本發(fā)明屬于高分子材料
技術領域：
，具體涉及一種聚苯乙烯復合材料及其制備方法。
背景技術：
：聚苯乙烯(polystyrene，ps)是由苯乙烯單體經自由基加聚反應合成的聚合物，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。成型收縮率小，成型品尺寸穩(wěn)定性也好。且隨著火災的日益嚴重，還應該考慮阻燃性能。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、通訊等產品不僅具有金屬質感的外觀，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品的方法主要有電鍍、噴鍍、模內裝飾、仿金屬塑膠注塑等，而以上的制各方法各有缺點。采用電鍍技術制備仿金屬塑膠產品的最大缺陷就是污染嚴重，另外，電鍍的塑膠回收制程非常復雜，而且容易引起二次污染。采用噴鍍技術制備仿金屬塑膠產品，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。采用模內裝飾技術制備仿金屬塑膠產品雖然可以在復雜的由面或結構面上進行仿金屬裝飾，但是成本較高。采用仿金屬塑膠注塑技術是目前最經濟、方便地制備仿金屬塑膠產品的方法。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，從而嚴重影響產品使用和推廣。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的上述不足，提供一種聚苯乙烯復合材料及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有仿金屬塑膠產品易出現(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)境污染的技術問題。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：本發(fā)明一方面提供一種聚苯乙烯復合材料，其特征在于，以所述聚苯乙烯復合材料的總質量為100％計，所述聚苯乙烯復合材料包括如下質量百分含量的成分：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中，經熔融擠出成型。本發(fā)明提供的聚苯乙烯復合材料，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)效劑使聚苯乙烯復合材料具有阻燃性，而相容劑、偶聯(lián)劑和固化劑進一步提高其機械性能，總之，該聚苯乙烯復合材料的各成分及含量之間通過協(xié)同作用，共同使聚苯乙烯復合材料不存在熔接線，進而具有顏色均一、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合材料不存在熔接線，進而具有顏色均一、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)明要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，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合材料，以該聚苯乙烯復合材料的總質量為100％計，其包括如下質量百分含量的成分：本發(fā)明提供的聚苯乙烯復合材料，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)效劑使聚苯乙烯復合材料具有阻燃性，而相容劑、偶聯(lián)劑和固化劑進一步提高其機械性能，總之，該聚苯乙烯復合材料的各成分及含量之間通過協(xié)同作用，使聚苯乙烯復合材料不存在熔接線，進而具有顏色均一、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，使聚苯乙烯復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合材料在熔融時的熱穩(wěn)定性和流動性達到最佳。具體地，本發(fā)明實施例的聚苯乙烯復合材料中，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％；在該范圍內的阻燃劑和阻燃協(xié)效劑，可顯著提高聚苯乙烯復合材料的阻燃性。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)效劑使聚苯乙烯復合材料的阻燃性達到最佳。具體地，本發(fā)明實施例的聚苯乙烯復合材料中，相容劑含量為3-5％，具體可以為3％、4％、5％；該范圍內的相容劑，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到最佳，同時進一步提高聚苯乙烯復合材料的拉伸、沖擊強度。具體地，本發(fā)明實施例的聚苯乙烯復合材料中，偶聯(lián)劑含量為1-3％，具體可以為1％、2％、3％；該范圍內的偶聯(lián)劑，可顯著提高聚苯乙烯復合材料的界面結合力。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)劑使聚苯乙烯復合材料的界面結合力最強，從而其機械性能和加工性能達到最佳。具體地，本發(fā)明實施例的聚苯乙烯復合材料中，固化劑的含量為1-3％，具體可以為1％、2％、3％；該范圍內的固化劑，可顯著提高聚苯乙烯復合材料的硬度。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，使聚苯乙烯復合材料的硬度性能達到最佳。具體地，本發(fā)明實施例的聚苯乙烯復合材料中，抗氧劑含量為0.2-0.6％，具體可為0.2％、0.3％、0.4％、0.6％，在該含量范圍內的抗氧劑，可顯著阻止聚苯乙烯復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，使聚苯乙烯復合材料的抗老化性能達到最佳。具體地，本發(fā)明實施例的聚苯乙烯復合材料中，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％；在該含量范圍內的鋁銀漿、氧化鎂和氧化鎳，可顯著提高聚苯乙烯復合材料的仿金性能。具體地，本發(fā)明實施例的聚苯乙烯復合材料中，金屬粉的含量為1-5％，具體可以為1％、2％、3％、4％、5％；在該含量范圍內的金屬粉，可顯著阻止聚苯乙烯復合材料的光澤性。金屬粉分散在聚苯乙烯復合材料中不僅使其具有牢固的粘結力，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合材料的光澤性能達到最佳。具體地，本發(fā)明實施例的聚苯乙烯復合材料中，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)聚苯乙烯復合材制備時的實際需求，可在配料中添加各種有助于生產的其他助劑。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中，經熔融擠出成型。本發(fā)明提供的聚苯乙烯復合材料的制備方法，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合材料不存在熔接線，進而具有顏色均一、綜合性能穩(wěn)定、一致的優(yōu)點。優(yōu)選地，上述步驟s02中，螺桿擠出機為單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機，且螺桿擠出機的工藝參數(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℃，螺桿轉速130rpm-150rpm，側喂料轉速50rpm-80rpm。在該工藝參數(shù)范圍內制得的聚苯乙烯復合材料的性能達到最佳。本發(fā)明先后進行過多次試驗，現(xiàn)舉一部分試驗結果作為參考對發(fā)明進行進一步詳細描述，下面結合具體實施例進行詳細說明。實施例1一種聚苯乙烯復合材料，其配方見表1中的實施例1。該聚苯乙烯復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中，經熔融擠出成型。其中，雙螺桿擠出機的工藝參數(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℃，螺桿轉速130rpm-150rpm，側喂料轉速50rpm-80rpm。實施例2一種聚苯乙烯復合材料，其配方見表1中的實施例2。該聚苯乙烯復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中，經熔融擠出成型。其中，雙螺桿擠出機的工藝參數(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℃，螺桿轉速130rpm-150rpm，側喂料轉速50rpm-80rpm。實施例3一種聚苯乙烯復合材料，其配方見表1中的實施例3。該聚苯乙烯復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中，經熔融擠出成型。其中，雙螺桿擠出機的工藝參數(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℃，螺桿轉速130rpm-150rpm，側喂料轉速50rpm-80rpm。實施例4一種聚苯乙烯復合材料，其配方見表1中的實施例4。該聚苯乙烯復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中，經熔融擠出成型。其中，雙螺桿擠出機的工藝參數(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℃，螺桿轉速130rpm-150rpm，側喂料轉速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℃的鼓風烘箱中干燥4～6小時，再將干燥的粒子在80t注塑機上注塑制樣，制樣過程中保持模溫在70～100℃之間。其中，拉伸強度按照astmd638測試，懸臂梁沖擊強度按照astmd256測試，彎曲強度和彎曲模量按照astmd790測試，最終的測試結果如表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對比例拉伸強度(mpa)2829323025斷裂伸長率(％)2531222341彎曲強度(mpa)4846515043彎曲模量(map)12561345137814321178缺口沖擊強度(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，拉伸強度、彎曲強度和彎曲模量都優(yōu)于對比例。本發(fā)明的聚苯乙烯復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，達到保護環(huán)境及人體健康的作用。因此，本實施例的技術方案不但避免聚苯乙烯復合材料表面熔接線的出現(xiàn)，達到顏色均一、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所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。當前第1頁12