本发明属于高分子材料
技术领域：
，具体涉及一种聚苯乙烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
：聚苯乙烯(polystyrene，ps)是由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物，其无色透明，能自由着色，相对密度也仅次于pp、pe，具有优异的电性能，在光稳定性方面仅次于甲基丙烯酸树脂，其抗放射线能力是所有塑料中最强的。聚苯乙烯最重要的特点是熔融时的热稳定性和流动性非常好，所以易成型加工，特别是注射成型容易，适合大量生产。成型收缩率小，成型品尺寸稳定性也好。且随着火灾的日益严重，还应该考虑阻燃性能。随着家电、汽车、通讯等行业的迅猛发展，消费者对这些产品的要求越来越高，包括对外观的要求。因采用仿金属塑胶材料制作的家电、汽车、通讯等产品不仅具有金属质感的外观，而且价格适中，所以仿金属塑胶材料受到各家厂商的追捧。目前采用仿金属塑胶材料的制备仿金属塑胶产品的方法主要有电镀、喷镀、模内装饰、仿金属塑胶注塑等，而以上的制各方法各有缺点。采用电镀技术制备仿金属塑胶产品的最大缺陷就是污染严重，另外，电镀的塑胶回收制程非常复杂，而且容易引起二次污染。采用喷镀技术制备仿金属塑胶产品，污染也很大，而且对车间的无尘要求很高，良率不高，工作环境恶劣，仿金属效果一般。采用模内装饰技术制备仿金属塑胶产品虽然可以在复杂的由面或结构面上进行仿金属装饰，但是成本较高。采用仿金属塑胶注塑技术是目前最经济、方便地制备仿金属塑胶产品的方法。但目前采用仿金属塑胶材料在注塑成型时普遍存在熔接线的问题，尤其在成型大制件或有破孔的制品时，熔接线非常明显，而且不易去除，从而严重影响产品使用和推广。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种聚苯乙烯复合材料及其制备方法，旨在解决现有仿金属塑胶产品易出现熔接线而造成颜色不均一、性能不一致，以及制备工艺容易造成环境污染的技术问题。为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：本发明一方面提供一种聚苯乙烯复合材料，其特征在于，以所述聚苯乙烯复合材料的总质量为100％计，所述聚苯乙烯复合材料包括如下质量百分含量的成分：本发明另一方面提供一种聚苯乙烯复合材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：按照上述聚苯乙烯复合材料所含的成分及其含量分别称取各成分原料，并混合处理后得混合物料；将所述混合物料加入杆挤出机中，经熔融挤出成型。本发明提供的聚苯乙烯复合材料，因含有铝银浆、金属氧化物和金属粉末使聚苯乙烯复合材料表面呈现一定的仿金属表面效果，同时阻燃剂和阻燃协效剂使聚苯乙烯复合材料具有阻燃性，而相容剂、偶联剂和固化剂进一步提高其机械性能，总之，该聚苯乙烯复合材料的各成分及含量之间通过协同作用，共同使聚苯乙烯复合材料不存在熔接线，进而具有颜色均一、综合性能稳定、一致的优点。本发明提供的聚苯乙烯复合材料的制备方法，以共混方式制成，使铝银浆、金属氧化物和金属粉末融合于塑胶粒中，注塑时避免了常规操作(指直接将铝银浆、金属氧化物和金属粉末搅拌入粒料中注塑的方法)造成的环境污染、人体健康受影响的问题。其工艺简单易行，成本低，最终制得的聚苯乙烯复合材料不存在熔接线，进而具有颜色均一、综合性能稳定、一致的优点。具体实施方式为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。一方面，本发明实施例提供了一种聚苯乙烯复合材料，以该聚苯乙烯复合材料的总质量为100％计，其包括如下质量百分含量的成分：本发明提供的聚苯乙烯复合材料，因含有铝银浆、金属氧化物和金属粉末使聚苯乙烯复合材料表面呈现一定的仿金属表面效果，同时阻燃剂和阻燃协效剂使聚苯乙烯复合材料具有阻燃性，而相容剂、偶联剂和固化剂进一步提高其机械性能，总之，该聚苯乙烯复合材料的各成分及含量之间通过协同作用，使聚苯乙烯复合材料不存在熔接线，进而具有颜色均一、综合性能稳定、一致的优点。具体地，本发明实施例的聚苯乙烯复合材料中，聚苯乙烯含量为44-70％，具体可以为44％、44.7％、54％、58％、60％、65％、70％。在该范围内，使聚苯乙烯复合材料任然具有其熔融时热稳定性和流动性非常好的特性。优选地，该聚苯乙烯包括无规聚苯乙烯、间规聚苯乙烯和高抗冲聚苯乙烯中的至少一种。优选的聚苯乙烯使聚苯乙烯复合材料在熔融时的热稳定性和流动性达到最佳。具体地，本发明实施例的聚苯乙烯复合材料中，阻燃剂含量为10-20％，具体可以为10％、12％、15％、20％；阻燃协效剂含量为3-7％，具体可以为3％、4％、5％、6％、7％；在该范围内的阻燃剂和阻燃协效剂，可显著提高聚苯乙烯复合材料的阻燃性。优选地，该阻燃剂包括为四溴双酚a双(2,3-二溴丙基)醚、十溴二苯乙烷、四溴双酚s双(2,3-二溴丙基)醚、三(2,2-溴甲基-3-溴丙基)磷酸酯或三异三(2,3-二溴丙基)聚氰酸酯中的至少一种；该阻燃协效剂包括为三氧化二锑和硼酸锌中的至少一种。该优选的阻燃剂和阻燃协效剂使聚苯乙烯复合材料的阻燃性达到最佳。具体地，本发明实施例的聚苯乙烯复合材料中，相容剂含量为3-5％，具体可以为3％、4％、5％；该范围内的相容剂，可显著增加聚苯乙烯的相容性。优选地，相容剂为为马来酸酐接枝相容剂，且该马来酸酐接枝相容剂的接枝率为0.3-1％。该优选的马来酸酐接枝相容剂可使聚苯乙烯的相容性达到最佳，同时进一步提高聚苯乙烯复合材料的拉伸、冲击强度。具体地，本发明实施例的聚苯乙烯复合材料中，偶联剂含量为1-3％，具体可以为1％、2％、3％；该范围内的偶联剂，可显著提高聚苯乙烯复合材料的界面结合力。优选地，偶联剂包括硅烷偶联剂和锆类偶联剂中至少一种。该优选的偶联剂使聚苯乙烯复合材料的界面结合力最强，从而其机械性能和加工性能达到最佳。具体地，本发明实施例的聚苯乙烯复合材料中，固化剂的含量为1-3％，具体可以为1％、2％、3％；该范围内的固化剂，可显著提高聚苯乙烯复合材料的硬度。优选地，固化剂包括苯二甲胺三聚体衍生物和二氨基二苯基砜中的至少一种。优选的固化剂，使聚苯乙烯复合材料的硬度性能达到最佳。具体地，本发明实施例的聚苯乙烯复合材料中，抗氧剂含量为0.2-0.6％，具体可为0.2％、0.3％、0.4％、0.6％，在该含量范围内的抗氧剂，可显著阻止聚苯乙烯复合材料的老化并延长其使用寿命。优选地，抗氧剂包括四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的至少一种。优选的抗氧剂，使聚苯乙烯复合材料的抗老化性能达到最佳。具体地，本发明实施例的聚苯乙烯复合材料中，铝银浆的含量为1-3％，具体可以为1％、2％、3％；氧化镁的含量为1-5％，具体可以为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％；氧化镍的含量为1-5％，，具体可以为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％；在该含量范围内的铝银浆、氧化镁和氧化镍，可显著提高聚苯乙烯复合材料的仿金性能。具体地，本发明实施例的聚苯乙烯复合材料中，金属粉的含量为1-5％，具体可以为1％、2％、3％、4％、5％；在该含量范围内的金属粉，可显著阻止聚苯乙烯复合材料的光泽性。金属粉分散在聚苯乙烯复合材料中不仅使其具有牢固的粘结力，而且获得均匀的金属闪光效果，有很好的光泽性。优选地，该金属粉包括铁粉、铝粉、铜粉和银粉中的至少一种。优选的金属粉使聚苯乙烯复合材料的光泽性能达到最佳。具体地，本发明实施例的聚苯乙烯复合材料中，其他助剂的含量为0.1-0.5％，具体可以为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％；根据聚苯乙烯复合材制备时的实际需求，可在配料中添加各种有助于生产的其他助剂。优选地，该其他助剂包括润滑剂和硬脂酸锌，且润滑剂和所述硬脂酸锌的质量比为(1:1)-(1:2)。该优选的其他助剂，可显著改善熔体加工性能、金属热脱模、减少熔体破裂以及提高加工效率。另一方面，本发明实施例提供了一种聚苯乙烯复合材料的制备方法。该制备方法包括如下步骤：s01：按照上述聚苯乙烯复合材料所含的成分及其含量分别称取各成分原料，并混合处理后得混合物料；s02：将上述混合物料加入螺杆挤出机中，经熔融挤出成型。本发明提供的聚苯乙烯复合材料的制备方法，以共混方式制成，使铝银浆、金属氧化物和金属粉末融合于塑胶粒中，注塑时避免了常规操作(指直接将铝银浆、金属氧化物和金属粉末搅拌入粒料中注塑的方法)造成的环境污染、人体健康受影响的问题。其工艺简单易行，成本低，最终制得的聚苯乙烯复合材料不存在熔接线，进而具有颜色均一、综合性能稳定、一致的优点。优选地，上述步骤s02中，螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，且螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度170℃-190℃，二区温度180℃-200℃，三区温度180℃-200℃，四区温度180℃-200℃，料筒停留时间2min～3min，熔体压力为10mpa-20mpa，模具温度为100℃-120℃，螺杆转速130rpm-150rpm，侧喂料转速50rpm-80rpm。在该工艺参数范围内制得的聚苯乙烯复合材料的性能达到最佳。本发明先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考对发明进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。实施例1一种聚苯乙烯复合材料，其配方见表1中的实施例1。该聚苯乙烯复合材料的制备方法包括如下步骤：s11：按照表1中实施例1的聚苯乙烯复合材料所含的成分及其含量分别称取各成分原料，并混合处理后得混合物料。s12：将上述混合物料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出成型。其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度170℃-190℃，二区温度180℃-200℃，三区温度180℃-200℃，四区温度180℃-200℃，料筒停留时间2min～3min，熔体压力为10mpa-20mpa，模具温度为100℃-120℃，螺杆转速130rpm-150rpm，侧喂料转速50rpm-80rpm。实施例2一种聚苯乙烯复合材料，其配方见表1中的实施例2。该聚苯乙烯复合材料的制备方法包括如下步骤：s21：按照表1中实施例2的聚苯乙烯复合材料所含的成分及其含量分别称取各成分原料，并混合处理后得混合物料。s22：将上述混合物料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出成型。其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度170℃-190℃，二区温度180℃-200℃，三区温度180℃-200℃，四区温度180℃-200℃，料筒停留时间2min～3min，熔体压力为10mpa-20mpa，模具温度为100℃-120℃，螺杆转速130rpm-150rpm，侧喂料转速50rpm-80rpm。实施例3一种聚苯乙烯复合材料，其配方见表1中的实施例3。该聚苯乙烯复合材料的制备方法包括如下步骤：s31：按照表1中实施例3的聚苯乙烯复合材料所含的成分及其含量分别称取各成分原料，并混合处理后得混合物料。s32：将上述混合物料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出成型。其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度170℃-190℃，二区温度180℃-200℃，三区温度180℃-200℃，四区温度180℃-200℃，料筒停留时间2min～3min，熔体压力为10mpa-20mpa，模具温度为100℃-120℃，螺杆转速130rpm-150rpm，侧喂料转速50rpm-80rpm。实施例4一种聚苯乙烯复合材料，其配方见表1中的实施例4。该聚苯乙烯复合材料的制备方法包括如下步骤：s41：按照表1中实施例4的聚苯乙烯复合材料所含的成分及其含量分别称取各成分原料，并混合处理后得混合物料。s42：将上述混合物料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出成型。其中，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度170℃-190℃，二区温度180℃-200℃，三区温度180℃-200℃，四区温度180℃-200℃，料筒停留时间2min～3min，熔体压力为10mpa-20mpa，模具温度为100℃-120℃，螺杆转速130rpm-150rpm，侧喂料转速50rpm-80rpm。表1性能测试将上述表1中的实施例1～4和对比例的配方完成造粒的粒子在70-90℃的鼓风烘箱中干燥4～6小时，再将干燥的粒子在80t注塑机上注塑制样，制样过程中保持模温在70～100℃之间。其中，拉伸强度按照astmd638测试，悬臂梁冲击强度按照astmd256测试，弯曲强度和弯曲模量按照astmd790测试，最终的测试结果如表2所示。表2测试项目实施例1实施例2实施例3实施例4对比例拉伸强度(mpa)2829323025断裂伸长率(％)2531222341弯曲强度(mpa)4846515043弯曲模量(map)12561345137814321178缺口冲击强度(j/m)105110123117119阻燃ul94v2v2v0v0v0外观金属表面金属表面金属表面金属表面塑胶表面由上表2的数据可以看出，当实施例1-4添加了适量的铝银浆、金属氧化物和金属粉末后，聚苯乙烯复合材料表面均呈现一定的仿金属表面效果，且具有高光泽性和阻燃性，拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量都优于对比例。本发明的聚苯乙烯复合材料以共混方式制成，使铝银浆、金属氧化物和金属粉末融合于塑胶粒中，注塑时避免了常规操作造成的环境污染，人体健康影响等问题，达到保护环境及人体健康的作用。因此，本实施例的技术方案不但避免聚苯乙烯复合材料表面熔接线的出现，达到颜色均一、性能一致效果，且对环境友好。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12