CN108912405A - 一种隔音抗菌聚苯乙烯板材及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隔音抗菌聚苯乙烯板材及制备方法，包括以下重量份数的原料：聚苯乙烯150份、贝壳粉5‑10份、海泡石纤维3‑5份、沸石10‑20份、珍珠岩8‑12份、玻璃纤维3‑5份、植酸0.5‑2份、八苯基笼形倍半硅氧烷1‑3份、发泡剂1‑3份、偶联剂1‑3份、增塑剂0.5‑1.5份、稳定剂0.5‑1.5份、阻燃剂1‑3份、复合抗菌剂0.5‑2份和加工助剂1‑3份。本发明采用独特的原料配方及各组分的协调作用，相容性好，制备的聚苯乙烯板材具有高强度、耐冲击、耐热性能好、不易变形、隔音性好、阻燃性好、抗菌性强等优点，且加工性能好，工艺简单，成本低廉，可广泛应用于室内装饰板材。

Description

一种隔音抗菌聚苯乙烯板材及制备方法
技术领域
本发明属于塑料板材技术领域，具体是涉及一种隔音抗菌聚苯乙烯板材及制备方法。
背景技术
聚苯乙烯(Polystyrene，缩写为PS)是指由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物，它是一种无色透明的热塑性塑料，具有高于100℃的玻璃转化温度。普通聚苯乙烯树脂属无定形高分子聚合物，聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环，大体积侧基为苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质，如透明度高、刚度大、玻璃化温度高、性脆等。可发性聚苯乙烯为在普通聚苯乙烯中浸渍低沸点的物理发泡剂制成，加工过程中受热发泡，专用于制作泡沫塑料产品，例如聚苯乙烯泡沫板材，其有微细闭孔的结构特点，主要用于建筑墙体、屋面保温，复合板保温，冷库、空调、车辆、船舶的保温隔热，地板采暖，装潢雕刻等。
发明内容
本发明目的在于提供一种高强度、耐冲击、吸音性能好、阻燃性好、抗菌性好的聚苯乙烯板材，可广泛应用在木地板、天花板、墙板等领域。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：
一种隔音抗菌聚苯乙烯板材，包括以下重量份数的原料：聚苯乙烯150份、贝壳粉5-10份、海泡石纤维3-5份、沸石10-20份、珍珠岩8-12份、玻璃纤维3-5份、植酸0.5-2份、八苯基笼形倍半硅氧烷1-3份、发泡剂1-3份、偶联剂1-3份、增塑剂0.5-1.5份、稳定剂0.5-1.5份、阻燃剂1-3份、复合抗菌剂0.5-2份和加工助剂1-3份。
进一步地，所述发泡剂由重量比为1-3:1:1-3的碳酸钠、三萜皂苷和二偶氮氨基苯组成。
进一步地，所述偶联剂由重量比为2-3:1的羧甲基纤维素和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
进一步地，所述增塑剂由重量比为1-3:1的磷酸二苯一辛酯和蓖麻油聚氧乙烯醚组成。
进一步地，所述稳定剂由重量比为1:1-2的氧化锌和二丁基锡月桂酸马来酸盐组成。
进一步地，所述阻燃剂由重量比为1-3:1的氢氧化铝和聚硼硅氧烷组成。
进一步地，所述复合抗菌剂由重量比为1:1-3的氧化镧和纳米氧化银组成。
进一步地，所述加工助剂由壬基酚聚氧化乙烯醚和马来酸接枝PE蜡组成。
本发明所述隔音抗菌聚苯乙烯板材的制备方法，包括如下步骤：
（1）在贝壳粉、海泡石纤维、沸石、珍珠岩、玻璃纤维中加入植酸、八苯基笼形倍半硅氧烷及100-150份水，搅拌20-30min进行改性，得改性混合料；
（2）将改性混合料和聚苯乙烯、发泡剂、偶联剂、增塑剂、稳定剂、阻燃剂、复合抗菌剂和加工助剂加至高速混炼机，在60-80℃下搅拌10-20min，得混匀物料；
（3）将混合物料输送至锥形双螺杆挤出机进行挤压成型，冷却定型，干燥，裁切，即得聚苯乙烯板材。
进一步地，所述挤压成型过程中挤出温度为190-210℃，螺杆转速为300-500rpm。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：
1、本发明采用独特的原料配方及各组分的协调作用，相容性好，制备的聚苯乙烯板材具有高强度、耐冲击、耐热性能好、不易变形、隔音性好、阻燃性好、抗菌性强等优点，且加工性能好，工艺简单，成本低廉，可广泛应用于室内装饰板材。
2、本发明以贝壳粉为原料扩宽了贝壳的产业链，贝壳粉对大肠杆菌有极强的抗菌和杀菌作用，另外对沙门氏菌、黄色葡萄糖菌也有显著效果，且具有防腐、防扁虱的功能，贝壳粉还可以提高板材的阻燃性能，能吸收空气中的甲醛、苯等有害物质。
3、本发明用植酸和八苯基笼形倍半硅氧烷改性贝壳粉、海泡石纤维、沸石等无机颜料，由于八苯基笼形倍半硅氧烷分子含有硅和多个有机基团，可以通过形成共价键与基体表面结合，不仅可提高材料表面的耐热性、抗氧化性、阻燃性和耐磨性，同时可以提高无机颜料与聚苯乙烯的相容性和分散性，进而提高板材的抗压强度和抗冲击能力；植酸改性可以提高无机颜料与其他组分的相容性，且能提高板材的耐腐蚀性、阻燃性和隔音性能。
4、本发明以海泡石纤维、沸石和玻璃棉作为配方原料，其具有较大的比表面积和独特的孔道，其经过改性后改善与聚苯乙烯的相容性，隔音效果更为显著。
5、本发明采用羧甲基纤维素和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷作为偶联剂，是一种具有羟基、羧基、甲氧基、羰基等多种活性基团的有机物，自身可形成网络结构，网络结构中的活性基团可与树脂的作用，形成双重网络结构，提高了交联度和补强，将其引入板材中可赋予材料更好的力学性能、耐候和耐老化性能，且还能提高板材的阻燃性和隔音效果。
6、本发明以氧化镧和纳米氧化银组成的复合抗菌剂，在常温或高温情况下对大肠杆菌、黄金葡萄球菌、真菌等均有显著的抗菌和抑菌效果，且还能提高板材的抗氧化性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不限制本发明的范围及其应用。
实施例1
一种隔音抗菌聚苯乙烯板材，包括以下重量份数的原料：聚苯乙烯150份、贝壳粉8份、海泡石纤维5份、沸石15份、珍珠岩9份、玻璃纤维4份、植酸1份、八苯基笼形倍半硅氧烷2份、发泡剂1.5份、偶联剂2份、增塑剂1份、稳定剂1.5份、阻燃剂2份、复合抗菌剂1.5份和加工助剂2.5份。
所述发泡剂由重量比为1:1:1的碳酸钠、三萜皂苷和二偶氮氨基苯组成。
所述偶联剂由重量比为3:1的羧甲基纤维素和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
所述增塑剂由重量比为1:1的磷酸二苯一辛酯和蓖麻油聚氧乙烯醚组成。
所述稳定剂由重量比为1:2的氧化锌和二丁基锡月桂酸马来酸盐组成。
所述阻燃剂由重量比为3:1的氢氧化铝和聚硼硅氧烷组成。
所述复合抗菌剂由重量比为1:2的氧化镧和纳米氧化银组成。
所述加工助剂由重量比为1:1的壬基酚聚氧化乙烯醚和马来酸接枝PE蜡组成。
所述隔音抗菌聚苯乙烯板材的制备方法，包括如下步骤：
（1）在贝壳粉、海泡石纤维、沸石、珍珠岩、玻璃纤维中加入植酸、八苯基笼形倍半硅氧烷及120份水，搅拌25min进行改性，得改性混合料；
（2）将改性混合料和聚苯乙烯、发泡剂、偶联剂、增塑剂、稳定剂、阻燃剂、复合抗菌剂和加工助剂加至高速混炼机，在70℃下搅拌15min，得混匀物料；
（3）将混合物料输送至锥形双螺杆挤出机进行挤压成型，冷却定型，干燥，裁切，即得聚苯乙烯板材。所述挤压成型过程中挤出温度为200℃，螺杆转速为400rpm。
实施例2
一种隔音抗菌聚苯乙烯板材，包括以下重量份数的原料：聚苯乙烯150份、贝壳粉5份、海泡石纤维4份、沸石12份、珍珠岩10份、玻璃纤维5份、植酸1.2份、八苯基笼形倍半硅氧烷1.5份、发泡剂1份、偶联剂2.5份、增塑剂1.5份、稳定剂1份、阻燃剂1.5份、复合抗菌剂0.5份和加工助剂1.5份。
所述发泡剂由重量比为2:1:2的碳酸钠、三萜皂苷和二偶氮氨基苯组成。
所述偶联剂由重量比为2:1的羧甲基纤维素和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
所述增塑剂由重量比为2:1的磷酸二苯一辛酯和蓖麻油聚氧乙烯醚组成。
所述稳定剂由重量比为1:1的氧化锌和二丁基锡月桂酸马来酸盐组成。
所述阻燃剂由重量比为2:1的氢氧化铝和聚硼硅氧烷组成。
所述复合抗菌剂由重量比为1:1的氧化镧和纳米氧化银组成。
所述加工助剂由重量比为1:3的壬基酚聚氧化乙烯醚和马来酸接枝PE蜡组成。
所述隔音抗菌聚苯乙烯板材的制备方法，包括如下步骤：
（1）在贝壳粉、海泡石纤维、沸石、珍珠岩、玻璃纤维中加入植酸、八苯基笼形倍半硅氧烷及100份水，搅拌30min进行改性，得改性混合料；
（2）将改性混合料和聚苯乙烯、发泡剂、偶联剂、增塑剂、稳定剂、阻燃剂、复合抗菌剂和加工助剂加至高速混炼机，在80℃下搅拌10min，得混匀物料；
（3）将混合物料输送至锥形双螺杆挤出机进行挤压成型，冷却定型，干燥，裁切，即得聚苯乙烯板材。所述挤压成型过程中挤出温度为210℃，螺杆转速为300rpm。
实施例3
一种隔音抗菌聚苯乙烯板材，包括以下重量份数的原料：聚苯乙烯150份、贝壳粉10份、海泡石纤维3份、沸石18份、珍珠岩12份、玻璃纤维4份、植酸2份、八苯基笼形倍半硅氧烷2份、发泡剂2份、偶联剂1.5份、增塑剂1份、稳定剂0.5份、阻燃剂2份、复合抗菌剂1份和加工助剂2.5份。
所述发泡剂由重量比为3:1:1的碳酸钠、三萜皂苷和二偶氮氨基苯组成。
所述偶联剂由重量比为3:1的羧甲基纤维素和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
所述增塑剂由重量比为1:1的磷酸二苯一辛酯和蓖麻油聚氧乙烯醚组成。
所述稳定剂由重量比为1:2的氧化锌和二丁基锡月桂酸马来酸盐组成。
所述阻燃剂由重量比为3:1的氢氧化铝和聚硼硅氧烷组成。
所述复合抗菌剂由重量比为1:2的氧化镧和纳米氧化银组成。
所述加工助剂由重量比为1:1的壬基酚聚氧化乙烯醚和马来酸接枝PE蜡组成。
所述隔音抗菌聚苯乙烯板材的制备方法，包括如下步骤：
（1）在贝壳粉、海泡石纤维、沸石、珍珠岩、玻璃纤维中加入植酸、八苯基笼形倍半硅氧烷及150份水，搅拌20min进行改性，得改性混合料；
（2）将改性混合料和聚苯乙烯、发泡剂、偶联剂、增塑剂、稳定剂、阻燃剂、复合抗菌剂和加工助剂加至高速混炼机，在60℃下搅拌20min，得混匀物料；
（3）将混合物料输送至锥形双螺杆挤出机进行挤压成型，冷却定型，干燥，裁切，即得聚苯乙烯板材。所述挤压成型过程中挤出温度为200℃，螺杆转速为500rpm。
实施例4
一种隔音抗菌聚苯乙烯板材，包括以下重量份数的原料：聚苯乙烯150份、贝壳粉5份、海泡石纤维4份、沸石20份、珍珠岩8份、玻璃纤维5份、植酸0.5份、八苯基笼形倍半硅氧烷3份、发泡剂3份、偶联剂2份、增塑剂1.5份、稳定剂1.5份、阻燃剂2.5份、复合抗菌剂2份和加工助剂3份。
所述发泡剂由重量比为3:1:1的碳酸钠、三萜皂苷和二偶氮氨基苯组成。
所述偶联剂由重量比为2:1的羧甲基纤维素和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
所述增塑剂由重量比为3:1的磷酸二苯一辛酯和蓖麻油聚氧乙烯醚组成。
所述稳定剂由重量比为1:1的氧化锌和二丁基锡月桂酸马来酸盐组成。
所述阻燃剂由重量比为2:1的氢氧化铝和聚硼硅氧烷组成。
所述复合抗菌剂由重量比为1:1的氧化镧和纳米氧化银组成。
所述加工助剂由重量比为2:1的壬基酚聚氧化乙烯醚和马来酸接枝PE蜡组成。
所述隔音抗菌聚苯乙烯板材的制备方法，包括如下步骤：
（1）在贝壳粉、海泡石纤维、沸石、珍珠岩、玻璃纤维中加入植酸、八苯基笼形倍半硅氧烷及150份水，搅拌30min进行改性，得改性混合料；
（2）将改性混合料和聚苯乙烯、发泡剂、偶联剂、增塑剂、稳定剂、阻燃剂、复合抗菌剂和加工助剂加至高速混炼机，在75℃下搅拌15min，得混匀物料；
（3）将混合物料输送至锥形双螺杆挤出机进行挤压成型，冷却定型，干燥，裁切，即得聚苯乙烯板材。所述挤压成型过程中挤出温度为210℃，螺杆转速为350rpm。
将实施例1-4制备的聚苯乙烯板材按照常规方法测定样品的拉伸强度、弯曲强度、吸音系数、吸水率、阻燃性及24h对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的杀菌率，测试结果如表1所示。
表1：本发明聚苯乙烯板材的性能测试结果
从上述测试结果得知，本发明制备的聚苯乙烯板材具有高强度、耐冲击、隔音性好、阻燃性好、抗菌性强等优点，可作为室内装饰板材。

Claims (10)

1.一种隔音抗菌聚苯乙烯板材，其特征在于：包括以下重量份数的原料：聚苯乙烯150份、贝壳粉5-10份、海泡石纤维3-5份、沸石10-20份、珍珠岩8-12份、玻璃纤维3-5份、植酸0.5-2份、八苯基笼形倍半硅氧烷1-3份、发泡剂1-3份、偶联剂1-3份、增塑剂0.5-1.5份、稳定剂0.5-1.5份、阻燃剂1-3份、复合抗菌剂0.5-2份和加工助剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的隔音抗菌聚苯乙烯板材，其特征在于：所述发泡剂由重量比为1-3:1:1-3的碳酸钠、三萜皂苷和二偶氮氨基苯组成。
3.根据权利要求1所述的隔音抗菌聚苯乙烯板材，其特征在于：所述偶联剂由重量比为2-3:1的羧甲基纤维素和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
4.根据权利要求1所述的隔音抗菌聚苯乙烯板材，其特征在于：所述增塑剂由重量比为1-3:1的磷酸二苯一辛酯和蓖麻油聚氧乙烯醚组成。
5.根据权利要求1所述的隔音抗菌聚苯乙烯板材，其特征在于：所述稳定剂由重量比为1:1-2的氧化锌和二丁基锡月桂酸马来酸盐组成。
6.根据权利要求1所述的隔音抗菌聚苯乙烯板材，其特征在于：所述阻燃剂由重量比为1-3:1的氢氧化铝和聚硼硅氧烷组成。
7.根据权利要求1所述的隔音抗菌聚苯乙烯板材，其特征在于：所述复合抗菌剂由重量比为1:1-3的氧化镧和纳米氧化银组成。
8.根据权利要求1所述的隔音抗菌聚苯乙烯板材，其特征在于：所述加工助剂由壬基酚聚氧化乙烯醚和马来酸接枝PE蜡组成。
9.一种如权利要求1所述隔音抗菌聚苯乙烯板材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）在贝壳粉、海泡石纤维、沸石、珍珠岩、玻璃纤维中加入植酸、八苯基笼形倍半硅氧烷及100-150份水，搅拌20-30min进行改性，得改性混合料；
（2）将改性混合料和聚苯乙烯、发泡剂、偶联剂、增塑剂、稳定剂、阻燃剂、复合抗菌剂和加工助剂加至高速混炼机，在60-80℃下搅拌10-20min，得混匀物料；
（3）将混合物料输送至锥形双螺杆挤出机进行挤压成型，冷却定型，干燥，裁切，即得聚苯乙烯板材。
10.根据权利要求9所述隔音抗菌聚苯乙烯板材的制备方法，其特征在于：所述挤压成型过程中挤出温度为190-210℃，螺杆转速为300-500rpm。
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