一种耐高温型聚苯乙烯类发泡仿木材料及其制备方法技术

一种耐高温型聚苯乙烯类发泡仿木材料及其制备方法，所述材料按质量百分比计由包括以下的原料制成：高玻璃化温度型聚苯乙烯类共聚物40‑70％，耐高温材料10‑30％，无机填料12‑28％，发泡剂1‑3％；其中，高玻璃化温度型聚苯乙烯类共聚物由丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基苯乙烯、甲基丙烯酰胺、苯乙烯聚合制得。本发明专利技术提供的材料具有优异的耐高温性能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温型聚苯乙烯类发泡仿木材料及其制备方法
本专利技术属于仿木材料
，具体涉及一种耐高温型聚苯乙烯类发泡仿木材料及其制备方法。
技术介绍
仿木是一种工艺技术，运用这种工艺技术可以生产制作出外观似实木的各种产品，也可以当作施工方案进行现场施工，比如房屋外墙要仿木装饰就得进行现场施工。仿木材料旨在代替真木，节约森林资源。仿木工艺制作出来的产品从外观上看，仿木和真正木头制品的视觉效果不相上下，能以假乱真，甚至难以区分，但从使用寿命上说仿木要远远优于真木，经过年长日久风吹日晒也不会腐蚀退色，更不会生虫，即环保又解决了木材紧缺的窘况。仿木材料可分为传统仿木材料与高级仿木材料。传统仿木材料多用水泥制作，在表面加以封闭或雕刻修饰，只能模仿外在；而高级仿木采用现代塑料加工工艺，既可以模仿真木外在，又能模拟其使用性能、质感甚至气味，目前可定义为木塑与全塑两种。传统木塑材料掺加木粉的比例较高，因而具有一定的吸水性，易导致发霉，膨胀变形，褪色。此外，木塑材料的木纹是表面印刷或雕刻加工，磨损后不复存在，透出内部材料，影响外观，混合而成的材料回收时必然导致木材或塑料某一组分较多的损失，实际利用效率不高。由于木塑材料存在上述明显缺陷，全塑材料应运而生，成为研究的热点。全塑材料是一种完全由塑料制备的仿木材料，不使用任何木质成分，应用阻燃技术，通过微发泡、注射或挤出成型加工工艺制备得到外观与木材相似、密度与木材相当、机械性能良好、阻燃性能优异的仿木制品，其中聚苯乙烯类仿木材料是研究较多的一个方向之一。目前常用的聚苯乙烯仿木材料均是采用聚苯乙烯作为主要的树脂材料，再搭配其它助剂来完成成型，如CN102241861A、CN102268164A、CN102408642A、CN102408640A等公开的聚苯乙烯类仿木材料，但是由于聚苯乙烯树脂材料自身的玻璃化温度一般都在100℃以下，在户外使用的时候，接触＞100℃时的高温介质时易在仿木材料表面留下痕迹，导致仿木材料的表面受损。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的之一在于提供一种耐高温型聚苯乙烯类发泡仿木材料，该材料具有优异的耐高温性能。为达上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种耐高温型聚苯乙烯类发泡仿木材料，按质量百分比计由包括以下的原料制成：其中，高玻璃化温度型聚苯乙烯类共聚物由丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基苯乙烯、甲基丙烯酰胺、苯乙烯聚合制得。高玻璃化温度型聚苯乙烯类共聚物例如为43％、48％、52％、56％、59％、64％、68％等。耐高温材料例如为13％、18％、22％、24％、29％等。无机填料例如为13％、18％、22％、24％、28％等。发泡剂例如为1.5％、2％、2.4％、2.8％等。针对现有技术中存在的问题，本专利技术采用高玻璃化温度的单体如丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基苯乙烯、甲基丙烯酰胺搭配苯乙烯单体进行共聚，得到玻璃化温度＞170℃的高玻璃化温度型聚苯乙烯类共聚物，以此共聚物树脂为基础树脂，搭配耐高温材料如聚酰亚胺或碳纤维粉末，与助剂、金属氧化物填料等共混造粒、挤出得到耐高温型聚苯乙烯类发泡仿木材料，材料的耐高温性能可以达到150℃而不发生任何变化。作为优选，所述原料按质量百分比计还包括：抗氧剂0.1-1％，例如为0.2％、0.4％、0.8％等，和/或相容剂2-5％，例如为2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％等。作为优选，所述高玻璃化温度型聚苯乙烯类共聚物通过如下方法制备：将原料丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基苯乙烯、甲基丙烯酰胺、苯乙烯在引发剂存在下在有机溶剂中进行聚合反应制得所述高玻璃化温度型聚苯乙烯类共聚物。优选地，原料中按质量百分比计丙烯酰胺为6-15％、甲基丙烯酸为10-25％、甲基苯乙烯为15-35％，甲基丙烯酰胺为20-45％、苯乙烯为10-25％。优选地，引发剂为叔丁基过氧化氢。优选地，引发剂的质量为原料单体(包括丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基苯乙烯、甲基丙烯酰胺和苯乙烯)总质量的0.5-1.5％。优选地，有机溶剂为均三甲苯和/或邻二甲苯，优选均三甲苯。优选地，聚合反应的温度为150-160℃，时间为4-8h。优选地，聚合反应结束后脱除溶剂后烘干得到高玻璃化温度型聚苯乙烯类共聚物。脱除溶剂可在真空下进行，优选在170℃左右真空脱除。优选地，高玻璃化温度型聚苯乙烯类共聚物的玻璃化温度为170℃以上。在一个实施例中，高玻璃化温度型聚苯乙烯类共聚物通过如下方法制备：按质量分数计丙烯酰胺6-15％、甲基丙烯酸10-25％、甲基苯乙烯15-35％，甲基丙烯酰胺20-45％、苯乙烯10-25％，引发剂为叔丁基过氧化氢，质量为单体总质量的0.5-1.5％，均三甲苯作为溶剂，聚合反应温度为155-160℃，反应时间4-8h，聚合反应结束后升温至170℃真空脱除均三甲苯溶剂、烘干后得到高玻璃化温度型聚苯乙烯类共聚物，玻璃化温度170℃以上。作为优选，所述耐高温材料为聚酰亚胺粉末和/或碳纤维粉末。作为优选，所述无机填料为三氧化二铁和/或氧化锌。作为优选，所述发泡剂为N,N'-二亚硝基五亚甲基四胺和/或N-甲基-N-亚硝基脲。作为优选，所述抗氧剂为四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯(抗氧剂1010)和/或3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯(抗氧剂1076)。作为优选，所述相容剂为4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯和/或环氧大豆油。作为优选，所述材料按质量百分比计由包括以下的原料制成：本专利技术的目的之一还在于提供一种本专利技术所述耐高温型聚苯乙烯类发泡仿木材料的制备方法，将原料混合后造粒、挤出成型、冷却定型得到所述耐高温型聚苯乙烯类发泡仿木材料。冷却定型后可进行定长切割。作为优选，所述造粒的条件为：机筒温度为150-190℃，螺杆转速为150-350rpm。造粒可在双螺杆挤出机中进行。作为优选，所述挤出成型的条件为：机筒温度为170-220℃，螺杆转速为15-35rpm。挤出成型可在锥形双螺杆木塑型材挤出机中进行。在一个实施例中，所述制备方法包括如下步骤：A、按组分配比将树脂、无机填充材料及各种助剂混合，得到专用混合料；B、上述专用混合料加入双螺杆挤出机中挤出造粒；其工艺条件为：机筒温度为150-190℃，螺杆转速为150-350rpm；C、将步骤(B)制得的粒料放入锥形双螺杆木塑型材挤出机，工艺条件为：机筒温度为170-220℃，螺杆转速为15-35rpm；D、挤出成型的型材经冷却定型、定长切割制得成品，即可得到所述耐高温型聚苯乙烯类发泡仿木材料。本专利技术提供了一种耐高温型全塑聚苯乙烯类发泡仿木材料及其制备方法，该发泡仿木材料使用过程中，可耐受150℃的高温而不会发生任何的变化。该仿木材料的组成为高玻璃化温度型聚苯乙烯类共聚物，耐高温材料，无机填料，发泡剂、抗氧剂等组成。其中高玻璃化温度型聚苯乙烯类共聚物是由高玻璃化温度的单体如丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基苯乙烯、甲基丙烯酰胺搭配苯乙烯单体共聚而成，该共聚物玻璃化温度在170℃以上。使用高玻璃化温度型聚苯乙烯类共聚物作为主要原料，搭配耐高温的材料以及金属氧化物型无机填料，保证了最终制备的聚苯乙烯类发泡仿木材料优良的耐高温性能。具体实施方式为便于理解本专利技术，本专利技术列举实施例如下。本领域技术人员应该明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温型聚苯乙烯类发泡仿木材料，其特征在于，所述材料按质量百分比计由包括以下的原料制成：

【技术特征摘要】
1.一种耐高温型聚苯乙烯类发泡仿木材料，其特征在于，所述材料按质量百分比计由包括以下的原料制成：其中，高玻璃化温度型聚苯乙烯类共聚物由丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基苯乙烯、甲基丙烯酰胺、苯乙烯聚合制得。2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述原料按质量百分比计还包括：抗氧剂0.1-1％，相容剂2-5％。3.根据权利要求1或2所述的材料，其特征在于，所述高玻璃化温度型聚苯乙烯类共聚物通过如下方法制备：将原料丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基苯乙烯、甲基丙烯酰胺、苯乙烯在引发剂存在下在有机溶剂中进行聚合反应制得所述高玻璃化温度型聚苯乙烯类共聚物。4.根据权利要求3所述的材料，其特征在于，原料中按质量百分比计丙烯酰胺为6-15％、甲基丙烯酸为10-25％、甲基苯乙烯为15-35％，甲基丙烯酰胺为20-45％、苯乙烯为10-25％。5.根据权利要求3或4所述的材料，其特征在于，引发剂为叔丁基过氧化氢；优选地，引发剂的质量为原料单体总质量的0.5-1.5％；优选地，有机溶剂为均三甲苯和/或邻二甲苯。6.根据权利要求3-5任一项所述的材料，其特征在于，聚合反应的温度为150-160℃，时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，盛岳金，
申请(专利权)人：黄山美森新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34