[发明专利]一种石墨烯改性的硬质泡沫塑料及其制备方法

说明书

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。

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；