具有功能表层的发泡聚苯乙烯珠粒、其制造方法,以及使用它的功能化EPS产品及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种发泡聚苯乙烯颗粒，其具有在发泡聚苯乙烯颗粒表面上形成的乙酸乙烯酯树脂基功能表层。进一步公开了生产发泡聚苯乙烯颗粒的方法以及发泡聚苯乙烯颗粒的用途。根据本发明专利技术的发泡聚苯乙烯颗粒，确保了发泡聚苯乙烯固有的性能，例如轻的重量、绝热性能、形状稳定性、缓冲性能和吸声，并通过构成表层的乙酸乙烯酯基聚合物来提供优异的低温粘结性能、气密性、防水和耐用性。任选地，各种功能添加剂，其中包括阻燃剂、防水剂、抗菌剂、着色剂、增味剂等可加入到据乙酸乙烯酯树脂中，以简单的方式赋予发泡聚苯乙烯颗粒各种功能。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】,以及使用它的功能化eps产品及其制造方法
本专利技术涉及发泡聚苯乙烯模塑产品，该产品具有各种功能，其中包括阻燃、抗菌性能、着色性能等。更特别地，本专利技术涉及通过用功能涂料组合物涂布(预)发泡的聚苯乙烯颗粒的表面而生产的具有功能表层的(预)发泡的聚苯乙烯颗粒，生产发泡聚苯乙烯颗粒的方法，使用具有功能表层的发泡聚苯乙烯颗粒制造的功能发泡聚苯乙烯模塑产品，和制造聚苯乙烯模塑产品的方法。
技术介绍
发泡聚苯乙烯是通过加热并固化可发泡的聚苯乙烯树脂而获得的聚合物树脂，其中所述可发泡的聚苯乙烯树脂在聚苯乙烯树脂或其共聚物树脂内包括发泡剂，例如戊烷(C5H12)或丁烷(C4H10)，以便在其内生成泡沫。发泡聚苯乙烯为白色、重量轻，且耐水性、绝热性能、吸声和缓冲性能优异。由于这些优点，因此发泡聚苯乙烯树脂广泛用作包装材料、建筑材料、飘浮材料、救生衣、装饰制品、绝缘器、生活产品，例如食品容器和可弃置的产品与类似物。以下将描述关于发泡聚苯乙烯产品的模塑工艺的更详细说明。预发泡直径为0.2～0.3mm的形状为珠粒或者长度为约2.5mm的形状为粒料的含有发泡剂的聚苯乙烯或苯乙烯共聚物树脂，产生发泡颗粒(通常为珠粒形式)。之后，老化并干燥发泡颗粒。将老化的发泡颗粒置于模具内，用高压蒸汽加热，于是模塑成所需的形状。如此生产的发泡聚苯乙烯含有98体积％的空气和仅仅约2体积％的聚合物树脂。此外，发泡聚苯乙烯具有独特的发泡结构，其中空气通过塑料泡沫密封在所述结构内。基于这一结构，由于发泡聚苯乙烯轻质且显示出优异的缓冲性能、热绝缘性能和吸声性能，因此它可广泛地用于许多应用中。然而，由于与聚苯乙烯树脂固有的耐化学性相比，发泡结构使得发泡聚苯乙烯对一些化学品更加敏感，因此，发泡结构是赋予发泡聚苯乙烯颗粒各种功能的障碍。也就是说，为了赋予发泡聚苯乙烯产品额外的功能，添加功能组分到发泡聚苯乙烯中存在功能组分的耐水性和耐热性难题，且还必须全面考虑发泡聚苯乙烯的模塑性和耐化学性。因此，在聚苯乙烯的制备过程中，迄今为止开发的功能发泡聚苯乙烯模塑产品在不影响其物理和化学性能的范围内选择功能组分的用量与种类是非常有限的。特别地，由于发泡聚苯乙烯具有相对低的熔点，且熔融聚苯乙烯具有低的粘度，由发泡聚苯乙烯制造的模塑产品丧失其结构，且遇火容易熔融，于是转化成可燃的液体材料。在这些情况下，在大多数发达国家中，包括Fire Services Act在内的法规限制使用发泡聚苯乙烯，这抑制了发泡聚苯乙烯作为建筑材料的开发。为了解决这些问题，进行了巨大的努力开发阻燃或耐火的发泡聚苯乙烯。例如，美国专利No.6384094公开了通过添加1-12wt％的可发泡石墨或发泡石墨到含有苯乙烯单体的悬浮液中，制备耐火的发泡聚苯乙烯的方法。另外，该专利公布证明如此制备的可发泡聚苯乙烯的有效性。然而，可发泡石墨开始在约900℃下发泡，而聚苯乙烯在大于或等于500℃下留下3wt％的灰分，这是因为其耐热性极低。可发泡石墨一旦在高温下加热时发泡，行使其绝热性能，但石墨丧失其结构，这是因为不存在能粘结石墨的材料，从而导致差的耐火性。另一方面，韩国技术No.323680公开了通过在发泡聚苯乙烯颗粒表面上涂布硅酸钠水溶液，并微波辐照该涂层，热粘结硅酸钠到聚苯乙烯上而制造的阻燃的发泡聚苯乙烯面板。这一技术的缺点是，硅酸钠的涂层的耐水性差且要求昂贵设备以供微波辐照。专利技术公开因此，鉴于上述问题，从而产生了本专利技术，本专利技术的目的是提供发泡聚苯乙烯，它可使用常规的模塑设备生产且不需要使用额外的昂贵的设备，并且可开发成阻燃、耐火、抗菌性能、防水性、芳香性能、着色性能等优异的各种功能产品。可通过用功能涂料组合物涂布发泡聚苯乙烯颗粒的表面，在颗粒内部形成功能表层，接着模塑，从而实现本专利技术的目的。此处所使用的功能涂料组合物含有至少一种功能添加剂，和对发泡聚苯乙烯颗粒具有高亲和性以及具有低温熔体粘结性能，以便适合于蒸汽模塑的聚乙酸乙烯酯。根据本专利技术的一个方面，提供发泡聚苯乙烯颗粒，其由发泡聚苯乙烯内层和功能表层组成，其中通过加热可发泡的聚苯乙烯珠粒或粒料并发泡，形成发泡聚苯乙烯内层，通过用功能涂料组合物涂布发泡聚苯乙烯内层的表面，形成功能表层，所述功能涂料组合物含有10-99重量％乙酸乙烯酯基聚合物和0.1-90重量％至少一种功能添加剂。根据本专利技术另一方面，提供生产具有功能表层发泡聚苯乙烯颗粒的方法，该方法包括下述步骤加热可发泡的聚苯乙烯珠粒或粒料并发泡，产生发泡的聚苯乙烯颗粒；将功能涂料组合物施涂发泡聚苯乙烯颗粒的表面上，形成功能表层，其中通过混合或溶解至少一种功能添加剂与乙酸乙烯酯基聚合物溶液，制备该功能涂料组合物；和添加剥离剂到其表面用功能涂料组合物涂布的发泡聚苯乙烯颗粒上，将具有功能表层的发泡聚苯乙烯颗粒分成独立的颗粒，并干燥独立的颗粒。根据本专利技术另一方面，提供制造功能发泡聚苯乙烯模塑产品的方法，该方法包括下述步骤将具有功能表层的发泡聚苯乙烯颗粒引入模塑机内，并施加高压蒸汽到这一模塑机中，使发泡聚苯乙烯颗粒彼此粘结。根据本专利技术再一方面，提供由本专利技术的具有功能表层的发泡聚苯乙烯颗粒制造的功能发泡聚苯乙烯模塑产品。以下将给出关于本专利技术的具有功能表层的发泡聚苯乙烯颗粒结构的更加详细的说明。具有功能表层的发泡聚苯乙烯颗粒是具有表皮-芯结构的球形颗粒，其中发泡聚苯乙烯颗粒的总直径介于约1mm至约30mm，构成内部芯层的发泡聚苯乙烯颗粒的直径介于约0.999mm至约29.999mm，和外部表层的厚度介于约1微米至约100微米。基于发泡聚苯乙烯颗粒的总重量，构成芯层的发泡聚苯乙烯颗粒占5-99重量％，功能表层占1-95重量％，和其它残渣占小于或等于5重量％。构成芯层的发泡聚苯乙烯颗粒包括本领域以前公知的那些。在以上的现有技术中一样说明了各组分和生产方法。另一方面，通过用含有乙酸乙烯酯基聚合物溶液和至少一种功能添加剂的功能涂料组合物涂布发泡聚苯乙烯颗粒的表面，接着分离(成独立的颗粒)并干燥，从而形成功能表层。通过在溶剂内溶解3-80重量％的乙酸乙烯酯基聚合物，从而制备乙酸乙烯酯基聚合物溶液。乙酸乙烯酯基聚合物可以是乙酸乙烯酯均聚物，或者乙酸乙烯酯和至少一种选自下述单体的共聚物乙烯酯，例如己酸乙烯酯和硬脂酸乙烯酯；丙烯酸酯，例如丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸辛酯；富马酸酯，例如马来酸二丁酯；羧酸，例如马来酸、丙烯酸和衣康酸；乙烯醇；丁二醇；和己内酯；或者其混合物与共混物。乙酸乙烯酯基聚合物的聚合度(DP)为10-100000。优选在乙酸乙烯酯基聚合物内的乙酸乙烯酯单体的含量为大于或等于55％。制备乙酸乙烯酯基聚合物溶液的合适的溶剂的实例包括水，和有机溶剂，例如醇、酯、酮、羧酸、芳族化合物和卤代烃。优选选择具有相对高挥发性和降低的人类毒性，尤其最小地溶解或腐蚀发泡聚苯乙烯颗粒表面的溶剂。在这一方面，优选醇。考虑对发泡聚苯乙烯颗粒表面的粘合性以及处理时的可操作性，从而确定树脂组分的浓度在以上定义的范围内。可毫无限制地添加功能添加剂以获得所需功能，只要它容易溶解或分散在乙酸乙烯酯基聚合物溶液内且不腐蚀或溶解发泡聚苯乙烯颗粒的表面即可。这种添加剂的实例包括发泡剂、成核剂、润滑剂、抗氧化剂、热稳定剂、紫外稳定剂、生物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有功能表层的发泡聚苯乙烯颗粒，其由发泡聚苯乙烯内层和功能表层组成，其中通过加热可发泡的聚苯乙烯珠粒或粒料并发泡形成发泡聚苯乙烯内层，和通过用功能涂料组合物涂布发泡聚苯乙烯内层的表面形成功能表层，所述功能涂料组合物含有１０－９９重量％乙酸乙烯酯基聚合物和０．１－９０重量％至少一种功能添加剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：朴奉国，
申请(专利权)人：波尔玛有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]