本发明涉及复合材料的
技术领域：
，具体涉及一种纳米高韧ps复合材料及其制备方法。
背景技术：
：ps，中文名称为聚苯乙烯，是一种通用塑料，由于其透明、较好的化学稳定性，机械性能和热稳定性，是一种应用范围比较广泛的工程塑料，可用于制耐油机械零件、仪表壳、仪表盘、电池盒、拖拉机油箱、蓄电池外壳、包装容器、日用品等，然而，单纯的ps无法应用于多样化的领域，对其进行改性是塑料加工行业关注的热点。现有技术中，即使是高抗冲聚苯乙烯(hips)，由于其韧性不够，造成产品高空跌落易碎，耐温有限，所以很多地方很难使用。通常的改性方法是加入大量的增韧剂来填充，造成性能下降，且由于配方以及工艺等种种问题，没法改变其结晶速率慢，难以成型的问题，同时塑料的流动速率下降，无法在常规产品中使用。技术实现要素：为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种纳米高韧ps复合材料及其制备方法，本发明制备的纳米高韧ps复合材料具有优异的力学性能，可以应用于耐高低温、力学性能要求较高的场合。本发明涉及如下技术方案：一种纳米高韧ps复合材料，包括如下质量份数的组分：高抗冲聚苯乙烯：40～65份；纳米增韧剂：35～60份；抗氧剂：0.2～1份；润滑剂：0.2～1份。进一步地，所述纳米增韧剂包括如下质量份数的组分：聚乙烯：20～30份；增韧剂：50～60份；纳米蒙脱土：3～5份；马来酸酐：3～5份；偶联剂：2～5份；分子调节剂：0.01～0.05份；催化剂：0.01～0.05份。进一步地，所述增韧剂包括如下质量份数的组分：三元乙丙橡胶：40～50份；杜仲胶：15～20份；热塑性聚酰亚胺：5～10份；分子调节剂：0.05～0.08份。进一步地，所述纳米蒙脱土的制备方法：1)取钠基蒙脱土干燥；2)将偶联剂放于甲醇中加热搅拌制得偶联剂醇解液；3)用气流粉碎机粉碎干燥的钠基蒙脱土，然后加入偶联剂醇解液得到纳米蒙脱土。进一步地，所述钠基蒙脱土的ph为5-7，所述钠基蒙脱土与偶联剂的质量比为100:(0.1～0.5)。进一步地，所述偶联剂为甲基丙烯酰氧基类或季铵盐类中的一种或组合。进一步地，所述甲基丙烯酰氧基类为γ-甲基丙烯酰氧丙基三氯硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种。进一步地，所述季铵盐类为二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅丙基)]氯化铵、二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)]氯化铵、十六烷基二甲基(3-甲氧硅丙基)氯化铵、十六烷基-4-乙烯苄基二甲基-(3-三甲氧硅丙基)氯化铵、双十八烷基二甲基苄氧基氯化铵中的一种。进一步地，所述润滑剂为三异硬脂酰基钛酸异丙酯。本发明还公开了一种纳米高韧ps复合材料的制备方法，包括如下步骤：1)将高抗冲聚苯乙烯、纳米增韧剂、润滑剂和抗氧剂放入高速搅拌机中搅拌均匀；2)将搅拌均匀的混合物通过双螺杆挤出机熔融挤出成型得到纳米高韧ps复合材料，熔融挤出的温度为210～230℃。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备的纳米高韧ps复合材料，具有优异的热学性能与力学性能，可应用于耐高低温、力学性能、耐环境污染性能要求较高的场合。本发明通过使用增韧剂，将三元乙丙橡胶与杜仲胶结合，形成网状结构，增加材料的低温性能和耐高温性能。具体实施方式为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合具体实例对本发明的技术方案进行以下详细说明，本发明未描述的技术手段按本领域内常规方式进行，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。本发明公开了一种纳米高韧ps复合材料，包括如下质量份数的组分：高抗冲聚苯乙烯(hips)：40～65份；纳米增韧剂：35～60份；抗氧剂：0.2～1份；润滑剂：0.2～1份。其中，所述润滑剂为三异硬脂酰基钛酸异丙酯(tts)，所述抗氧剂为质量比为1:1的抗氧剂1010和抗氧剂168的混合物，所述纳米增韧剂包括如下质量份数的组分：聚乙烯(pe)：20～30份；增韧剂：50～60份；纳米蒙脱土：3～5份；马来酸酐：3～5份；偶联剂：2～5份；分子调节剂：0.01～0.05份；催化剂：0.01～0.05份，通过将上述增韧剂、聚乙烯pe放入高速搅拌机搅拌至均匀，接着加入偶联剂继续搅拌，然后加入纳米蒙脱土、马来酸酐、分子调节剂和催化剂，将体系抽真空密闭搅拌10min，搅拌速度为120r/min，最终得到纳米增韧剂。所述增韧剂包括如下质量份数的组分：三元乙丙橡胶(epdm)：40～50份；杜仲胶：15～20份；热塑性聚酰亚胺(tpi)：5～10份；分子调节剂：0.05～0.08份，通过将上述epdm、杜仲胶、tpi放入高速搅拌机抽真空密闭高速搅拌1min，搅拌速度为100r/min，真空升温至120℃，搅拌10min，加入分子调节剂，继续搅拌3min，将搅拌后的物质通过单螺杆挤塑成型得到增韧剂。所述纳米蒙脱土的制备方法：1)取钠基蒙脱土干燥；2)将偶联剂放于甲醇中加热搅拌15min制得偶联剂醇解液；3)用气流粉碎机粉碎干燥的钠基蒙脱土，然后加入偶联剂醇解液得到纳米蒙脱土。所述钠基蒙脱土的ph为5-7，所述钠基蒙脱土与偶联剂的质量比为：100:(0.1～0.5)。所述偶联剂为甲基丙烯酰氧基类或季铵盐类中的一种或组合。其中所述甲基丙烯酰氧基类为γ-甲基丙烯酰氧丙基三氯硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种；所述季铵盐类为二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅丙基)]氯化铵、二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)]氯化铵、十六烷基二甲基(3-甲氧硅丙基)氯化铵、十六烷基-4-乙烯苄基二甲基-(3-三甲氧硅丙基)氯化铵、双十八烷基二甲基苄氧基氯化铵中的一种。所述分子调节剂选用硫醇，所述催化剂选用过氧化二苯甲酰bpo。本发明还公开了一种纳米高韧ps复合材料的制备方法，包括如下步骤：1)将高抗冲聚苯乙烯(hips)、纳米增韧剂、润滑剂和抗氧剂放入高速搅拌机中，均匀搅拌5-10min；2)将搅拌均匀的混合物通过双螺杆挤出机熔融挤出成型得到纳米高韧ps复合材料，熔融挤出的温度为210～230℃，螺杆转速为380～420r/min，螺杆长径比为40:1。下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明。增韧剂的制备实例：epdm：杜仲胶：tpi的质量比为3:2:1，即30份epdm、20份杜仲胶和10份tpi，分子调节剂为硫醇，epdm与硫醇的质量比为10000：1。纳米增韧剂的制备实例：pe:增韧剂：纳米蒙脱土：马来酸酐：偶联剂的质量比为6：12：1：1：1，即30份pe、60份增韧剂、5份纳米蒙脱土、5份马来酸酐和5份偶联剂，其中偶联剂包括质量比为：1:1:1的甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷和双十八烷基二甲基苄氧基氯化铵的混合物，分子调节剂为硫醇，pe：硫醇的质量比为10000：1，催化剂为bpo,pe：bpo的质量比为10000:2。纳米蒙脱土的制备实例：取ph为7的钠基蒙脱土干燥，将偶联剂放于甲醇中，所述偶联剂与甲醇的质量比为1:10，加热搅拌15分钟得到偶联剂醇解液，气流粉碎机粉碎干燥的钠基蒙脱土，加入偶联剂醇解液得到纳米蒙脱土。其中所述纳基蒙脱土与偶联剂的质量比为100:0.2，所述偶联剂为质量比为1:1:1的甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷和双十八烷基二甲基苄氧基氯化铵的混合物。实施例1纳米高韧ps复合材料配方组成组分质量份hips(台湾奇美，型号：ph888)65纳米增韧剂35抗氧剂1010、抗氧剂1680.2tts1上述纳米高韧ps复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：1)将65份hips、35份纳米增韧剂、1份tts和0.2份抗氧剂放入高速搅拌机中，均匀搅拌5-10min；2)将搅拌均匀的混合物通过双螺杆挤出机熔融挤出成型得到纳米高韧ps复合材料，熔融挤出的温度为210～230℃，螺杆转速为380～420r/min，螺杆长径比为40:1。实施例2纳米高韧ps复合材料配方组成组分质量份hips(上海赛科，型号：ph-622)65纳米增韧剂35抗氧剂1010、抗氧剂1680.2tts1制备方法如同实施例1。实施例3纳米高韧ps复合材料配方组成组分质量份hips(台湾台化，型号：hp8250)65纳米增韧剂35抗氧剂1010、抗氧剂1680.2tts1制备方法如同实施例1。实施例4纳米高韧ps复合材料配方组成组分质量份hips(上海赛科，型号：ph-622)50纳米增韧剂50抗氧剂1010、抗氧剂1680.2tts1制备方法如同实施例1。实施例5纳米高韧ps复合材料配方组成组分质量份hips(上海赛科，型号：ph-622)40纳米增韧剂60抗氧剂1010、抗氧剂1680.2tts1制备方法如同实施例1。将上述实施例1-5制备的纳米高韧ps复合材料进行性能测试，测试结果如下所示：从上表可以看出，本发明由于纳米材料的加入，在增加材料韧性的时候，材料的弯曲强度和拉伸强度没有大幅度的降低，材料的收缩率没有大范围影响，即本发明制备的纳米高韧ps复合材料在不同的温度(25℃或-60℃)下的力学性能基本保持不变，因此该复合材料可应用于对耐高低温、力学性能、耐环境污染性能要求较高的场合。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。当前第1页12