[发明专利]一种纳米材料改性的阻燃增韧再生聚苯乙烯复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米材料改性的阻燃增韧再生聚苯乙烯复合材料，其特征在于：所述纳米材料改性的阻燃增韧再生聚苯乙烯复合材料包括再生聚苯乙烯粒子和纳米材料，所述纳米材料为吸附石墨烯的凹凸棒土，所述再生聚苯乙烯粒子的原料为废旧聚苯乙烯发泡材料经等离子活化处理后经柠檬烯蒸汽处理得到；

所述纳米材料改性的阻燃增韧再生聚苯乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将废旧聚苯乙烯发泡材料去除表面的杂质后，切碎至聚苯乙烯颗粒的粒径至0.2-0.5cm³，转移置于密封环境中，接通等离子体电源，产生等离子体处理，得到等离子体预处理的废旧聚苯乙烯发泡材料；

(2)将步骤(1)制备的等离子体预处理的废旧聚苯乙烯发泡材料置于蒸汽室中，在室温下，通入含助剂的柠檬烯蒸汽，得到透明聚苯乙烯溶体，再将透明聚苯乙烯溶体经浓硫酸改性，得到磺化再生聚苯乙烯粒子；

(3)将步骤(2)制备的磺化再生聚苯乙烯粒子加入到含纳米材料的氯化钙水溶液中，滴加苯乙烯单体，搅拌均匀，再加入引发剂，加热至130-140℃搅拌，取出，烘干，得到纳米材料改性的阻燃增韧再生聚苯乙烯复合材料。

2.根据权利要求1所述的纳米材料改性的阻燃增韧再生聚苯乙烯复合材料，其特征在于，所述再生聚苯乙烯粒子还经过浓硫酸磺化预处理。

3.一种纳米材料改性的阻燃增韧再生聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将废旧聚苯乙烯发泡材料去除表面的杂质后，切碎至聚苯乙烯颗粒的粒径至0.2-0.5cm³，转移置于密封环境中，接通等离子体电源，产生等离子体处理，得到等离子体预处理的废旧聚苯乙烯发泡材料；

(2)将步骤(1)制备的等离子体预处理的废旧聚苯乙烯发泡材料置于蒸汽室中，在室温下，通入含助剂的柠檬烯蒸汽，得到透明聚苯乙烯溶体，再将透明聚苯乙烯溶体经浓硫酸改性，得到磺化再生聚苯乙烯粒子；

(3)将步骤(2)制备的磺化再生聚苯乙烯粒子加入到含纳米材料的氯化钙水溶液中，滴加苯乙烯单体，搅拌均匀，再加入引发剂，加热至130-140℃搅拌，取出，烘干，得到纳米材料改性的阻燃增韧再生聚苯乙烯复合材料；

所述步骤(3)中，含纳米材料的氯化钙水溶液中纳米材料为吸附石墨烯的凹凸棒土，纳米材料的质量分数为5-10％，氯化钙的质量分数为30-40％。

4.根据权利要求3所述的纳米材料改性的阻燃增韧再生聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，密封环境的湿度为15-20％，温度为25-30℃。

5.根据权利要求3所述的纳米材料改性的阻燃增韧再生聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，等离子体电源的电压为4800-6000V，等离子体处理的时间为1-5min。

6.根据权利要求3所述的纳米材料改性的阻燃增韧再生聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，含助剂的柠檬烯蒸汽中柠檬烯的质量分数为15-20％，助剂为聚乙烯醇。

7.根据权利要求3所述的纳米材料改性的阻燃增韧再生聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，蒸汽处理的时间为10-30min。

8.根据权利要求3所述的纳米材料改性的阻燃增韧再生聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，凹凸棒土的表面经十六烷基三甲基溴化铵改性处理。

9.根据权利要求3所述的纳米材料改性的阻燃增韧再生聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，磺化再生聚苯乙烯粒子与苯乙烯单体的质量比为100:5-10。