[发明专利]一种增韧聚苯乙烯材料及其制备方法

权利要求书

1.一种增韧聚苯乙烯材料，其特征在于，以重量份计，包括如下组分的制备原料：聚苯乙烯泡沫颗粒10-20份，水泥200-300份，水100-150份，粉煤灰15-20份，高岭土10-20份，表面活性剂2-4份，疏水剂3-8份，二氧化碳5-10份以及有机改性氧化石墨烯3-8份。

2.根据权利要求1所述的增韧聚苯乙烯材料，其特征在于，所述有机改性氧化石墨烯的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备乙二胺改性氧化石墨烯：将氧化石墨烯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，超声后机械搅拌均匀，然后再加入乙二胺，混合均匀后进行搅拌回流反应，待反应结束后，将反应产物进行洗涤、干燥，即得到乙二胺改性氧化石墨烯；

(2)制备三聚氯氰改性氧化石墨烯：将乙二胺改性氧化石墨烯加入到氢氧化钠溶液中，混合均匀，然后加入三聚氯氰进行低温反应，待反应结束后，即得到三聚氯氰改性氧化石墨烯；

(3)制备对苯硫酚三聚氯氰改性氧化石墨烯：将三聚氯氰改性氧化石墨烯加入到丙酮溶剂中，混合均匀，然后再加入4-羟基苯硫酚和氢氧化钠，在氮气气氛下进行水浴反应，待反应结束后，将反应产物进行洗涤、重结晶、干燥，即得到对苯硫酚三聚氯氰改性氧化石墨烯；

(4)制备有机改性氧化石墨烯：将对苯硫酚三聚氯氰改性氧化石墨烯加入到四氢呋喃溶剂中，混合均匀，然后在氮气气氛下，再加入2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯和光引发剂苯偶酰双甲醚，在200-300W的紫外光照射下进行点击化反应，待反应结束后，将反应产物进行离心、洗涤、干燥，即得到有机改性氧化石墨烯。

3.根据权利要求2所述的增韧聚苯乙烯材料，其特征在于，步骤(1)中，乙二胺和氧化石墨烯的体积质量比为30-50mL:2-4g，回流反应温度为50-80℃，回流反应时间为6-8h。

4.根据权利要求2所述的增韧聚苯乙烯材料，其特征在于，步骤(2)中，乙二胺改性氧化石墨烯、三聚氯氰和氢氧化钠溶液的质量比为10:12-14:80-120，所述氢氧化钠溶液的质量分数为10-15％，低温反应温度为-5～-3℃，低温反应时间为12-16h。

5.根据权利要求2所述的增韧聚苯乙烯材料，其特征在于，步骤(3)中，三聚氯氰改性氧化石墨烯、4-羟基苯硫酚和氢氧化钠的质量比为10:16-20:3-5。

6.根据权利要求2所述的增韧聚苯乙烯材料，其特征在于，步骤(3)中，水浴反应条件为：先在25-40℃下反应12h，然后升温至85-95℃，继续反应12h。

7.根据权利要求2所述的增韧聚苯乙烯材料，其特征在于，步骤(4)中，2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯、对苯硫酚三聚氯氰改性氧化石墨烯和苯偶酰双甲醚的质量比为100:40-60:0.5-1，点击化反应温度为50-70℃，点击化反应时间为2-6h。

8.一种如权利要求1-7任一项所述增韧聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚苯乙烯泡沫颗粒、水泥、粉煤灰和高岭土加入到水中，搅拌混合均匀，然后再加入疏水剂、表面活性剂和有机改性氧化石墨烯，搅拌混合均匀，得到混合物，将混合物倒入密闭的模具中，排空模具中的空气，然后通入二氧化碳，30min后通过液压机上压成型，脱模后即得到增韧聚苯乙烯材料。

9.根据权利要求8所述的增韧聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠，所述疏水剂为改性聚甲基丙烯酸甲酯。

10.根据权利要求8所述的增韧聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于，所述粉煤灰的粒径为100-200μm。