集中點，有效吸收外界沖擊能量，大大降低聚苯乙烯基體 受到的外力沖擊所產(chǎn)生的破壞，因此大大提高了復(fù)合材料的抗沖擊強度和韌性。
[0024] 2)氯醚橡膠是側(cè)基上含有氯的聚醚型橡膠，具有很好的耐寒性和耐氧化性，在相 容劑的相容作用下，其與聚苯乙烯樹脂基體形成界面很好的相容共混，可顯著降低復(fù)合材 料的脆化溫度，提尚復(fù)合材料的耐寒性，還可進(jìn)一步提尚復(fù)合材料的耐尚溫氧化性。
【具體實施方式】：
[0025] 下面將結(jié)合具體實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實施例以及說明 用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0026] 實施例1
[0027] 聚苯乙烯樹脂基復(fù)合材料，其重量份組成為：聚苯乙烯樹脂45份，氯醚橡膠14份， 鈣鉻榴石粉5. 5份，MRP6. 5份，UV-326 3份，季銨鹽型陽離子抗靜電劑1. 4份，甘油3份， PE蠟2. 5份，稀土穩(wěn)定劑1. 5份，聚烯烴彈性體5份，有機磷酸酯類成核劑0. 4份。
[0028] 其制備方法的步驟如下：
[0029] (1)將CTMAB溶于水中分散均勻制得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的CTMAB水溶液，將鈣鉻榴 石粉碎后加入CTMAB水溶液中，50°C下恒溫攪拌30分鐘，置于超聲振蕩器中超聲振蕩2小 時，靜置1小時后過濾、洗滌、干燥后得到鈣鉻榴石粉；
[0030] (2)將鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于無水乙醇中分散均勻制得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%的偶聯(lián)劑溶 液，將步驟（1)所得鈣鉻榴石粉加入偶聯(lián)劑溶液中，溫度為80°C、攪拌速度為900rpm下攪拌 15分鐘，出料、抽濾、洗滌、干燥后得到改性鈣鉻榴石粉；
[0031 ] (3)將其余組份加入高速攪拌機1200rpm轉(zhuǎn)速下攪拌12分鐘，將步驟（2)所得改 性鈣鉻榴石粉加入高速攪拌機繼續(xù)攪拌8分鐘，得到混合料；
[0032](4)將混合料加入長徑比為40的雙螺桿擠出機，溫度為190-