[發(fā)明專利]采用種子聚合合成黑色可發(fā)性聚苯乙烯樹脂及其制備方法

在審

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• 申請日: 2015-12-03
• 公開（公告）號: CN105384877A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 熊水英
• 申請（專利權(quán)）人: 紹興文理學院元培學院
• 主分類號: C08F257/02
• 分類號: C08F257/02;C08F212/08;C08F2/20;C08J9/20
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所(普通合伙) 33220
• 代理人: 王余糧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高性能可發(fā)性聚苯乙烯材料的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用種子聚合合成黑色可發(fā)性聚苯乙烯樹脂及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，據(jù)EPS行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2014年全中國的可發(fā)性聚苯乙烯（簡稱EPS）的產(chǎn)能已達到600萬噸/年以上，實際年產(chǎn)量已達到300萬噸以上，EPS廣泛應用于電子產(chǎn)品的包裝、建筑保溫、農(nóng)林漁業(yè)的果菜箱、工藝品、玩具等應用領(lǐng)域，其中在建筑保溫材料領(lǐng)域，黑色可發(fā)性聚苯乙烯（BlackEPS）由于在懸浮聚合制造工藝中添加了可使制品導熱系數(shù)更低的石墨或者炭黑而使得黑色可發(fā)性聚苯乙烯（BlackEPS）與白色可發(fā)性聚苯乙烯(WhiteEPS)相比具有更高的性價比，一般而言，在同樣的18～22克/升的泡沫密度條件下，黑色EPS的導熱系數(shù)可以達到0.033W/MK以下，而白色EPS的導熱系數(shù)只能做到0.039W/MK以下，二者相差15～20%，因而對于建筑保溫應用領(lǐng)域而言，黑色可發(fā)性聚苯乙烯是更具性價比的保溫隔熱材料，因其導熱系數(shù)更低的優(yōu)良性能，在同等條件下，在可以減少材料使用量的同時，也可以相應地降低保溫材材的厚度從而減少墻體的厚度，有利于室內(nèi)空間的增加。對于環(huán)境保護而言，無疑這也是一種更加綠色環(huán)保的材料。因此，近二三年來，各大EPS生產(chǎn)制造工廠，紛紛投入巨額資金研究開發(fā)生產(chǎn)黑色可發(fā)性聚苯乙烯，有的生產(chǎn)廠家通過添加石墨來降低導熱系數(shù)，生產(chǎn)出石墨級可發(fā)性聚苯乙烯(G-EPS)，有的廠家則添加了炭黑來生產(chǎn)黑色可發(fā)性聚苯乙烯，凡此二種方法均可以使導熱系數(shù)降低至0.033W/MK以下。

然而，對于建筑保溫應用領(lǐng)域而言，所需要最終應用的保溫板材需要EPS顆粒粒徑的范圍通常為0.6～1.5mm，這個粒徑范圍對于懸浮聚合工藝而言是很窄的，因為通過懸浮聚合工藝生產(chǎn)出來的EPS顆粒的粒徑分布很廣泛，產(chǎn)出的珠粒通常在0.1～2.5mm范圍，而集中在0.6～1.5mm粒徑范圍的正品率通常只有70～80%，也就是說，一噸的苯乙烯原料，通過懸浮聚合法生產(chǎn)出來的可供市場需要的可賣品只有不足80%，20%以下由于EPS顆粒粒徑低于0.6mm以下或者大于1.5mm以上而無法銷售，其中1.5mm以上者，相對而言，比例比0.6mm以下的比例要少很多，一般而言，只有1%以下。因此，對于EPS制造工廠而言，如何處理大量產(chǎn)生的細粉料是一個非常急迫的課題，否則，苯乙烯原料的利用率太低，從而使產(chǎn)品成本升高，導致企業(yè)處于虧本的境地。

因此，如能開發(fā)一種合理利用將黑色EPS細粉料的粒徑增大，使其粒徑范圍重新落在0.6～1.5mm的顆粒范圍之內(nèi)，從而大大提高苯乙烯原料的利用率，生產(chǎn)出顆粒均勻、質(zhì)量達標、能滿足建筑保溫領(lǐng)域客戶需求的黑色EPS將能夠為企業(yè)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是合理利用黑色可發(fā)性聚苯乙烯懸浮聚合過程中產(chǎn)生的細粉料，利用細粉料做為種子，采用種子聚合的方法，來使顆粒的粒徑增大10～40倍，從而使細粉料的顆粒粒徑符合市場的需要范圍，從而解決細粉料的出路，大大提高苯乙烯原料的利用率，本方法可使生產(chǎn)制成的顆粒均勻、外觀圓滿、質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)品性能達到建筑保溫用黑色可發(fā)性聚苯乙烯樹脂的要求。

為達到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種采用種子聚合合成的黑色可發(fā)性聚苯乙烯樹脂，由以下重量份的原料組成：

苯乙烯單體100～300份；

黑色種子3～30份；

分散劑1～5份；

引發(fā)劑0.3～5份；

發(fā)泡劑5～9份；

黑色改性劑1～5份；

去離子水200～700份；

其中：

所述黑色種子為含有一定量發(fā)泡劑的黑色可發(fā)性聚苯乙烯粒子，顆粒粒徑為0.2～0.5mm；

所述分散劑為纖維素、聚乙烯醇、磷酸三鈣中的任意一種或二種之混合物；

所述引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰、過氧化二碳酸二十四氰酯、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二異丙苯中的任意一種或一種以上的混合物；

所述發(fā)泡劑為C4～C6低沸點的直鏈烷烴或環(huán)烷烴；

所述黑色改性劑為炭黑或石墨的一種或兩種混合物；

作為優(yōu)選的，所述采用種子聚合合成的黑色可發(fā)性聚苯乙烯樹脂，由以下重量份的原料組成：

苯乙烯單體100～200份；

黑色種子5～10份；

分散劑2～3份；

引發(fā)劑0.5～1.5份；

發(fā)泡劑5～8份；

黑色改性劑2～3份；

去離子水300～600份。