本发明涉及废旧聚苯乙烯改性领域，尤其涉及一种再生聚苯乙烯及其制备方法和应用。
背景技术：
1、聚苯乙烯是由苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，大体积侧基苯环的无规则排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质，具有良好的刚性、成型性、电绝缘性，因其化学结构稳定，经常被用作泡沫塑料制品。由此产生的废旧聚苯乙烯(ps)在自然界中不易腐烂，也不易被微生物降解。
2、废旧聚苯乙烯简单的处理方式包括填埋和焚烧，但会对土壤以及环境造成破坏，焚烧后的废旧聚苯乙烯也极易产生二噁英、氰化氢等这类危害人类健康的化合物。因此，处理废旧聚苯乙烯的最佳方式为回收再生利用，即利用物理方式将废旧聚苯乙烯再加工成有用的产品，使其成为新品再次进入市场。这种方法较为简单且投资成本较低，是目前回收废旧聚苯乙烯的常用方法。然而大部分再生废旧聚苯乙烯性能较差无法直使用，因此，在简单再生的基础上对废旧塑料进行改性就显得尤为重要。
3、废旧聚苯乙烯改性比较常见的手段为共混改性、共聚改性以及无机纳米粒子改性。其中，共混改性是将两种或两种以上的聚合物混合，通过物理混合获得力学均匀、热性能、光性能得到再生聚苯乙烯材料。共聚改性是通过嵌段共聚或接枝共聚等化学方式，增强了废旧聚苯乙烯的刚性及柔韧性等其他性能。无机纳米粒子具有独特的表面效应、体积效应、量子尺寸效应等特性，将无机纳米材料与废旧聚苯乙烯复合，可大幅度提高废旧聚苯乙烯的强度、韧性、耐热性能、耐摩擦等性能。
4、cn101407569b公开了一种改性废旧高抗冲聚苯乙烯抗老化母料，该母料是将按重量份计的废旧高抗冲聚苯乙烯75-95份、弹性体5-25份、线性低密度聚乙烯5-10份、抗紫外剂0.25-1.0份或/和抗氧剂0.25-1.0份，先加入高速混合机中混合，然后将其放入双螺杆挤出机中，并同时将已溶入按重量比计1:1的引发剂和偶联剂0.07-0.70份的苯乙烯5-10份从双螺杆挤出机玻纤口加入，并在温度150-210℃下熔融共混获得。
5、cn106146884b公开了一种酸酐类化合物改性废旧hips塑料及其制备方法。所述改性废旧hips塑料是由下列重量份的各原料经熔融共混制成的，废旧高抗冲聚苯乙烯100份；酸酐类化合物0.3-2份。本发明通过使用酸酐类化合物对废旧hips进行改性，制备得到机械性能良好的改性材料。
6、cn102241798a公开了一种利用废旧聚苯乙烯泡沫塑料为原料制备珠状聚苯乙烯接枝共聚物固体树脂的方法将废旧聚苯乙烯泡沫塑料，或其他聚苯乙烯树脂，用醋酸乙烯酯、丙烯酸酯类等单体溶解，然后搅拌加入分散剂和水，分散后加入引发剂进行珠状分散聚合，或将油溶性引发剂加入单体中，使之发生接枝或互穿网络聚合，生成具有接枝或互穿网络结构的聚合物树脂，产品经过滤、洗涤、干燥可直接制得粒径为0.1-10mm的聚苯乙烯和醋酸乙烯酯丙烯酸酯共聚物p(ps/vac/ba)珠状固体树脂。
7、cn102731727a公开了一种利用废旧聚苯乙烯泡沫塑料生产改性聚苯乙烯型珠状热熔树脂的新工艺在引发剂条件下使聚苯乙烯断链或产生自由基和醋酸乙烯酯等单体进行接枝共聚或互穿网络聚合，制得了用苯乙烯单体与醋酸乙烯单体不易制得的p(pvc/ba)珠状树脂。
8、废旧聚苯乙烯经过反复多次熔融，使得聚苯乙烯低分子化，强度下降，悬臂梁缺口冲击强度一般在20-70j/m；通过对废旧聚苯乙烯材料改性可以的得到高抗冲聚苯乙烯(hips)材料，其高抗冲聚苯乙烯材料的悬臂梁缺口冲击强度是100j/m左右。传统的废旧聚苯乙烯的改性方式为添加增韧剂，使其冲击性能提高，但随着增韧剂用量增加材料的冲击性能先上升后达到饱和，其他力学性能显著下降，且大部分增韧剂在长期使用后会在光照、高温及长期暴露在空气中而发生降解、交联等反应，从而溶胀断裂。
9、改性后的废旧聚苯乙烯材料在建筑、汽车、家电等行业已得到广泛应用，随着应用领域的广泛扩大，再生聚苯乙烯材料使用时会出现被油类、发泡剂、腐蚀剂等包裹的情况，长时间处于此种情况下材料会出现开裂的现象，进而影响再生聚苯乙烯材料的使用年限和制件外观。
10、综上所述，废旧聚苯乙烯可经过改性提高其抗冲强度、刚性强度、柔韧性等性能，继而应用到不同的领域，但由于改性条件的限制，导致废旧聚苯乙烯材料的冲击性能无法继续提高，存在上限，且由于应用条件的改变，导致再生聚苯乙烯材料会出现开裂或被腐蚀等现象。因此，在提高废旧聚苯乙烯材料抗冲强度的同时提高材料的耐油耐腐蚀性，是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对以上问题，本发明提供一种再生聚苯乙烯及其制备方法和应用，本发明中通过对废旧聚苯乙烯进行改性，制备出具有超高抗冲性能、耐油性能和耐1-氯,3,3,3三氟丙烯(lba)发泡剂腐蚀性能好的再生聚苯乙烯，解决了现有再生聚苯乙烯材料增韧效率低、易被腐蚀等问题。
2、本发明提供一种再生聚苯乙烯，所述再生聚苯乙烯由废旧聚苯乙烯经过预处理后，与通用级聚苯乙烯、聚乙烯、增韧剂、相容剂、增塑剂、引发剂、第一抗氧剂和第一润滑剂熔融混合制备而成；所述再生聚苯乙烯的熔指为4-6g/min、拉伸强度为27-29mpa、断裂伸长率为30-40％、弯曲强度为45-47mpa、弯曲模量为1900-2000mpa、悬臂梁缺口冲击强度为300-310j/m；所述再生聚苯乙烯在经过耐1-氯,3,3,3三氟丙烯发泡剂腐蚀性的测试后，拉伸强度为26-28mpa、断裂伸长率为25-30％，所述再生聚苯乙烯表面无裂纹产生；所述再生聚苯乙烯在经过耐油腐蚀性测试后，拉伸强度为26.5-28.5mpa、断裂伸长率为25-35％，其表面无裂纹产生。
3、进一步地，按重量份计，所述再生聚苯乙烯中各组分以及含量为：
4、废旧聚苯乙烯：20-60重量份；
5、通用级聚苯乙烯：20-60重量份；
6、聚乙烯：4-8重量份；
7、增韧剂：8-12重量份；
8、相容剂：1-5重量份；
9、增塑剂：0.5-2重量份；
10、引发剂：0.01-0.05重量份；
11、第一抗氧剂：0.5-1重量份；
12、第一润滑剂：0.5-1重量份。
13、进一步地，所述废旧聚苯乙烯、通用级聚苯乙烯、增韧剂、相容剂和增塑剂为颗粒状材料。
14、进一步地，所述聚乙烯、引发剂、第一抗氧剂和第一润滑剂为粉末状材料。
15、进一步地，所述通用级聚苯乙烯的悬臂梁缺口冲击强度为15-20j/m，200℃/5kg条件下的所述通用级聚苯乙烯的熔体流动速率(mfr)为5-8g/10min。
16、进一步地，所述聚乙烯为线型低密度聚乙烯(lldpe)和茂金属聚乙烯(mlldpe)中的一种或几种。
17、进一步地，所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物中的一种或几种。
18、进一步地，所述相容剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)、三元乙丙橡胶(epdm)、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(sebs)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sis)、氯化聚乙烯(cpe)、聚苯乙烯丁二烯共聚物(sbr)中的一种或几种。
19、进一步地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、环烷油、白矿油中的一种或几种。
20、进一步地，所述引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰中的一种或几种。
21、进一步地，所述第一抗氧剂为四[β-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(-4-羟基-3,5二叔丁基苯基)丙酸正十八醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种。
22、进一步地，所述第一润滑剂为n,n-乙撑双硬脂酰胺(ebs)、硬脂酸钙中的一种或几种。
23、本发明还提供一种所述再生聚苯乙烯的制备方法，包括以下步骤：
24、步骤1、将废旧聚苯乙烯在室温下水洗后，干燥，加入第二抗氧剂和第二润滑剂，共混经过双螺杆挤出机挤出，得到预处理聚苯乙烯；
25、步骤2、将所述预处理聚苯乙烯与通用级聚苯乙烯、增韧剂、相容剂和增塑剂，加入到混合机中搅拌，得到颗粒预混料；
26、步骤3、将聚乙烯、引发剂、第一抗氧剂和第一润滑剂，加入到所述混合机中，与所述颗粒预混料共同搅拌，得到混合料；
27、步骤4、将所述混合料加入到双螺杆挤出机挤出造粒，得到所述再生聚苯乙烯。
28、进一步地，所述步骤1中所述水洗至洗涤液中无杂质产生。
29、进一步地，所述步骤1中所述干燥的温度为50-100℃，干燥的时间为2-4h。
30、进一步地，所述步骤1中所述第二抗氧剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硬脂酸季戊四醇酯中的一种或几种。
31、进一步地，所述步骤1中所述第二润滑剂为2-(2h-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑中的一种或几种。
32、进一步地，所述步骤1中所述废旧聚苯乙烯、第二抗氧剂与第二润滑剂的质量比为30：(0.1-0.5)：(0.1-0.5)。
33、进一步地，所述步骤1中所述共混的时间为2min。
34、进一步地，所述步骤1中所述共混的速度为200-300r/min。
35、进一步地，所述步骤1中所述双螺杆挤出机的加工温度为190-230℃。
36、进一步地，所述步骤1中所述双螺杆挤出机的加工温度包括九段温区，其中一段温区的温度为190-200℃、二段温区的温度为200-210℃、三段温区的温度为220-225℃、四段温区的温度为225-230℃、五段温区的温度为225-230℃、六段温区的温度为220-225℃、七段温区的温度为220-225℃、八段温区的温度为220-225℃、九段温区的温度为220-225℃。
37、进一步地，所述步骤1中所述双螺杆挤出机中螺杆转速为500-600r/min。
38、进一步地，所述步骤1中所述双螺杆挤出机的真空压力0.6-1.0mpa。
39、进一步地，所述步骤1中所述双螺杆挤出机的熔体温度为200-220℃。
40、进一步地，所述步骤1中所述双螺杆挤出机的主机电流为40-50a。
41、进一步地，所述步骤1中所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为40：1。
42、进一步地，所述步骤2中所述通用级聚苯乙烯的悬臂梁缺口冲击强度为15-20j/m，200℃/5kg条件下的所述通用级聚苯乙烯的熔体流动速率为5-8g/10min。
43、进一步地，所述步骤2中所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物中的一种或几种。
44、进一步地，所述步骤2中所述相容剂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、三元乙丙橡胶、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氯化聚乙烯、聚苯乙烯丁二烯共聚物中的一种或几种。
45、进一步地，所述步骤2中所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、环烷油、白矿油中的一种或几种。
46、进一步地，所述步骤2中所述搅拌的速度为200-300r/min，搅拌的时间为2-3min。
47、进一步地，所述步骤3中所述聚乙烯为线型低密度聚乙烯(lldpe)和茂金属聚乙烯(mlldpe)中的一种或几种。
48、进一步地，所述步骤3中所述引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰中的一种或几种。
49、进一步地，所述步骤3中所述第一抗氧剂为四[β-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、-(-4-羟基-3,5二叔丁基苯基)丙酸正十八醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种。
50、进一步地，所述步骤3中所述第一润滑剂为n,n-乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸钙中的一种或几种。
51、进一步地，所述步骤3中所述搅拌的速度为200-300r/min，搅拌的时间为2-3min。
52、进一步地，所述步骤3中所述聚乙烯与所述颗粒预混料中的增韧剂发生交联反应，使所述增韧剂分布在废旧聚苯乙烯与所述聚乙烯的界面上，提高了二者的粘合作用，也使所述废旧聚苯乙烯与所述聚乙烯之间形成双相连续结构，改善共聚物间的相互作用，通过降低再生聚苯乙烯中材料间的界面张力来提高界面粘结力，改善分散相的分散性，促进应力在两相之间的有效传递，起到了协效增韧作用，显著提升增韧效果。
53、进一步地，所述步骤4中所述双螺杆挤出机的加工温度为190-230℃。
54、进一步地，所述步骤4中所述双螺杆挤出机的加工温度包括九段温区，其中一段温区的温度为190-200℃、二段温区的温度为200-210℃、三段温区的温度为220-225℃、四段温区的温度为225-230℃、五段温区的温度为225-230℃、六段温区的温度为220-225℃、七段温区的温度为220-225℃、八段温区的温度为220-225℃、九段温区的温度为220-225℃。
55、进一步地，所述步骤4中所述双螺杆挤出机中螺杆转速为500-600r/min。
56、进一步地，所述步骤4中所述双螺杆挤出机的真空压力0.6-1.0mpa。
57、进一步地，所述步骤4中所述双螺杆挤出机的熔体温度为200-220℃。
58、进一步地，所述步骤4中所述双螺杆挤出机的主机电流为40-50a。
59、进一步地，所述步骤4中所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为40：1。
60、进一步地，所述步骤4中所述再生聚苯乙烯由于增韧剂的加入，使所述再生聚苯乙烯呈海岛结构分布，这种特殊的相形态可以有效阻止内应力和外应力导致的裂纹扩展，给予了所述再生聚苯乙烯优异的耐环境应力开裂性。
61、本发明还提供一种所述再生聚苯乙烯的应用，所述再生聚苯乙烯用于制备汽车、器械、电器、计算机和包装所用的板材。
62、本发明的有益效果：
63、1、本发明中引入聚乙烯，其与增韧剂发生交联反应，使增韧剂分布在废旧聚苯乙烯与聚乙烯的界面上，提高了二者之间的界面粘合力；
64、2、本发明中的聚苯乙烯与聚乙烯形成双相连续结构，使制备的再生聚苯乙烯具有优异的抗冲击性能；
65、3、本发明解决了再生聚苯乙烯耐油、耐1-氯,3,3,3三氟丙烯发泡剂腐蚀性能差的问题，在抗油性能方面表现优异，无开裂现象出现，使用过程中的安全性大大提高；
66、4、本发明中的再生聚苯乙烯材料因具有耐油，耐腐蚀性，延长了其使用寿命，降低了废旧聚苯乙烯材料的产生；
67、5、本发明中的再生聚苯乙烯材料提高了材料的韧性和刚性，突破了现有聚苯乙烯材料的性能瓶颈，可广泛应用于家电产品等电子电器领域；
68、6、本发明中的再生聚苯乙烯的制备过程简单，操作容易，适合大规模生产，在制备过程中无污染，绿色高效；
69、7、本发明实现了废旧聚苯乙烯材料的再利用，通过安全、节能的制备方法，实现了废旧聚苯乙烯材料的高性能再生循环利用。
1.一种再生聚苯乙烯，其特征在于，所述再生聚苯乙烯由废旧聚苯乙烯经过预处理后，与通用级聚苯乙烯、聚乙烯、增韧剂、相容剂、增塑剂、引发剂、第一抗氧剂和第一润滑剂熔融混合制备而成；所述再生聚苯乙烯的熔指为4-6g/min、拉伸强度为27-29mpa、断裂伸长率为30-40％、弯曲强度为45-47mpa、弯曲模量为1900-2000mpa、悬臂梁缺口冲击强度为300-310j/m；所述再生聚苯乙烯在经过耐1-氯,3,3,3三氟丙烯发泡剂腐蚀性的测试后，拉伸强度为26-28mpa、断裂伸长率为25-30％，所述再生聚苯乙烯表面无裂纹产生；所述再生聚苯乙烯在经过耐油腐蚀性测试后，拉伸强度为26.5-28.5mpa、断裂伸长率为25-35％，其表面无裂纹产生。
2.根据权利要求1所述再生聚苯乙烯，其特征在于，按重量份计，所述再生聚苯乙烯中各组分以及含量为：
3.根据权利要求1所述再生聚苯乙烯，其特征在于，所述通用级聚苯乙烯的悬臂梁缺口冲击强度为15-20j/m，200℃/5kg条件下的所述通用级聚苯乙烯的熔体流动速率为5-8g/10min。
4.根据权利要求1所述再生聚苯乙烯，其特征在于，所述增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述再生聚苯乙烯，其特征在于，所述引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰中的一种或几种。
6.一种权利要求1-5任一项所述再生聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述步骤1中所述废旧聚苯乙烯、第二抗氧剂与第二润滑剂的质量比为30：(0.1-0.5)：(0.1-0.5)。
8.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述步骤4中所述双螺杆挤出机的加工温度包括九段温区，其中一段温区的温度为190-200℃、二段温区的温度为200-210℃、三段温区的温度为220-225℃、四段温区的温度为225-230℃、五段温区的温度为225-230℃、六段温区的温度为220-225℃、七段温区的温度为220-225℃、八段温区的温度为220-225℃、九段温区的温度为220-225℃。
9.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述步骤4中双螺杆挤出机的熔体温度为200-220℃。
10.一种权利要求1-5任一项所述再生聚苯乙烯的应用，其特征在于，所述再生聚苯乙烯用于制备汽车、器械、电器、计算机和包装所用的板材。
