本发明涉及发泡剂材料技术领域，具体涉及一种ps塑料发泡剂及其制备方法。
背景技术：
ps(聚苯乙烯系塑料)是指大分子链中包括苯乙烯基的一类塑料，包括苯乙烯及其共聚物，具体品种包括普通聚苯乙烯(gpps)、高抗冲聚苯乙烯(hips)、可发性聚苯乙烯(eps)和茂金属聚苯乙烯(sps)等。
在实际使用中，在一些应用领域中，需要对ps材料进行发泡，在现有的发泡技术中，包括物理发泡和化学发泡，其中，物理发泡主要是通过将液态的发泡剂渗透至ps材料中，通过升温或降压的形式使发泡剂气化，从而实现发泡；而化学发泡方法中，有一类是采用偶氮二甲酰胺，通过偶氮二甲酰胺在加热过程中分解出气体从而实现发泡，但现有的偶氮二甲酰胺难以在ps材料中混合均匀，偶氮二甲酰胺常出现团聚的现象，从而导致发泡材料的发泡程度不均匀。
技术实现要素：
针对现有的ps塑料发泡存在泡孔尺寸不一致的问题，本发明公开了一种ps塑料发泡剂及其制备方法，该ps塑料发泡剂能够有效提高ps发泡材料的泡孔尺寸稳定性，极大减小不同泡孔之间的尺寸差异。
本发明公开了一种ps塑料发泡剂，包括颗粒状的多孔碳材料以及负载于所述多孔材料上的偶氮二甲酰胺。
进一步的，所述多孔碳材料为活性炭。
进一步的，所述多孔碳材料的粒径为20-200μm。
进一步的，所述多孔碳材料经过氧化氢改性处理。
进一步的，所述ps塑料发泡剂中，多孔碳材料：偶氮二甲酰胺的质量比为12-24:0.5-2。
进一步的，所述多孔碳材料上还负载有十二烷基苯磺酸钠。
进一步的，所述ps塑料发泡剂中，多孔碳材料：偶氮二甲酰胺：十二烷基苯磺酸钠的质量比为12-24:0.5-2；0.2-1。
本发明还公开了一种ps塑料发泡剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将偶氮二甲酰胺分散于溶剂中，得到偶氮二甲酰胺分散液；
步骤二：将偶氮二甲酰胺分散液滴加至活性炭的表面，使偶氮二甲酰胺分散液吸附至活性炭的多孔结构中；
步骤三：将吸附偶氮二甲酰胺分散液的活性炭取出进行烘干，烘干温度为100℃-110℃，烘干后得到负载有偶氮二甲酰胺的活性炭，将活性炭进行研磨，得到ps塑料发泡剂。
进一步的，所述步骤一中，将偶氮二甲酰胺和十二烷基苯磺酸钠通过二甲基亚砜分散于水中，得到偶氮二甲酰胺分散液。
进一步的，所述步骤二中，在“将偶氮二甲酰胺分散液滴加至活性炭的表面”之前，先通过过氧化氢溶液对活性炭进行表面改性，表面改性后的活性炭进行烘干备用。
本发明与现有的ps塑料发泡剂相比，在通过活性炭的多孔结构将偶氮二甲酰胺分散液吸附于内部，再通过烘干的形式除去溶剂，得到负载有偶氮二甲酰胺的活性炭，活性炭能够有效研磨形成分散的细小颗粒，在进行ps塑料的发泡操作时，能够均匀分散至ps塑料中，避免发泡剂之间的团聚现象，从而保证了发泡的均匀性，避免不同区域泡孔尺寸的差异化，提高ps塑料的发泡效果；另一方面，采用本发明提供的ps塑料发泡剂发泡后的ps塑料由于分散有多孔碳材料，具有一定的导电性，能够适用于一些防静电的应用场景。
具体实施方式
本发明公开了一种ps塑料发泡剂及其制备方法，该ps塑料发泡剂能够有效提高ps发泡材料的泡孔尺寸稳定性，极大减小不同泡孔之间的尺寸差异。
下面将对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种ps塑料发泡剂，包括颗粒状的多孔碳材料以及负载于所述多孔材料上的偶氮二甲酰胺。
本发明与现有的ps塑料发泡剂相比，在通过活性炭的多孔结构将偶氮二甲酰胺分散液吸附于内部，再通过烘干的形式除去溶剂，得到负载有偶氮二甲酰胺的活性炭，活性炭能够有效研磨形成分散的细小颗粒，在进行ps塑料的发泡操作时，能够均匀分散至ps塑料中，避免发泡剂之间的团聚现象，从而保证了发泡的均匀性，避免不同区域泡孔尺寸的差异化，提高ps塑料的发泡效果；另一方面，采用本发明提供的ps塑料发泡剂发泡后的ps塑料由于分散有多孔碳材料，具有一定的导电性，能够适用于一些防静电的应用场景。
在本发明中，所述多孔碳材料为活性炭。
在本发明中，所述多孔碳材料的粒径为20-200μm。
所述多孔碳材料的粒径与发泡的泡孔尺寸相关，当所述多孔碳材料的粒径增大时，则发泡的泡孔尺寸相应增大。当所述多孔碳材料的粒径过大时，则易造成泡孔过大而影响其尺寸控制，当所述多孔碳材料的粒径位于20-200μm之间时，得到的ps发泡塑料的泡孔尺寸一致性较好。
在本发明中，所述多孔碳材料经过氧化氢改性处理。
在本发明中，所述ps塑料发泡剂中，多孔碳材料：偶氮二甲酰胺的质量比为12-24:0.5-2。
在本发明中，所述多孔碳材料上还负载有十二烷基苯磺酸钠。
在本发明中，所述ps塑料发泡剂中，多孔碳材料：偶氮二甲酰胺：十二烷基苯磺酸钠的质量比为12-24:0.5-2；0.2-1。
本发明还公开了一种ps塑料发泡剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将偶氮二甲酰胺分散于溶剂中，得到偶氮二甲酰胺分散液；
步骤二：将偶氮二甲酰胺分散液滴加至活性炭的表面，使偶氮二甲酰胺分散液吸附至活性炭的多孔结构中；
步骤三：将吸附偶氮二甲酰胺分散液的活性炭取出进行烘干，烘干温度为100℃-110℃，烘干后得到负载有偶氮二甲酰胺的活性炭，将活性炭进行研磨，得到ps塑料发泡剂。
控制烘干温度为100℃-110℃能够有效将活性炭中的溶剂烘脱，同时避免温度过高导致偶氮二甲酰胺的分解。
在本发明中，所述步骤一中，将偶氮二甲酰胺和十二烷基苯磺酸钠通过二甲基亚砜分散于水中，得到偶氮二甲酰胺分散液。
在本发明中，所述步骤二中，在“将偶氮二甲酰胺分散液滴加至活性炭的表面”之前，先通过过氧化氢溶液对活性炭进行表面改性，表面改性后的活性炭进行烘干备用。
通过过氧化氢能够对活性炭材料表面的官能团进行氧化处理，从而提高材料表面含氧官能团的含量，增强材料表面的亲水性，从而更易对偶氮二甲酰胺分散液进行吸附，提高负载的偶氮二甲酰胺含量。
以下通过具体实施例对本发明进行说明：
实施例1：
本实施例公开了一种ps材料化学发泡的方法，包括以下步骤：
步骤一：将1重量份的偶氮二甲酰胺和0.5重量份的十二烷基苯磺酸钠通过二甲基亚砜分散于水中，得到6重量份的偶氮二甲酰胺分散液；
通过过氧化氢溶液对活性炭进行表面改性，表面改性后的活性炭进行烘干备用；将6重量份的偶氮二甲酰胺分散液滴加至18重量份活性炭的表面，使偶氮二甲酰胺分散液吸附至活性炭的多孔结构中；
将吸附偶氮二甲酰胺分散液的活性炭取出进行烘干，烘干温度为105℃，烘干后得到负载有偶氮二甲酰胺的活性炭，将活性炭进行研磨过筛，得到40-100μm粒径的ps塑料发泡剂；
步骤二：将步骤一获得的ps塑料发泡剂与聚苯乙烯放入高速分散机中进行高速分散混合，将混合后的混合物加入至挤出机中，在挤出机中加热熔融挤出发泡得到ps发泡材料，挤出机的挤出温度为175℃-185℃；
得到ps发泡材料，标记为s1。
实施例2：
本实施例公开了一种ps材料化学发泡的方法，包括以下步骤：
步骤一：将2重量份的偶氮二甲酰胺和0.2重量份的十二烷基苯磺酸钠通过二甲基亚砜分散于水中，得到9重量份的偶氮二甲酰胺分散液；
通过过氧化氢溶液对活性炭进行表面改性，表面改性后的活性炭进行烘干备用；将9重量份的偶氮二甲酰胺分散液滴加至20重量份活性炭的表面，使偶氮二甲酰胺分散液吸附至活性炭的多孔结构中；
将吸附偶氮二甲酰胺分散液的活性炭取出进行烘干，烘干温度为105℃，烘干后得到负载有偶氮二甲酰胺的活性炭，将活性炭进行研磨过筛，得到40-100μm粒径的ps塑料发泡剂；
步骤二：将步骤一获得的ps塑料发泡剂与聚苯乙烯放入高速分散机中进行高速分散混合，将混合后的混合物加入至挤出机中，在挤出机中加热熔融挤出发泡得到ps发泡材料，挤出机的挤出温度为175℃-185℃；
得到ps发泡材料，标记为s2。
实施例3：
本实施例公开了一种ps材料化学发泡的方法，包括以下步骤：
步骤一：将0.5重量份的偶氮二甲酰胺和1重量份的十二烷基苯磺酸钠通过二甲基亚砜分散于水中，得到5重量份的偶氮二甲酰胺分散液；
通过过氧化氢溶液对活性炭进行表面改性，表面改性后的活性炭进行烘干备用；将5重量份的偶氮二甲酰胺分散液滴加至15重量份活性炭的表面，使偶氮二甲酰胺分散液吸附至活性炭的多孔结构中；
将吸附偶氮二甲酰胺分散液的活性炭取出进行烘干，烘干温度为105℃，烘干后得到负载有偶氮二甲酰胺的活性炭，将活性炭进行研磨过筛，得到40-100μm粒径的ps塑料发泡剂；
步骤二：将步骤一获得的ps塑料发泡剂与聚苯乙烯放入高速分散机中进行高速分散混合，将混合后的混合物加入至挤出机中，在挤出机中加热熔融挤出发泡得到ps发泡材料，挤出机的挤出温度为175℃-185℃；
得到ps发泡材料，标记为s3。
对比例1：
本对比例用于对比说明，公开了一种ps材料化学发泡的方法，包括以下步骤：
步骤一：将1重量份的偶氮二甲酰胺和0.5重量份的十二烷基苯磺酸钠通过二甲基亚砜分散于水中，得到6重量份的偶氮二甲酰胺分散液；
通过过氧化氢溶液对活性炭进行表面改性，表面改性后的活性炭进行烘干备用；将6重量份的偶氮二甲酰胺分散液滴加至18重量份活性炭的表面，使偶氮二甲酰胺分散液吸附至活性炭的多孔结构中；
将吸附偶氮二甲酰胺分散液的活性炭取出进行烘干，烘干温度为175℃，烘干后得到负载有偶氮二甲酰胺的活性炭，将活性炭进行研磨过筛，得到40-100μm粒径的ps塑料发泡剂；
步骤二：将步骤一获得的ps塑料发泡剂与聚苯乙烯放入高速分散机中进行高速分散混合，将混合后的混合物加入至挤出机中，在挤出机中加热熔融挤出发泡得到ps发泡材料，挤出机的挤出温度为175℃-185℃；
得到ps发泡材料，标记为d1。
对比例2：
本对比例用于对比说明，公开了一种ps材料化学发泡的方法，包括以下步骤：
步骤一：将1重量份的偶氮二甲酰胺、0.5重量份的十二烷基苯磺酸钠和18重量份活性炭混合，进行研磨过筛，得到40-100μm粒径的ps塑料发泡剂；
步骤二：将步骤一获得的ps塑料发泡剂与聚苯乙烯放入高速分散机中进行高速分散混合，将混合后的混合物加入至挤出机中，在挤出机中加热熔融挤出发泡得到ps发泡材料，挤出机的挤出温度为175℃-185℃；
得到ps发泡材料，标记为d2。
样本检测
将实施例1-3所制得的产品样本s1、s2、s3以及对比例1、2制得的产品样本d1和d2进行中部切面，将切面置于显微镜下成像，通过软件分析切面上单位面积上泡孔尺寸的差异，同时可通过目视对切面的泡孔尺寸进行判定。
检测结果为样本s1、s2、s3的泡孔差异性较低，通过目视基本无法观测到不规则泡孔，切面呈均匀化发泡状态；样本d1仅有少量泡孔，ps塑料未发泡；样本d2的泡孔的差异性较大，且通过目视可直接观测到出现与外周泡孔差异性较大的较大泡孔。
综上，本发明提供的一种ps塑料发泡剂能够有效提高ps发泡材料的泡孔均匀度，提高材料性能。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。