CN112920522A - 一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料及其制备方法，具体涉及硬质泡沫塑料技术领域，包括硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须、增塑剂、发泡剂、有机硅泡沫稳定剂和聚苯乙烯树脂。本发明中可对聚苯乙烯树脂、发泡剂、有机硅泡沫稳定剂进行改性处理，可有效提高硬质泡沫塑料的强度、稳定性、防开裂性能、耐磨、抗划痕效果，减少损伤，可将硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须在各种原料中进行改性分散处理，可有效加强硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须在硬质泡沫塑料中的分布效果，可进一步提高硬质泡沫塑料的安全性和稳定性，保证硬质泡沫塑料的耐磨性能和抗划痕性能，减少损伤。

Description

一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及硬质泡沫塑料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料及其制备方法。
背景技术
塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，其抗形变能力中等，介于纤维和橡胶之间，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。硬质泡沫塑料是指无柔韧性，压缩硬度大，应力达到一定值能产生形变，解除应力后不能恢复原状的泡沫塑料。ISO还规定将其压缩至50％再解除压力后厚度减少10％以上的泡沫塑料为硬泡沫塑料。硬质泡沫塑料常利用其隔热性和力学特性用于有关方面。代表性的产品是聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料，还有酚醛、氨基、环氧、热固性丙烯酸酯树脂等泡沫塑料，以及硬质聚氯乙烯泡沫塑料，可用作隔热材料、夹层材料、包装材料、隔音和防震材料、建筑材料等。
现有的硬质泡沫塑料，耐磨损效果和抗划痕效果不佳，容易发生损伤。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料，按照重量百分比计算包括：0.32～0.64％的硼掺杂石墨烯、0.24～0.42％的纳米碳酸钙、0.15～0.35％的磺化纤维素纳米晶须、3.10～3.80％的增塑剂、5.20～7.80％的发泡剂、0.48～0.72％的有机硅泡沫稳定剂，其余为聚苯乙烯树脂；
进一步的，按照重量百分比计算包括：0.32％的硼掺杂石墨烯、0.24％的纳米碳酸钙、0.15％的磺化纤维素纳米晶须、3.10％的增塑剂、5.20％的发泡剂、0.48％的有机硅泡沫稳定剂，其余为聚苯乙烯树脂。
进一步的，按照重量百分比计算包括：0.64％的硼掺杂石墨烯、0.42％的纳米碳酸钙、0.35％的磺化纤维素纳米晶须、3.80％的增塑剂、7.80％的发泡剂、0.72％的有机硅泡沫稳定剂，其余为聚苯乙烯树脂。
进一步的，按照重量百分比计算包括：0.48％的硼掺杂石墨烯、0.33％的纳米碳酸钙、0.25％的磺化纤维素纳米晶须、3.45％的增塑剂、6.50％的发泡剂、0.60％的有机硅泡沫稳定剂，其余为聚苯乙烯树脂。
进一步的，所述发泡剂为：偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈，二亚硝基五亚甲基四胺和碳酸氢钠中的一种或两种复配制成。
本发明还提供一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：按照上述重量百分比称取硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须、增塑剂、发泡剂、有机硅泡沫稳定剂和聚苯乙烯树脂；
步骤二：将步骤一中的聚苯乙烯树脂和四分之一重量份的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须进行混合搅拌处理，然后全部放入到改性打散机中进行改性打散处理，得到改性聚苯乙烯树脂混合料；
步骤三：将步骤一中的发泡剂与四分之一重量份的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须加入5倍重量份的去离子水，然后进行加热混合搅拌处理30～40min，加热温度为50～60℃，加热混合搅拌处理的同时进行超声波振荡处理，制得改性发泡剂混合料；
步骤四：将步骤一中的有机硅泡沫稳定剂与四分之一重量份的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须加入5倍重量份的去离子水，然后进行加热混合搅拌处理20～30min，加热温度为40～50℃，加热混合搅拌处理的同时进行超声波振荡处理，制得改性有机硅泡沫稳定剂混合料；
步骤五：将步骤一中的增塑剂、步骤二中制得的改性聚苯乙烯树脂混合料、步骤三中制得的改性发泡剂混合料、步骤四中制得的改性有机硅泡沫稳定剂混合料以及剩余的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须进行高速混合，热压成型，制得石墨烯改性的硬质泡沫塑料。
进一步的，在步骤二中进行混合搅拌处理的同时进行超声波振荡处理20～30min。
进一步的，在步骤三和步骤四中，超声波振荡处理的频率均为1.5MHz，且超声波振荡处理采用间隔式工作，每次超声波振荡10min，间隔时间5min。
进一步的，在步骤三和步骤四中，超声波振荡处理的频率均为1.5MHz，且超声波振荡处理采用间隔式工作，每次超声波振荡10min，间隔时间10min。
进一步的，在步骤三和步骤四中，超声波振荡处理的频率均为1.5MHz，且超声波振荡处理采用间隔式工作，每次超声波振荡5min，间隔时间5min。
本发明的技术效果和优点：
1、采用本发明的原料配方所制备出的石墨烯改性的硬质泡沫塑料，可有效提高硬质泡沫塑料的耐磨性能和抗划痕性能，可有效减少硬质泡沫塑料发生损伤；硼掺杂石墨烯可有效对聚苯乙烯树脂、发泡剂和有机硅泡沫稳定剂进行改性处理，有效加强聚苯乙烯树脂的安全性和稳定性，并提升发泡剂和有机硅泡沫稳定剂的各项性能，可在发泡剂对硬质泡沫塑料生产过程中的发泡效率，使得硬质泡沫塑料生产效率更高；纳米碳酸钙与树脂相容性好，能有效提高或调节硬质泡沫塑料的刚、韧性、光洁度以及弯曲强度；改善加工性能，改善硬质泡沫塑料的流变性能、尺寸稳定性能、耐热稳定性具有填充及增强、增韧的作用；磺化纤维素纳米晶须具有两亲性，能在水油界面存在来稳定乳液，可有效提高硬质泡沫塑料的强度、稳定性和防开裂性能；硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙和磺化纤维素纳米晶须与增塑剂、发泡剂以及有机硅泡沫稳定剂配合使用，可有效加强增塑剂、发泡剂以及有机硅泡沫稳定剂的各项性能，提高硬质泡沫塑料的耐磨、抗划痕效果，减少损伤，使得硬质泡沫塑料的性能更佳；
2、本发明在制备石墨烯改性的硬质泡沫塑料的过程中，在步骤二中将聚苯乙烯树脂和部分硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须进行改性打散处理，可有效聚苯乙烯树脂与硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须接触效果，对聚苯乙烯树脂改性处理效果更佳；在步骤三中将硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须均匀分散到发泡剂中，同时对发泡剂进行改性处理，提高发泡剂的各项性能；在步骤四中将硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须均匀分散到有机硅泡沫稳定剂中，同时对有机硅泡沫稳定剂进行改性处理，提高有机硅泡沫稳定剂的各项性能；在步骤五中进行高速混合，之前大部分的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须已经做分散处理，可有效加强硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须在硬质泡沫塑料中的分布效果，可进一步提高硬质泡沫塑料的安全性和稳定性，保证硬质泡沫塑料的耐磨性能和抗划痕性能，减少损伤。
具体实施方式
下面将结合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做出创造性劳动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。
实施例1：
本发明提供了一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料，按照重量百分比计算包括：0.32％的硼掺杂石墨烯、0.24％的纳米碳酸钙、0.15％的磺化纤维素纳米晶须、3.10％的增塑剂、5.20％的发泡剂、0.48％的有机硅泡沫稳定剂，其余为聚苯乙烯树脂；
所述发泡剂为：偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈，二亚硝基五亚甲基四胺和碳酸氢钠中的一种或两种复配制成；
本发明还提供一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：按照上述重量百分比称取硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须、增塑剂、发泡剂、有机硅泡沫稳定剂和聚苯乙烯树脂；
步骤二：将步骤一中的聚苯乙烯树脂和四分之一重量份的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须进行混合搅拌处理，然后全部放入到改性打散机中进行改性打散处理，得到改性聚苯乙烯树脂混合料；
步骤三：将步骤一中的发泡剂与四分之一重量份的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须加入5倍重量份的去离子水，然后进行加热混合搅拌处理30～40min，加热温度为50～60℃，加热混合搅拌处理的同时进行超声波振荡处理，制得改性发泡剂混合料；
步骤四：将步骤一中的有机硅泡沫稳定剂与四分之一重量份的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须加入5倍重量份的去离子水，然后进行加热混合搅拌处理20～30min，加热温度为40～50℃，加热混合搅拌处理的同时进行超声波振荡处理，制得改性有机硅泡沫稳定剂混合料；
步骤五：将步骤一中的增塑剂、步骤二中制得的改性聚苯乙烯树脂混合料、步骤三中制得的改性发泡剂混合料、步骤四中制得的改性有机硅泡沫稳定剂混合料以及剩余的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须进行高速混合，热压成型，制得石墨烯改性的硬质泡沫塑料。
进一步的，在步骤二中进行混合搅拌处理的同时进行超声波振荡处理20～30min。
在步骤三和步骤四中，超声波振荡处理的频率均为1.5MHz，且超声波振荡处理采用间隔式工作。
实施例2：
与实施例1不同的是，按照重量百分比计算包括：0.64％的硼掺杂石墨烯、0.42％的纳米碳酸钙、0.35％的磺化纤维素纳米晶须、3.80％的增塑剂、7.80％的发泡剂、0.72％的有机硅泡沫稳定剂，其余为聚苯乙烯树脂。
实施例3：
与实施例1-2均不同的是，按照重量百分比计算包括：0.48％的硼掺杂石墨烯、0.33％的纳米碳酸钙、0.25％的磺化纤维素纳米晶须、3.45％的增塑剂、6.50％的发泡剂、0.60％的有机硅泡沫稳定剂，其余为聚苯乙烯树脂。
分别取上述实施例1-3所制得的石墨烯改性的硬质泡沫塑料与对照组一的硬质泡沫塑料、对照组二的硬质泡沫塑料、对照组三的硬质泡沫塑料、对照组四的硬质泡沫塑料、对照组五的硬质泡沫塑料和对照组六的硬质泡沫塑料，对照组一的硬质泡沫塑料为市面上的普通的硬质泡沫塑料，对照组二的硬质泡沫塑料与实施例相比无硼掺杂石墨烯，对照组三的硬质泡沫塑料与实施例相比无纳米碳酸钙，对照组四的硬质泡沫塑料与实施例相比无磺化纤维素纳米晶须，分七组分别测试三个实施例中制备的硬质泡沫塑料以及四个对照组的硬质泡沫塑料，每30件样品为一组，进行测试，测试结果如表一所示：
表一：
Figure BDA0002920506100000061
由表一可知，当石墨烯改性的硬质泡沫塑料的原料配比为：按照重量百分比计算包括：0.48％的硼掺杂石墨烯、0.33％的纳米碳酸钙、0.25％的磺化纤维素纳米晶须、3.45％的增塑剂、6.50％的发泡剂、0.60％的有机硅泡沫稳定剂，其余为聚苯乙烯树脂，可有效提高硬质泡沫塑料的耐磨性能和抗划痕性能，可有效减少硬质泡沫塑料发生损伤；故实施例3为本发明的较佳实施方式，配方中的硼掺杂石墨烯，石墨烯可有效对聚苯乙烯树脂、发泡剂和有机硅泡沫稳定剂进行改性处理，有效加强聚苯乙烯树脂的安全性和稳定性，并提升发泡剂和有机硅泡沫稳定剂的各项性能，硼在石墨烯框架中的掺杂导致电子密度的重新分布，其中缺电子硼位置提供增强的与N2分子的结合能力，硼掺杂石墨烯的NH3生成速率高，可在发泡剂对硬质泡沫塑料生产过程中的发泡效率，使得硬质泡沫塑料生产效率更高；纳米碳酸钙，可改善硬质泡沫塑料母料的流变性，提高其成型性，由于活性纳米碳酸钙表面亲油疏水，与树脂相容性好，能有效提高或调节硬质泡沫塑料的刚、韧性、光洁度以及弯曲强度；改善加工性能，改善硬质泡沫塑料的流变性能、尺寸稳定性能、耐热稳定性具有填充及增强、增韧的作用，能取代部分价格昂贵的填充料及助剂，减少树脂的用量，从而降低产品生产成本，提高市场竞争力；磺化纤维素纳米晶须，是天然植物纤维素经硫酸处理得到的针状纳米材料，表面含有磺酸基，在PH＝1～14的水中分散良好，纤维直径在5～10nm，长度100～500um，由于纤维素及其晶体结构的特殊性，导致其具有两亲性，能在水油界面存在来稳定乳液，磺化纤维素纳米晶须可作为无皂乳液稳定剂、增稠剂、触变剂、增强剂、防开裂剂在硬质泡沫塑料生产过程中使用，可有效提高硬质泡沫塑料的强度、稳定性和防开裂性能；另外硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙和磺化纤维素纳米晶须与增塑剂、发泡剂以及有机硅泡沫稳定剂配合使用，可有效加强增塑剂、发泡剂以及有机硅泡沫稳定剂的各项性能，提高硬质泡沫塑料的耐磨、抗划痕效果，减少损伤，使得硬质泡沫塑料的性能更佳。
实施例4
在上述优选的技术方案中，本发明提供了一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料，按照重量百分比计算包括：0.48％的硼掺杂石墨烯、0.33％的纳米碳酸钙、0.25％的磺化纤维素纳米晶须、3.45％的增塑剂、6.50％的发泡剂、0.60％的有机硅泡沫稳定剂，其余为聚苯乙烯树脂。
所述有机溶剂为乙酸乙酯、甲苯和乙酸丁酯中的三种按照重量份比：3∶2∶1复配制成。
本发明还提供一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：按照上述重量百分比称取硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须、增塑剂、发泡剂、有机硅泡沫稳定剂和聚苯乙烯树脂；
步骤二：将步骤一中的聚苯乙烯树脂和四分之一重量份的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须进行混合搅拌处理，然后全部放入到改性打散机中进行改性打散处理，得到改性聚苯乙烯树脂混合料；
步骤三：将步骤一中的发泡剂与四分之一重量份的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须加入5倍重量份的去离子水，然后进行加热混合搅拌处理30～40min，加热温度为50～60℃，加热混合搅拌处理的同时进行超声波振荡处理，制得改性发泡剂混合料；
步骤四：将步骤一中的有机硅泡沫稳定剂与四分之一重量份的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须加入5倍重量份的去离子水，然后进行加热混合搅拌处理20～30min，加热温度为40～50℃，加热混合搅拌处理的同时进行超声波振荡处理，制得改性有机硅泡沫稳定剂混合料；
步骤五：将步骤一中的增塑剂、步骤二中制得的改性聚苯乙烯树脂混合料、步骤三中制得的改性发泡剂混合料、步骤四中制得的改性有机硅泡沫稳定剂混合料以及剩余的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须进行高速混合，热压成型，制得石墨烯改性的硬质泡沫塑料。
在步骤二中进行混合搅拌处理的同时进行超声波振荡处理20～30min。
在步骤三和步骤四中，超声波振荡处理的频率均为1.5MHz，且超声波振荡处理采用间隔式工作，每次超声波振荡10min，间隔时间5min。
实施例5
与实施例4不同的是，在步骤三和步骤四中，超声波振荡处理的频率均为1.5MHz，且超声波振荡处理采用间隔式工作，每次超声波振荡5min，间隔时间5min。
实施例6
与实施例4-5均不同的是，在步骤三和步骤四中，超声波振荡处理的频率均为1.5MHz，且超声波振荡处理采用间隔式工作，每次超声波振荡10min，间隔时间10min。
分别取上述实施例4-6所制得的石墨烯改性的硬质泡沫塑料与对照组五的硬质泡沫塑料、对照组六的硬质泡沫塑料、对照组七的硬质泡沫塑料和对照组八的硬质泡沫塑料进行实验，对照组五的硬质泡沫塑料与实施例相比没有步骤二中的操作，对照组六的硬质泡沫塑料与实施例相比直接将所有原料进行高速混合，热压成型，对照组七的硬质泡沫塑料与实施例相比没有步骤三中的操作，对照组八的硬质泡沫塑料与实施例相比没有步骤四中的操作；分七组分别测试三个实施例中制备的硬质泡沫塑料以及四个对照组的硬质泡沫塑料，每30件样品为一组，进行测试，测试结果如表二所示：
表二：
Figure BDA0002920506100000091
由表二可知，在制备石墨烯改性的硬质泡沫塑料的过程中，当实施例四中的制备方法为本发明的优选方案，在步骤二中将聚苯乙烯树脂和部分硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须加入到改性打散机中进行改性打散处理，可有效聚苯乙烯树脂与硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须接触效果，对聚苯乙烯树脂改性处理效果更佳；在步骤三中将发泡剂与部分硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须进行混合搅拌并做超声波振荡处理，可将硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须均匀分散到发泡剂中，同时对发泡剂进行改性处理，提高发泡剂的各项性能；在步骤四中将有机硅泡沫稳定剂与部分硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须进行混合搅拌并做超声波振荡处理，可将硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须均匀分散到有机硅泡沫稳定剂中，同时对有机硅泡沫稳定剂进行改性处理，提高有机硅泡沫稳定剂的各项性能；在步骤五中，将增塑剂、改性后的聚苯乙烯树脂、发泡剂、机硅泡沫稳定剂以及剩余的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须进行高速混合，之前大部分的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须已经做分散处理，可有效加强硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须在硬质泡沫塑料中的分布效果，可进一步提高硬质泡沫塑料的安全性和稳定性，保证硬质泡沫塑料的耐磨性能和抗划痕性能，减少损伤。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料，其特征在于：按照重量百分比计算包括：0.32～0.64％的硼掺杂石墨烯、0.24～0.42％的纳米碳酸钙、0.15～0.35％的磺化纤维素纳米晶须、3.10～3.80％的增塑剂、5.20～7.80％的发泡剂、0.48～0.72％的有机硅泡沫稳定剂，其余为聚苯乙烯树脂。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料，其特征在于：按照重量百分比计算包括：0.32％的硼掺杂石墨烯、0.24％的纳米碳酸钙、0.15％的磺化纤维素纳米晶须、3.10％的增塑剂、5.20％的发泡剂、0.48％的有机硅泡沫稳定剂，其余为聚苯乙烯树脂。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料，其特征在于：按照重量百分比计算包括：0.64％的硼掺杂石墨烯、0.42％的纳米碳酸钙、0.35％的磺化纤维素纳米晶须、3.80％的增塑剂、7.80％的发泡剂、0.72％的有机硅泡沫稳定剂，其余为聚苯乙烯树脂。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料，其特征在于：按照重量百分比计算包括：0.48％的硼掺杂石墨烯、0.33％的纳米碳酸钙、0.25％的磺化纤维素纳米晶须、3.45％的增塑剂、6.50％的发泡剂、0.60％的有机硅泡沫稳定剂，其余为聚苯乙烯树脂。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料，其特征在于：所述发泡剂为：偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈，二亚硝基五亚甲基四胺和碳酸氢钠中的一种或两种复配制成。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料的制备方法，其特征在于：具体制备步骤如下：
步骤一：按照上述重量百分比称取硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须、增塑剂、发泡剂、有机硅泡沫稳定剂和聚苯乙烯树脂；
步骤二：将步骤一中的聚苯乙烯树脂和四分之一重量份的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须进行混合搅拌处理，然后全部放入到改性打散机中进行改性打散处理，得到改性聚苯乙烯树脂混合料；
步骤三：将步骤一中的发泡剂与四分之一重量份的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须加入5倍重量份的去离子水，然后进行加热混合搅拌处理30～40min，加热温度为50～60℃，加热混合搅拌处理的同时进行超声波振荡处理，制得改性发泡剂混合料；
步骤四：将步骤一中的有机硅泡沫稳定剂与四分之一重量份的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须加入5倍重量份的去离子水，然后进行加热混合搅拌处理20～30min，加热温度为40～50℃，加热混合搅拌处理的同时进行超声波振荡处理，制得改性有机硅泡沫稳定剂混合料；
步骤五：将步骤一中的增塑剂、步骤二中制得的改性聚苯乙烯树脂混合料、步骤三中制得的改性发泡剂混合料、步骤四中制得的改性有机硅泡沫稳定剂混合料以及剩余的硼掺杂石墨烯、纳米碳酸钙、磺化纤维素纳米晶须进行高速混合，热压成型，制得石墨烯改性的硬质泡沫塑料。
7.根据权利要求6所述的一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料的制备方法，其特征在于：在步骤二中进行混合搅拌处理的同时进行超声波振荡处理20～30min。
8.根据权利要求6所述的一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料的制备方法，其特征在于：在步骤三和步骤四中，超声波振荡处理的频率均为1.5MHz，且超声波振荡处理采用间隔式工作，每次超声波振荡10min，间隔时间5min。
9.根据权利要求6所述的一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料的制备方法，其特征在于：在步骤三和步骤四中，超声波振荡处理的频率均为1.5MHz，且超声波振荡处理采用间隔式工作，每次超声波振荡10min，间隔时间10min。
10.根据权利要求6所述的一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料的制备方法，其特征在于：在步骤三和步骤四中，超声波振荡处理的频率均为1.5MHz，且超声波振荡处理采用间隔式工作，每次超声波振荡5min，间隔时间5min。
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