导电型聚苯乙烯发泡材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导电型聚苯乙烯发泡材料的制备方法，属于电子产品包装技术领域

【技术实现步骤摘要】
导电型聚苯乙烯发泡材料的制备方法


[0001]本专利技术属于电子产品包装
，具体地，涉及一种导电型聚苯乙烯发泡材料的制备方法
。

技术介绍

[0002]聚苯乙烯
(PS)
是苯乙烯为单体的聚合物，
PS
具有透光性好
、
电绝缘性优良
、
化学稳定性良好等优点
。
由聚苯乙烯制成的发泡材料质轻
、
热导率低
、
吸水性小
、
电性能好，具有绝热
、
减震
、
隔音的优点
、
成本低廉，简易可行的生产成型工艺设备以及可制成各种形状
、
不同密度的产品，因而得到了迅猛的发展，尤其是在包装领域，将聚苯乙烯发泡材料作为产品包装不仅能在运输过程起到缓冲作用，而且价格低廉
。
[0003]但在电子产品包装领域，最突出的是静电现象，静电不仅会吸引灰尘，使电子产品受到污染，还会导致某些电子产品，如感光胶片的性能下降及在易燃
、
易爆场合引起灾难性事故
。
因此需要增强聚苯乙烯的导电性，提高其抗静电性能
。
[0004]目前常添加无机材料对聚苯乙烯进行抗静电改性，相关技术公开号为
CN103694422A
的中国专利技术专利申请公开了一种聚苯乙烯导电塑料，通过直接将铜粉
、
铝粉
、
石墨这些无机材料，作为导电填料加入，能明显提高聚苯乙烯的抗静电性，但这些无机材料与聚苯乙烯相容性较差，性能提升有限且不稳定，有不足之处，另外，还需提高聚苯乙烯的阻燃性，以满足电子产品包装领域的更高需求
。
不仅如此，聚苯乙烯发泡材料，抗冲击强度低，受到高强度的冲击后恢复速度缓慢，泡孔易破裂，且阻燃性不足，限制了其在电子产品包装领域的使用
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种导电型聚苯乙烯发泡材料的制备方法
。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种导电型聚苯乙烯发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]A1、
将聚苯乙烯
、
改性碳纳米管
、
过氧化二苯甲酰
(
引发剂
)
和硬脂酰胺脂肪酸
(
爽滑剂
)
混合，加入高速搅拌机中搅拌
2h
，倒入双螺杆挤出机中，熔融共混，挤出，破碎机破碎成粉末，得到混合物粉末；
[0009]A2、
将混合物粉末置于发泡模具中，再加入到发泡装置的反应釜中，打开低温恒温槽设定温度
0℃
，用加压泵将通过低温恒温的二氧化碳送入反应釜中，控制反应温度为
120℃
，压力为
20MPa
，饱和
5h
后，泄压
60s
排除气体，得到导电型聚苯乙烯发泡材料；
[0010]使用超临界
CO2微孔发泡技术，使聚苯乙烯发泡材料泡沫中的泡孔尺寸低于材料内部的裂纹尺寸，泡孔的存在降低材料用量，节约成本，而且不会降低材料的力学性能，还能提高聚苯乙烯发泡材料抗冲击强度；改性碳纳米管还能作为成核剂，可降低成核所需要的活化能，使得泡孔由均相成核变为异相成核，使得泡孔尺寸更小，泡孔更多，分布更为均
一，使聚苯乙烯发泡材料性能更优异
。
[0011]进一步地，步骤
A1
中聚苯乙烯
、
改性碳纳米管
、
过氧化二苯甲酰
、
硬脂酰胺脂肪酸的质量之比为
80:5
‑
15:0.1:8。
[0012]进一步地，步骤
A1
中所述改性碳纳米管通过以下步骤制得：
[0013]S1、
在装有搅拌装置三口烧瓶中将1‑
壬醇
、
二氯化磷酸苯酯
、
三乙胺
、
甲苯混合搅拌均匀，然后缓慢升温至
75℃
，反应
3h
，反应完成，过滤除去三乙胺盐酸盐，减压蒸馏除去甲苯，再通过柱层析提纯
(
洗脱液采用苯
/
氯仿的混合溶剂，二者的体积比为
3:2)
，旋蒸除去洗脱液，得到中间体1；1‑
壬醇
、
二氯化磷酸苯酯
、
三乙胺
、
甲苯的用量之比为
14.4g:25.6g:50mL:100mL
；
[0014]1‑
壬醇与二氯化磷酸苯酯发生酯化反应，通过控制二者的摩尔比接近
1:1
且二氯化磷酸苯酯略微过量，使二氯化磷酸苯酯上只有一个
‑
Cl
参与到反应，三乙胺除去反应生成的氯化氢，得到中间体1；具体反应过程如下所示：
[0015][0016]S2、
在装有搅拌装置的三口烧瓶中加入
DETA(
二乙烯三胺
)、DCC(
二环己基碳二亚胺，脱水剂
)
和乙腈混合搅拌均匀，边滴加乙烯基乙酸边进行搅拌，
55℃
水浴，反应
75min
，反应结束后，先旋蒸去除部分溶剂，再通过柱层析提纯
(
洗脱液采用丙酮
/
氯仿的混合溶剂，二者的体积比为
3:7)
，旋蒸除去洗脱液，得到中间体2；
DETA、DCC、
乙醇
、
乙烯基乙酸的用量之比为
13.5g:20.6g:100mL:8.6g
；
[0017]DETA
的氨基与乙烯基乙酸的羧基，发生酰胺化反应，在脱水剂的帮助下，较温和的条件下就能反应，通过控制二者的摩尔比接近
1:1
且
DETA
略微过量，使
DETA
上只有一个氨基参与到反应，得到中间体2；具体反应过程如下所示：
[0018][0019]S3、
在装有搅拌装置的三口烧瓶中，将中间体2与吡啶混合，搅拌均匀，加入羧基化碳纳米管，再加入
DCC
和
DMAP(4
‑
二甲氨基吡啶，催化剂
)
，磁力搅拌
2h
后放入
60℃
水浴中超声
2h
，再撤去水浴在室温下磁力搅拌
6h
，抽滤，用无水乙醇洗涤3‑4次，干燥，研磨，得到中间体3；中间体
2、
吡啶
、
羧基化碳纳米管
、DCC、DMAP
的用量之比为
17.1g:100mL:10g:20.6g:0.4g
；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
导电型聚苯乙烯发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1、
将聚苯乙烯
、
改性碳纳米管
、
过氧化二苯甲酰和硬脂酰胺脂肪酸混合，加入高速搅拌机中搅拌
2h
，加入双螺杆挤出机中，熔融共混，挤出，破碎机破碎成粉末，得到混合物粉末；
A2、
将混合物粉末置于模具中，加入到反应釜中，设定温度
0℃
，将二氧化碳送入反应釜中，控制反应温度为
120℃
，压力为
20MPa
，饱和
5h
后，泄压
60s
排除气体，得到导电型聚苯乙烯发泡材料
。2.
根据权利要求1所述的导电型聚苯乙烯发泡材料的制备方法，其特征在于，步骤
A1
中聚苯乙烯
、
改性碳纳米管
、
过氧化二苯甲酰
、
硬脂酰胺脂肪酸的质量之比为
80:5
‑
15:0.1:8。3.
根据权利要求1所述的导电型聚苯乙烯发泡材料的制备方法，其特征在于，步骤
A1
所述改性碳纳米管通过以下步骤制得：
S1、
将1‑
壬醇
、
二氯化磷酸苯酯
、
三乙胺
、
甲苯混合搅拌均匀，
75℃
反应
3h
，过滤，减压蒸馏，柱层析提纯，旋蒸，得到中间体1；
S2、
将
DETA、DCC
和乙腈混合搅拌均匀，边滴加乙烯基乙酸边搅拌，
55℃
水浴反应
75min
，旋蒸，柱层析提纯，旋蒸，得到中间体2；
S3、
将中间体2与吡啶混合搅拌均匀，加入羧基化碳纳米管，再加入<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王龙珑，杨毅，
申请(专利权)人：安徽永锋防护科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：