[发明专利]一种含石墨烯的导静电聚苯乙烯发泡材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚苯乙烯发泡材料及其制备方法，特别涉及了一种具有防静电功能的聚苯乙烯发泡材料及其制备方法，属于高分子聚合物领域。

背景技术

在EPS实际使用的时候，对于高精电子产品，特别是针对现代电器，大规模集成块结构元件的包装使用时，为了避免对包装物产生静电危害，其表面需具备一定的抗静电能力。传统改善泡沫塑料抗静电性能的方法是在体系中加入抗静电剂，在使用过程中抗静电剂会从基体内部逐渐向外迁移，从而改善泡沫塑料的抗静电性能，但随着使用时间的增加，抗静电剂逐渐损耗，抗静电性能变差甚至消失，所以这种方法制备的材料抗静电稳定性很差。另外一种制备抗静电发泡材料的方法是在泡沫板表面涂覆一层导静电涂层，此种方法需要二次加工，工艺复杂。

CN101891852A公开了一种《聚苯乙烯/膨胀石墨复合发泡材料的制备》，苯乙烯90-110份、200-500目膨胀石墨5-10份、纳米氢氧化铝4-6份、偶联剂0.3-0.5份、过氧化二苯甲酰0.1-1份、过氧化二异丙苯0.1-0.5份、聚乙烯醇0.1-0.3份、磷酸三钙1-2份、白油0.3-0.8份、聚乙烯蜡0.3-0.8份、硬脂酸0.1-0.3份、戊烷9-11份。制备上述阻燃型可发泡性聚苯乙烯颗粒的方法，包括以下步骤：(1)在90-110份的苯乙烯单体中添加0.3-0.8份白油、0.3-0.8份聚乙烯蜡、5-10份膨胀石墨和4-6份纳米氢氧化铝、0.8-1.2份偶联剂，搅拌至均匀；(2)之后，加入0.1-1份的过氧化二苯甲酰和0.1-5份过氧化二异丙苯引发剂，均匀搅拌后，升温至85℃进行预聚，得到苯乙烯/膨胀石墨预聚体，待用；(3)在反应釜内加入90-110份的去离子水；(4)在均匀搅拌的同时，依次加入0.1-0.3份聚乙烯醇、1-2份三磷酸钙，继续搅拌3-8分钟；(5)之后，将步骤(1)得到的预聚体加入到上述的水相中，在400-500转/分转速下搅拌；(6)之后，体系升温至90℃时，恒温保持4-6小时，使物料形成具有一定大小分布的颗粒；(7)之后，加入戊烷，并继续对反应体系加温。当反应釜内压力达到0.9-1MPa时，保持0.5-2小时。然后，让其自然冷却至常温；(8)最后，滤去水分，得到阻燃型可发泡性聚苯乙烯复合粒子。该项专利技术所用的石墨粒径较大(30-75um)，不容易包裹在苯乙烯悬浮颗粒中，另外，在低的热导率前提下，机械性能不能保证。并且，工艺非常复杂，成本高，很难真正的产业化应用。

在此基础上，自石墨烯诞生以来，人们便开始研究用石墨烯代替石墨。石墨烯作为一种新的纳米材料，自被发现以来就以优异的光学性能、热学性能、力学性能、磁学性能以及良好的化学稳定性得到广泛地研究。理论上讲，石墨烯是聚合物复合材料理想的增强和功能材料。但是，在实际的研究进展中，却屡屡碰壁。虽然石墨烯拥有单层、导电等优异的性能，但其本身也存在着固有的缺点，使其在应用过程中，很难与其它物质结合，不容易分散，阻碍了其性能的发挥。

迄今为止，复合有石墨烯的EPS材料技术中最先近的是CN105732860A公开了的一种《可膨胀少层石墨烯的可发泡性聚苯乙烯珠粒及制备方法》。其采用电化学的方法对石墨进行电化学插层，对其进行超声震荡，之后再对其进行二次插层、水洗、干燥得到可膨胀少层石墨烯。该技术中，石墨烯制备工艺较复杂，添加量较多(3.5wt％-5.5wt％)，成本高，并且在苯乙烯中的分散性不佳，改善效果不甚理想。

另外，石墨烯密度较小，在使用过程中易对人体造成粉尘危害，同时石墨烯上的一些微量元素对苯乙烯的聚合具有一定的阻聚作用，在传统发泡工艺条件下，碳材料(包括炭黑、石墨、碳纳米管)的加入极易造成泡粒的穿孔。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术缺陷，提供一种品质佳且具有抗静电功能的含石墨烯的导静电聚苯乙烯发泡材料；

本发明的另一目的是提供上述材料的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：

一种含石墨烯的导静电聚苯乙烯发泡材料，所含石墨烯的量占聚合前苯乙烯单体及石墨烯的总重量的0.4wt％-1wt％。

优选地，所含石墨烯的量占聚合前苯乙烯单体及石墨烯的总重量的0.6％。

优选地，所述石墨烯的BET值为320-480，优选380。

优选地，所述石墨烯的尺寸要求为D₁₀<1um、D₅₀<3um、D₉₀<6um、D99<9um。