本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高韌性高耐磨聚苯乙烯塑料及其制備方法。

背景技術(shù)：

聚苯乙烯為無毒、無臭、無色的透明顆粒，是當(dāng)今廣泛應(yīng)用的大品種合成樹脂之一。這種傳統(tǒng)的聚苯乙烯的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(dòng)性好，剛性好及耐化學(xué)腐蝕性好，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。但是，普通的聚苯乙烯材料存在許多不足之處，不耐磨、力學(xué)強(qiáng)度低等，這些缺點(diǎn)都大大限制了聚苯乙烯的應(yīng)用范圍。

為改變聚苯乙烯材料不耐磨、力學(xué)強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，一般通過添加玻璃纖維進(jìn)行改性以達(dá)到工程塑料級(jí)別的應(yīng)用。但由于聚苯乙烯是一種非極性材料，所以與極性玻璃纖維界面粘結(jié)差。但是一般這樣的改性材料添加有大量玻璃纖維，會(huì)給材料帶來負(fù)面的影響，如脆性、沖擊強(qiáng)度低、易出現(xiàn)開裂等，一定程度上限制了聚苯乙烯的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種高韌性高耐磨聚苯乙烯塑料,其力學(xué)強(qiáng)度高、耐磨損和韌性好。

同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種高韌性高耐磨聚苯乙烯塑料的制備方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種高韌性高耐磨聚苯乙烯塑料，基本配方和重量比組成為：高抗沖聚苯乙烯35-45份、熱塑性聚氨酯15-25份、增韌劑12-20份、多官能團(tuán)擴(kuò)鏈劑5-14份、馬來酸酐接枝共聚物6-12份、稀土偶聯(lián)劑4-10份、無機(jī)耐磨劑10-20份、抗氧劑1-5份。

優(yōu)選的，所述熱塑性聚氨酯為聚醚型熱塑性聚氨酯。

優(yōu)選的，所述增韌劑為廢舊橡膠輪胎粉末，目數(shù)為2000目-3000目。

優(yōu)選的，所述多官能團(tuán)擴(kuò)鏈劑為三羥甲基丙烷、丙三醇中的至少一種。

優(yōu)選的，所述馬來酸酐接枝共聚物為馬來酸酐接枝epdm、馬來酸酐接枝poe中的至少一種。

優(yōu)選的，所述馬來酸酐接枝共聚物的接枝率為18-25%。

優(yōu)選的，所述稀土偶聯(lián)劑為端羥基樹枝狀聚酰胺酯稀土配合物。

優(yōu)選的，所述無機(jī)耐磨劑為偶聯(lián)劑改性炭黑。

上述的高韌性高耐磨聚苯乙烯塑料，其制備的工藝步驟如下：

（1）按重量配比稱取好配方中的原料，加入高混機(jī)，攪拌20~40min，混合均勻；

（2）將步驟（1）中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗中，經(jīng)熔融擠出，造粒；所述雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘～500轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為200℃～240℃。

本發(fā)明的有益效果：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的高韌性高耐磨聚苯乙烯塑料，加入了高耐磨的廢舊橡膠輪胎粉末作為增韌劑，從而提高了聚苯乙烯的耐磨性和抗沖擊強(qiáng)度。加入多官能團(tuán)擴(kuò)鏈劑，其結(jié)構(gòu)末端的羥基能夠與聚苯乙烯結(jié)構(gòu)中不飽和鍵發(fā)生反應(yīng)，使材料形成網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，提升了聚苯乙烯的聚合度，從而提高了材料的拉伸強(qiáng)度。加入了高強(qiáng)度的偶聯(lián)劑改性炭黑作為耐磨劑，提高了材料的耐磨性能和拉伸強(qiáng)度。本發(fā)明制得的聚苯乙烯塑料，力學(xué)強(qiáng)度高、耐磨損和韌性好，適用于包裝材料、汽車內(nèi)飾等領(lǐng)域。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

一種高韌性高耐磨聚苯乙烯塑料，基本配方和重量比組成為：高抗沖聚苯乙烯35份、聚醚型熱塑性聚氨酯15份、廢舊橡膠輪胎粉末12份、三羥甲基丙烷5份、馬來酸酐接枝epdm6份、端羥基樹枝狀聚酰胺酯稀土配合物4份、偶聯(lián)劑改性炭黑10份、抗氧劑1份。

上述的高韌性高耐磨聚苯乙烯塑料，其制備的工藝步驟如下：

（1）按重量配比稱取好配方中的原料，加入高混機(jī)，攪拌20min，混合均勻；

（2）將步驟（1）中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗中，經(jīng)熔融擠出，造粒；所述雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為200℃～240℃。

實(shí)施例2

一種高韌性高耐磨聚苯乙烯塑料，基本配方和重量比組成為：高抗沖聚苯乙烯45份、聚醚型熱塑性聚氨酯25份、廢舊橡膠輪胎粉末20份、丙三醇14份、馬來酸酐接枝poe12份、端羥基樹枝狀聚酰胺酯稀土配合物10份、偶聯(lián)劑改性炭黑20份、抗氧劑5份。

上述的高韌性高耐磨聚苯乙烯塑料，其制備的工藝步驟如下：

（1）按重量配比稱取好配方中的原料，加入高混機(jī)，攪拌40min，混合均勻；

（2）將步驟（1）中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗中，經(jīng)熔融擠出，造粒；所述雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：螺桿轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為200℃～240℃。

實(shí)施例3

一種高韌性高耐磨聚苯乙烯塑料，基本配方和重量比組成為：高抗沖聚苯乙烯40份、聚醚型熱塑性聚氨酯20份、廢舊橡膠輪胎粉末16份、丙三醇10份、馬來酸酐接枝epdm9份、端羥基樹枝狀聚酰胺酯稀土配合物7份、偶聯(lián)劑改性炭黑15份、抗氧劑3份。

上述的高韌性高耐磨聚苯乙烯塑料，其制備的工藝步驟如下：

（1）按重量配比稱取好配方中的原料，加入高混機(jī)，攪拌30min，混合均勻；

（2）將步驟（1）中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗中，經(jīng)熔融擠出，造粒；所述雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：螺桿轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為200℃～240℃。

實(shí)施例4

一種高韌性高耐磨聚苯乙烯塑料，基本配方和重量比組成為：高抗沖聚苯乙烯37份、聚醚型熱塑性聚氨酯17份、廢舊橡膠輪胎粉末13份、三羥甲基丙烷7份、馬來酸酐接枝poe7份、端羥基樹枝狀聚酰胺酯稀土配合物5份、偶聯(lián)劑改性炭黑12份、抗氧劑2份。

上述的高韌性高耐磨聚苯乙烯塑料，其制備的工藝步驟如下：

（1）按重量配比稱取好配方中的原料，加入高混機(jī)，攪拌25min，混合均勻；

（2）將步驟（1）中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗中，經(jīng)熔融擠出，造粒；所述雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：螺桿轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為200℃～240℃。

實(shí)施例5

一種高韌性高耐磨聚苯乙烯塑料，基本配方和重量比組成為：高抗沖聚苯乙烯42份、聚醚型熱塑性聚氨酯23份、廢舊橡膠輪胎粉末18份、三羥甲基丙烷12份、馬來酸酐接枝epdm10份、端羥基樹枝狀聚酰胺酯稀土配合物8份、偶聯(lián)劑改性炭黑18份、抗氧劑4份。

上述的高韌性高耐磨聚苯乙烯塑料，其制備的工藝步驟如下：

（1）按重量配比稱取好配方中的原料，加入高混機(jī)，攪拌35min，混合均勻；

（2）將步驟（1）中混合好的原料投入到雙螺桿擠出機(jī)的加料斗中，經(jīng)熔融擠出，造粒；所述雙螺桿擠出機(jī)的工藝參數(shù)為：螺桿轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿溫度為200℃～240℃。

對(duì)比例1

與實(shí)施例1不同的是，加工過程不加聚醚型熱塑性聚氨酯，其它條件不變。

對(duì)比例2

與實(shí)施例1不同的是，加工過程不加廢舊橡膠輪胎粉末，其它條件不變。

對(duì)比例3

與實(shí)施例1不同的是，加工過程不加三羥甲基丙烷，其它條件不變。

對(duì)比例4

與實(shí)施例1不同的是，加工過程不加馬來酸酐接枝epdm，其它條件不變。

對(duì)比例5

與實(shí)施例1不同的是，加工過程不加端羥基樹枝狀聚酰胺酯稀土配合物，其它條件不變。

對(duì)比例6

與實(shí)施例1不同的是，加工過程不加偶聯(lián)劑改性炭黑，其它條件不變。

性能測(cè)試

測(cè)試結(jié)果見表1所示：

表1

從表1中可以看出，對(duì)比實(shí)施例1-5和對(duì)比例1-6，實(shí)施例1-5的拉伸強(qiáng)度、缺口沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率有明顯的提高，耐磨性能改善。從以上數(shù)據(jù)說明，本發(fā)明制備的聚苯乙烯塑料具有良好的力學(xué)強(qiáng)度、韌性和耐磨性能。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)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)。