本發(fā)明涉及一種具有高韌性、導(dǎo)熱性能好的改性聚苯乙烯塑料薄膜的制備方法，屬于高分子材料改性
技術(shù)領(lǐng)域：
和加工
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，其靜電危害也日益引起人們的重視。眾所周知，塑料具有優(yōu)越的電絕緣性能。因為它大都是有機(jī)化合物，其分子中的化合鍵都是共價鍵。因此它既不能電離，也不能傳遞自由電子。所以在塑料的生產(chǎn)及使用過程中極易帶上靜電。聚苯乙烯是目前世界上應(yīng)用最為廣泛，產(chǎn)量增長最快的樹脂之一，在包裝、輕工、建筑、電子、電器和汽車等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。但是其導(dǎo)熱系數(shù)低，易起靜電，無法滿足散熱及高強(qiáng)度的工業(yè)需求。目前提高聚苯乙烯導(dǎo)熱系數(shù)，比較常見的方法是通過添加高熱導(dǎo)系數(shù)的無機(jī)填料，添加一些填料可以提高熱導(dǎo)系數(shù)，但是會帶來其他的缺陷，如添加金屬材料之后其抗腐蝕性能差，價格高昂、不易加工成型；添加金屬氧化物材料之后會導(dǎo)致生產(chǎn)成本高、加工工藝復(fù)雜；添加石墨材料之后會引起其絕緣性能變差，因此，如何對聚苯乙烯塑料進(jìn)行改性，是研究的重點。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的之一是提供一種高韌性、高導(dǎo)熱性能的改性聚苯乙烯塑料薄膜，該薄膜的填料為六方氮化硼，在低填料摻量下，該復(fù)合材料可獲得較高的導(dǎo)熱系數(shù)。本發(fā)明的目的之二是提供上述高韌性、高導(dǎo)熱性能的改性聚苯乙烯塑料薄膜的制備方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種改性聚苯乙烯塑料薄膜的制備方法，方法如下：1)六方氮化硼預(yù)處理：將六方氮化硼與偶聯(lián)劑溶于水中，攪拌均勻，干燥；2)將聚苯乙烯、三元乙丙橡膠和六方氮化硼在雙滾筒混合機(jī)中混煉20-40分鐘，加入增溶劑，使其混合均勻，將混合均勻的復(fù)合材料在成型機(jī)中壓膜成型。上述的改性聚苯乙烯塑料薄膜的制備方法，按質(zhì)量比，聚苯乙烯:三元乙丙橡膠:氮化硼＝10:1:0.55-3.3。上述的改性聚苯乙烯塑料薄膜的制備方法，所述的偶聯(lián)劑的用量為六方氮化硼總質(zhì)量的1-3％。上述的改性聚苯乙烯塑料薄膜的制備方法，所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選的，所述的硅烷偶聯(lián)劑為KH-550(γ―氨丙基三乙氧基硅烷)、KH-560(γ-(2,3環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)或KH-570(γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)中的一種或二種以上的混合。上述的改性聚苯乙烯塑料薄膜的制備方法，所述的增溶劑的用量為聚苯乙烯、三元乙丙橡膠和六方氮化硼總質(zhì)量的1-5％。上述的改性聚苯乙烯塑料薄膜的制備方法，所述的增溶劑為SB(苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物)、EPM(乙烯-丙烯無規(guī)共聚物)或SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)中的一種或二種以上的混合。上述的改性聚苯乙烯塑料薄膜的制備方法，步驟2)中，混煉時，前、后滾筒的溫度為140-170℃。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明以六方氮化硼、聚苯乙烯、三元乙丙橡膠為原料，利用熔融共混法制備出聚苯乙烯塑料薄膜。本發(fā)明制備方法簡單易操作，可控性強(qiáng)，在低填料摻量下，該薄膜材料可獲得較高的韌性和導(dǎo)熱系數(shù)，可規(guī)?；糯笊a(chǎn)。與聚苯乙烯本身的性能相比，本發(fā)明改性后的聚苯乙烯塑料薄膜，導(dǎo)熱性能好，所合成的薄膜材料隨著氮化硼填充量的增加，制備的聚苯乙烯塑料薄膜可以提高熱導(dǎo)系數(shù)，防止起靜電造成火災(zāi)。所合成的薄膜材料當(dāng)?shù)鸬奶畛淞窟_(dá)到某一臨界值并有良好的分散狀態(tài)后，便可在體系中形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈條，當(dāng)六方氮化硼所占30％時導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到最高。附圖說明圖1是不同偶聯(lián)劑預(yù)處理六方氮化硼的紅外光譜圖。圖2是聚苯乙烯塑料薄膜斷面電鏡圖。具體實施方式下面結(jié)合具體實例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。實施例11)六方氮化硼預(yù)處理：將偶聯(lián)劑KH-550(偶聯(lián)劑的添加量為六方氮化硼總質(zhì)量的2％)和去離子水混合，磁力攪拌大約20min，然后將六方氮化硼添加到上述混合液中，繼續(xù)磁力攪拌60min，再于70℃水浴中繼續(xù)攪拌45min，過濾，產(chǎn)物在110℃下干燥12小時，得到六方氮化硼粉末。2)采用熔融共混法：按質(zhì)量比，聚苯乙烯:三元乙丙橡膠:氮化硼＝10:1:0.55，將六方氮化硼、聚苯乙烯和三元乙丙橡膠共混，在雙滾筒混合機(jī)中混煉30分鐘，按聚苯乙烯、三元乙丙橡膠和氮化硼總質(zhì)量的3％加入增溶劑SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)，使其混合均勻，混煉時前、后滾筒的溫度為150℃，將混合均勻的復(fù)合材料在XH-406電動加硫成型機(jī)中壓膜，電動加硫成型機(jī)的溫度控制在180-210℃，壓膜成型，得改性聚苯乙烯塑料薄膜，氮化硼含量為5％。將得到的聚苯乙烯塑料薄膜進(jìn)行導(dǎo)熱及力學(xué)性能測試，測試結(jié)果如表1。由圖2可見，A為基體聚苯乙烯塑料薄膜的斷面電鏡圖，B為摻雜BN的聚苯乙烯塑料薄膜的斷面電鏡圖，由圖顯示，BN在聚苯乙烯塑料薄膜內(nèi)均勻分散，相互連接形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，使得聚苯乙烯塑料薄膜的熱導(dǎo)率明顯提高。實施例2制備方法同實施例1，不同點在于，按質(zhì)量比，聚苯乙烯:三元乙丙橡膠:氮化硼＝10:1:1.25。得到的改性聚苯乙烯塑料薄膜，氮化硼含量為10％。將得到的聚苯乙烯塑料薄膜進(jìn)行導(dǎo)熱及力學(xué)性能測試，測試結(jié)果如表1。實施例3制備方法同實施例1，不同點在于，按質(zhì)量比，聚苯乙烯:三元乙丙橡膠:氮化硼＝10:1:1.65。得到的改性聚苯乙烯塑料薄膜，氮化硼含量為15％。將得到的聚苯乙烯塑料薄膜進(jìn)行導(dǎo)熱及力學(xué)性能測試，測試結(jié)果如表1。實施例4制備方法同實施例1，不同點在于，按質(zhì)量比，聚苯乙烯:三元乙丙橡膠:氮化硼＝10:1:2.20。得到的改性聚苯乙烯塑料薄膜，氮化硼含量為20％。將得到的聚苯乙烯塑料薄膜進(jìn)行導(dǎo)熱及力學(xué)性能測試，測試結(jié)果如表1。實施例5制備方法同實施例1，不同點在于，按質(zhì)量比，聚苯乙烯:三元乙丙橡膠:氮化硼＝10:1:2.75。得到的改性聚苯乙烯塑料薄膜，氮化硼含量為25％。將得到的聚苯乙烯塑料薄膜進(jìn)行導(dǎo)熱及力學(xué)性能測試，測試結(jié)果如表1。實施例6制備方法同實施例1，不同點在于，按質(zhì)量比，聚苯乙烯:三元乙丙橡膠:氮化硼＝10:1:3.30。得到的改性聚苯乙烯塑料薄膜，氮化硼含量為30％。將得到的聚苯乙烯塑料薄膜進(jìn)行導(dǎo)熱及力學(xué)性能測試，測試結(jié)果如表1。表1由表1可見，聚苯乙烯塑料薄膜的熱導(dǎo)率隨六方氮化硼含量的增加而增加，氮化硼的含量從5％到30％，熱導(dǎo)率從0.2184W/(m·K)增大到0.4883W/(m·K)，純的聚苯乙烯塑料薄膜的熱導(dǎo)率為0.1866W/(m·K)，當(dāng)填料含量為30％時，熱導(dǎo)率比純的聚苯乙烯塑料薄膜提高了161.7％，當(dāng)填料的含量非常小時，填料分散在基體中以孤島的形式存在，填料在基體中并沒有相互接觸，填料之間還有PS基體的成份，導(dǎo)熱率并不是很高，隨著填料的增加，導(dǎo)熱填料之間能夠相互接觸，導(dǎo)熱填料之間相互連接形成導(dǎo)熱鏈或?qū)峋W(wǎng)絡(luò)，復(fù)合材料的導(dǎo)熱率會有很大提高。實施例71)六方氮化硼預(yù)處理：按表2取不同的偶聯(lián)劑(偶聯(lián)劑的添加量為六方氮化硼總質(zhì)量的2％)和去離子水混合，磁力攪拌大約20min，然后將六方氮化硼添加到上述混合液中，繼續(xù)磁力攪拌60min，再于70℃水浴中繼續(xù)攪拌45min，過濾，產(chǎn)物在110℃下干燥12小時，得到六方氮化硼粉末。2)采用熔融共混法：按質(zhì)量比，聚苯乙烯:三元乙丙橡膠:氮化硼＝10:1:3.3，將六方氮化硼、聚苯乙烯和三元乙丙橡膠共混，在雙滾筒混合機(jī)中混煉30分鐘，按聚苯乙烯、三元乙丙橡膠和氮化硼中質(zhì)量的3％加入增溶劑SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)，使其混合均勻，混煉時，前、后滾筒溫度為150℃，將混合均勻的復(fù)合材料在XH-406電動加硫成型機(jī)中壓膜，電動加硫成型機(jī)的溫度控制在180-210℃，壓膜成型，得改性聚苯乙烯塑料薄膜。如圖1，顯示了不同偶聯(lián)劑處理的六方氮化硼的紅外光譜圖，其中經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的氮化硼所展示譜圖的形狀和峰的位置與文獻(xiàn)中所報道的氮化硼的大體一致。位于783cm-1和1383cm-1的吸收帶是六方氮化硼的特征吸收峰，其中783cm-1對應(yīng)B-N-B鍵的面外彎曲振動的吸收峰，而1383cm-1對應(yīng)B-N鍵的面內(nèi)伸縮振動吸收峰，而經(jīng)KH570處理后，氮化硼在1727cm-1處產(chǎn)生新的譜帶，對應(yīng)于KH570分子中的羰基伸縮振動。將得到的聚苯乙烯塑料薄膜進(jìn)行導(dǎo)熱及力學(xué)性能測試，測試結(jié)果如表2。表2實施例8方法同實施例6，只改變混煉時間，結(jié)果如表3。表3混煉時間拉伸強(qiáng)度熱導(dǎo)系數(shù)20min16.13MPa0.469230min17.14MPa0.488340min17.08MPa0.4890實施例9方法同實施例6，只改變增溶劑，結(jié)果如表4。表4增溶劑拉伸強(qiáng)度熱導(dǎo)系數(shù)SB16.98MPa0.4844EPM17.06MPa0.4836SBS17.14MPa0.4883實施例10方法同實施例6，只改變前后滾筒的溫度，結(jié)果如表5。表5當(dāng)前第1頁1 2 3