一种塑料材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种塑料材料及其制备方法。该塑料材料包括塑料基材、添加剂以及羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体包覆的空心玻璃微珠，所述添加剂以及所述空心玻璃微珠添加在所述塑料基材中。本发明专利技术在实现轻量化的同时，不需要加入相容剂和增韧剂即可满足材料的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种塑料材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，更具体地，涉及一种塑料材料及其制备方法。
技术介绍
塑料材料在电子产品中广泛地应用。该材料具有强度高、耐温性良好的特点，然而该材料的密度大，不适应轻量化的发展趋势。目前，为了实现轻量化，通常采用添加低密度无机轻质材料和微发泡的方式。然而，微发泡方式会大大降低聚合物的机械性能，并且工艺复杂，气泡大小、速度、密度的控制困难；添加低密度无机轻质填料改性聚合物是采用物理共混的方式，在实现密度降低的同时会使材料的韧性明显下降，需加入相容剂和润滑剂改善其力学性能，但是大多数相容剂是低分子聚合物，在实际生产中会有低分子物质析出，影响产品外观。因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种塑料材料的新技术方案。根据本专利技术的第一方面，提供了一种塑料材料。该塑料材料包括塑料基材、添加剂以及羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体包覆的空心玻璃微珠，所述添加剂以及所述空心玻璃微珠添加在所述塑料基材中。可选地，所述塑料基材包括聚烯烃、聚乳酸、聚氨酯、PC、ABS、PA、PBT和POM中的至少一种。可选地，按照质量份数计：所述塑料基材30-94份，所述添加剂1-10份，所述羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体包覆的空心玻璃微珠5-45份。可选地，所述聚烯烃的密度为0.92g/cm3，所述聚乳酸的密度为1.20-1.23g/cm3，所述聚氨酯的密度为1.18-1.20g/cm3，所述PC的密度为1.18-1.20g/cm3，所述ABS的密度为1.03-1.07g/cm3，所述PA的密度为1.05-1.15g/cm3，所述PBT的密度为1.30-1.32g/cm3，所述POM的密度为1.40-1.45g/cm3。可选地，所述添加剂包括抗氧剂、紫外线吸收剂、滑石粉、光稳定剂中的至少一种。根据本专利技术的第二方面，提供了一种塑料材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤：将羧基化低密度聚苯乙烯微球加入到乙酸乙酯中溶解，以获得羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体；将空心玻璃微珠加入到所述羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体中，并进行混合，以获得羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体包覆的空心玻璃微珠；将所述空心玻璃微珠加入到所述塑料基材的原料中，并搅拌均匀，然后进行造粒。可选地，在所述将空心玻璃微珠加入到所述羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体中，并进行混合之前还包括：采用硅烷偶联剂的乙醇溶液对所述空心玻璃微珠进行表面处理，以得到表面带有氨基的空心玻璃微珠。可选地，所述硅烷偶联剂的乙醇溶液的浓度为8％-12％；所述硅烷偶联剂的乙醇溶液与空心玻璃微珠的质量比为1:20-1:2.5。可选地，所述羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体与所述空心玻璃微珠的质量比为1:1-1:10。可选地，所述羧基化低密度聚苯乙烯微球采用乳液聚合法制备而成，所述羧基化低密度聚苯乙烯微球的粒径为1-10μm；所述羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体包覆的空心玻璃微珠的密度为0.1-0.6g/cm3。可选地，所述羧基化低密度聚苯乙烯微球的粒径为3-5μm；所述羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体包覆的空心玻璃微珠的密度为0.125-0.20g/cm3。根据本公开的一个实施例，该制备方法采用羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体包覆的空心玻璃微珠为填料改性塑料基材，能够降低塑料基材的密度。此外，通过羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体包覆空心玻璃微珠，不仅可以改善空心玻璃微珠与塑料基材的相容性。而且，羧基化低密度聚苯乙烯微球可在空心玻璃微珠表面形成柔性聚合物过渡层，当材料受到外界冲击时，能够起到银纹进一步生长、吸收能量的作用，从而使材料的冲击强度提高。本公开实施例在不添加相容剂和润滑剂的条件下改性塑料基材，使得改性后的塑料基材不仅具有良好的冲击强度，而且具有质轻、密度低等特点，本公开的制备方法能够实现塑料基材的轻量化。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。图1是根据本专利技术公开的一个实施例的制备方法的流程图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。根据本公开的一个实施例，提供了一种塑料材料，其中，包括塑料基材、添加剂以及羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体包覆的空心玻璃微珠，所述添加剂以及所述空心玻璃微珠添加在所述塑料基材中。空心玻璃微珠为纳米、微米、或者微纳米的无机材料球，其内部形成中空结构。例如，空心玻璃微珠的材质为二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、硅酸钠等。空心玻璃微珠的粒径在1-120μm，密度为0.09-0.45g/cm3。由于空心玻璃微珠具有封闭的中空结构，故能够很好地分散到塑料基材中，在降低塑料基材的密度的同时还会起到吸音和降本的作用。具体地，所述塑料基材包括聚烯烃、聚乳酸、聚氨酯、PC、ABS、PA、PBT和POM中的至少一种。在实施例1-7中，所述塑料基材为PC和ABS，按照质量份数计，包括PC21-70份，ABS9-24份，添加剂1-10份，羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体包覆的空心玻璃微珠5-45份。在该例子中，通过添加改性后的空心玻璃微珠能够有效地降低PC/ABS合金的密度。优选地，所述PC的密度为1.18-1.20g/cm3。该密度范围的聚碳酸酯材料具有强度高的特点。添加剂以填料的形式添加到树脂基材中，并充分地混合，以改善复合材料的耐用性、耐温性等性质。例如，所述添加剂包括抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂中的至少一种。现有技术中都是通过添加低密度无机轻质材料和微发泡的方式来实现塑料材料，例如PC/ABS合金的轻量化；然而，微发泡方式会大大降低聚合物的机械性能，并且工艺复杂、气泡控制是技术难题；添加低密度无机轻质填料改性聚合物是采用物理共混的方式，在密度降低的同时会使韧性明显下降，需加入相容剂和润滑剂改善其力学性能，但是大多数相容剂是低分子聚合物，在实际生产中会有低分子物质析出，影响产品外观；本专利技术采用低密度聚苯乙烯微球预聚体包覆无机空心玻璃微珠，再与塑料基材共混，不需要加入润滑剂和相容剂，便能够制备出轻量化、低密度的塑料材料。例如，制备的PC/ABS合金的密度在0.9g/cm3以下，在实现轻量化的同时，满足材料的力学性能。根据本公开的第二个实施例，提供了一种上述塑料材料的制备方法，其具体包括以下步骤：将羧基化低密度聚苯乙烯微球加入到乙酸乙酯中溶解，以获得羧基化低密度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塑料材料，其中，包括塑料基材、添加剂以及羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体包覆的空心玻璃微珠，所述添加剂以及所述空心玻璃微珠添加在所述塑料基材中。

【技术特征摘要】
1.一种塑料材料，其中，包括塑料基材、添加剂以及羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体包覆的空心玻璃微珠，所述添加剂以及所述空心玻璃微珠添加在所述塑料基材中。2.根据权利要求1所述的塑料材料，其中，所述塑料基材包括聚烯烃、聚乳酸、聚氨酯、PC、ABS、PA、PBT和POM中的至少一种。3.根据权利要求1所述的塑料材料，其中，按照质量份数计：所述塑料基材30-94份，所述添加剂1-10份，所述羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体包覆的空心玻璃微珠5-45份。4.根据权利要求1所述的塑料材料，其中，所述添加剂包括抗氧剂、紫外线吸收剂、滑石粉、光稳定剂中的至少一种。5.一种塑料材料的制备方法，其中，包括以下步骤：将羧基化低密度聚苯乙烯微球加入到乙酸乙酯中溶解，以获得羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体；将空心玻璃微珠加入到所述羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体中，并进行混合，以获得羧基化低密度聚苯乙烯微球预聚体包覆的空心玻璃微珠；将所述空心玻璃微珠加入到所述塑料基材的原料中，并搅拌均匀，然后进行造粒。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王淑敏，高红荣，于洋，马德鹏，孟萌萌，张晓婷，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37