CN114854163B - 一种改性高抗冲击聚苯乙烯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高抗冲击聚苯乙烯技术领域，且公开了一种改性高抗冲击聚苯乙烯，包括改性聚苯乙烯、改性聚丁二烯橡胶、消泡剂、抗氧剂通过熔融共混制备得到，纳米二氧化硅能够提高聚苯乙烯材料的抗冲击性，对波长490nm以内的紫外线具有高反射率，聚丁二烯橡胶能够提高聚苯乙烯的抗冲击强度，2‑[2‑羟基‑4‑[3‑(2‑乙基己氧基)‑2‑羟基丙氧基]苯基]‑4,6‑双(2,4‑二甲基苯基)‑1,3,5‑三嗪能提高聚苯乙烯基体的抗紫外能力，柔性长链能够提高聚苯乙烯的抗冲击性能，改性聚丁二烯橡胶上含有的羟基和改性聚苯乙烯基体上的羧基形成氢键，提高了聚丁二烯橡胶和聚苯乙烯基体间的相容性，形成有效的网络结构，得到的聚苯乙烯具有优良的抗冲击能力和抗老化能力。

Description

一种改性高抗冲击聚苯乙烯及其制备方法
技术领域
本发明涉及高抗冲击聚苯乙烯技术领域，具体为一种改性高抗冲击聚苯乙烯及其制备方法。
背景技术
聚苯乙烯(PS)是一种易加工、电绝缘性优良、刚性强、价格低廉且稳定性好的非结晶塑料，但聚苯乙烯的低抗冲击强度在一定程度上限制了聚苯乙烯的应用范围，为了提高聚苯乙烯的冲击性能，在合成聚苯乙烯过程中加入弹性体，通常使用聚丁二烯橡胶、丁苯橡胶等弹性体对聚苯乙烯进行改性，制成高抗冲击的热塑性塑料，得到的高抗冲击性聚苯乙烯具有优良的抗冲击性能和加工性能，在汽车、器械、电动产品、医药、包装等领域有着广泛的应用。
老化是高分子材料的自然特性，其中聚苯乙烯对紫外光能量敏感，受到紫外光照射时表面逐渐发生光氧化导致降解，这在很大程度上影响了聚苯乙烯的使用，为提高聚苯乙烯高分子材料的抗紫外性能，可通过添加紫外吸收剂提高聚苯乙烯抗老化性能。
中国专利CN101407569B公开了一种改性废旧高抗冲聚苯乙烯抗老化母料，将废旧高抗冲聚苯乙烯、弹性体、抗紫外剂等成分通过双螺杆挤出机熔融共混，提高了聚苯乙烯的缺口冲击强度和抗老化性能，单纯的通过熔融共混的方式改性聚苯乙烯，得到的聚苯乙烯母料性能一般，同时容易造成功能性成分分散不均匀，影响材料的整体性能。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种改性高抗冲击聚苯乙烯及其制备方法，解决了聚苯乙烯抗冲击能力差、抗老化能力差的问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种改性高抗冲击聚苯乙烯，包括改性聚苯乙烯、改性聚丁二烯橡胶、消泡剂、抗氧剂，其中改性聚苯乙烯、改性聚丁二烯橡胶、消泡剂、抗氧剂的质量比为1000:10-30:4-12:1-6。
本发明还公开一种制备改性高抗冲击聚苯乙烯的方法，包括以下步骤制备而成：将改性聚苯乙烯、改性聚丁二烯橡胶、消泡剂、抗氧剂加热熔融，进行熔融共混，熔融共混后，挤出，冷却后，得到改性高抗冲击聚苯乙烯。
优选的，所述消泡剂包括聚氧丙烯甘油醚、二甲基硅油、吐温-20、吐温-80中的一种或几种。
优选的，所述抗氧剂包括抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂1010中的一种或几种。
优选的，所述改性高抗冲击聚苯乙烯包括以下步骤制备而成：
将改性聚苯乙烯、改性聚丁二烯橡胶、消泡剂、抗氧剂加入到双螺杆挤出机中，先在70-90℃预热3-7min，再升高温度，进行熔融共混，熔融共混后，挤出，冷却后，得到改性高抗冲击聚苯乙烯。
优选的，所述熔融共混的温度为205-235℃，熔融共混的时间为6-15min。
优选的，所述改性聚苯乙烯包括以下步骤制备而成：
步骤(1)将聚苯乙烯、马来酸酐和过氧化二异丙苯加入到双螺杆挤出机中共混，混合均匀后，挤出，造粒，得到马来酸酐改性聚苯乙烯；
步骤(2)将丙酮、马来酸酐改性聚苯乙烯、2-[2-羟基-4-[3-(2-乙基己氧基)-2-羟基丙氧基]苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪(UV-405)、高氯酸搅拌混合，在70-90℃反应4-8h，反应完成后，先过滤，再使用去离子水洗涤，洗涤后，在50-60℃真空干燥5-10h，得到改性聚苯乙烯。
优选的，聚苯乙烯型号为西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司提供的81409，数均分子量为70000。
优选的，所述步骤(1)中聚苯乙烯、马来酸酐和过氧化二异丙苯的质量比为1000:7-22:0.5-1.5。
优选的，所述步骤(1)中共混的温度为205-235℃，共混的时间为15-25min。
优选的，所述步骤(2)中丙酮、马来酸酐改性聚苯乙烯、2-[2-羟基-4-[3-(2-乙基己氧基)-2-羟基丙氧基]苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、高氯酸的质量比为8000-14000:1000:25-42:80-150。
优选的，所述改性聚丁二烯橡胶包括以下步骤制备而成：
步骤(1)将甲苯、纳米二氧化硅(SiO2)在20-40℃超声分散30-60min，混合均匀后，再加入γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(又名γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷)，加热回流，发生反应，反应的温度为80-120℃，反应的时间为6-12h，反应结束后，离心处理，再干燥，干燥完成后，得到环氧改性二氧化硅；
步骤(2)将体积比为1:4的乙醇和二甲苯混合均匀后，加入环氧改性二氧化硅，搅拌分散均匀后，在氮气氛围中，加入端羧基聚丁二烯液体橡胶(CTPB)，在75-85℃反应3-6h，反应完成后，加入硫酸，调节温度，在105-120℃反应2-4h，反应完成后，依次使用二甲苯、四氢呋喃、乙醇洗涤，洗涤完成后，真空干燥，真空干燥的温度为55-70℃，真空干燥的时间为6-18h，干燥完成后，得到改性聚丁二烯橡胶。
优选的，纳米二氧化硅型号为江苏天行新材料有限公司TSP-H10，平均粒径为20nm。
优选的，端羧基聚丁二烯液体橡胶型号为广东翁江化学试剂有限公司的PB98108，数均分子量为2000-3000。
优选的，端羧基聚丁二烯液体橡胶的数均分子量优选为2700。
优选的，所述步骤(1)中甲苯、纳米二氧化硅、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为1500-3500:100:120-300。
优选的，所述步骤(1)中离心机的转速为8000-12000r/min，离心的时间为4-8min。
优选的，所述步骤(1)中干燥的温度为20-40℃，干燥的时间为12-24h。
优选的，所述步骤(2)中乙醇、二甲苯、环氧改性二氧化硅、端羧基聚丁二烯液体橡胶、硫酸的质量比为250-400:1000-1600:8-15:100:2-5。
该改性高抗冲击聚苯乙烯，在合成过程中，使用γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷对纳米二氧化硅进行改性，在纳米二氧化硅表面引入环氧基团，得到环氧改性二氧化硅，在乙醇、二甲苯混合溶剂中，端羧基聚丁二烯液体橡胶上的端羧基和环氧改性二氧化硅上的环氧基团发生反应，环氧发生开环，将纳米二氧化硅接枝到聚丁二烯橡胶上，得到改性聚丁二烯橡胶，在双螺杆挤出机中，采用共混的方法，使用马来酸酐对聚苯乙烯进行改性，在聚苯乙烯上引入酸酐基团，得到马来酸酐改性聚苯乙烯，马来酸酐改性聚苯乙烯上的酸酐基团在催化剂高氯酸的作用下和2-[2-羟基-4-[3-(2-乙基己氧基)-2-羟基丙氧基]苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪上的羟基发生反应，有效的对聚苯乙烯进行了改性处理，将紫外吸收剂接枝到聚苯乙烯基体中，改性聚苯乙烯、改性聚丁二烯橡胶、消泡剂、抗氧剂通过熔融共混得到改性高抗冲击聚苯乙烯。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的2-[2-羟基-4-[3-(2-乙基己氧基)-2-羟基丙氧基]苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪的苯环上的羟基和相邻的三嗪环上的氮原子之间形成六元螯合环，受到紫外光照射时，螯合环开环，电子跃迁，吸收大量的紫外光，增强聚苯乙烯基体的抗紫外能力，2-[2-羟基-4-[3-(2-乙基己氧基)-2-羟基丙氧基]苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪上的柔性长链，能够提高基体聚苯乙烯的韧性，提高抗冲击性能。此外，螯合环开环后的羟基的存在，增加了材料的活性点位，其与改性聚丁二烯橡胶中的羧基可形成氢键，使得抗紫外吸收的同时还能够提高聚丁二烯橡胶和聚苯乙烯基体间的相容性，也可进一步提高材料在受光照时的整体的力学性能。
本发明的改性聚丁二烯橡胶上含有大量的羟基，能够和改性聚苯乙烯基体上的羧基形成氢键，有效提高聚丁二烯橡胶和聚苯乙烯基体间的相容性，形成有效的网络结构，避免混合不均匀，导致改性高抗冲击聚苯乙烯的抗冲击性能和抗老化性能受到影响，受到外力作用时，能够诱发剪切带吸收能量，提高聚苯乙烯基体的抗冲击能力和其它力学性能。
本发明使用的无机纳米粒子纳米二氧化硅具有优良的力学性能，添加到聚苯乙烯基体中，能够有效提高聚苯乙烯材料的抗冲击性，同时纳米二氧化硅对波长490nm以内的紫外线反射率能达到70％以上，添加到聚苯乙烯材料中，能够达到抗紫外线老化和热老化的目的，聚丁二烯橡胶具有较高的弹性和较低的玻璃化转变温度，适用于增韧聚苯乙烯，能够有效提高聚苯乙烯的抗冲击强度，纳米二氧化硅接枝到聚丁二烯橡胶上，避免了纳米二氧化硅的团聚，使得纳米二氧化硅能够均匀分散在聚丁二烯橡胶上，同时聚丁二烯橡胶能够作为应力集中中心，诱发大量的银纹和剪切带，避免破坏性裂纹产生。
附图说明
图1是本发明合成改性聚丁二烯橡胶的示意图。
图2是本发明合成改性聚苯乙烯的示意图。
图3是本发明各个实施例、对比例在老化前的改性高抗冲击聚苯乙烯的拉伸强度曲线图。
图4是本发明各个实施例、对比例在老化前的改性高抗冲击聚苯乙烯的抗冲击强度曲线图。
图5是本发明各个实施例、对比例在受紫外线老化后的拉伸强度曲线图。
图6是本发明各个实施例、对比例在受紫外线老化后的抗冲击强度曲线图。
图7是本发明各个实施例、对比例在受热氧老化后的拉伸强度曲线图。
图8是本发明各个实施例、对比例在受热氧老化后的抗冲击强度曲线图。
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
(1)将质量比为1000:7:0.5的聚苯乙烯、马来酸酐和过氧化二异丙苯加入到双螺杆挤出机中共混，共混的温度为205℃，共混的时间为15min，混合均匀后，挤出，造粒，得到马来酸酐改性聚苯乙烯；
(2)将质量比为1600:200:5:16的丙酮、马来酸酐改性聚苯乙烯、2-[2-羟基-4-[3-(2-乙基己氧基)-2-羟基丙氧基]苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、高氯酸搅拌混合，在70℃反应4h，反应完成后，先过滤，再使用去离子水洗涤，洗涤后，在50℃真空干燥5h，得到改性聚苯乙烯；
(3)将甲苯、纳米二氧化硅在20℃超声分散30min，混合均匀后，再加入γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，其中，加入的甲苯、纳米二氧化硅、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为1500:100:120，加热发生改性反应，反应的温度为80℃，反应的时间为6h，反应结束后，离心处理，离心机的转速为8000r/min，离心的时间为4min，再干燥，干燥的温度为20℃，干燥的时间为24h，干燥完成后，得到环氧改性二氧化硅；
(4)将乙醇和二甲苯混合均匀后，加入环氧改性二氧化硅，搅拌分散均匀后，在氮气氛围中，加入端羧基聚丁二烯液体橡胶，在75℃反应3h，反应完成后，加入硫酸(硫酸为质量分数为98％的硫酸水溶液，即硫酸在硫酸水溶液中的质量分数为98％)，其中，加入的乙醇、二甲苯、环氧改性二氧化硅、端羧基聚丁二烯液体橡胶、硫酸的质量比为250:1000:8:100:2，调节温度，在105℃反应2h，反应完成后，依次使用二甲苯、四氢呋喃、乙醇洗涤，洗涤完成后，真空干燥，真空干燥的温度为55℃，真空干燥的时间为6h，干燥完成后，得到改性聚丁二烯橡胶；
(5)将质量比为1000:10:4:1的改性聚苯乙烯、改性聚丁二烯橡胶、消泡剂聚氧丙烯甘油醚、抗氧剂1098加入到双螺杆挤出机中，先在70℃预热3min，再升高温度，进行熔融共混，熔融共混的温度为205℃，熔融共混的时间为6min，熔融共混后，挤出，冷却后，得到改性高抗冲击聚苯乙烯。
实施例2
(1)将质量比为1000:12:0.8的聚苯乙烯、马来酸酐和过氧化二异丙苯加入到双螺杆挤出机中共混，共混的温度为215℃，共混的时间为18min，混合均匀后，挤出，造粒，得到马来酸酐改性聚苯乙烯；
(2)将质量比为9000:1000:28:95的丙酮、马来酸酐改性聚苯乙烯、2-[2-羟基-4-[3-(2-乙基己氧基)-2-羟基丙氧基]苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、高氯酸搅拌混合，在75℃反应5h，反应完成后，先过滤，再使用去离子水洗涤，洗涤后，在55℃真空干燥6h，得到改性聚苯乙烯；
(3)将甲苯、纳米二氧化硅在25℃超声分散35min，混合均匀后，再加入γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，其中，加入的甲苯、纳米二氧化硅、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为2000:100:175，加热发生改性反应，反应的温度为90℃，反应的时间为8h，反应结束后，离心处理，离心机的转速为9000r/min，离心的时间为5min，再干燥，干燥的温度为35℃，干燥的时间为15h，干燥完成后，得到环氧改性二氧化硅；
(4)将乙醇和二甲苯混合均匀后，加入环氧改性二氧化硅，搅拌分散均匀后，在氮气氛围中，加入端羧基聚丁二烯液体橡胶，在80℃反应4h，反应完成后，加入硫酸(硫酸为质量分数为98％的硫酸水溶液，即硫酸在硫酸水溶液中的质量分数为98％)，其中，加入的乙醇、二甲苯、环氧改性二氧化硅、端羧基聚丁二烯液体橡胶、硫酸的质量比为300:1200:10:100:3，调节温度，在110℃反应3h，反应完成后，依次使用二甲苯、四氢呋喃、乙醇洗涤，洗涤完成后，真空干燥，真空干燥的温度为60℃，真空干燥的时间为9h，干燥完成后，得到改性聚丁二烯橡胶；
(5)将质量比为1000:15:6:3的改性聚苯乙烯、改性聚丁二烯橡胶、消泡剂二甲基硅油、抗氧剂168加入到双螺杆挤出机中，先在75℃预热4min，再升高温度，进行熔融共混，熔融共混的温度为215℃，熔融共混的时间为8min，熔融共混后，挤出，冷却后，得到改性高抗冲击聚苯乙烯。
实施例3
(1)将质量比为1000:15:1的聚苯乙烯、马来酸酐和过氧化二异丙苯加入到双螺杆挤出机中共混，共混的温度为220℃，共混的时间为20min，混合均匀后，挤出，造粒，得到马来酸酐改性聚苯乙烯；
(2)将质量比为11000:1000:34:115的丙酮、马来酸酐改性聚苯乙烯、2-[2-羟基-4-[3-(2-乙基己氧基)-2-羟基丙氧基]苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、高氯酸搅拌混合，在80℃反应6h，反应完成后，先过滤，再使用去离子水洗涤，洗涤后，在55℃真空干燥7h，得到改性聚苯乙烯；
(3)将甲苯、纳米二氧化硅在30℃超声分散40min，混合均匀后，再加入γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，其中，加入的甲苯、纳米二氧化硅、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为2500:100:220，加热发生改性反应，反应的温度为100℃，反应的时间为9h，反应结束后，离心处理，离心机的转速为10000r/min，离心的时间为6min，再干燥，干燥的温度为30℃，干燥的时间为18h，干燥完成后，得到环氧改性二氧化硅；
(4)将乙醇和二甲苯混合均匀后，加入环氧改性二氧化硅，搅拌分散均匀后，在氮气氛围中，加入端羧基聚丁二烯液体橡胶，在80℃反应5h，反应完成后，加入硫酸(硫酸为质量分数为98％的硫酸水溶液，即硫酸在硫酸水溶液中的质量分数为98％)，其中，加入的乙醇、二甲苯、环氧改性二氧化硅、端羧基聚丁二烯液体橡胶、硫酸的质量比为320:1280:12:100:3.6，调节温度，在110℃反应3h，反应完成后，依次使用二甲苯、四氢呋喃、乙醇洗涤，洗涤完成后，真空干燥，真空干燥的温度为60℃，真空干燥的时间为12h，干燥完成后，得到改性聚丁二烯橡胶；
(5)将质量比为1000:20:7:4的改性聚苯乙烯、改性聚丁二烯橡胶、消泡剂二甲基硅油、抗氧剂168加入到双螺杆挤出机中，先在80℃预热5min，再升高温度，进行熔融共混，熔融共混的温度为220℃，熔融共混的时间为10min，熔融共混后，挤出，冷却后，得到改性高抗冲击聚苯乙烯。
实施例4
(1)将质量比为1000:18:1.2的聚苯乙烯、马来酸酐和过氧化二异丙苯加入到双螺杆挤出机中共混，共混的温度为230℃，共混的时间为24min，混合均匀后，挤出，造粒，得到马来酸酐改性聚苯乙烯；
(2)将质量比为12500:1000:39:135的丙酮、马来酸酐改性聚苯乙烯、2-[2-羟基-4-[3-(2-乙基己氧基)-2-羟基丙氧基]苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、高氯酸搅拌混合，在85℃反应7h，反应完成后，先过滤，再使用去离子水洗涤，洗涤后，在55℃真空干燥8h，得到改性聚苯乙烯；
(3)将甲苯、纳米二氧化硅在35℃超声分散50min，混合均匀后，再加入γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，其中，加入的甲苯、纳米二氧化硅、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为3000:100:260，加热发生改性反应，反应的温度为110℃，反应的时间为10h，反应结束后，离心处理，离心机的转速为11000r/min，离心的时间为7min，再干燥，干燥的温度为25℃，干燥的时间为20h，干燥完成后，得到环氧改性二氧化硅；
(4)将乙醇和二甲苯混合均匀后，加入环氧改性二氧化硅，搅拌分散均匀后，在氮气氛围中，加入端羧基聚丁二烯液体橡胶，在80℃反应5h，反应完成后，加入硫酸(硫酸为质量分数为98％的硫酸水溶液，即硫酸在硫酸水溶液中的质量分数为98％)，其中，加入的乙醇、二甲苯、环氧改性二氧化硅、端羧基聚丁二烯液体橡胶、硫酸的质量比为360:1440:14:100:4.5，调节温度，在115℃反应3h，反应完成后，依次使用二甲苯、四氢呋喃、乙醇洗涤，洗涤完成后，真空干燥，真空干燥的温度为65℃，真空干燥的时间为15h，干燥完成后，得到改性聚丁二烯橡胶；
(5)将质量比为200:5:2:1的改性聚苯乙烯、改性聚丁二烯橡胶、消泡剂吐温-20、抗氧剂168加入到双螺杆挤出机中，先在85℃预热6min，再升高温度，进行熔融共混，熔融共混的温度为230℃，熔融共混的时间为12min，熔融共混后，挤出，冷却后，得到改性高抗冲击聚苯乙烯。
实施例5
(1)将质量比为1000:22:1.5的聚苯乙烯、马来酸酐和过氧化二异丙苯加入到双螺杆挤出机中共混，共混的温度为235℃，共混的时间为25min，混合均匀后，挤出，造粒，得到马来酸酐改性聚苯乙烯；
(2)将质量比为7000:500:21:75的丙酮、马来酸酐改性聚苯乙烯、2-[2-羟基-4-[3-(2-乙基己氧基)-2-羟基丙氧基]苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、高氯酸搅拌混合，在90℃反应8h，反应完成后，先过滤，再使用去离子水洗涤，洗涤后，在60℃真空干燥10h，得到改性聚苯乙烯；
(3)将甲苯、纳米二氧化硅在40℃超声分散60min，混合均匀后，再加入γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，其中，加入的甲苯、纳米二氧化硅、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为3500:100:300，加热发生改性反应，反应的温度为120℃，反应的时间为12h，反应结束后，离心处理，离心机的转速为12000r/min，离心的时间为8min，再干燥，干燥的温度为40℃，干燥的时间为12h，干燥完成后，得到环氧改性二氧化硅；
(4)将乙醇和二甲苯混合均匀后，加入环氧改性二氧化硅，搅拌分散均匀后，在氮气氛围中，加入端羧基聚丁二烯液体橡胶，在85℃反应6h，反应完成后，加入硫酸(硫酸为质量分数为98％的硫酸水溶液，即硫酸在硫酸水溶液中的质量分数为98％)，其中，加入的乙醇、二甲苯、环氧改性二氧化硅、端羧基聚丁二烯液体橡胶、硫酸的质量比为400:1600:15:100:5，调节温度，在120℃反应4h，反应完成后，依次使用二甲苯、四氢呋喃、乙醇洗涤，洗涤完成后，真空干燥，真空干燥的温度为70℃，真空干燥的时间为18h，干燥完成后，得到改性聚丁二烯橡胶；
(5)将质量比为500:15:6:3的改性聚苯乙烯、改性聚丁二烯橡胶、消泡剂吐温-80、抗氧剂1010加入到双螺杆挤出机中，先在90℃预热7min，再升高温度，进行熔融共混，熔融共混的温度为235℃，熔融共混的时间为15min，熔融共混后，挤出，冷却后，得到改性高抗冲击聚苯乙烯。
进一步的，本实施例1-5以及以下各个对比例中涉及到的纳米二氧化硅其平均粒径为20nm；端羧基聚丁二烯液体橡胶的数均分子量为2700；聚苯乙烯的数均分子量为70000。
对比例1
(1)将质量比为1000:18:1.2的聚苯乙烯、马来酸酐和过氧化二异丙苯加入到双螺杆挤出机中共混，共混的温度为230℃，共混的时间为24min，混合均匀后，挤出，造粒，得到马来酸酐改性聚苯乙烯；
(2)将质量比为12500:1000:39:135的丙酮、马来酸酐改性聚苯乙烯、2-[2-羟基-4-[3-(2-乙基己氧基)-2-羟基丙氧基]苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、高氯酸搅拌混合，在85℃反应7h，反应完成后，先过滤，再使用去离子水洗涤，洗涤后，在55℃真空干燥8h，得到改性聚苯乙烯；
(3)将质量比为200:0.4:5:2:1的改性聚苯乙烯、纳米二氧化硅、聚丁二烯橡胶、消泡剂吐温-20、抗氧剂168加入到双螺杆挤出机中，先在85℃预热6min，再升高温度，进行熔融共混，熔融共混的温度为230℃，熔融共混的时间为12min，熔融共混后，挤出，冷却后，得到改性高抗冲击聚苯乙烯。
对比例2
(1)将甲苯、纳米二氧化硅在35℃超声分散50min，混合均匀后，再加入γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，其中，加入的甲苯、纳米二氧化硅、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为3000:100:260，加热发生改性反应，反应的温度为110℃，反应的时间为10h，反应结束后，离心处理，离心机的转速为11000r/min，离心的时间为7min，再干燥，干燥的温度为25℃，干燥的时间为20h，干燥完成后，得到环氧改性二氧化硅；
(2)将乙醇和二甲苯混合均匀后，加入环氧改性二氧化硅，搅拌分散均匀后，在氮气氛围中，加入端羧基聚丁二烯液体橡胶，在80℃反应5h，反应完成后，加入硫酸(硫酸为质量分数为98％的硫酸水溶液，即硫酸在硫酸水溶液中的质量分数为98％)，其中，加入的乙醇、二甲苯、环氧改性二氧化硅、端羧基聚丁二烯液体橡胶、硫酸的质量比为360:1440:14:100:4.5，调节温度，在115℃反应3h，反应完成后，依次使用二甲苯、四氢呋喃、乙醇洗涤，洗涤完成后，真空干燥，真空干燥的温度为65℃，真空干燥的时间为15h，干燥完成后，得到改性聚丁二烯橡胶；
(3)将质量比为9:200:5:2:1的2-[2-羟基-4-[3-(2-乙基己氧基)-2-羟基丙氧基]苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、聚苯乙烯、改性聚丁二烯橡胶、消泡剂吐温-20、抗氧剂168加入到双螺杆挤出机中，先在85℃预热6min，再升高温度，进行熔融共混，熔融共混的温度为230℃，熔融共混的时间为12min，熔融共混后，挤出，冷却后，得到改性高抗冲击聚苯乙烯。
对实施例和对比例中制备得到的改性高抗冲击聚苯乙烯材料进行老化前后抗冲击性能和拉伸性能的力学测试，使用BJDW万能试验机测试其拉伸强度，拉伸性能测试的国家标准为GB/T1040-2006，使用XCJD摆锤冲击实验机测试其抗冲击强度，抗冲击强度测试的国家标准为GB/T1843-2008，将样品分别置于紫外老化试验箱和热老化试验箱中进行10天的老化处理，紫外老化使用氙灯，功率为35W，热老化试验的温度为50℃，处理完成后取出样品，进行相同的抗冲击性能和拉伸性能的力学测试，记录相应的数据，每组分别测试三次，取平均值。
表1力学性能测试
上述结果表明，改性高抗冲击聚苯乙烯具有优良的抗冲击性能和抗老化能力，将改性后的橡胶作为弹性体加入到改性后的聚苯乙烯基体中，能够提高聚苯乙烯基体的抗热氧化能力和抗冲击能力，对比例2中制备了改性聚丁二烯橡胶，其老化处理前以及热氧老化处理后的拉伸强度和抗冲击强度明显高于对比例1中未添加改性聚丁二烯橡胶的样品，2-[2-羟基-4-[3-(2-乙基己氧基)-2-羟基丙氧基]苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪能够提高聚苯乙烯基体的抗紫外老化性能，对比例1中的样品中添加了改性聚苯乙烯，经过紫外老化处理后，其拉伸性能和抗冲击性能大大高于对比例2的样品，本发明的改性高抗冲击聚苯乙烯中改性后的聚丁二烯橡胶上的基团和改性后的聚苯乙烯基体上的基团间产生氢键作用，提高了二者之间的相容性，提高了拉伸性能和抗冲击能力，同时受到紫外光照射时，螯合环开环，生成的羟基和聚丁二烯橡胶上的羧基可产生氢键，能够有效改善力学性能。实施例中样品的拉伸性能和抗冲击强度在老化前和老化后均远优于对比例，得到的改性高抗冲击聚苯乙烯在老化处理前，拉伸强度可达到68.0MPa，抗冲击强度为18.0KJ/m2，经过紫外老化处理后，拉伸强度仍有61.3MPa，抗冲击强度为15.3KJ/m2，经过热氧老化处理后，拉伸强度仍有59.0MPa，抗冲击强度为14.5KJ/m2。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种制备改性高抗冲击聚苯乙烯的方法，其特征在于：包括以下步骤制备而成：
步骤一、将聚苯乙烯、马来酸酐和过氧化二异丙苯共混，挤出，造粒，得到马来酸酐改性聚苯乙烯；将丙酮、马来酸酐改性聚苯乙烯、2-[2-羟基-4-[3-(2-乙基己氧基)-2-羟基丙氧基]苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、高氯酸搅拌混合，反应完成后，过滤，洗涤，干燥，得到改性聚苯乙烯；
将甲苯、纳米二氧化硅分散、混合后，再加入γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，反应后，离心，干燥，得到环氧改性二氧化硅；将乙醇和二甲苯混合后，加入环氧改性二氧化硅，搅拌分散后，在氮气氛围中，加入端羧基聚丁二烯液体橡胶，反应后，加入硫酸，再反应后，洗涤，干燥，得到改性聚丁二烯橡胶；
步骤二、将改性聚苯乙烯、改性聚丁二烯橡胶、消泡剂、抗氧剂加热熔融，进行熔融共混，熔融共混后，挤出，冷却后，得到改性高抗冲击聚苯乙烯；
所述步骤一中改性聚苯乙烯制备过程中，聚苯乙烯、马来酸酐和过氧化二异丙苯的质量比为1000:7-22:0.5-1.5；
所述步骤一中改性聚苯乙烯制备过程中，丙酮、马来酸酐改性聚苯乙烯、2-[2-羟基-4-[3-(2-乙基己氧基)-2-羟基丙氧基]苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、高氯酸的质量比为8000-14000:1000:25-42:80-150；
所述步骤一中改性聚丁二烯橡胶制备过程中，乙醇、二甲苯、环氧改性二氧化硅、端羧基聚丁二烯液体橡胶、硫酸的质量比为250-400:1000-1600:8-15:100:2-5；
所述步骤二中改性聚苯乙烯、改性聚丁二烯橡胶、消泡剂、抗氧剂的质量比为1000:10-30:4-12:1-6。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述消泡剂包括聚氧丙烯甘油醚、二甲基硅油、吐温-20、吐温-80中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述抗氧剂包括抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂1010中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述熔融共混的温度为205-235℃，熔融共混的时间为6-15min。
5.一种采用权利要求1-4任一项所述的方法制得的改性高抗冲击聚苯乙烯，其特征在于：包括改性聚苯乙烯、改性聚丁二烯橡胶、消泡剂、抗氧剂制备而成。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1422291A (zh) * 2000-04-07 2003-06-04 纳幕尔杜邦公司 微粒凝胶合成方法和由它生产的产品
KR20140080442A (ko) * 2012-12-20 2014-06-30 애쿠쉬네트캄파니 제로 구배 중심 및 양성 구배 외부 코어 층을 포함하는 이중-코어
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1422291A (zh) * 2000-04-07 2003-06-04 纳幕尔杜邦公司 微粒凝胶合成方法和由它生产的产品
KR20140080442A (ko) * 2012-12-20 2014-06-30 애쿠쉬네트캄파니 제로 구배 중심 및 양성 구배 외부 코어 층을 포함하는 이중-코어
CN113717521A (zh) * 2021-09-28 2021-11-30 深圳市集佳纸品包装有限公司 一种抗紫外老化的氧化锌改性高强度尼龙扎带及制法
CN114350099A (zh) * 2021-11-30 2022-04-15 徐州宸石材料科技有限公司 一种SiO2改性聚苯乙烯高抗冲塑料包装盒及其制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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