[發明專利]一種納米材料改性的阻燃增韌再生聚苯乙烯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710555898.2
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107286555B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 陳東進
• 申請（專利權）人: 六安英科實業有限公司
• 主分類號: C08L51/00
• 分類號: C08L51/00;C08K9/12;C08K9/04;C08K3/04;C08K3/34;C08F257/02;C08F212/08;C08F112/08;C08F8/50;C08F8/36
• 代理公司: 東莞市神州眾達專利商標事務所(普通合伙) 44251
• 代理人: 陳世洪

本發明提供一種納米材料改性的阻燃增韌再生聚苯乙烯復合材料及其制備方法，該復合材料包括再生聚苯乙烯粒子和吸附石墨烯的凹凸棒土，具體制備方法為：將廢舊聚苯乙烯發泡材料去除表面的雜質后，切碎至聚苯乙烯顆粒的粒徑至0.2?0.5cm³，轉移置于密封環境中，經等離子體處理，得到等離子體預處理的廢舊聚苯乙烯發泡材料；將等離子體預處理的廢舊聚苯乙烯發泡材料置于蒸汽室中，在室溫下，通入含助劑的檸檬烯蒸汽，得到透明聚苯乙烯溶體，再經濃硫酸改性，得到磺化再生聚苯乙烯粒子；將磺化再生聚苯乙烯粒子加入到含納米材料的氯化鈣水溶液中，滴加苯乙烯單體，攪拌均勻，再加入引發劑，加熱攪拌，取出，烘干，得到產品。

技術領域

本發明屬于再生聚苯乙烯材料技術領域，具體涉及一種納米材料改性的阻燃增韌再生聚苯乙烯復合材料及其制備方法。

背景技術

聚苯乙烯是指由苯乙烯單體經自由基加聚反應合成的聚合物，通常為非晶態無規聚合物，無毒無臭無色透明，具有高于100℃玻璃轉化溫度，具有優良的絕熱、絕緣和透明性，加工性和耐化學腐蝕性好，但是脆，低溫易開裂。聚苯乙烯包括普通聚苯乙烯、發泡聚苯乙烯和高抗沖聚苯乙烯及間規聚苯乙烯，其中發泡聚苯乙烯具有密度小、很強的抗氧化性及抗腐蝕性,在防熱、防冷、防潮、防震、防氧化、防噪聲等方面有廣泛的應用，但是發泡聚苯乙烯多屬于一次性使用商品，使用過程短，用完成廢品垃圾，且難以腐化，直接堆放處理對環境造成很大的影響，因此回收發泡聚苯乙烯材料再利用，不僅可以減輕環境污染，而且可以資源再利用，實現發泡聚苯乙烯材料的高效循環使用。

溶劑法再生是將廢舊聚苯乙烯發泡材料溶于溶劑中，通過過濾、擠壓并與溶劑分離回收聚苯乙烯樹脂。中國專利CN101701073B公開的廢舊聚苯乙烯功能化重塑的方法，將聚苯乙烯泡沫去除表面污物后粉碎成體積小于1cm³的塊料，加入到三氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、苯或者甲苯溶液中溶脹，再置于水中攪拌加熱，再分離曬干得到白色聚苯乙烯顆粒，最后經物理發泡劑處理得到可發性聚苯乙烯顆粒。該重塑方法所用試劑無毒，制備過程無副產物，因此工藝簡單，成本低廉，產品純度高。中國專利CN105566670A公開的基于廢聚苯乙烯材料制備梯度阻燃可發泡聚苯乙烯珠粒的水相懸浮造粒法及其產品，將聚乙烯吡咯萬通、納米氫氧化鎂、氫氧化鋁、硼酸鋅、聚磷酸銨、水滑石、隔熱劑和疏水修飾劑混合制備形成親油性無機阻燃隔熱劑，然后與有機阻燃劑混合得到無機-有機梯度協同阻燃隔熱體系，再與廢聚苯乙烯材料形成有機相，將有機相加入到水相中，混合均勻后，蒸出有機溶劑得到固化的梯度阻燃聚苯乙烯珠粒，再浸漬發泡劑，水蒸汽加壓預成型得到產品。由上述現有技術可知，目前溶劑法回收廢舊聚苯乙烯發泡材料無需經歷高溫過程，避免了分子鏈的降解，但是聚苯乙烯的溶解度可難以控制，因此制備的再生聚苯乙烯發泡材料的性能可控性差，而且溶劑法回收方法的效率低，難以滿足工業化的快速需要。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種納米材料改性的阻燃增韌再生聚苯乙烯復合材料及其制備方法，將廢舊聚苯乙烯發泡材料粉碎至0.2-0.5cm³，先后經等離子體處理、檸檬烯蒸汽處理和濃硫酸磺化處理得到磺化再生聚苯乙烯粒子，將磺化再生聚苯乙烯粒子與含吸附石墨烯的凹凸棒土的氯化鈣水溶液處理后，再表面聚合聚苯乙烯材料，形成納米材料改性的阻燃增韌再生聚苯乙烯復合材料。本發明制備的復合材料以再生聚苯乙烯材料作為主要原料，附著納米材料改性和聚苯乙烯，得到的復合材料具有殼核結構，且納米材料均勻滲透其中，使復合材料具有阻燃增韌的特性。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種納米材料改性的阻燃增韌再生聚苯乙烯復合材料，所述納米材料改性的阻燃增韌再生聚苯乙烯復合材料包括再生聚苯乙烯粒子和納米材料，所述納米材料為吸附石墨烯的凹凸棒土，所述再生聚苯乙烯粒子的原料為廢舊聚苯乙烯發泡材料經等離子活化處理后經檸檬烯蒸汽處理得到。

作為上述技術方案的優選，所述再生聚苯乙烯粒子還經過濃硫酸磺化預處理。