本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，本發(fā)明涉及一種改性sbs復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

sbs在某些領(lǐng)域的應(yīng)用使其需求快速增長(zhǎng)，但是其本身存在的缺陷，使sbs的應(yīng)用仍然存在著一定的局限性。如：sbs的最大缺點(diǎn)是耐候性差，聚合物中存在不飽和雙鍵則是耐候性差的根源。而且在現(xiàn)代社會(huì)由于資源的日益緊缺和塑料的原材料價(jià)格不斷上漲，人們對(duì)材料的性能要求就越來(lái)越高，以及可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的重視等等都要求對(duì)聚合物進(jìn)行改性。聚合物改性可以使聚合物材料自身性能得到大幅度的改善，或者引入之前不具備的性能，這樣材料的使用范圍拓寬了，工業(yè)應(yīng)用價(jià)值也得到了提高。

傳統(tǒng)的同向雙螺桿擠出機(jī)在制作高分子材料時(shí)，由于機(jī)械的磨損不可避免的會(huì)將鐵屑或者其他雜質(zhì)帶入到材料內(nèi)部，進(jìn)而影響成品的質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種針對(duì)現(xiàn)有的sbs材料的耐候性不足，同時(shí)引入之前不具備的性能的改性sbs復(fù)合材料。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其他優(yōu)點(diǎn)，提供了一種改性sbs復(fù)合材料，所述改性sbs復(fù)合材料包括以重量計(jì)份的如下原料：sbs70份、聚苯乙烯30份、改性碳酸鈣10-20份、熒光粉y2o3:eu5-10份、聚氯乙烯10-20份、氧化鋁粉末5-10份以及阻燃劑1-5份。

其中，所述改性碳酸鈣的制備方法為：稱量以重量計(jì)份的碳酸鈣1份，硅烷偶聯(lián)劑100份，按體積比1：5將所述硅烷偶聯(lián)劑和乙醇混合得到混合溶液，然后使用高速混合機(jī)在480轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，將所述混合溶液和所述碳酸鈣混合5分鐘，隨后于80℃下烘干5小時(shí)。

本發(fā)明還提供一種改性sbs復(fù)合材料的制備方法，包括：將所述sbs、聚苯乙烯、改性碳酸鈣、熒光粉、聚氯乙烯、氧化鋁粉末以及阻燃劑置于同向雙螺桿擠出機(jī)中擠出得到改性sbs復(fù)合材料半成品，并冷卻造粒得到改性sbs復(fù)合顆粒，將所述改性sbs復(fù)合顆粒在70℃下烘干3小時(shí)，再使用注塑機(jī)注塑出標(biāo)準(zhǔn)樣條，即得所述改性sbs復(fù)合材料。

所述同向雙螺桿擠出機(jī)包括沿物料輸送方向依次設(shè)置的送料段、壓縮段、熔融段、計(jì)量段、機(jī)頭段、過(guò)渡段以及口模段。

優(yōu)選的，所述送料段的溫度為170-190℃，所述壓縮段的溫度為180-200℃，所述熔融段的溫度為190-210℃，所述計(jì)量段的溫度為200-210℃，所述機(jī)頭段的溫度為190-210℃，所述過(guò)渡段的溫度為190-210℃，所述口模段的溫度為190-210℃。

優(yōu)選的，所述注塑機(jī)的溫度為200℃-230℃。

優(yōu)選的，所述同向雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分鐘。

優(yōu)選的，物料在所述同向雙螺桿擠出機(jī)中為半充滿狀態(tài)。

本發(fā)明還提供一種同向雙螺桿擠出機(jī)，其機(jī)頭段、過(guò)渡段以及口模段外側(cè)環(huán)向設(shè)置一磁選裝置，用來(lái)將因?yàn)闄C(jī)械磨損掉落在原材料中的鐵屑雜質(zhì)吸引至熔體表層，出口連接一環(huán)形刮刀，所述環(huán)形刮刀的半徑小于所述改性sbs復(fù)合材料半成品的半徑，以將所述改性sbs復(fù)合材料半成品的表層刮除。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：

1、本發(fā)明制備的改性sbs復(fù)合材料斷裂應(yīng)變、韌性、拉伸強(qiáng)度得到提高，抗應(yīng)力松弛性能更好。

2、本發(fā)明制備的改性sbs復(fù)合材料在發(fā)生老化破損的時(shí)候，可以在暗處發(fā)出熒光警示信號(hào)。

3、本發(fā)明制備的改性sbs復(fù)合材料能有效阻止材料老化的進(jìn)一步擴(kuò)展。

4、本發(fā)明制備的改性sbs復(fù)合材料內(nèi)部雜質(zhì)含量更少，質(zhì)量更佳。

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述的同向雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為環(huán)形刮刀的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。

需要說(shuō)明的是，下述實(shí)施方案中所述實(shí)驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法，所述試劑和材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑獲得。

一種改性sbs復(fù)合材料，其組分包括以重量計(jì)份的如下原料：sbs70份、聚苯乙烯30份、改性碳酸鈣10-20份、熒光粉y2o3:eu5-10份、聚氯乙烯10-20份、氧化鋁粉末5-10份以及阻燃劑1-5份。

本發(fā)明中改性sbs復(fù)合材料，其中sbs是以苯乙烯、丁二烯為單體的三嵌段共聚物，具有優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度、表面摩擦系數(shù)大、低溫性能好、加工性能好等優(yōu)點(diǎn)，是復(fù)合材料主題，聚苯乙烯用來(lái)提升復(fù)合材料的剛性、抵抗熱變形能力、耐光氧化能力、耐老化能力，改性碳酸鈣用來(lái)增加sbs與聚苯乙烯之間的結(jié)合力，防止兩相脫粘，提高了復(fù)合材料的韌性。熒光粉y2o3:eu在復(fù)合材料老化破損時(shí)從材料內(nèi)部釋放出來(lái)，受光照的激發(fā)后能在暗處發(fā)出熒光。聚氯乙烯用于改善復(fù)合材料的絕緣性。氧化鋁粉的作用是在復(fù)合材料出現(xiàn)分子鏈斷開(kāi)，釋放出h⁺或者oh^-時(shí)捕獲該離子，防止該離子游離態(tài)加速sbs老化。阻燃劑用于阻止復(fù)合材料在使用過(guò)程中發(fā)生燃燒，避免引起火災(zāi)。

本發(fā)明中改性碳酸鈣的制備方法為：稱量以重量計(jì)份的碳酸鈣1份，硅烷偶聯(lián)劑100份，按體積比1：5將硅烷偶聯(lián)劑和乙醇混合得到混合溶液，然后使用高速混合機(jī)在480轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，將混合溶液和碳酸鈣混合5分鐘，隨后于80℃下烘干5小時(shí)。這種改性碳酸鈣較普通碳酸鈣與聚合物的表面結(jié)合度更高，對(duì)聚合物起到了增韌的作用。

本發(fā)明中改性sbs復(fù)合材料的制備方法：將所述sbs、聚苯乙烯、改性碳酸鈣、熒光粉、聚氯乙烯、氧化鋁粉末以及阻燃劑置于同向雙螺桿擠出機(jī)中擠出得到改性sbs復(fù)合材料半成品，并冷卻造粒得到改性sbs復(fù)合顆粒，將所述改性sbs復(fù)合顆粒在70℃下烘干3小時(shí)，再使用注塑機(jī)注塑出標(biāo)準(zhǔn)樣條，即得所述改性sbs復(fù)合材料。本方法是聚合物改性最為簡(jiǎn)單且卓有成效的方法，在熔融狀態(tài)下，添加其他高分子材料與sbs進(jìn)行共混，得到的改性sbs復(fù)合材料性能優(yōu)異。

在另一實(shí)施例中，所述同向雙螺桿擠出機(jī)包括沿物料輸送方向依次設(shè)置的送料段、壓縮段、熔融段、計(jì)量段、機(jī)頭段、過(guò)渡段以及口模段，所述送料段的溫度為170-190℃，所述壓縮段的溫度為180-200℃，所述熔融段的溫度為190-210℃，所述計(jì)量段的溫度為200-210℃，所述機(jī)頭段的溫度為190-210℃，所述過(guò)渡段的溫度為190-210℃，所述口模段的溫度為190-210℃。該溫度設(shè)置能較好的將原材料完全塑化，同時(shí)又低于降解溫度，配合螺桿的剪切作用能較好的混合物料。

在另一實(shí)施例中，所述注塑機(jī)的溫度為200℃-230℃。該溫度設(shè)置能讓熔混均勻的物料在注塑摸腔內(nèi)有較好的流動(dòng)性，利于產(chǎn)品成型。

在另一實(shí)施例中，所述同向雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分鐘。該轉(zhuǎn)速設(shè)置相對(duì)較慢，可以讓原材料的共混改性完成更充分。

在另一實(shí)施例中，物料在所述同向雙螺桿擠出機(jī)中為半充滿狀態(tài)。采用半充滿喂料是考慮物料的流動(dòng)性，過(guò)多喂料會(huì)使物料從排氣孔擠出，過(guò)少喂料則降低了料筒中的溫度，不利于物料的熔混。

實(shí)施例1

稱取sbs70份、聚苯乙烯30份、改性碳酸鈣10份、熒光粉y2o3:eu5份、聚氯乙烯10份、氧化鋁粉末5份以及阻燃劑1份，置于同向雙螺桿擠出機(jī)中擠出，冷卻造粒得到sbs復(fù)合顆粒，將所述sbs復(fù)合顆粒在70℃下烘干3小時(shí)，再使用注塑機(jī)注塑出標(biāo)準(zhǔn)樣條。經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例中的標(biāo)準(zhǔn)樣條的拉伸強(qiáng)度14mpa，屈服時(shí)間410s。

實(shí)施例2

稱取sbs70份、聚苯乙烯30份、改性碳酸鈣20份、熒光粉y2o3:eu10份、聚氯乙烯20份、氧化鋁粉末10份以及阻燃劑5份，置于同向雙螺桿擠出機(jī)中擠出，冷卻造粒得到sbs復(fù)合顆粒，將所述sbs復(fù)合顆粒在70℃下烘干3小時(shí)，再使用注塑機(jī)注塑出標(biāo)準(zhǔn)樣條。經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例中的標(biāo)準(zhǔn)樣條的拉伸強(qiáng)度14.2mpa，屈服時(shí)間400s。

實(shí)施例3

稱取sbs70份、聚苯乙烯30份、改性碳酸鈣15份、熒光粉y2o3:eu8份、聚氯乙烯15份、氧化鋁粉末8份以及阻燃劑3份，置于同向雙螺桿擠出機(jī)中擠出，冷卻造粒得到sbs復(fù)合顆粒，將所述sbs復(fù)合顆粒在70℃下烘干3小時(shí)，再使用注塑機(jī)注塑出標(biāo)準(zhǔn)樣條。經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例中的標(biāo)準(zhǔn)樣條的拉伸強(qiáng)度15.3mpa，屈服時(shí)間430s。

實(shí)施例4

稱取sbs70份、聚苯乙烯30份、熒光粉y2o3:eu8份、聚氯乙烯15份、氧化鋁粉末8份以及阻燃劑3份，置于同向雙螺桿擠出機(jī)中擠出，冷卻造粒得到sbs復(fù)合顆粒，將所述sbs復(fù)合顆粒在70℃下烘干3小時(shí)，再使用注塑機(jī)注塑出標(biāo)準(zhǔn)樣條。經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例中的標(biāo)準(zhǔn)樣條的拉伸強(qiáng)度13.2mpa，屈服時(shí)間340s。

通過(guò)上述4個(gè)實(shí)施例的對(duì)比可知，當(dāng)sbs70份、聚苯乙烯30份、改性碳酸鈣15份、熒光粉y2o3:eu8份、聚氯乙烯15份、氧化鋁粉末8份以及阻燃劑3份時(shí)，sbs具有最優(yōu)異的性能。

如圖1所示，本發(fā)明中所述同向雙螺桿擠出機(jī)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，在機(jī)頭段、過(guò)渡段以及口模段外側(cè)環(huán)向設(shè)置一磁選裝置1，該磁選裝置可以是電磁鐵。出口2連接一環(huán)形刮刀3，所述出口2為圓筒形，所述環(huán)形刮刀3的中心軸與所述出口2的中心軸同軸，所述環(huán)形刮刀3的半徑小于所述改性sbs復(fù)合材料半成品的半徑，以將所述改性sbs復(fù)合材料半成品的表層刮除，保留質(zhì)量性能優(yōu)異的半成品。

當(dāng)磁選裝置1開(kāi)啟，熔融態(tài)原料中的鐵屑被吸附至表面，并且由于環(huán)向吸附路徑短，鐵屑能快速富集于原料表層，原料經(jīng)過(guò)出口2擠出時(shí)，環(huán)形刮刀3能將富含鐵屑雜質(zhì)的表層刮除。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書(shū)和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。