本發(fā)明屬于高分子材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種聚苯乙烯復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚苯乙烯(polystyrene，ps)是由苯乙烯單體經(jīng)自由基加聚反應(yīng)合成的聚合物，其無色透明，能自由著色，相對密度也僅次于pp、pe，具有優(yōu)異的電性能，在光穩(wěn)定性方面僅次于甲基丙烯酸樹脂，其抗放射線能力是所有塑料中最強(qiáng)的。聚苯乙烯最重要的特點是熔融時的熱穩(wěn)定性和流動性非常好，所以易成型加工，特別是注射成型容易，適合大量生產(chǎn)。成型收縮率小，成型品尺寸穩(wěn)定性也好。且隨著火災(zāi)的日益嚴(yán)重，還應(yīng)該考慮阻燃性能。隨著家電、汽車、通訊等行業(yè)的迅猛發(fā)展，消費者對這些產(chǎn)品的要求越來越高，包括對外觀的要求。因采用仿金屬塑膠材料制作的家電、汽車、通訊等產(chǎn)品不僅具有金屬質(zhì)感的外觀，而且價格適中，所以仿金屬塑膠材料受到各家廠商的追捧。目前采用仿金屬塑膠材料的制備仿金屬塑膠產(chǎn)品的方法主要有電鍍、噴鍍、模內(nèi)裝飾、仿金屬塑膠注塑等，而以上的制各方法各有缺點。采用電鍍技術(shù)制備仿金屬塑膠產(chǎn)品的最大缺陷就是污染嚴(yán)重，另外，電鍍的塑膠回收制程非常復(fù)雜，而且容易引起二次污染。采用噴鍍技術(shù)制備仿金屬塑膠產(chǎn)品，污染也很大，而且對車間的無塵要求很高，良率不高，工作環(huán)境惡劣，仿金屬效果一般。采用模內(nèi)裝飾技術(shù)制備仿金屬塑膠產(chǎn)品雖然可以在復(fù)雜的由面或結(jié)構(gòu)面上進(jìn)行仿金屬裝飾，但是成本較高。采用仿金屬塑膠注塑技術(shù)是目前最經(jīng)濟(jì)、方便地制備仿金屬塑膠產(chǎn)品的方法。但目前采用仿金屬塑膠材料在注塑成型時普遍存在熔接線的問題，尤其在成型大制件或有破孔的制品時，熔接線非常明顯，而且不易去除，從而嚴(yán)重影響產(chǎn)品使用和推廣。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種聚苯乙烯復(fù)合材料及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有仿金屬塑膠產(chǎn)品易出現(xiàn)熔接線而造成顏色不均一、性能不一致，以及制備工藝容易造成環(huán)境污染的技術(shù)問題。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：本發(fā)明一方面提供一種聚苯乙烯復(fù)合材料，其特征在于，以所述聚苯乙烯復(fù)合材料的總質(zhì)量為100％計，所述聚苯乙烯復(fù)合材料包括如下質(zhì)量百分含量的成分：本發(fā)明另一方面提供一種聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法，該制備方法包括如下步驟：按照上述聚苯乙烯復(fù)合材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料，并混合處理后得混合物料；將所述混合物料加入桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出成型。本發(fā)明提供的聚苯乙烯復(fù)合材料，因含有鋁銀漿、金屬氧化物和金屬粉末使聚苯乙烯復(fù)合材料表面呈現(xiàn)一定的仿金屬表面效果，同時阻燃劑和阻燃協(xié)效劑使聚苯乙烯復(fù)合材料具有阻燃性，而相容劑、偶聯(lián)劑和固化劑進(jìn)一步提高其機(jī)械性能，總之，該聚苯乙烯復(fù)合材料的各成分及含量之間通過協(xié)同作用，共同使聚苯乙烯復(fù)合材料不存在熔接線，進(jìn)而具有顏色均一、綜合性能穩(wěn)定、一致的優(yōu)點。本發(fā)明提供的聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法，以共混方式制成，使鋁銀漿、金屬氧化物和金屬粉末融合于塑膠粒中，注塑時避免了常規(guī)操作(指直接將鋁銀漿、金屬氧化物和金屬粉末攪拌入粒料中注塑的方法)造成的環(huán)境污染、人體健康受影響的問題。其工藝簡單易行，成本低，最終制得的聚苯乙烯復(fù)合材料不存在熔接線，進(jìn)而具有顏色均一、綜合性能穩(wěn)定、一致的優(yōu)點。具體實施方式為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。一方面，本發(fā)明實施例提供了一種聚苯乙烯復(fù)合材料，以該聚苯乙烯復(fù)合材料的總質(zhì)量為100％計，其包括如下質(zhì)量百分含量的成分：本發(fā)明提供的聚苯乙烯復(fù)合材料，因含有鋁銀漿、金屬氧化物和金屬粉末使聚苯乙烯復(fù)合材料表面呈現(xiàn)一定的仿金屬表面效果，同時阻燃劑和阻燃協(xié)效劑使聚苯乙烯復(fù)合材料具有阻燃性，而相容劑、偶聯(lián)劑和固化劑進(jìn)一步提高其機(jī)械性能，總之，該聚苯乙烯復(fù)合材料的各成分及含量之間通過協(xié)同作用，使聚苯乙烯復(fù)合材料不存在熔接線，進(jìn)而具有顏色均一、綜合性能穩(wěn)定、一致的優(yōu)點。具體地，本發(fā)明實施例的聚苯乙烯復(fù)合材料中，聚苯乙烯含量為44-70％，具體可以為44％、44.7％、54％、58％、60％、65％、70％。在該范圍內(nèi)，使聚苯乙烯復(fù)合材料任然具有其熔融時熱穩(wěn)定性和流動性非常好的特性。優(yōu)選地，該聚苯乙烯包括無規(guī)聚苯乙烯、間規(guī)聚苯乙烯和高抗沖聚苯乙烯中的至少一種。優(yōu)選的聚苯乙烯使聚苯乙烯復(fù)合材料在熔融時的熱穩(wěn)定性和流動性達(dá)到最佳。具體地，本發(fā)明實施例的聚苯乙烯復(fù)合材料中，阻燃劑含量為10-20％，具體可以為10％、12％、15％、20％；阻燃協(xié)效劑含量為3-7％，具體可以為3％、4％、5％、6％、7％；在該范圍內(nèi)的阻燃劑和阻燃協(xié)效劑，可顯著提高聚苯乙烯復(fù)合材料的阻燃性。優(yōu)選地，該阻燃劑包括為四溴雙酚a雙(2,3-二溴丙基)醚、十溴二苯乙烷、四溴雙酚s雙(2,3-二溴丙基)醚、三(2,2-溴甲基-3-溴丙基)磷酸酯或三異三(2,3-二溴丙基)聚氰酸酯中的至少一種；該阻燃協(xié)效劑包括為三氧化二銻和硼酸鋅中的至少一種。該優(yōu)選的阻燃劑和阻燃協(xié)效劑使聚苯乙烯復(fù)合材料的阻燃性達(dá)到最佳。具體地，本發(fā)明實施例的聚苯乙烯復(fù)合材料中，相容劑含量為3-5％，具體可以為3％、4％、5％；該范圍內(nèi)的相容劑，可顯著增加聚苯乙烯的相容性。優(yōu)選地，相容劑為為馬來酸酐接枝相容劑，且該馬來酸酐接枝相容劑的接枝率為0.3-1％。該優(yōu)選的馬來酸酐接枝相容劑可使聚苯乙烯的相容性達(dá)到最佳，同時進(jìn)一步提高聚苯乙烯復(fù)合材料的拉伸、沖擊強(qiáng)度。具體地，本發(fā)明實施例的聚苯乙烯復(fù)合材料中，偶聯(lián)劑含量為1-3％，具體可以為1％、2％、3％；該范圍內(nèi)的偶聯(lián)劑，可顯著提高聚苯乙烯復(fù)合材料的界面結(jié)合力。優(yōu)選地，偶聯(lián)劑包括硅烷偶聯(lián)劑和鋯類偶聯(lián)劑中至少一種。該優(yōu)選的偶聯(lián)劑使聚苯乙烯復(fù)合材料的界面結(jié)合力最強(qiáng)，從而其機(jī)械性能和加工性能達(dá)到最佳。具體地，本發(fā)明實施例的聚苯乙烯復(fù)合材料中，固化劑的含量為1-3％，具體可以為1％、2％、3％；該范圍內(nèi)的固化劑，可顯著提高聚苯乙烯復(fù)合材料的硬度。優(yōu)選地，固化劑包括苯二甲胺三聚體衍生物和二氨基二苯基砜中的至少一種。優(yōu)選的固化劑，使聚苯乙烯復(fù)合材料的硬度性能達(dá)到最佳。具體地，本發(fā)明實施例的聚苯乙烯復(fù)合材料中，抗氧劑含量為0.2-0.6％，具體可為0.2％、0.3％、0.4％、0.6％，在該含量范圍內(nèi)的抗氧劑，可顯著阻止聚苯乙烯復(fù)合材料的老化并延長其使用壽命。優(yōu)選地，抗氧劑包括四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯中的至少一種。優(yōu)選的抗氧劑，使聚苯乙烯復(fù)合材料的抗老化性能達(dá)到最佳。具體地，本發(fā)明實施例的聚苯乙烯復(fù)合材料中，鋁銀漿的含量為1-3％，具體可以為1％、2％、3％；氧化鎂的含量為1-5％，具體可以為0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％；氧化鎳的含量為1-5％，，具體可以為0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％；在該含量范圍內(nèi)的鋁銀漿、氧化鎂和氧化鎳，可顯著提高聚苯乙烯復(fù)合材料的仿金性能。具體地，本發(fā)明實施例的聚苯乙烯復(fù)合材料中，金屬粉的含量為1-5％，具體可以為1％、2％、3％、4％、5％；在該含量范圍內(nèi)的金屬粉，可顯著阻止聚苯乙烯復(fù)合材料的光澤性。金屬粉分散在聚苯乙烯復(fù)合材料中不僅使其具有牢固的粘結(jié)力，而且獲得均勻的金屬閃光效果，有很好的光澤性。優(yōu)選地，該金屬粉包括鐵粉、鋁粉、銅粉和銀粉中的至少一種。優(yōu)選的金屬粉使聚苯乙烯復(fù)合材料的光澤性能達(dá)到最佳。具體地，本發(fā)明實施例的聚苯乙烯復(fù)合材料中，其他助劑的含量為0.1-0.5％，具體可以為0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％；根據(jù)聚苯乙烯復(fù)合材制備時的實際需求，可在配料中添加各種有助于生產(chǎn)的其他助劑。優(yōu)選地，該其他助劑包括潤滑劑和硬脂酸鋅，且潤滑劑和所述硬脂酸鋅的質(zhì)量比為(1:1)-(1:2)。該優(yōu)選的其他助劑，可顯著改善熔體加工性能、金屬熱脫模、減少熔體破裂以及提高加工效率。另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法。該制備方法包括如下步驟：s01：按照上述聚苯乙烯復(fù)合材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料，并混合處理后得混合物料；s02：將上述混合物料加入螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出成型。本發(fā)明提供的聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法，以共混方式制成，使鋁銀漿、金屬氧化物和金屬粉末融合于塑膠粒中，注塑時避免了常規(guī)操作(指直接將鋁銀漿、金屬氧化物和金屬粉末攪拌入粒料中注塑的方法)造成的環(huán)境污染、人體健康受影響的問題。其工藝簡單易行，成本低，最終制得的聚苯乙烯復(fù)合材料不存在熔接線，進(jìn)而具有顏色均一、綜合性能穩(wěn)定、一致的優(yōu)點。優(yōu)選地，上述步驟s02中，螺桿擠出機(jī)為單螺桿擠出機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)，且螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度170℃-190℃，二區(qū)溫度180℃-200℃，三區(qū)溫度180℃-200℃，四區(qū)溫度180℃-200℃，料筒停留時間2min～3min，熔體壓力為10mpa-20mpa，模具溫度為100℃-120℃，螺桿轉(zhuǎn)速130rpm-150rpm，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速50rpm-80rpm。在該工藝參數(shù)范圍內(nèi)制得的聚苯乙烯復(fù)合材料的性能達(dá)到最佳。本發(fā)明先后進(jìn)行過多次試驗，現(xiàn)舉一部分試驗結(jié)果作為參考對發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述，下面結(jié)合具體實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例1一種聚苯乙烯復(fù)合材料，其配方見表1中的實施例1。該聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟：s11：按照表1中實施例1的聚苯乙烯復(fù)合材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料，并混合處理后得混合物料。s12：將上述混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出成型。其中，雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度170℃-190℃，二區(qū)溫度180℃-200℃，三區(qū)溫度180℃-200℃，四區(qū)溫度180℃-200℃，料筒停留時間2min～3min，熔體壓力為10mpa-20mpa，模具溫度為100℃-120℃，螺桿轉(zhuǎn)速130rpm-150rpm，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速50rpm-80rpm。實施例2一種聚苯乙烯復(fù)合材料，其配方見表1中的實施例2。該聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟：s21：按照表1中實施例2的聚苯乙烯復(fù)合材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料，并混合處理后得混合物料。s22：將上述混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出成型。其中，雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度170℃-190℃，二區(qū)溫度180℃-200℃，三區(qū)溫度180℃-200℃，四區(qū)溫度180℃-200℃，料筒停留時間2min～3min，熔體壓力為10mpa-20mpa，模具溫度為100℃-120℃，螺桿轉(zhuǎn)速130rpm-150rpm，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速50rpm-80rpm。實施例3一種聚苯乙烯復(fù)合材料，其配方見表1中的實施例3。該聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟：s31：按照表1中實施例3的聚苯乙烯復(fù)合材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料，并混合處理后得混合物料。s32：將上述混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出成型。其中，雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度170℃-190℃，二區(qū)溫度180℃-200℃，三區(qū)溫度180℃-200℃，四區(qū)溫度180℃-200℃，料筒停留時間2min～3min，熔體壓力為10mpa-20mpa，模具溫度為100℃-120℃，螺桿轉(zhuǎn)速130rpm-150rpm，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速50rpm-80rpm。實施例4一種聚苯乙烯復(fù)合材料，其配方見表1中的實施例4。該聚苯乙烯復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟：s41：按照表1中實施例4的聚苯乙烯復(fù)合材料所含的成分及其含量分別稱取各成分原料，并混合處理后得混合物料。s42：將上述混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)熔融擠出成型。其中，雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度170℃-190℃，二區(qū)溫度180℃-200℃，三區(qū)溫度180℃-200℃，四區(qū)溫度180℃-200℃，料筒停留時間2min～3min，熔體壓力為10mpa-20mpa，模具溫度為100℃-120℃，螺桿轉(zhuǎn)速130rpm-150rpm，側(cè)喂料轉(zhuǎn)速50rpm-80rpm。表1性能測試將上述表1中的實施例1～4和對比例的配方完成造粒的粒子在70-90℃的鼓風(fēng)烘箱中干燥4～6小時，再將干燥的粒子在80t注塑機(jī)上注塑制樣，制樣過程中保持模溫在70～100℃之間。其中，拉伸強(qiáng)度按照astmd638測試，懸臂梁沖擊強(qiáng)度按照astmd256測試，彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按照astmd790測試，最終的測試結(jié)果如表2所示。表2測試項目實施例1實施例2實施例3實施例4對比例拉伸強(qiáng)度(mpa)2829323025斷裂伸長率(％)2531222341彎曲強(qiáng)度(mpa)4846515043彎曲模量(map)12561345137814321178缺口沖擊強(qiáng)度(j/m)105110123117119阻燃ul94v2v2v0v0v0外觀金屬表面金屬表面金屬表面金屬表面塑膠表面由上表2的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)實施例1-4添加了適量的鋁銀漿、金屬氧化物和金屬粉末后，聚苯乙烯復(fù)合材料表面均呈現(xiàn)一定的仿金屬表面效果，且具有高光澤性和阻燃性，拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彎曲模量都優(yōu)于對比例。本發(fā)明的聚苯乙烯復(fù)合材料以共混方式制成，使鋁銀漿、金屬氧化物和金屬粉末融合于塑膠粒中，注塑時避免了常規(guī)操作造成的環(huán)境污染，人體健康影響等問題，達(dá)到保護(hù)環(huán)境及人體健康的作用。因此，本實施例的技術(shù)方案不但避免聚苯乙烯復(fù)合材料表面熔接線的出現(xiàn)，達(dá)到顏色均一、性能一致效果，且對環(huán)境友好。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12