本發明涉及一種電腦用聚苯乙烯復合材料的制備方法。
背景技術：
2001年3月聯合國環境規劃署，在斯德哥爾摩簽署了具有劃時代意義的關于持久性有機污染物的國際公約《斯德哥爾摩公約》；該公約是人類保護環境的一個里程碑。公約中將三大類十二中化合物列入控制范圍，標志著這些化合物在全球范圍內禁止生產和使用，包括溴系阻燃劑六溴環十二烷。六溴環十二烷，對熱和紫外線的穩定性好，具有用量低、阻燃效果好，但也是一種持久性的污染物，具有遷移性、蓄積性，可導致血清甲狀腺激素濃度下降，抑制神經遞質正常吸收，引起肝組織病理學改變等生物毒性，持久性有機污染物審查委員會第六次會議決定將其列入《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》，2012年下旬，聯合國環保署專利組織持久性有機污染物審查委員會建議，在全球市場逐步淘汰工業阻燃劑六溴環十二烷，以保護人類健康和環境。
近年來，由于電腦已經成為日常的必需品，電腦由各種元器件組成，而大部分元器件的基礎材料都為塑料制品；隨著學校教學任務的加重和教學、學習方法的改變，電腦在學校的使用降變得越來越頻繁，這樣就會造成電腦發生火災的幾率大大增加，基于上述問題的存在：經過多年的研發，本發明人根據學習過程中學習的化學知識，研發出一種六溴環十二烷的替代品，溴化丁苯聚合物阻燃劑。該阻燃劑可用于聚苯乙烯塑料和劑塑聚苯乙烯泡沫塑料，特別是電腦塑料制品等。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發明提供一種電腦用聚苯乙烯復合材料的制備方法
，以實現以下發明目的：
1、本發明在制備電腦用聚苯乙烯復合材料的過程中，各物料流動性好，均勻性好，工藝適應性強，制備的聚苯乙烯復合材料穩定性好；
2、本發明在制備的電腦用聚苯乙烯復合材料的過程中，可使聚苯乙烯復合材料具有良好的阻燃性能；
3、制備的電腦用聚苯乙烯復合材料不會揮發、不遷移，不容易被生物體吸收，消除了環境方面的隱患；
4、制備的電腦用聚苯乙烯復合材料過程中聚苯乙烯殘留水含量大大降低，提高了生產效率，節約了成本；
5、制備的電腦用聚苯乙烯泡沫材料過程中不會產生負反應，不析出，不結霜；
6、本發明在制備電腦用聚苯乙烯復合材料的過程中，不產生溴代二苯并噁烷計多溴代二苯并呋喃毒性物質，終端產品不會出現上述毒性，符合環保要求。
為了實現上述發明目的，本發明采用的技術方案是：
一種電腦用聚苯乙烯復合材料的制備方法，其特征在于：所述聚苯乙烯復合材料，按重量份數計，原料包括阻燃功能添加物。
所述原料還包括：二甲基甲酰胺、檸檬酸酯、人造石透明粉、鄰苯二甲酸二丁酯、改性大豆蛋白、聚苯乙烯、二甲基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷、納米纖維素粉、改性礦粉。
所述原料，按重量份數計，包括：二甲基甲酰胺8-9份、檸檬酸酯0.3-0.6份、人造石透明粉4-6份、鄰苯二甲酸二丁酯3.5-3.8份、改性大豆蛋白0.3-0.6份、阻燃功能添加物2.5-3.5份、聚苯乙烯125-132份、二甲基二氯硅烷5.6-5.8份、二苯基二氯硅烷0.15-0.2份、納米纖維素粉12-14份、改性礦粉5-7份。
所述阻燃功能添加物是六溴環十二烷。
所述阻燃功能添加物是溴化丁苯聚合物；所述溴化丁苯聚合物的結構式為：
所述溴化丁苯聚合物，所述溴化丁苯聚合物，為白色顆粒或粉末，溴含量≥64%，軟化點115-125℃，密度1.3-1.6g/cm3,5%熱失量≥230℃，10%熱失量≥235℃。
所述溴化丁苯聚合物對二氯甲烷的溶解度為≥20g/100ml，對苯乙烯的溶解度為≥20g/100ml。
所述改性大豆蛋白的制備原料，按重量份數計包括：脫脂大豆蛋白85份、酪蛋白10份、卵磷脂3份、綠豆淀粉36份、75-76%濃度的乙醇15-20份、3-4wt%%醋酸適量。
所述改性大豆蛋白的制備方法包括：一次加熱、二次加熱、紫外線處理；
所述一次加熱步驟：首先將醋酸加熱至80-82℃，加熱完成后迅速加入綠豆淀粉，以120-130r/min的轉數進行攪拌，攪拌時間為40-42min；
所述二次加熱步驟：一次加熱完成后按順序將卵磷脂、大豆蛋白、酪蛋白、乙醇分別加入混合物料中，升溫至93-95℃，攪拌時間25-27min；
所述紫外線處理步驟：二次加熱步驟完成后，將混合物料置于波長為160-170nm的紫外線輻射器中進行紫外線，紫外線輻射時間為100min，處理完成烘干制成260-280目。
所述改性礦粉的制備原料，按重量分數計，包括：沸石粉8份、高嶺土18份、乳化瀝青12份、羊毛脂5份、羧甲基淀粉12份。
所述改性礦粉的制備包括：將乳化瀝青、羊毛脂、羧甲基淀粉混合漿加熱至132-135℃，然后將沸石粉和高嶺土加入其中，攪拌均勻后進行打漿處理，送入煅燒爐進行煅燒，煅燒溫度為1250℃左右，煅燒時間為18-20min。
由于采用了上述技術方案，本發明達到的技術效果如下：
1、本發明在制備電腦用聚苯乙烯復合材料的過程中，各物料流動性好，均勻性好，工藝適應性強，制備的聚苯乙烯復合材料穩定性好，抗壓強度為340-363 kPa，徑向抗拉強度為1210-1320 N/50mm；經向耐堿保留率為86-112%；
2、本發明在制備電腦用聚苯乙烯復合材料的過程中，可使聚苯乙烯復合材料具有良好的阻燃性能，本發明制備的聚乙烯復合材料，本發明制備的聚苯乙烯復合材料，氧指數為42-55，導熱系數為0.011-0.016 W/mk；
4、本發明制備的電腦用聚苯乙烯復合材料不會揮發、不遷移，不容易被生物體吸收，消除了環境方面的隱患；
5、本發明制備的電腦用聚苯乙烯復合材料過程中使得聚苯乙烯殘留水含量大大降低，提高了生產效率，本發明制備的聚乙烯復合材料，吸水率為0.12-0.22 V/V；水汽透濕系數為1.3-1.6 ng/m.s.Pa；
6、本發明制備的電腦用聚苯乙烯泡沫材料過程中不會產生負反應，不析出，不結霜；
7、本發明在制備電腦用聚苯乙烯復合材料的過程中，不產生溴代二苯并噁烷計多溴代二苯并呋喃毒性物質，終端產品不會出現上述毒性，符合環保要求。
具體實施方式
實施例1 一種電腦用聚苯乙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：
步驟1：原料準備
一種電腦用聚苯乙烯復合材料的原料，按重量份數計，包括：
二甲基甲酰胺8份、檸檬酸酯0.3份、人造石透明粉4份、鄰苯二甲酸二丁酯3.5份、改性大豆蛋白0.3份、阻燃功能添加物2.5份、聚苯乙烯125份、二甲基二氯硅烷5.6份、二苯基二氯硅烷0.15份、納米纖維素粉12份、改性礦粉5份。
所述阻燃功能添加物是溴化丁苯聚合物。
所述改性大豆蛋白的制備原料，按重量份數計包括：脫脂大豆蛋白85份、酪蛋白10份、卵磷脂3份、綠豆淀粉36份、75-76%濃度的乙醇15-20份、3-4wt%%醋酸適量。
所述改性大豆蛋白的制備方法是：
一次加熱：首先將醋酸加熱至80-82℃，加熱完成后迅速加入綠豆淀粉，以120-130r/min的轉數進行攪拌，攪拌時間為40-42min；
二次加熱：一次加熱完成后按順序將卵磷脂、大豆蛋白、酪蛋白、乙醇分別加入混合物料中，升溫至93-95℃，攪拌時間25-27min，制得改性物料；
紫外線處理：二次加熱完成后，將混合物料置于波長為160-170nm的紫外線輻射器中進行紫外線，紫外線輻射時間為100min，處理完成烘干制成260-280目的粉末備用。
所述改性礦粉的制備原料，按重量份數計包括：沸石粉8份、高嶺土18份、乳化瀝青12份、羊毛脂5份、羧甲基淀粉12份。
所述改性礦粉的制備步驟是：將乳化瀝青、羊毛脂、羧甲基淀粉混合漿加熱至132-135℃，然后將沸石粉和高嶺土加入其中，攪拌均勻后進行打漿處理，送入煅燒爐進行煅燒，煅燒溫度為1250℃左右，煅燒時間為18-20min，煅燒完成即得改性礦粉。
步驟2：成型
混合：將二甲基甲酰胺8-9份、檸檬酸酯0.3-0.6份、人造石透明粉4-6份、鄰苯二甲酸二丁酯3.5-3.8份、改性大豆蛋白0.3-0.6份、阻燃功能添加物2.5-3.5份、二甲基二氯硅烷5.6-5.8份、二苯基二氯硅烷0.15-0.2份、納米纖維素粉12-14份、改性礦粉5-7份，混合均勻。
擠出：將原料聚苯乙烯與混合步驟中的物料混合，加熱至270-275℃，是各種原料混合熔融均勻，然后加入然后加入二甲醚攪拌混合；將熔體降溫至125-128℃，然后，送入擠塑機，擠出成型。
實施例2 一種電腦用聚苯乙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：
步驟1：原料準備
一種電腦用聚苯乙烯復合材料的原料，按重量份數計，包括：
二甲基甲酰胺8份、檸檬酸酯0.5份、人造石透明粉5份、鄰苯二甲酸二丁酯3.6份、改性大豆蛋白0.4份、阻燃功能添加物3份、聚苯乙烯130份、二甲基二氯硅烷5.7份、二苯基二氯硅烷0.18份、納米纖維素粉13份、改性礦粉6份。
所述阻燃功能添加物是六溴環十二烷；
所述改性大豆蛋白的制備原料，按重量份數計包括：脫脂大豆蛋白85份、酪蛋白10份、卵磷脂3份、綠豆淀粉36份、75%濃度的乙醇17份、3-4wt%%醋酸適量。
所述改性大豆蛋白的制備方法是：
一次加熱：首先將醋酸加熱至80-82℃，加熱完成后迅速加入綠豆淀粉，以120-130r/min的轉數進行攪拌，攪拌時間為40-42min；
二次加熱：一次完成后按順序將卵磷脂、大豆蛋白、酪蛋白、乙醇分別加入混合物料中，升溫至93-95℃，攪拌時間25-27min，制得改性物料；
紫外線處理：二次加熱完成后，將混合物料置于波長為160-170nm的紫外線輻射器中進行紫外線，紫外線輻射時間為100min，處理完成烘干制成260-280目的粉末備用。
所述改性礦粉的制備原料，按重量份數計包括：沸石粉8份、高嶺土18份、乳化瀝青12份、羊毛脂5份、羧甲基淀粉12份。
所述改性礦粉的制備步驟是：將乳化瀝青、羊毛脂、羧甲基淀粉混合漿加熱至132-135℃，然后將沸石粉和高嶺土加入其中，攪拌均勻后進行打漿處理，送入煅燒爐進行煅燒，煅燒溫度為1250℃左右，煅燒時間為18-20min，煅燒完成即得改性礦粉。
步驟2：成型
混合：二甲基甲酰胺8份、檸檬酸酯0.5份、人造石透明粉5份、鄰苯二甲酸二丁酯3.6份、改性大豆蛋白0.4份、阻燃功能添加物3份、二甲基二氯硅烷5.7份、二苯基二氯硅烷0.18份、納米纖維素粉13份、改性礦粉6份，混合均勻。
擠出：將原料聚苯乙烯與混合步驟中的物料混合，加熱至270-275℃，使各種原料混合熔融均勻，然后加入然后加入二甲醚攪拌混合；將熔體降溫至125-128℃，然后，送入擠塑機，擠出成型。
實施例3 一種電腦用聚苯乙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：
步驟1：原料準備
一種電腦用聚苯乙烯復合材料的原料，按重量份數計，包括：
二甲基甲酰胺9份、檸檬酸酯0.6份、人造石透明粉6份、鄰苯二甲酸二丁酯3.8份、改性大豆蛋白0.6份、阻燃功能添加物3.5份、聚苯乙烯132份、二甲基二氯硅烷5.8份、二苯基二氯硅烷0.2份、納米纖維素粉14份、改性礦粉7份。
所述阻燃功能添加物溴化丁苯聚合物。
所述改性大豆蛋白的制備原料，按重量份數計包括：脫脂大豆蛋白85份、酪蛋白10份、卵磷脂3份、綠豆淀粉36份、76%濃度的乙醇20份、4wt%%醋酸適量。
所述改性大豆蛋白的制備方法是：
一次加熱：首先將醋酸加熱至82℃，加熱完成后迅速加入綠豆淀粉，以130r/min的轉數進行攪拌，攪拌時間為42min；
二次加熱：一次加熱完成后按順序將卵磷脂、大豆蛋白、酪蛋白、乙醇分別加入混合物料中，升溫至95℃，攪拌時間27min，制得改性物料；
紫外線處理：二次加熱完成后，將混合物料置于波長為170nm的紫外線輻射器中進行紫外線，紫外線輻射時間為100min，處理完成烘干制成280目的粉末備用。
所述改性礦粉的制備原料，按重量份數計包括：沸石粉8份、高嶺土18份、乳化瀝青12份、羊毛脂5份、羧甲基淀粉12份。
所述改性礦粉的制備步驟是：將乳化瀝青、羊毛脂、羧甲基淀粉混合漿加熱至132-135℃，然后將沸石粉和高嶺土加入其中，攪拌均勻后進行打漿處理，送入煅燒爐進行煅燒，煅燒溫度為1250℃左右，煅燒時間為18-20min，煅燒完成即得改性礦粉。
步驟2：成型
混合：將二甲基甲酰胺9份、檸檬酸酯0.6份、人造石透明粉6份、鄰苯二甲酸二丁酯3.8份、改性大豆蛋白0.6份、阻燃功能添加物3.5份、二甲基二氯硅烷5.8份、二苯基二氯硅烷0.2份、納米纖維素粉14份、改性礦粉7份，混合均勻。
擠出：將原料聚苯乙烯與混合步驟中的物料混合，加熱至275℃，是各種原料混合熔融均勻，然后加入然后加入二甲醚攪拌混合；將熔體降溫至125℃，然后，送入擠塑機，擠出成型。
本發明制備的電腦用聚苯乙烯復合材料，具有良好的特性，具體檢測指標見表1、表2：
表1 本發明制備的電腦用聚苯乙烯復合材料的抗壓強度、導熱系數、吸水率、水汽透濕系數監測數據
由上表可以看出，本發明制備的電腦用聚苯乙烯復合材料，具有良好的特性，抗壓強度為340-363 kPa；導熱系數為0.011-0.016 W/mk；吸水率為0.12-0.22 V/V；水汽透濕系數為1.3-1.6 ng/m.s.Pa。
表2 本發明制備的電腦用聚苯乙烯復合材料的氧指數、徑向抗拉強度、經向耐堿保留率指標監測數據
由上表可以看出，本發明制備的電腦用聚苯乙烯復合材料，氧指數為42-55；徑向抗強度為1210-1320 N/50mm；經向耐堿保留率為86-112%。
本發明中的溴化丁苯聚合物的結構式如下：
所述溴化丁苯聚合物，為白色顆粒或粉末，溴含量≥64%，軟化點115-125℃，密度1.3-1.6g/cm3,5%熱失量≥230℃，10%熱失量≥235℃；
所述溴化丁苯聚合物對二氯甲烷的溶解度為≥20g/100ml，對苯乙烯的溶解度為≥20g/100ml。
除非另有說明和本領域技術常規單位，本發明中所采用的百分數均為重量百分數，本發明所述的比例，均為質量比例。
最后應說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。