本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种高性能高透明PP-PS复合材料及其制备方法。
背景技术：
随着工业水平的不断提高，透明塑料越来越被人们应用到汽车、家电、医疗中。聚丙烯和聚苯乙烯均为透明塑料，且经们的折光指数相同；将聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)进行共混，并加入成核剂和相容剂，最后制得一种高性能高透明PP-PS复合材料。这种材料至今尚未见于报道。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种高性能高透明PP-PS复合材料及其制备方法，以提高PP-PS复合材料的物理性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高性能高透明PP-PS复合材料，由以下重量份的组分制成：
所述相容剂为EPDM-g-(MAH-St)；
所述EPDM-g-(MAH-St)的制备方法包括以下步骤：
(1)称取原料马来酸酐、苯乙烯、过氧化二异丙苯及三元乙丙橡胶；
(2)将称取的原料在高速搅拌机搅拌2-4h，得混合料A；
(3)将混合料A投入至挤出机中挤出造粒，再于80-100℃的真空干燥箱中干燥5-8h既得到EPDM-g-(MAH-St)。
所述马来酸酐、所述苯乙烯、所述过氧化二异丙苯及所述三元乙丙橡胶的质量比为10-16：3-7：2-6：60-80。
所述高速搅拌机的转速是180-230r/min。
所述挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度140～160℃，二区温度180～230℃，三区温度180～230℃，四区温度180～230℃，五区温度180～230℃，六区温度180～230℃，机头温度180～230℃；螺杆转速180～260r/min。
所述成核剂为β晶型成核剂NA-11。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
所述的润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
一种上述任一项所述的高韧性高透明PP-PS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取50份-70份的PP、30份-50份的PS、0.1份-0.3份相容剂、0.1份-0.3份成核剂、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP-PS复合材料。
优选地，所述步骤(2)具体为：将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180～200℃，二区温度220～260℃，三区温度220～260℃，四区温度220～260℃，五区温度220～260℃，六区温度220～260℃，机头温度220～260℃；螺杆转速180～260r/min。
本发明的有益效果是：
本技术方案根据光散射理论，在一个多相体系中当一相以球状分散在连续相中，若两相的折光指数十分接近，则光在相界面上的散射可以忽略，分散相对本体相透明性的影响不大。为了让光散射最小化，只有使两者的折光指数相匹配才能使分散相对制品光学性能的影响降低到最低限度，所以本发明选用的主基料PP和PS折光指数相同。
本技术方案合成的EPDM-g-(MAH-St)，可以很好地作为PP和PS的相容剂，增强PP和PS材料的结合力，提高PP-PS材料的物理性能。
随着成核剂NA-11的加入，PP-PS体系中的晶核数量急剧上升，结晶速率加快，这使得球晶没有充分的时间和空间长大，从而形成一些细小的晶粒，当它们的直径小于可见光的波长时，PP-PS的光学性能得到改善。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本申请提供一种高性能高透明PP-PS复合材料，由以下重量份的组分制成：
所述PP和PS均为透明塑料，且它们的折光指数相同。
所述相容剂为EPDM-g-(MAH-St)。
所述EPDM-g-(MAH-St)，其制备方法如下：
(1)称取原料马来酸酐(MAH)、苯乙烯(St)、过氧化二异丙苯(DCP)、三元乙丙橡胶(EPDM)。
(2)将称取的原料在高速搅拌机搅拌2-4h，得混合料A。
(3)将混合料A投入至挤出机中挤出造粒，再于80-100℃的真空干燥箱中干燥5-8h既得产物。
优选地，步骤(1)中的MAH、St、DCP、EDPM的质量比为(10-16)：(3-7)：(2-6)：(60-80)，DCP的作用是引发剂。
优选地，步骤(2)的高速搅拌机转速是180-230r/min。
优选地，步骤(3)的挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度140～160℃，二区温度180～230℃，三区温度180～230℃，四区温度180～230℃，五区温度180～230℃，六区温度180～230℃，机头温度180～230℃；螺杆转速180～260r/min。
所述成核剂为β晶型成核剂NA-11。
所述抗氧剂为巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称Irganox168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称Irganox1010)和1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称Irganox1330)中的一种或几种的混合。
所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
一种上述任一项的高韧性高透明PP-PS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取50份-70份的PP、30份-50份的PS、0.1份-0.3份相容剂、0.1份-0.3份成核剂、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP-PS复合材料。
优选地，所述步骤(2)具体为：将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，即得到PP-PS复合材料，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180～200℃，二区温度220～260℃，三区温度220～260℃，四区温度220～260℃，五区温度220～260℃，六区温度220～260℃，机头温度220～260℃；螺杆转速180～260r/min。
本发明的实施例中所用的原料如下：
PP(型号Z30S)，镇海炼化；PS(型号350)，台湾国乔；NA-11，余姚欧利塑化；EPDM,上海晶克实业；马来酸酐，天津市博迪化工；苯乙烯，天津市化学试剂六厂；DCP，湖北中料；硬脂酸钙，湖北中料化工；硬质酸钠，湖北兴银河化工；硬脂酸钾，郑州邦诺化工；抗氧剂(型号Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化。
本发明所用的测试仪器如下：
ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。
EPDM-g-(MAH-St)的制备
制备例1
EPDM-g-(MAH-St)的制备方法如下：
(1)称取原料马来酸酐(MAH)、苯乙烯(St)、过氧化二异丙苯(DCP)、三元乙丙橡胶(EPDM)；其中的MAH、St、DCP、EDPM的质量比为10：3：2：60，DCP的作用是引发剂。
(2)将称取的原料在高速搅拌机搅拌2-4h，得混合料A；高速搅拌机转速是180-230r/min。
(3)将混合料A投入至挤出机中挤出造粒，再于80-100℃的真空干燥箱中干燥5-8h既得产物；
挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度140～160℃，二区温度180～230℃，三区温度180～230℃，四区温度180～230℃，五区温度180～230℃，六区温度180～230℃，机头温度180～230℃；螺杆转速180～260r/min。
制备例2
EPDM-g-(MAH-St)的制备方法如下：
(1)称取原料马来酸酐(MAH)、苯乙烯(St)、过氧化二异丙苯(DCP)、三元乙丙橡胶(EPDM)；其中的MAH、St、DCP、EDPM的质量比为10：7：6：80，DCP的作用是引发剂。
(2)将称取的原料在高速搅拌机搅拌2-4h，得混合料A；高速搅拌机转速是180-230r/min。
(3)将混合料A投入至挤出机中挤出造粒，再于80-100℃的真空干燥箱中干燥5-8h既得产物；
挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度140～160℃，二区温度180～230℃，三区温度180～230℃，四区温度180～230℃，五区温度180～230℃，六区温度180～230℃，机头温度180～230℃；螺杆转速180～260r/min。
制备例3
EPDM-g-(MAH-St)的制备方法如下：
(1)称取原料马来酸酐(MAH)、苯乙烯(St)、过氧化二异丙苯(DCP)、三元乙丙橡胶(EPDM)；其中的MAH、St、DCP、EDPM的质量比为16：3：2：60，DCP的作用是引发剂。
(2)将称取的原料在高速搅拌机搅拌2-4h，得混合料A；高速搅拌机转速是180-230r/min。
(3)将混合料A投入至挤出机中挤出造粒，再于80-100℃的真空干燥箱中干燥5-8h既得产物；
挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度140～160℃，二区温度180～230℃，三区温度180～230℃，四区温度180～230℃，五区温度180～230℃，六区温度180～230℃，机头温度180～230℃；螺杆转速180～260r/min。
制备例4
EPDM-g-(MAH-St)的制备方法如下：
(1)称取原料马来酸酐(MAH)、苯乙烯(St)、过氧化二异丙苯(DCP)、三元乙丙橡胶(EPDM)；其中的MAH、St、DCP、EDPM的质量比为16：7：6：80，DCP的作用是引发剂。
(2)将称取的原料在高速搅拌机搅拌2-4h，得混合料A；高速搅拌机转速是180-230r/min。
(3)将混合料A投入至挤出机中挤出造粒，再于80-100℃的真空干燥箱中干燥5-8h既得产物；
挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度140～160℃，二区温度180～230℃，三区温度180～230℃，四区温度180～230℃，五区温度180～230℃，六区温度180～230℃，机头温度180～230℃；螺杆转速180～260r/min。
制备例5
EPDM-g-(MAH-St)的制备方法如下：
(1)称取原料马来酸酐(MAH)、苯乙烯(St)、过氧化二异丙苯(DCP)、三元乙丙橡胶(EPDM)；其中的MAH、St、DCP、EDPM的质量比为12：5：4：70，DCP的作用是引发剂。
(2)将称取的原料在高速搅拌机搅拌2-4h，得混合料A；高速搅拌机转速是180-230r/min。
(3)将混合料A投入至挤出机中挤出造粒，再于80-100℃的真空干燥箱中干燥5-8h既得产物；
挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度140～160℃，二区温度180～230℃，三区温度180～230℃，四区温度180～230℃，五区温度180～230℃，六区温度180～230℃，机头温度180～230℃；螺杆转速180～260r/min。
实施例1
(1)称取50份PP、30份PS、0.1份EPDM-g-(MAH-St)、0.1份NA-11、0.1份Irganox168、0.1份硬脂酸钙混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP-PS复合材料P1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度180℃，二区温度220℃，三区温度220℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，机头温度220℃；螺杆转速180r/min。
实施例2
(1)称取70份PP、50份PS、0.3份EPDM-g-(MAH-St)、0.3份NA-11、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.1份硬脂酸钙、0.2份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP-PS复合材料P2。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度200℃，二区温度260℃，三区温度260℃，四区温度260℃，五区温度260℃，六区温度260℃，机头温度260℃；螺杆转速260r/min。
实施例3
(1)称取60份PP、40份PS、0.2份EPDM-g-(MAH-St)、0.2份NA-11、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.1份硬脂酸钾、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP-PS复合材料P3。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度190℃，二区温度240℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度240℃，六区温度240℃，机头温度240℃；螺杆转速220r/min。
实施例4
(1)称取65份PP、45份PS、0.2份EPDM-g-(MAH-St)、0.2份NA-11、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.1份硬脂酸钾、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP-PS复合材料P4。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度195℃，二区温度245℃，三区温度245℃，四区温度245℃，五区温度245℃，六区温度245℃，机头温度245℃；螺杆转速240r/min。
实施例5
(1)称取60份PP、45份PS、0.3份EPDM-g-(MAH-St)、0.2份NA-11、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox168、0.1份硬脂酸钾、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP-PS复合材料P5。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度200℃，二区温度255℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度255℃，机头温度255℃；螺杆转速250r/min。
对比例1
(1)称取65份PP、45份PS、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox168、0.1份硬脂酸钾、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP-PS复合材料D1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度200℃，二区温度260℃，三区温度260℃，四区温度260℃，五区温度260℃，六区温度260℃，机头温度260℃；螺杆转速250r/min。
性能测试：
将上述实施例1-5及对比例1制备的PP-PS复合材料用注塑机制成样条测试，测试数据如下表：
表1各实施例及对比例产品性能测试
从表中可以看出实施例1-5的拉伸强度、弯曲模量、悬臂梁缺口冲击强度、透光率性能要好于对比例1。这大大扩展了PP-PS复合材料的应用领域，具有非常重要的意义。
以上仅是本发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。