CN112194872A - 一种基于再生塑料的复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于再生塑料的复合材料及其制备方法，包括如下重量份原料：35‑55份高阻燃回收聚苯乙烯，20‑30份高耐磨乙烯‑醋酸乙烯共聚物，3‑5份石墨烯纳米片，1‑3份抗氧剂，1‑3份相容剂；将高阻燃回收聚苯乙烯、高耐磨乙烯‑醋酸乙烯共聚物、石墨烯纳米片和相容剂依次加入混料机中，制得混合料，之后将混合料加入双螺杆挤出机中，挤出、造粒，制得初生颗粒；通过共混、热压，制备出高阻燃回收聚苯乙烯，该高阻燃回收聚苯乙烯燃烧时其中第三产物磷氮化合物能够生成一氧化碳、二氧化碳和氨气等气体，阻止燃烧，而且自身具有的高残炭量能够减缓燃烧速率，进一步提高该回收聚苯乙烯的阻燃性能。
Description
技术领域
本发明属于再生塑料加工技术领域，具体为一种基于再生塑料的复合材料及其制备方法。
背景技术
再生塑料是解决塑料带来的污染的有效途径，但再生塑料存在着强度低、无韧性、光泽度低、热氧稳定性差等缺点，此外，由于聚丙烯大分子链上有叔碳原子，在储存、加工和日常使用过程中，会受热、光和氧等作用而极易发生老化降解，严重影响制品的寿命，使得对其再利用的范围及领域有一定的限制作用。即使是当前较先进的分选其杂质度都超过5％，杂质的存在影响回收利用塑料时的相容性，会降低回收塑料的力学性能。
中国发明专利CN106543659A公开了一种再生塑料颗粒，所述再生塑料颗粒包括如下重量份的组分：改性处理的回收塑料、膨胀阻燃剂、硫酸钡、石墨烯、抗氧剂、光亮剂、增塑剂。本发明对回收塑料改性过程中的相容剂、增韧剂和扩链剂，使其性能改善至可用于制造再生塑料，并具有良好的力学性能；本发明增加再生塑料颗粒界面相容性，提升了复合材料的力学性能，降低了对制造设备的腐蚀性。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明提供一种基于再生塑料的复合材料及其制备方法。
本发明步骤S2中先将第二产物溶解，之后加入三乙胺和丙烯酰氯，第二产物与丙烯酰氯发生取代反应，进而在第二产物上引入可聚合的丙烯酸基团，进而制得第三产物，该第三产物为含磷氮的可聚合单体，具有较高的残炭量，步骤S3中将回收聚苯乙烯和第三产物加入密炼机，通过共混、热压，制备出高阻燃回收聚苯乙烯，该高阻燃回收聚苯乙烯燃烧时其中第三产物磷氮化合物能够生成一氧化碳、二氧化碳和氨气等气体，阻止燃烧，而且自身具有的高残炭量能够减缓燃烧速率，进一步提高该回收聚苯乙烯的阻燃性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于再生塑料的复合材料，包括如下重量份原料：35-55份高阻燃回收聚苯乙烯，20-30份高耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物，3-5份石墨烯纳米片，1-3份抗氧剂，1-3份相容剂；
该基于再生塑料的复合材料由如下方法制成：
第一步、将高阻燃回收聚苯乙烯、高耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物、石墨烯纳米片和相容剂依次加入混料机中，在450-480r/min的转速下混合30min，制得混合料，之后将混合料加入双螺杆挤出机中，在160-170℃下挤出、造粒，制得初生颗粒；
第二步、将初生颗粒再次放入挤出机中加入抗氧剂，在170-180℃下以1000mm/min的线速度经模具挤出、冷却成型，制得基于再生塑料的复合材料。
进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或两种按任意比例混合，所述相容剂为氯化聚丙烯和聚丙烯接枝羧酸中的一种或两种按任意比例混合。
进一步地，所述高阻燃回收聚苯乙烯由如下方法制成：
步骤S1、将乙醇胺、多聚甲醇和四氢呋喃加入四口烧瓶中，55-65℃水浴加热并以100-120r/min的转速匀速搅拌4h，之后滴加亚磷酸二甲酯，控制滴加时间为15min，滴加结束后升温至70℃，在此温度下匀速搅拌并反应8h，反应结束后通过旋转蒸发仪除去溶剂，制得第一产物，之后将第一产物加入氯仿中，匀速搅拌15min后通过浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液洗涤三遍，洗涤结束后再次通过旋转蒸发仪除去氯仿，制得第二产物；
步骤S2、将步骤S1制得的第二产物加入装有氯仿的三口烧瓶中，匀速搅拌10min后加入三乙胺，混合均匀后转移至-5-0℃环境下，边滴加丙烯酰氯边以180-200r/min的转速进行匀速搅拌，控制滴加时间为20min，滴加结束后继续反应10h，反应结束后升温至5-10℃，在此温度下匀速搅拌并反应10h，过滤，将滤液分别用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液和去离子水洗涤三次，干燥、过滤、旋蒸，制得第三产物；
步骤S3、将回收聚苯乙烯和第三产物加入密炼机中，在150-170℃下共混5min，共混结束后取出，转移至硫化机中，在压力为15MPa，温度为150℃的条件下热压10min，制得高阻燃回收聚苯乙烯。
步骤S1中将乙醇胺、多聚甲醇和四氢呋喃混合，之后通过滴加亚磷酸二甲酯，经过缩合反应，制备出第一产物，该第一产物为磷酸酯类化合物，之后通过洗涤除杂制得第二产物，步骤S2中先将第二产物溶解，之后加入三乙胺和丙烯酰氯，第二产物与丙烯酰氯发生取代反应，进而在第二产物上引入可聚合的丙烯酸基团，进而制得第三产物，该第三产物为含磷氮的可聚合单体，具有较高的残炭量，步骤S3中将回收聚苯乙烯和第三产物加入密炼机，通过共混、热压，制备出高阻燃回收聚苯乙烯，该高阻燃回收聚苯乙烯燃烧时其中第三产物磷氮化合物能够生成一氧化碳、二氧化碳和氨气等气体，阻止燃烧，而且自身具有的高残炭量能够减缓燃烧速率，进一步提高该回收聚苯乙烯的阻燃性能。
进一步地，步骤S1中控制乙醇胺、多聚甲醇、四氢呋喃和亚磷酸二甲酯的重量比为1∶2∶2.5-3∶3，步骤S2中控制第二产物、三乙胺和丙烯酰氯的重量比为2∶1∶1.2-1.5。
进一步地，所述耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物由如下方法制成：
步骤S11、将马来酸酐、过氧化二异丙苯和苯乙烯依次加入装有丙酮的反应釜中，以120-150r/min的转速匀速搅拌，直至完全溶解，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，55-60℃水浴加热并搅拌30min，之后将反应釜转移至80℃烘箱中干燥至丙酮完全挥发，制得处理后的乙烯-醋酸乙烯共聚物，控制马来酸酐、过氧化二异丙苯、苯乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量比为1∶0.5∶1∶8-10；
步骤S12、将硝酸镁和硝酸铝加入去离子水中，以100r/min的转速匀速搅拌15min后滴加质量分数10％的氢氧化钠水溶液，控制滴加时间为5min，35-40℃水浴加热并继续搅拌15min，之后转移至三口烧瓶中，加入过程中通入氮气并以400r/min的转速搅拌，完全加入后升温至70℃，在此温度下晶化22h，抽滤，用45℃去离子水洗涤三次，100℃真空干燥4h，制得填料，控制硝酸镁、硝酸铝和氢氧化钠的物质的量之比为2∶1∶1；
步骤S13、将填料和处理后的乙烯-醋酸乙烯共聚物按照0.1-0.3∶1的重量比加入密炼机中混合均匀，直至密炼机电流趋于稳定状态时取出，再通过挤出机熔融塑化挤出，制得耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物。
步骤S11中将马来酸酐、过氧化二异丙苯和苯乙烯依次加入装有丙酮的烧杯中之后加入乙烯-醋酸乙烯共聚物进行反应，反应过程中过氧化二异丙苯作为引发剂，反应过程中乙烯-醋酸乙烯共聚物大分子在受热和搅拌作用下进行链断，其中的大分子自由基能够与马来酸酐发生接枝反应，但是接枝过程中会发生副反应导致偶合终止，所以加入过氧化二异丙苯能够产生初级自由基，进而提高大分子自由基间的碰撞几率，进而提高体系中接枝几率，促进反应进行，将马来酸酐和苯乙烯进行接枝，制得改性乙烯-醋酸乙烯共聚物；之后步骤S12中通过硝酸镁和硝酸铝制备出填料，最后将填料通过共混与改性乙烯-醋酸乙烯共聚物混合，制备出耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物。
一种基于再生塑料的复合材料的制备方法，包括如下步骤：
第一步、将高阻燃回收聚苯乙烯、高耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物、石墨烯纳米片和相容剂依次加入混料机中，在450-480r/min的转速下混合30min，制得混合料，之后将混合料加入双螺杆挤出机中，在160-170℃下挤出、造粒，制得初生颗粒；
第二步、将初生颗粒再次放入挤出机中加入抗氧剂，在170-180℃下以1000mm/min的线速度经模具挤出、冷却成型，制得基于再生塑料的复合材料。
本发明的有益效果：
(1)本发明一种基于再生塑料的复合材料，由高阻燃回收聚苯乙烯和高耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物等原料制成；高阻燃回收聚苯乙烯制备过程中步骤S1中将乙醇胺、多聚甲醇和四氢呋喃混合，之后通过滴加亚磷酸二甲酯，经过缩合反应，制备出第一产物，该第一产物为磷酸酯类化合物，之后通过洗涤除杂制得第二产物，步骤S2中先将第二产物溶解，之后加入三乙胺和丙烯酰氯，第二产物与丙烯酰氯发生取代反应，进而在第二产物上引入可聚合的丙烯酸基团，进而制得第三产物，该第三产物为含磷氮的可聚合单体，具有较高的残炭量，步骤S3中将回收聚苯乙烯和第三产物加入密炼机，通过共混、热压，制备出高阻燃回收聚苯乙烯，该高阻燃回收聚苯乙烯燃烧时其中第三产物磷氮化合物能够生成一氧化碳、二氧化碳和氨气等气体，阻止燃烧，而且自身具有的高残炭量能够减缓燃烧速率，进一步提高该回收聚苯乙烯的阻燃性能。
(2)高耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物在制备过程中步骤S11中将马来酸酐、过氧化二异丙苯和苯乙烯依次加入装有丙酮的烧杯中之后加入乙烯-醋酸乙烯共聚物进行反应，反应过程中过氧化二异丙苯作为引发剂，反应过程中乙烯-醋酸乙烯共聚物大分子在受热和搅拌作用下进行链断，其中的大分子自由基能够与马来酸酐发生接枝反应，但是接枝过程中会发生副反应导致偶合终止，所以加入过氧化二异丙苯能够产生初级自由基，进而提高大分子自由基间的碰撞几率，进而提高体系中接枝几率，促进反应进行，将马来酸酐和苯乙烯进行接枝，制得改性乙烯-醋酸乙烯共聚物；之后步骤S12中通过硝酸镁和硝酸铝制备出填料，最后将填料通过共混与改性乙烯-醋酸乙烯共聚物混合，制备出耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种基于再生塑料的复合材料，包括如下重量份原料：35份高阻燃回收聚苯乙烯，20份高耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物，3份石墨烯纳米片，1份抗氧剂168，1份氯化聚丙烯；
该基于再生塑料的复合材料由如下方法制成：
第一步、将高阻燃回收聚苯乙烯、高耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物、石墨烯纳米片和氯化聚丙烯依次加入混料机中，在450r/min的转速下混合30min，制得混合料，之后将混合料加入双螺杆挤出机中，在160℃下挤出、造粒，制得初生颗粒；
第二步、将初生颗粒再次放入挤出机中加入抗氧剂168，在170℃下以1000mm/min的线速度经模具挤出、冷却成型，制得基于再生塑料的复合材料。
高阻燃回收聚苯乙烯由如下方法制成：
步骤S1、将乙醇胺、多聚甲醇和四氢呋喃加入四口烧瓶中，55℃水浴加热并以100r/min的转速匀速搅拌4h，之后滴加亚磷酸二甲酯，控制滴加时间为15min，滴加结束后升温至70℃，在此温度下匀速搅拌并反应8h，反应结束后通过旋转蒸发仪除去溶剂，制得第一产物，之后将第一产物加入氯仿中，匀速搅拌15min后通过浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液洗涤三遍，洗涤结束后再次通过旋转蒸发仪除去氯仿，制得第二产物，控制乙醇胺、多聚甲醇、四氢呋喃和亚磷酸二甲酯的重量比为1∶2∶2.5∶3；
步骤S2、将步骤S1制得的第二产物加入装有氯仿的三口烧瓶中，匀速搅拌10min后加入三乙胺，混合均匀后转移至0℃环境下，边滴加丙烯酰氯边以180r/min的转速进行匀速搅拌，控制滴加时间为20min，滴加结束后继续反应10h，反应结束后升温至5℃，在此温度下匀速搅拌并反应10h，过滤，将滤液分别用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液和去离子水洗涤三次，干燥、过滤、旋蒸，制得第三产物，控制第二产物、三乙胺和丙烯酰氯的重量比为2∶1∶1.2；
步骤S3、将回收聚苯乙烯和第三产物加入密炼机中，在150℃下共混5mi，共混结束后取出，转移至硫化机中，在压力为15MPa，温度为150℃的条件下热压10min，制得高阻燃回收聚苯乙烯。
耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物由如下方法制成：
步骤S11、将马来酸酐、过氧化二异丙苯和苯乙烯依次加入装有丙酮的反应釜中，以120r/min的转速匀速搅拌，直至完全溶解，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，55℃水浴加热并搅拌30min，之后将反应釜转移至80℃烘箱中干燥至丙酮完全挥发，制得处理后的乙烯-醋酸乙烯共聚物，控制马来酸酐、过氧化二异丙苯、苯乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量比为1∶0.5∶1∶8；
步骤S12、将硝酸镁和硝酸铝加入去离子水中，以100r/min的转速匀速搅拌15min后滴加质量分数10％的氢氧化钠水溶液，控制滴加时间为5min，35℃水浴加热并继续搅拌15min，之后转移至三口烧瓶中，加入过程中通入氮气并以400r/min的转速搅拌，完全加入后升温至70℃，在此温度下晶化22h，抽滤，用45℃去离子水洗涤三次，100℃真空干燥4h，制得填料，控制硝酸镁、硝酸铝和氢氧化钠的物质的量之比为2∶1∶1；
步骤S13、将填料和处理后的乙烯-醋酸乙烯共聚物按照0.1∶1的重量比加入密炼机中混合均匀，直至密炼机电流趋于稳定状态时取出，再通过挤出机熔融塑化挤出，制得耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物。
实施例2
一种基于再生塑料的复合材料，包括如下重量份原料：40份高阻燃回收聚苯乙烯，24份高耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物，4份石墨烯纳米片，2份抗氧剂168，2份氯化聚丙烯；
该基于再生塑料的复合材料由如下方法制成：
第一步、将高阻燃回收聚苯乙烯、高耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物、石墨烯纳米片和氯化聚丙烯依次加入混料机中，在450r/min的转速下混合30min，制得混合料，之后将混合料加入双螺杆挤出机中，在160℃下挤出、造粒，制得初生颗粒；
第二步、将初生颗粒再次放入挤出机中加入抗氧剂168，在170℃下以1000mm/min的线速度经模具挤出、冷却成型，制得基于再生塑料的复合材料。
高阻燃回收聚苯乙烯由如下方法制成：
步骤S1、将乙醇胺、多聚甲醇和四氢呋喃加入四口烧瓶中，55℃水浴加热并以100r/min的转速匀速搅拌4h，之后滴加亚磷酸二甲酯，控制滴加时间为15min，滴加结束后升温至70℃，在此温度下匀速搅拌并反应8h，反应结束后通过旋转蒸发仪除去溶剂，制得第一产物，之后将第一产物加入氯仿中，匀速搅拌15min后通过浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液洗涤三遍，洗涤结束后再次通过旋转蒸发仪除去氯仿，制得第二产物，控制乙醇胺、多聚甲醇、四氢呋喃和亚磷酸二甲酯的重量比为1∶2∶2.5∶3；
步骤S2、将步骤S1制得的第二产物加入装有氯仿的三口烧瓶中，匀速搅拌10min后加入三乙胺，混合均匀后转移至0℃环境下，边滴加丙烯酰氯边以180r/min的转速进行匀速搅拌，控制滴加时间为20min，滴加结束后继续反应10h，反应结束后升温至5℃，在此温度下匀速搅拌并反应10h，过滤，将滤液分别用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液和去离子水洗涤三次，干燥、过滤、旋蒸，制得第三产物，控制第二产物、三乙胺和丙烯酰氯的重量比为2∶1∶1.2；
步骤S3、将回收聚苯乙烯和第三产物加入密炼机中，在150℃下共混5min，共混结束后取出，转移至硫化机中，在压力为15MPa，温度为150℃的条件下热压10min，制得高阻燃回收聚苯乙烯。
耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物由如下方法制成：
步骤S11、将马来酸酐、过氧化二异丙苯和苯乙烯依次加入装有丙酮的反应釜中，以120r/min的转速匀速搅拌，直至完全溶解，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，55℃水浴加热并搅拌30min，之后将反应釜转移至80℃烘箱中干燥至丙酮完全挥发，制得处理后的乙烯-醋酸乙烯共聚物，控制马来酸酐、过氧化二异丙苯、苯乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量比为1∶0.5∶1∶8；
步骤S12、将硝酸镁和硝酸铝加入去离子水中，以100r/min的转速匀速搅拌15min后滴加质量分数10％的氢氧化钠水溶液，控制滴加时间为5min，35℃水浴加热并继续搅拌15min，之后转移至三口烧瓶中，加入过程中通入氮气并以400r/min的转速搅拌，完全加入后升温至70℃，在此温度下晶化22h，抽滤，用45℃去离子水洗涤三次，100℃真空干燥4h，制得填料，控制硝酸镁、硝酸铝和氢氧化钠的物质的量之比为2∶1∶1；
步骤S13、将填料和处理后的乙烯-醋酸乙烯共聚物按照0.1∶1的重量比加入密炼机中混合均匀，直至密炼机电流趋于稳定状态时取出，再通过挤出机熔融塑化挤出，制得耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物。
实施例3
一种基于再生塑料的复合材料，包括如下重量份原料：45份高阻燃回收聚苯乙烯，26份高耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物，4份石墨烯纳米片，2份抗氧剂168，2份氯化聚丙烯；
该基于再生塑料的复合材料由如下方法制成：
第一步、将高阻燃回收聚苯乙烯、高耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物、石墨烯纳米片和氯化聚丙烯依次加入混料机中，在450r/min的转速下混合30min，制得混合料，之后将混合料加入双螺杆挤出机中，在160℃下挤出、造粒，制得初生颗粒；
第二步、将初生颗粒再次放入挤出机中加入抗氧剂168，在170℃下以1000mm/min的线速度经模具挤出、冷却成型，制得基于再生塑料的复合材料。
高阻燃回收聚苯乙烯由如下方法制成：
步骤S1、将乙醇胺、多聚甲醇和四氢呋喃加入四口烧瓶中，55℃水浴加热并以100r/min的转速匀速搅拌4h，之后滴加亚磷酸二甲酯，控制滴加时间为15min，滴加结束后升温至70℃，在此温度下匀速搅拌并反应8h，反应结束后通过旋转蒸发仪除去溶剂，制得第一产物，之后将第一产物加入氯仿中，匀速搅拌15min后通过浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液洗涤三遍，洗涤结束后再次通过旋转蒸发仪除去氯仿，制得第二产物，控制乙醇胺、多聚甲醇、四氢呋喃和亚磷酸二甲酯的重量比为1∶2∶2.5∶3；
步骤S2、将步骤S1制得的第二产物加入装有氯仿的三口烧瓶中，匀速搅拌10min后加入三乙胺，混合均匀后转移至0℃环境下，边滴加丙烯酰氯边以180r/min的转速进行匀速搅拌，控制滴加时间为20min，滴加结束后继续反应10h，反应结束后升温至5℃，在此温度下匀速搅拌并反应10h，过滤，将滤液分别用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液和去离子水洗涤三次，干燥、过滤、旋蒸，制得第三产物，控制第二产物、三乙胺和丙烯酰氯的重量比为2∶1∶1.2；
步骤S3、将回收聚苯乙烯和第三产物加入密炼机中，在150℃下共混5min，共混结束后取出，转移至硫化机中，在压力为15MPa，温度为150℃的条件下热压10min，制得高阻燃回收聚苯乙烯。
耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物由如下方法制成：
步骤S11、将马来酸酐、过氧化二异丙苯和苯乙烯依次加入装有丙酮的反应釜中，以120r/min的转速匀速搅拌，直至完全溶解，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，55℃水浴加热并搅拌30min，之后将反应釜转移至80℃烘箱中干燥至丙酮完全挥发，制得处理后的乙烯-醋酸乙烯共聚物，控制马来酸酐、过氧化二异丙苯、苯乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量比为1∶0.5∶1∶8；
步骤S12、将硝酸镁和硝酸铝加入去离子水中，以100r/min的转速匀速搅拌15min后滴加质量分数10％的氢氧化钠水溶液，控制滴加时间为5min，35℃水浴加热并继续搅拌15min，之后转移至三口烧瓶中，加入过程中通入氮气并以400r/min的转速搅拌，完全加入后升温至70℃，在此温度下晶化22h，抽滤，用45℃去离子水洗涤三次，100℃真空干燥4h，制得填料，控制硝酸镁、硝酸铝和氢氧化钠的物质的量之比为2∶1∶1；
步骤S13、将填料和处理后的乙烯-醋酸乙烯共聚物按照0.1∶1的重量比加入密炼机中混合均匀，直至密炼机电流趋于稳定状态时取出，再通过挤出机熔融塑化挤出，制得耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物。
实施例4
一种基于再生塑料的复合材料，包括如下重量份原料：55份高阻燃回收聚苯乙烯，30份高耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物，5份石墨烯纳米片，3份抗氧剂168，3份氯化聚丙烯；
该基于再生塑料的复合材料由如下方法制成：
第一步、将高阻燃回收聚苯乙烯、高耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物、石墨烯纳米片和氯化聚丙烯依次加入混料机中，在450r/min的转速下混合30min，制得混合料，之后将混合料加入双螺杆挤出机中，在160℃下挤出、造粒，制得初生颗粒；
第二步、将初生颗粒再次放入挤出机中加入抗氧剂168，在170℃下以1000mm/min的线速度经模具挤出、冷却成型，制得基于再生塑料的复合材料。
高阻燃回收聚苯乙烯由如下方法制成：
步骤S1、将乙醇胺、多聚甲醇和四氢呋喃加入四口烧瓶中，55℃水浴加热并以100r/min的转速匀速搅拌4h，之后滴加亚磷酸二甲酯，控制滴加时间为15min，滴加结束后升温至70℃，在此温度下匀速搅拌并反应8h，反应结束后通过旋转蒸发仪除去溶剂，制得第一产物，之后将第一产物加入氯仿中，匀速搅拌15min后通过浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液洗涤三遍，洗涤结束后再次通过旋转蒸发仪除去氯仿，制得第二产物，控制乙醇胺、多聚甲醇、四氢呋喃和亚磷酸二甲酯的重量比为1∶2∶2.5∶3；
步骤S2、将步骤S1制得的第二产物加入装有氯仿的三口烧瓶中，匀速搅拌10min后加入三乙胺，混合均匀后转移至0℃环境下，边滴加丙烯酰氯边以180r/min的转速进行匀速搅拌，控制滴加时间为20min，滴加结束后继续反应10h，反应结束后升温至5℃，在此温度下匀速搅拌并反应10h，过滤，将滤液分别用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液和去离子水洗涤三次，干燥、过滤、旋蒸，制得第三产物，控制第二产物、三乙胺和丙烯酰氯的重量比为2∶1∶1.2；
步骤S3、将回收聚苯乙烯和第三产物加入密炼机中，在150℃下共混5min，共混结束后取出，转移至硫化机中，在压力为15MPa，温度为150℃的条件下热压10min，制得高阻燃回收聚苯乙烯。
耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物由如下方法制成：
步骤S11、将马来酸酐、过氧化二异丙苯和苯乙烯依次加入装有丙酮的反应釜中，以120r/min的转速匀速搅拌，直至完全溶解，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，55℃水浴加热并搅拌30min，之后将反应釜转移至80℃烘箱中干燥至丙酮完全挥发，制得处理后的乙烯-醋酸乙烯共聚物，控制马来酸酐、过氧化二异丙苯、苯乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量比为1∶0.5∶1∶8；
步骤S12、将硝酸镁和硝酸铝加入去离子水中，以100r/min的转速匀速搅拌15min后滴加质量分数10％的氢氧化钠水溶液，控制滴加时间为5min，35℃水浴加热并继续搅拌15min，之后转移至三口烧瓶中，加入过程中通入氮气并以400r/min的转速搅拌，完全加入后升温至70℃，在此温度下晶化22h，抽滤，用45℃去离子水洗涤三次，100℃真空干燥4h，制得填料，控制硝酸镁、硝酸铝和氢氧化钠的物质的量之比为2∶1∶1；
步骤S13、将填料和处理后的乙烯-醋酸乙烯共聚物按照0.1∶1的重量比加入密炼机中混合均匀，直至密炼机电流趋于稳定状态时取出，再通过挤出机熔融塑化挤出，制得耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物。
对比例1
本对比例与实施例1相比，未将回收聚苯乙烯和第三产物混合。
对比例2
本对比例与实施例1相比，将乙烯-醋酸乙烯共聚物代替耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物。
对比例3
本对比例为市场中一种聚苯乙烯再生塑料。
| 弯曲模量MPa | 拉伸强度MPa | 阻燃等级 | |
| 实施例1 | 168 | 52.1 | V1 |
| 实施例2 | 165 | 52.0 | V1 |
| 实施例3 | 166 | 52.2 | V1 |
| 实施例4 | 168 | 52.8 | V1 |
| 对比例1 | 150 | 45.6 | V2 |
| 对比例2 | 152 | 45.8 | V1 |
| 对比例3 | 136 | 45.0 | V2 |
从上表中能够看出实施例1-4的弯曲模量165-168MPa，拉伸强度52.0-52.8MPa，阻燃等级为V1，对比例1-3的弯曲模量136-152MPa，拉伸强度52.0-52.8MPa，阻燃等级为V2-V1；所以步骤S3中将回收聚苯乙烯和第三产物加入密炼机，通过共混、热压，制备出高阻燃回收聚苯乙烯，该高阻燃回收聚苯乙烯燃烧时其中第三产物磷氮化合物能够生成一氧化碳、二氧化碳和氨气等气体，阻止燃烧，而且自身具有的高残炭量能够减缓燃烧速率，进一步提高该回收聚苯乙烯的阻燃性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于再生塑料的复合材料，其特征在于，包括如下重量份原料：35-55份高阻燃回收聚苯乙烯，20-30份高耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物，3-5份石墨烯纳米片，1-3份抗氧剂，1-3份相容剂；
该基于再生塑料的复合材料由如下方法制成：
第一步、将高阻燃回收聚苯乙烯、高耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物、石墨烯纳米片和相容剂依次加入混料机中，在450-480r/min的转速下混合30min，制得混合料，之后将混合料加入双螺杆挤出机中，在160-170℃下挤出、造粒，制得初生颗粒；
第二步、将初生颗粒再次放入挤出机中加入抗氧剂，在170-180℃下以1000mm/min的线速度经模具挤出、冷却成型，制得基于再生塑料的复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种基于再生塑料的复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或两种按任意比例混合，所述相容剂为氯化聚丙烯和聚丙烯接枝羧酸中的一种或两种按任意比例混合。
3.根据权利要求1所述的一种基于再生塑料的复合材料，其特征在于，所述高阻燃回收聚苯乙烯由如下方法制成：
步骤S1、将乙醇胺、多聚甲醇和四氢呋喃加入四口烧瓶中，55-65℃水浴加热并以100-120r/min的转速匀速搅拌4h，之后滴加亚磷酸二甲酯，控制滴加时间为15min，滴加结束后升温至70℃，在此温度下匀速搅拌并反应8h，反应结束后通过旋转蒸发仪除去溶剂，制得第一产物，之后将第一产物加入氯仿中，匀速搅拌15min后通过浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液洗涤三遍，洗涤结束后再次通过旋转蒸发仪除去氯仿，制得第二产物；
步骤S2、将步骤S1制得的第二产物加入装有氯仿的三口烧瓶中，匀速搅拌10min后加入三乙胺，混合均匀后转移至-5-0℃环境下，边滴加丙烯酰氯边以180-200r/min的转速进行匀速搅拌，控制滴加时间为20min，滴加结束后继续反应10h，反应结束后升温至5-10℃，在此温度下匀速搅拌并反应10h，过滤，将滤液分别用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液和去离子水洗涤三次，干燥、过滤、旋蒸，制得第三产物；
步骤S3、将回收聚苯乙烯和第三产物加入密炼机中，在150-170℃下共混5min，共混结束后取出，转移至硫化机中，在压力为15MPa，温度为150℃的条件下热压10min，制得高阻燃回收聚苯乙烯。
4.根据权利要求3所述的一种基于再生塑料的复合材料，其特征在于，步骤S1中控制乙醇胺、多聚甲醇、四氢呋喃和亚磷酸二甲酯的重量比为1∶2∶2.5-3∶3，步骤S2中控制第二产物、三乙胺和丙烯酰氯的重量比为2∶1∶1.2-1.5。
5.根据权利要求1所述的一种基于再生塑料的复合材料，其特征在于，所述耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物由如下方法制成：
步骤S11、将马来酸酐、过氧化二异丙苯和苯乙烯依次加入装有丙酮的反应釜中，以120-150r/min的转速匀速搅拌，直至完全溶解，加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，55-60℃水浴加热并搅拌30min，之后将反应釜转移至80℃烘箱中干燥至丙酮完全挥发，制得处理后的乙烯-醋酸乙烯共聚物，控制马来酸酐、过氧化二异丙苯、苯乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量比为1∶0.5∶1∶8-10；
步骤S12、将硝酸镁和硝酸铝加入去离子水中，以100r/min的转速匀速搅拌15min后滴加质量分数10％的氢氧化钠水溶液，控制滴加时间为5min，35-40℃水浴加热并继续搅拌15min，之后转移至三口烧瓶中，加入过程中通入氮气并以400r/min的转速搅拌，完全加入后升温至70℃，在此温度下晶化22h，抽滤，用45℃去离子水洗涤三次，100℃真空干燥4h，制得填料，控制硝酸镁、硝酸铝和氢氧化钠的物质的量之比为2∶1∶1；
步骤S13、将填料和处理后的乙烯-醋酸乙烯共聚物按照0.1-0.3∶1的重量比加入密炼机中混合均匀，直至密炼机电流趋于稳定状态时取出，再通过挤出机熔融塑化挤出，制得耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物。
6.根据权利要求1所述的一种基于再生塑料的复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步、将高阻燃回收聚苯乙烯、高耐磨乙烯-醋酸乙烯共聚物、石墨烯纳米片和相容剂依次加入混料机中，在450-480r/min的转速下混合30min，制得混合料，之后将混合料加入双螺杆挤出机中，在160-170℃下挤出、造粒，制得初生颗粒；
第二步、将初生颗粒再次放入挤出机中加入抗氧剂，在170-180℃下以1000mm/min的线速度经模具挤出、冷却成型，制得基于再生塑料的复合材料。
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