制备膨胀性聚苯乙烯树脂的方法及膨胀性聚苯乙烯树脂组合物技术

本发明专利技术提供了一种使用聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯和由甲醛合成的聚乙烯蜡制备膨胀性聚苯乙烯（ＥＰＳ）树脂的方法，和一种包含沙索蜡的ＥＰＳ树脂组合物，其中沙索蜡为由甲醛合成的聚乙烯蜡。ＥＰＳ树脂在膨胀性和强度方面极佳，甚至当其预膨胀后经过短期熟化时，可以被加工成所需的泡沫产品。在聚合的开始阶段加入作为交联剂的二乙烯基苯和加入作为发泡剂的丁烷、戊烷、和环己烷的混合物使ＥＰＳ树脂以９３倍或更高的高膨胀率膨胀。另外，在合成的开始阶段加入由甲醛合成的聚乙烯蜡和在聚合的过程中加入聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯，尤其是当聚合率达到７０～９０％时，可以赋予ＥＰＳ树脂良好的强度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种膨胀性聚苯乙烯(EPS)颗粒，相对于普通EPS颗粒，该颗粒可以提高膨胀性和强度，一种制备该颗粒的方法，以及使用该EPS颗粒生产的泡沫产品。根据本专利技术的方法，可以使用作为交联剂的二乙烯基苯和作为发泡剂的丁烷、戊烷、和环己烷的混合物以制备EPS颗粒。因而，甚至当其在预膨胀后经过短期的熟化，EPS颗粒仍可以93倍或更高的高膨胀率被膨胀并且可以被加工成所需的泡沫产品。相对于普通泡沫产品，使用根据本专利技术的具有良好膨胀性和强度的EPS颗粒生产的泡沫产品显示出极佳的冲击缓冲效果。因而，更少量的泡沫产品可被用作包装或缓冲器。更具体地，本专利技术涉及一种使用聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯和由甲醛合成的聚乙烯蜡制备EPS树脂的方法，以及包含沙索(Sasol)蜡的EPS树脂组合物，其中沙索蜡是由甲醛合成的聚乙烯蜡。在根据本专利技术的制备EPS树脂的方法中，在聚合的开始阶段加入作为交联剂的二乙烯基苯和作为发泡剂的丁烷、戊烷、和环己烷的混合物使EPS树脂以93倍或更高的高膨胀率被膨胀。进而，尤其是当聚合率达到70～90％时，在聚合的开始阶段加入由甲醛合成的聚乙烯蜡并且在聚合中加入聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯可以赋予EPS树脂良好的强度。另外，甚至当其在预膨胀后经过短期熟化时，根据本专利技术的方法制备的EPS树脂可以制造成所需的泡沫产品。
技术介绍
在制备高度膨胀的苯乙烯树脂中，通常使用如甲苯和乙苯的芳香烃(参见日本专利公开第Hei.11-255947号)。然而，芳香烃可能对人体有副作用。日本专利公开第Hei.9-111035号公开了一种使用如NaCl的电解质制备具有极佳强度的可膨胀苯乙烯聚合物的方法。然而，可能形成不稳定的颗粒相。此外，日本专利公开第Hei.11-246700号公开了一种使用苯并噁唑基噻吩制备具有提高强度的可膨胀苯乙烯聚合物的方法。然而，挠曲强度可能被降低。
技术实现思路
本专利技术提供了一种可膨胀性聚苯乙烯(EPS)树脂，该树脂在膨胀性和强度方面极佳，并且甚至当其在预膨胀后经过短期熟化时，该树脂可以被制造成所需的泡沫产品，一种制备该树脂的方法，以及使用该EPS树脂生产的泡沫产品。使用聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯和由甲醛合成的聚乙烯蜡制备根据本专利技术的EPS树脂。本专利技术还提供了包含沙索蜡的EPS树脂组合物，其中沙索蜡为由甲醛合成的聚乙烯蜡。更详细地，本专利技术提供了包含作为交联剂的二乙烯基苯，和作为增强剂的聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯和由甲醛合成的聚乙烯蜡的EPS树脂组合物。优选地，本专利技术提供了使用单体、引发剂、分散剂、分散助剂、发泡剂、和水通过悬浮聚合制备具有良好膨胀性和强度的EPS树脂的方法，该方法包括在聚合的开始阶段加入作为交联剂的二乙烯基苯和作为成核剂的由甲醛合成的聚乙烯蜡并且在聚合率达到70～90％时加入能够防止泡沫孔尺寸变化的聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯。由甲醛合成的聚乙烯蜡为粉末相，不同于由乙烯合成的聚乙烯蜡。由甲醛合成的聚乙烯蜡和由乙烯合成的聚乙烯蜡在聚合度和分子量上是不同的。优选地，基于100重量份的单体，由甲醛合成的聚乙烯蜡以0.05～0.2重量份的量被使用。如果由甲醛合成的聚乙烯蜡的含量低于0.05重量份，成核剂的功能可能不够充分。另一方面，如果其超过0.2重量份，则泡沫孔的尺寸可能被降低。相对于由甲醛合成的聚乙烯蜡和由乙烯合成的聚乙烯蜡，聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯具有更复杂的结构，因此，聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯可被用于泡沫孔尺寸的调节。进而，聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯有助于预膨胀后如发泡剂的残留物或湿气的蒸发，因而降低了预膨胀后的熟化时间。聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯、甘油乙酸的脂肪酸酯等可被用作聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯的取代物。本专利技术的EPS树脂组合物可以包括选自聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯、和甘油乙酸的脂肪酸酯的一种或多种。优选地，基于100重量份的单体，聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯或其取代物可以0.05～0.15重量份的量被使用。如果聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯或其取代物的含量小于0.05重量份，则添加效果可能不充分。另一方面，如果其超过0.15重量份，则可能发生熔珠结块。优选地，当聚合率达到70～90％时，加入聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯或其取代物。如果在聚合率达到70％之前，加入聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯或其取代物，加入效果可能不充分。另一方面，在聚合率达到90％之后，加入聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯或其取代物，聚合稳定性可能被降低。根据本专利技术可被制备的EPS树脂并无特别限制，但可以为聚苯乙烯；如α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、和叔丁基苯乙烯的烷基聚苯乙烯均聚物；苯乙烯和烷基苯乙烯的共聚物；如氯苯乙烯和溴苯乙烯的卤代苯乙烯均聚物；苯乙烯和卤代苯乙烯的共聚物；苯乙烯和(甲基)丙烯酸的共聚物；苯乙烯和丙烯酸酯(例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯)或甲基丙烯酸酯的共聚物；苯乙烯和丙烯腈或甲基丙烯腈的共聚物；聚烯烃和上述苯乙烯聚合物之一相结合等。在成型工艺中可有效减少冷却时间的如聚苯乙烯的苯乙烯均聚物是特别优选的。优选地，具有150,000～400,000重量平均分子量的聚苯乙烯的使用可显著地提高泡沫产品的强度。具有250,000～350,000重量平均分子量的聚苯乙烯是特别优选的，因为其在高比率膨胀后防止收缩和强度与熔融性能的平衡中是极佳的。可以在水性介质中通过悬浮聚合单体制备上述EPS树脂。聚合引发剂可以被用于悬浮聚合。聚合引发剂的非限制的例子包括过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化苯甲酸酯、过氧化二异丙苯、叔戊基过氧2-乙基己基碳酸酯、过氧化月桂酰、叔丁基过氧异丙基碳酸酯、异丙基苯羟基过氧化物、和其结合物。为了加速聚合，优选使用两种或多种分解温度不同的聚合引发剂。优选地，基于100重量份的单体，聚合引发剂以0.01～1重量份的量被使用。在悬浮聚合中可以使用分散剂。分散剂的非限制的例子包括如聚乙烯醇、甲基纤维素和聚乙烯吡咯烷酮的有机分散剂，和如磷酸三钙和焦磷酸镁的微溶无机盐。优选地，基于100重量份的单体，分散剂以0.01～1重量份的量被使用。在悬浮聚合中也可使用分散助剂以赋予分散相稳定性。分散助剂的非限制例子包括羟基磷灰石、过硫酸铵、过硫酸钾、氢氧化硫酸镁(magnesium sulfate hydroxide)、氢氧化钙、十二烷基苯磺酸钠、烷基联苯基醚二硫酸酯、及其结合物。优选地，基于100重量份的单体，分散助剂以0.0001～0.01重量份的量被使用。也可以使用如二乙烯基苯和α-甲基苯乙烯二聚物的交联剂以获得具有良好膨胀性的EPS树脂。交联剂还起到防止在高比率膨胀后可能发生的收缩。优选地，基于100重量份的单体，交联剂以0.005～0.05重量份的量被使用。在悬浮聚合中还可以使用阻燃剂。阻燃剂可以为卤素型阻燃剂，例如六溴十二烷、四溴丁烷、六溴环己烷、四溴双酚A、四溴双酚F、四溴双酚A二缩水甘油基醚等。优选地，基于100重量份的单体，阻燃剂以0.1～3重量份的量被使用。其中可使用的发泡剂的非限制的例子包括具有3～6个碳原子的烃化合物，包括丁烷，例如正丁烷、异丁烷、和环丁烷；戊烷，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用苯乙烯单体、交联剂、发泡剂、聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、和由甲醛合成的聚乙烯蜡制备膨胀性聚苯乙烯（ＥＰＳ）树脂的方法。

【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：安凤根，白成颢，俞根勋，李钟云，元钟澈，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]