本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种高韧性高耐磨聚苯乙烯塑料及其制备方法。
背景技术：
聚苯乙烯为无毒、无臭、无色的透明颗粒，是当今广泛应用的大品种合成树脂之一。这种传统的聚苯乙烯的制品具有极高的透明度，透光率可达90％以上，电绝缘性能好，易着色，加工流动性好，刚性好及耐化学腐蚀性好，价格低廉等优点。但是，普通的聚苯乙烯材料存在许多不足之处，不耐磨、力学强度低等，这些缺点都大大限制了聚苯乙烯的应用范围。
为改变聚苯乙烯材料不耐磨、力学强度低的缺点，一般通过添加玻璃纤维进行改性以达到工程塑料级别的应用。但由于聚苯乙烯是一种非极性材料，所以与极性玻璃纤维界面粘结差。但是一般这样的改性材料添加有大量玻璃纤维，会给材料带来负面的影响，如脆性、冲击强度低、易出现开裂等，一定程度上限制了聚苯乙烯的应用。
技术实现要素：
本发明目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种高韧性高耐磨聚苯乙烯塑料,其力学强度高、耐磨损和韧性好。
同时，本发明还提供了一种高韧性高耐磨聚苯乙烯塑料的制备方法。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高韧性高耐磨聚苯乙烯塑料，基本配方和重量比组成为：高抗冲聚苯乙烯35-45份、热塑性聚氨酯15-25份、增韧剂12-20份、多官能团扩链剂5-14份、马来酸酐接枝共聚物6-12份、稀土偶联剂4-10份、无机耐磨剂10-20份、抗氧剂1-5份。
优选的，所述热塑性聚氨酯为聚醚型热塑性聚氨酯。
优选的，所述增韧剂为废旧橡胶轮胎粉末，目数为2000目-3000目。
优选的，所述多官能团扩链剂为三羟甲基丙烷、丙三醇中的至少一种。
优选的，所述马来酸酐接枝共聚物为马来酸酐接枝epdm、马来酸酐接枝poe中的至少一种。
优选的，所述马来酸酐接枝共聚物的接枝率为18-25%。
优选的，所述稀土偶联剂为端羟基树枝状聚酰胺酯稀土配合物。
优选的，所述无机耐磨剂为偶联剂改性炭黑。
上述的高韧性高耐磨聚苯乙烯塑料，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料，加入高混机，搅拌20~40min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；所述双螺杆挤出机的工艺参数为：螺杆转速为300转/分钟～500转/分钟，螺杆温度为200℃～240℃。
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明制备的高韧性高耐磨聚苯乙烯塑料，加入了高耐磨的废旧橡胶轮胎粉末作为增韧剂，从而提高了聚苯乙烯的耐磨性和抗冲击强度。加入多官能团扩链剂，其结构末端的羟基能够与聚苯乙烯结构中不饱和键发生反应，使材料形成网状交联结构，提升了聚苯乙烯的聚合度，从而提高了材料的拉伸强度。加入了高强度的偶联剂改性炭黑作为耐磨剂，提高了材料的耐磨性能和拉伸强度。本发明制得的聚苯乙烯塑料，力学强度高、耐磨损和韧性好，适用于包装材料、汽车内饰等领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种高韧性高耐磨聚苯乙烯塑料，基本配方和重量比组成为：高抗冲聚苯乙烯35份、聚醚型热塑性聚氨酯15份、废旧橡胶轮胎粉末12份、三羟甲基丙烷5份、马来酸酐接枝epdm6份、端羟基树枝状聚酰胺酯稀土配合物4份、偶联剂改性炭黑10份、抗氧剂1份。
上述的高韧性高耐磨聚苯乙烯塑料，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料，加入高混机，搅拌20min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；所述双螺杆挤出机的工艺参数为：螺杆转速为300转/分钟，螺杆温度为200℃～240℃。
实施例2
一种高韧性高耐磨聚苯乙烯塑料，基本配方和重量比组成为：高抗冲聚苯乙烯45份、聚醚型热塑性聚氨酯25份、废旧橡胶轮胎粉末20份、丙三醇14份、马来酸酐接枝poe12份、端羟基树枝状聚酰胺酯稀土配合物10份、偶联剂改性炭黑20份、抗氧剂5份。
上述的高韧性高耐磨聚苯乙烯塑料，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料，加入高混机，搅拌40min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；所述双螺杆挤出机的工艺参数为：螺杆转速为500转/分钟，螺杆温度为200℃～240℃。
实施例3
一种高韧性高耐磨聚苯乙烯塑料，基本配方和重量比组成为：高抗冲聚苯乙烯40份、聚醚型热塑性聚氨酯20份、废旧橡胶轮胎粉末16份、丙三醇10份、马来酸酐接枝epdm9份、端羟基树枝状聚酰胺酯稀土配合物7份、偶联剂改性炭黑15份、抗氧剂3份。
上述的高韧性高耐磨聚苯乙烯塑料，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料，加入高混机，搅拌30min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；所述双螺杆挤出机的工艺参数为：螺杆转速为400转/分钟，螺杆温度为200℃～240℃。
实施例4
一种高韧性高耐磨聚苯乙烯塑料，基本配方和重量比组成为：高抗冲聚苯乙烯37份、聚醚型热塑性聚氨酯17份、废旧橡胶轮胎粉末13份、三羟甲基丙烷7份、马来酸酐接枝poe7份、端羟基树枝状聚酰胺酯稀土配合物5份、偶联剂改性炭黑12份、抗氧剂2份。
上述的高韧性高耐磨聚苯乙烯塑料，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料，加入高混机，搅拌25min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；所述双螺杆挤出机的工艺参数为：螺杆转速为350转/分钟，螺杆温度为200℃～240℃。
实施例5
一种高韧性高耐磨聚苯乙烯塑料，基本配方和重量比组成为：高抗冲聚苯乙烯42份、聚醚型热塑性聚氨酯23份、废旧橡胶轮胎粉末18份、三羟甲基丙烷12份、马来酸酐接枝epdm10份、端羟基树枝状聚酰胺酯稀土配合物8份、偶联剂改性炭黑18份、抗氧剂4份。
上述的高韧性高耐磨聚苯乙烯塑料，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料，加入高混机，搅拌35min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；所述双螺杆挤出机的工艺参数为：螺杆转速为450转/分钟，螺杆温度为200℃～240℃。
对比例1
与实施例1不同的是，加工过程不加聚醚型热塑性聚氨酯，其它条件不变。
对比例2
与实施例1不同的是，加工过程不加废旧橡胶轮胎粉末，其它条件不变。
对比例3
与实施例1不同的是，加工过程不加三羟甲基丙烷，其它条件不变。
对比例4
与实施例1不同的是，加工过程不加马来酸酐接枝epdm，其它条件不变。
对比例5
与实施例1不同的是，加工过程不加端羟基树枝状聚酰胺酯稀土配合物，其它条件不变。
对比例6
与实施例1不同的是，加工过程不加偶联剂改性炭黑，其它条件不变。
性能测试
测试结果见表1所示：
表1
从表1中可以看出，对比实施例1-5和对比例1-6，实施例1-5的拉伸强度、缺口冲击强度和断裂伸长率有明显的提高，耐磨性能改善。从以上数据说明，本发明制备的聚苯乙烯塑料具有良好的力学强度、韧性和耐磨性能。
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。