[發明專利]高耐熱EPS制備工藝

有效

• 申請號: 202011162111.4
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN114479296B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 張本榮;項汛;郭慶;朱晨
• 申請（專利權）人: 無錫興達泡塑新材料股份有限公司;常州誠達新材料科技有限公司;惠州興達石化工業有限公司;大慶錫達石油化工有限公司;新疆興達偉業泡塑新材料有限公司;安慶興達新材料有限公司;山東宇洋新能源有限公司
• 主分類號: C08L25/06
• 分類號: C08L25/06;C08L51/04;C08L25/12;C08L71/12;C08L25/08;C08L87/00;C08K3/32;C08K5/42;C08J9/14;C08J9/00;C08G81/02
• 代理公司: 無錫知更鳥知識產權代理事務所(普通合伙) 32468
• 代理人: 郭元聰

本發明提出了一種高耐熱EPS制備工藝，制備步驟如下：步驟1、將聚苯乙烯、PPO和改性劑混合均勻后，放入雙螺桿擠出機中，擠出后切割成粒子，得到共混物粒子；步驟2、向反應釜內加入去離子水、分散劑和表面活性劑；步驟3、向反應釜內加入混合物粒子和發泡劑，升溫反應釜并在該溫度下保持恒溫2?6h，恒溫時間結束后冷卻至室溫，將反應釜內的物料進行過濾和水洗，即得到可發性的聚苯乙烯和PPO的珠粒；步驟4、將可發性聚苯乙烯和PPO的珠粒用蒸汽加熱，即得到預發的聚苯乙烯和PPO的共混物珠粒，該預發珠粒的橫切面可觀察到均勻的泡孔，借此，本發明具有能夠利用在共混擠出的過程中，將高耐熱樹脂溶于苯乙烯中聚合得到共混物，用于生產高耐熱EPS的優點。

技術領域

本發明屬于EPS制備技術領域，特別涉及一種高耐熱EPS制備工藝。

背景技術

目前，高分子材料的耐熱性能是由其結構決定的，對于非交聯的熱塑性聚合物，結晶性聚合物的最高使用溫度一般在其熔點Tm之下20－30℃，而非晶聚合物的使用溫度一般在其玻璃化溫度Tg之下20－30℃。交聯(包括熱固性) 由于交聯化學鍵對分子鏈運動的限制，耐熱性會顯著提高(高度交聯體系的使用溫度受分解溫度限制)。可發性聚苯乙烯(EPS)用的聚苯乙烯(PS)是非結晶聚合物，其Tg為100℃，最高長期使用溫度不超過80℃。聚乙烯和乙烯－醋酸乙烯的共聚合EVA可以通過交聯提高其耐熱性，但PS很難在后加工中通過大分子的交聯來提高耐熱性。

就提高聚合物的耐熱性而言，技術路線主要有：(1)共聚法，在分子鏈中引入極性單體或者環狀取代基的單體；(2)共混法，通過添加高耐熱聚合物來提高聚合物的耐熱性；以及(3)高填充和交聯。

PS的分子鏈間的作用力弱，耐熱性主要是剛性苯環側基的貢獻，因此Tg不是很高。在苯乙烯類單體中，α－甲基苯乙烯和對叔丁基苯乙烯等單體的聚合物 Tg要比PS高。但α－甲基苯乙烯的聚合活性低，很難與苯乙烯共聚得到高分子量的聚合物(因其分子量低，力學性能差)，而對叔丁基苯乙烯沒有工業化的產品，對甲基苯乙烯對提高Tg的作用不大。

含有環狀側基的單體用于提高聚苯乙烯(EPS)的耐熱性，如興達公司專利號為CN102766230A的發明專利公開了一種以甲基丙烯酸異冰片酯為耐熱單體，與苯乙烯懸浮共聚制備高耐熱性EPS的方法，共聚物的玻璃化溫度可以比PS高 20℃。

苯乙烯和丙烯腈共聚物SAN的耐熱性略優于PS(熱變形溫度大約可提高 10℃)。但丙烯腈單體有劇毒，在EPS的聚合工藝中無法使用。德國專利DE－A 103 21 787公開了一種基于苯乙烯－丙烯腈共聚物的泡沫板的生產方法。所用發泡劑或發泡劑組分包含水，所述方法獲得的SAN泡沫板具有良好的耐溶劑性(與丙烯腈的強極性有關)，但在耐熱性和絕緣性方面仍存在改進空間。

高分子材料的共混改性是一種重要工具，可以將兩種或多種不同性能的材料共混成復合材料，獲得所期望的性能。要提高PS的耐熱性，需要與更高耐熱性的聚合物共混。一般通用塑料很少能在100℃以上長期使用，因此只能是使用熱塑性的工程塑料與PS共混。可選擇的工程塑料包括聚酰胺(尼龍)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚苯醚(PPO)等通用工程塑料，以及聚苯硫醚(PPS)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚芳砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚酰亞胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)、芳香族聚酯和芳香族聚酰胺等特種工程塑料。

通常無機粒子的耐熱性遠高于有機聚合物，因此可以通過高填充的方法在一定的程度上提高復合材料的耐熱性能。另一種提高聚合物耐熱性的方法是交聯，交聯(或熱固性)體系限制了分子鏈的流動，因此能提高聚合物的熱變形溫度。在泡沫材料中的酚醛泡沫，交聯聚乙烯泡沫，PVC和聚氨酯的復合泡沫就是這類材料的代表。

但是在可供選擇的三個技術路線中，共聚法的單體種類有限，短期內無法滿足生產需要，高填充和交聯會導致泡沫材料的高密度和高導熱系數，也不能滿足產品的性能需求。

發明內容