[发明专利]一种碳化硅增强改性再生聚苯乙烯纳米复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种碳化硅增强改性再生聚苯乙烯纳米复合材料及其制备方法和应用，属于再生聚苯乙烯复合材料技术领域。复合材料包括回收聚苯乙烯为基材，分散在基材中的助剂，以及提高基材力学性能的辅料；助剂为改性的无机纳米粒子；辅料为GPPS新料、增韧剂、交联剂、抗氧剂和引发剂。制备方法为：将回收聚苯乙烯清洗和干燥，然后与助剂和辅料进行混合，加入到开炼机中混炼，破碎，注塑成型，即可。本发明的改性再生聚苯乙烯纳米复合材料相比于回收聚苯乙烯料的弯曲强度，拉伸强度，冲击强度和断裂伸长率均有提升，从而使得制得的改性再生聚苯乙烯纳米复合材料具有广泛的应用价值，可以用于包装、生活日用品、建筑、电子、家电等领域的应用。

技术领域

本发明属于再生聚苯乙烯复合材料技术领域，具体涉及一种碳化硅增强改性再生聚苯乙烯纳米复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚苯乙烯是苯乙烯单体自由基缩聚反应合成，工业类型主要有高抗冲聚苯乙烯HIPS(High impact polystyrene)、通用聚苯乙烯GPPS(general purpose polystyrene)和间规聚苯乙烯SPS(Syndiotactic polystyrene)。通用型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，如质地透明、刚性大、玻璃化转变温度高、脆性等。间规聚苯乙烯为间同结构，采用茂金属催化剂生产，是近年来发展的聚苯乙烯新品种，产品韧性、光泽度、强度均兼顾，属于工程塑料。

2017年联合国网站发布《2017年全球电子废物检测报告》，报告阐述了2016年全球产生了4470万吨电子垃圾(电脑、电视机、空调、冰箱等)。预计2021年将上升到5220万吨。在废旧家电中高分子材料占质量的40％，其中PS、ABS、PP占主要部分。为了减少填埋和焚烧造成的资源浪费和二次污染，对回收高分子材料资源化处理再生利用，主要途径是：直接再生、改性再生、气化、油化。由于高分子在使用中长期氧化和紫外线辐射造成分子链断裂，直接再生产品力学性能较低。高分子材料气化、油化以高温回收单体、燃油等链段分子为主，对设备、工艺要求极高。因此，我们急需一种高效环保符合可持续发展观的方法来治理和回收聚苯乙烯材料。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种碳化硅增强改性再生聚苯乙烯纳米复合材料及其制备方法和应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种碳化硅增强改性再生聚苯乙烯纳米复合材料，包括以回收聚苯乙烯为基材，均匀分散在基材中的改性助剂，以及提高基材力学性能的辅料；

所述基材，改性助剂和辅料的重量比为70～80:4～16:15.1；

所述复合材料的抗冲击强度大于3kJ/m²，弯曲强度大于52MPa，拉伸强度大于26MPa，断裂伸长率大于3％；

所述改性助剂为改性的无机纳米粒子；

所述辅料为通用级聚苯乙烯(GPPS)新料、增韧剂、交联剂、抗氧剂和引发剂。

优选的，所述回收聚苯乙烯为回收的高抗冲聚苯乙烯。

其中，回收的高抗冲聚苯乙烯为电视机外壳HIPS，经过长期使用后，分子链不同程度的断裂，且在紫外线照射下变老化，使得回收聚苯乙烯硬而脆，且冲击性能差，韧性低。因此，加入增韧剂以提高回收聚苯乙烯的抗冲击性能。

优选的，所述改性的无机纳米粒子为改性碳纤维、改性纳米二氧化硅和改性滑石粉。

优选的，所述回收聚苯乙烯、改性纳米碳纤维、改性纳米二氧化硅、改性滑石粉、通用级聚苯乙烯新料、增韧剂、交联剂、抗氧剂和引发剂的重量比为70～80:2～6:0.5～2.5:1.5～7.5:5:8:1:0.1:1。