CN114316457A - 一种高强度抗冲击聚苯乙烯片材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度抗冲击聚苯乙烯片材及其制备方法，其中，高强度抗冲击聚苯乙烯片材按重量份数包括聚苯乙烯50‑60份、增强纤维12‑18份、碳酸钙晶须5‑10份、增韧剂3‑8份、增塑剂3‑10份、热稳定剂0.5‑3份、抗静电剂0.5‑2份和抗氧剂1‑3份。本发明通过在材料中加入了增强纤维和碳酸钙晶须，可以提升聚苯乙烯片材的抗冲击性能，同时通过加入增韧剂和增塑剂，亦可以增强产品的抗冲击性能。

Description

一种高强度抗冲击聚苯乙烯片材及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚苯乙烯片材加工技术领域，尤其涉及一种高强度抗冲击聚苯乙烯片材及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯片材是近年来发展起来的一种新型绿色材料，相较于聚乙烯、聚氯乙烯材料等，它具有强度高、刚度大、无毒性、易降解、易着色、有良好的光泽度和透明度、加工方便等优点，被广泛应用于生产包装容器、日用品及电器/电子等领域。

传统的聚苯乙烯材料存在许多不足之处，如脆性、冲击强度低、易出现开裂等缺点。因此，亟需对材料的抗冲击性能进行改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度抗冲击聚苯乙烯片材及其制备方法，以解决上述背景技术中所提出的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高强度抗冲击聚苯乙烯片材，按重量份数包括如下组分，聚苯乙烯50-60份、增强纤维12-18份、碳酸钙晶须5-10份、增韧剂3-8份、增塑剂3-10份、热稳定剂0.5-3份、抗静电剂0.5-2份和抗氧剂1-3份。

作为进一步的优化，所述增强纤维为玻璃纤维或碳纤维。

作为进一步的优化，所述碳酸钙晶须的长径比为22-25。

作为进一步的优化，所述增韧剂为ABS或SBS。

作为进一步的优化，所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二甲酯中的一种或多种。

作为进一步的优化，所述热稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钠和硬脂酸钡中的一种或多种。

作为进一步的优化，所述抗静电剂为双(β-羟乙基)硬脂胺或双(β-羟乙基)椰油胺。

作为进一步的优化，所述抗氧剂为抗氧剂168或抗氧剂1010。

本发明还提供了一种高强度抗冲击聚苯乙烯片材的制备方法，具体包括如下步骤，

S1)准确称量各组分；

S2)将聚苯乙烯、增强纤维、碳酸钙晶须、增韧剂、增塑剂、热稳定剂、抗静电剂和抗氧剂送入挤出机，通过挤出机熔融、挤出；

S3)将挤出物铸成厚片，在纵拉伸机上进行预热，进行纵向拉伸和定型；然后在横拉伸机上进行预热，进行横向拉伸和定型；

S4)对薄片进行修边和测厚；

S5)经时效处理后分切，即制得高强度抗冲击聚苯乙烯片材。

作为进一步的优化，S2中熔融温度为200-250℃；S3中纵向拉伸的预热温度为75-100℃；S3中横向拉伸的预热温度为120-150℃。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1.通过在材料中加入了补强材料(增强纤维和碳酸钙晶须)，可以提升聚苯乙烯片材的抗冲击性能；

2.通过加入增韧剂和增塑剂，可以增强产品的抗冲击性能。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

一种高强度抗冲击聚苯乙烯片材，按重量份数包括聚苯乙烯55份、玻璃纤维16份、碳酸钙晶须8份、增韧剂ABS 3份、邻苯二甲酸二乙酯7份、硬脂酸钙2份、双(β-羟乙基)硬脂胺1份和抗氧剂1681份。

其制备方法为：S1)准确称量各组分；S2)将聚苯乙烯、玻璃纤维、碳酸钙晶须、增韧剂ABS、邻苯二甲酸二乙酯、硬脂酸钙、双(β-羟乙基)硬脂胺和抗氧剂168送入挤出机，通过挤出机熔融、挤出，熔融温度为200℃；S3)将挤出物铸成厚片，在纵拉伸机上进行预热，进行纵向拉伸和定型，预热温度为90℃；然后在横拉伸机上进行预热，进行横向拉伸和定型，预热温度为120℃；S4)对薄片进行修边和测厚；S5)经时效处理后分切，即制得高强度抗冲击聚苯乙烯片材。

实施例2

一种高强度抗冲击聚苯乙烯片材，按重量份数包括聚苯乙烯52份、玻璃纤维13份、碳酸钙晶须6份、增韧剂ABS 8份、邻苯二甲酸二丁酯9份、硬脂酸钠3份、双(β-羟乙基)椰油胺1份和抗氧剂10102份。

其制备方法为：S1)准确称量各组分；S2)将聚苯乙烯、玻璃纤维、碳酸钙晶须、增韧剂ABS、邻苯二甲酸二丁酯、硬脂酸钠、双(β-羟乙基)椰油胺和抗氧剂1010送入挤出机，通过挤出机熔融、挤出，熔融温度为220℃；S3)将挤出物铸成厚片，在纵拉伸机上进行预热，进行纵向拉伸和定型，预热温度为100℃；然后在横拉伸机上进行预热，进行横向拉伸和定型，预热温度为130℃；S4)对薄片进行修边和测厚；S5)经时效处理后分切，即制得高强度抗冲击聚苯乙烯片材。

实施例3

一种高强度抗冲击聚苯乙烯片材，按重量份数包括聚苯乙烯58份、碳纤维15份、碳酸钙晶须10份、增韧剂SBS 5份、邻苯二甲酸二甲酯6份、硬脂酸锌0.5份、双(β-羟乙基)椰油胺2份和抗氧剂1682份。

其制备方法为：S1)准确称量各组分；S2)将聚苯乙烯、碳纤维、碳酸钙晶须、增韧剂SBS、邻苯二甲酸二甲酯、硬脂酸锌、双(β-羟乙基)椰油胺和抗氧剂168送入挤出机，通过挤出机熔融、挤出，熔融温度为210℃；S3)将挤出物铸成厚片，在纵拉伸机上进行预热，进行纵向拉伸和定型，预热温度为85℃；然后在横拉伸机上进行预热，进行横向拉伸和定型，预热温度为130℃；S4)对薄片进行修边和测厚；S5)经时效处理后分切，即制得高强度抗冲击聚苯乙烯片材。

实施例4

一种高强度抗冲击聚苯乙烯片材，按重量份数包括聚苯乙烯53份、玻璃纤维12份、碳酸钙晶须7份、增韧剂SBS 6份、邻苯二甲酸二甲酯8份、硬脂酸钙1.5份、双(β-羟乙基)椰油胺2份和抗氧剂1010 1份。

其制备方法为：S1)准确称量各组分；S2)将聚苯乙烯、玻璃纤维、碳酸钙晶须、增韧剂SBS、邻苯二甲酸二甲酯、硬脂酸钙、双(β-羟乙基)椰油胺和抗氧剂1010送入挤出机，通过挤出机熔融、挤出，熔融温度为240℃；S3)将挤出物铸成厚片，在纵拉伸机上进行预热，进行纵向拉伸和定型，预热温度为100℃；然后在横拉伸机上进行预热，进行横向拉伸和定型，预热温度为130℃；S4)对薄片进行修边和测厚；S5)经时效处理后分切，即制得高强度抗冲击聚苯乙烯片材。

实施例5

一种高强度抗冲击聚苯乙烯片材，按重量份数包括聚苯乙烯57份、碳纤维16份、碳酸钙晶须6份、增韧剂SBS 5份、邻苯二甲酸二丁酯6份、硬脂酸钡1份、双(β-羟乙基)硬脂胺1份和抗氧剂10102.5份。

其制备方法为：S1)准确称量各组分；S2)将聚苯乙烯、碳纤维、碳酸钙晶须、增韧剂SBS、邻苯二甲酸二丁酯、硬脂酸钡、双(β-羟乙基)硬脂胺和抗氧剂1010送入挤出机，通过挤出机熔融、挤出，熔融温度为230℃；S3)将挤出物铸成厚片，在纵拉伸机上进行预热，进行纵向拉伸和定型，预热温度为90℃；然后在横拉伸机上进行预热，进行横向拉伸和定型，预热温度为140℃；S4)对薄片进行修边和测厚；S5)经时效处理后分切，即制得高强度抗冲击聚苯乙烯片材。

对比例1

一种聚苯乙烯片材，按重量份数包括聚苯乙烯60份、玻璃纤维18份、碳酸钙晶须10份、硬脂酸钙2.5份、双(β-羟乙基)椰油胺1份和抗氧剂168 2份。

其制备方法为：S1)准确称量各组分；S2)将聚苯乙烯、玻璃纤维、碳酸钙晶须、硬脂酸钙、双(β-羟乙基)椰油胺和抗氧剂168送入挤出机，通过挤出机熔融、挤出，熔融温度为210℃；S3)将挤出物铸成厚片，在纵拉伸机上进行预热，进行纵向拉伸和定型，预热温度为80℃；然后在横拉伸机上进行预热，进行横向拉伸和定型，预热温度为125℃；S4)对薄片进行修边和测厚；S5)经时效处理后分切，即制得高强度抗冲击聚苯乙烯片材。

对比例2

一种聚苯乙烯片材，按重量份数包括聚苯乙烯60份、增韧剂ABS8份、邻苯二甲酸二乙酯10份、硬脂酸钙2份、双(β-羟乙基)椰油胺1份和抗氧剂168 2份。

其制备方法为：S1)准确称量各组分；S2)将聚苯乙烯、增韧剂ABS、邻苯二甲酸二乙酯、硬脂酸钙、双(β-羟乙基)椰油胺和抗氧剂168送入挤出机，通过挤出机熔融、挤出，熔融温度为240℃；S3)将挤出物铸成厚片，在纵拉伸机上进行预热，进行纵向拉伸和定型，预热温度为80℃；然后在横拉伸机上进行预热，进行横向拉伸和定型，预热温度为130℃；S4)对薄片进行修边和测厚；S5)经时效处理后分切，即制得高强度抗冲击聚苯乙烯片材。

对比例3

常规聚苯乙烯片材：无添加增强纤维、碳酸钙晶须、增塑剂和增韧剂。

应用实施例

将实施例1至5、以及对比例1至3制备的高强度抗冲击聚苯乙烯片材指标进行测试，测试数据如下表所示。

通过实验数据可知，通过在材料中加入了补强材料(增强纤维和碳酸钙晶须)，可以提升聚苯乙烯片材的抗冲击性能；同时，通过加入增韧剂和增塑剂，亦可以增强产品的抗冲击性能。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种高强度抗冲击聚苯乙烯片材，其特征在于，按重量份数包括如下组分，聚苯乙烯50-60份、增强纤维12-18份、碳酸钙晶须5-10份、增韧剂3-8份、增塑剂3-10份、热稳定剂0.5-3份、抗静电剂0.5-2份和抗氧剂1-3份。

2.根据权利要求1所述的高强度抗冲击聚苯乙烯片材，其特征在于，所述增强纤维为玻璃纤维或碳纤维。

3.根据权利要求1所述的高强度抗冲击聚苯乙烯片材，其特征在于，所述碳酸钙晶须的长径比为22-25。

4.根据权利要求1所述的高强度抗冲击聚苯乙烯片材，其特征在于，所述增韧剂为ABS或SBS。

5.根据权利要求1所述的高强度抗冲击聚苯乙烯片材，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二甲酯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的高强度抗冲击聚苯乙烯片材，其特征在于，所述热稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钠和硬脂酸钡中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的高强度抗冲击聚苯乙烯片材，其特征在于，所述抗静电剂为双(β-羟乙基)硬脂胺或双(β-羟乙基)椰油胺。

8.根据权利要求1所述的高强度抗冲击聚苯乙烯片材，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂168或抗氧剂1010。

9.一种根据权利要求1至8任意一项所述的高强度抗冲击聚苯乙烯片材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，

S1)准确称量各组分；

S2)将聚苯乙烯、增强纤维、碳酸钙晶须、增韧剂、增塑剂、热稳定剂、抗静电剂和抗氧剂送入挤出机，通过挤出机熔融、挤出；

S3)将挤出物铸成厚片，在纵拉伸机上进行预热，进行纵向拉伸和定型；然后在横拉伸机上进行预热，进行横向拉伸和定型；

S4)对薄片进行修边和测厚；

S5)经时效处理后分切，即制得高强度抗冲击聚苯乙烯片材。

10.根据权利要求9所述的高强度抗冲击聚苯乙烯片材的制备方法，其特征在于，S2中熔融温度为200-250℃；S3中纵向拉伸的预热温度为75-100℃；S3中横向拉伸的预热温度为120-150℃。