一种石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒及其挤出切粒方法技术

本发明专利技术一种石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒及其挤出切粒方法，属于石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒工业化生产方法技术领域；所要解决的技术问题为：提高生产效率，实现石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒的工业化生产；采用的技术方案为：一种石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒，由以下原料混合制备而成：聚苯乙烯，石墨烯，增塑剂，抗氧化剂，聚苯乙烯树脂，阻燃剂，发泡剂，分散剂；一种石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒的挤出切粒方法，第一步，备料：按重量份准备各原料；第二步，制备石墨烯母粒：第三步，利用双螺杆挤出机和水下切粒系统制备石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒：本发明专利技术用于制备石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒，生产效率高、绿色环保，节约资源。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒及其挤出切粒方法
本专利技术属于石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒工业化生产方法
，具体涉及一种石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒的挤出切粒方法。
技术介绍
可发性聚苯乙烯制品具有持久的保温隔热、缓冲、抗震、耐腐蚀、抗老化以及一定的防火性能，首次在德国塑料贸易交易会上展示，已有60多年的发展历史。可发性聚苯乙烯材料正向着低能耗、高性能的方向发展。目前市面上新一代高性能的可发性聚苯乙烯材料由德国巴斯德最先专利技术，他们再可发性聚苯乙烯中加入了石墨单质。石墨单质本身是良好的导热体，但是由于石墨单质具有良好的红外反射能力，有效地阻止了由辐射引起的热传导。由它制成的保温板导热系数可以低至0.03W/(m·k)，比普通白色保温板保温效果提高15％-20％。在同样的保温效果前提下，保温材料所占用的建筑面积更小。石墨烯是单层的石墨，于2004年首次被英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫用微机械剥离法成功制备。石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光。另外，它非常致密，即使是最小的气体分子(氦气)也无法穿透。石墨烯材料加入到可发性聚苯乙烯中同样能起到降低导热系数的作用，效果优于石墨。但众所周知石墨烯的代价昂贵，且添加石墨烯材料制作聚苯乙烯颗粒的工艺也不完善，所以制约了石墨烯阻燃聚苯乙烯颗粒的工业化生产。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提高生产效率，实现石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒的工业化生产。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒，由以下原料按重量份混合制备而成：聚苯乙烯：80-120份，石墨烯1-3份，增塑剂2-6份，抗氧化剂1-3份，聚苯乙烯树脂70-90份，阻燃剂2-5份，发泡剂3-10份，分散剂1-3份。优选的，所述原料的重量份为：聚苯乙烯：98份，石墨烯1份，增塑剂2份，抗氧化剂1份，聚苯乙烯树脂80份，阻燃剂3份，发泡剂6份，分散剂1份。优选的，所述聚苯乙烯的熔融指数范围为3-10g/10min，所述石墨烯为10000目的石墨烯粉料。进一步优选的，所述聚苯乙烯的熔融指数为6g/10min。优选的，所述聚苯乙烯树脂为回收聚苯乙烯树脂；所述阻燃剂为新型无HBCD高分子阻燃剂；所述发泡剂为正戊烷和异戊烷的混合物，正戊烷和异戊烷的体积比为1:1。一种石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒的挤出切粒方法，按以下步骤进行：第一步，备料：按重量份准备各原料；第二步，制备石墨烯母粒：将准备好的聚苯乙烯、石墨烯、抗氧化剂和一半量的增塑剂通过高混机进行预混合，混合好的物料添加到双螺杆挤出机进行混炼，双螺杆挤出机机筒加热装置各区域工作温度控制在150℃-180℃，混合好的熔体经水下切粒干燥，即得到石墨烯母粒；第三步，制备石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒：a、将准备好的聚苯乙烯树脂、石墨烯母粒、阻燃剂、分散剂及剩余一半量的增塑剂添加到双螺杆挤出机中，当上述物料融化到一定粘度后，注入发泡剂，通过双螺杆挤出机的剪切作用，使各组分物料充分混合均化，双螺杆挤出机机筒加热装置各区域工作温度控制在150℃-180℃；b、将混合后的熔体基础到换网器中过滤，设定换网器的温度为160℃-180℃；c、将过滤后的熔体注入到热交换器中均衡物料温度，设定热交换器温度为150℃-170℃；d、将从热交换器中出来的熔体注入熔体泵稳压，然后进入水下切粒系统，得到石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒；第四步，筛分包装：切出来的颗粒经振筛机进行筛分，对筛分的颗粒进行分类，将不同粒径的产品经包装机进行称重包装。优选的，所述第二步中，双螺杆挤出机机筒加热装置分为8个区域，各区域工作温度依次设置为：150℃、175℃、180℃、180℃、175℃、175℃、165℃、165℃；所述第三步中，双螺杆挤出机机筒加热装置分为8个区域，各区域工作温度依次设置为：150℃、170℃、180℃、180℃、175℃、175℃、170℃、165℃；设定换网器的温度为170℃，设定热交换器温度为160℃。优选的，所述第三步中，水下切粒系统的放空阀温度为170℃，模板温度为175℃，循环水水温为70℃，循环水工作时的水压为10bar，水流量为25m3/h。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：1、本专利技术具有积极的工业价值：生产效率高，且可以利用部分回收的聚苯乙烯，复合绿色环保、节能减排的国家政策。另外，石墨烯的添加有效降低了其导热系数，跟传统的聚苯乙烯保温板相比在同样保温效果的前提下，大大降低了板材厚度，节约了资源，节省了空间。2、本专利技术中石墨烯用量很少，仅为石墨的五十分之一，所以虽然石墨烯更加昂贵，但总体成本并没有增加。另外，由于材料中石墨烯含量低，团聚几率较小，不会形成“搭桥”，因此，添加效果要优于石墨单质。3、本专利技术中石墨烯添加量少，制成的成品材料颜色为灰白色，还可以通过添加少量色母粒来改变制品的颜色，可满足市场对于不同颜色制品的需求。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一本专利技术一种石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒，由以下原料按重量份混合制备而成：聚苯乙烯：98份，石墨烯1份，增塑剂2份，抗氧化剂1份，聚苯乙烯树脂80份，阻燃剂3份，发泡剂6份，分散剂1份。所述聚苯乙烯的熔融指数范围为6g/10min，所述石墨烯为10000目的石墨烯粉料。所述聚苯乙烯树脂可以为回收聚苯乙烯树脂；所述阻燃剂为新型无HBCD高分子阻燃剂；所述发泡剂为正戊烷和异戊烷的混合物，正戊烷和异戊烷的体积比为1:1。上述一种石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒的挤出切粒方法，按以下步骤进行：第一步，备料：按重量份准备各原料；第二步，制备石墨烯母粒：将准备好的聚苯乙烯、石墨烯、抗氧化剂和一半量的增塑剂通过高混机进行预混合，混合好的物料添加到双螺杆挤出机进行混炼，双螺杆挤出机机筒加热装置分为8个区域，各区域工作温度依次设置为：150℃、175℃、180℃、180℃、175℃、175℃、165℃、165℃，混合好的熔体经水下切粒干燥，即得到石墨烯母粒；第三步，制备石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒：a、将准备好的聚苯乙烯树脂、石墨烯母粒、阻燃剂、分散剂及剩余一半量的增塑剂添加到双螺杆挤出机中，当上述物料融化到一定粘度后，注入发泡剂，通过双螺杆挤出机的剪切作用，使各组分物料充分混合均化，双螺杆挤出机机筒加热装置分为8个区域，各区域工作温度依次设置为：150℃、170℃、180℃、180℃、175℃、175℃、170℃、165℃；b、将混合后的熔体基础到换网器中过滤，设定换网器的温度为170℃；c、将过滤后的熔体注入到热交换器中均衡物料温度，设定热交换器温度为160℃；d、将从热交换器中出来的熔体注入熔体泵稳压，然后进入水下切粒系统，得到石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒；所述水下切粒系统的放空阀温度为170℃，模板温度为175℃，循环水水温为70℃，循环水工作时的水压为10bar，水流量为25m3/h，切刀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒，其特征在于：由以下原料按重量份混合制备而成：聚苯乙烯：80‑120份，石墨烯1‑3份，增塑剂2‑6份，抗氧化剂1‑3份，聚苯乙烯树脂70‑90份，阻燃剂2‑5份，发泡剂3‑10份，分散剂1‑3份。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒，其特征在于：由以下原料按重量份混合制备而成：聚苯乙烯：80-120份，石墨烯1-3份，增塑剂2-6份，抗氧化剂1-3份，聚苯乙烯树脂70-90份，阻燃剂2-5份，发泡剂3-10份，分散剂1-3份。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒，其特征在于：所述原料的重量份为：聚苯乙烯：98份，石墨烯1份，增塑剂2份，抗氧化剂1份，聚苯乙烯树脂80份，阻燃剂3份，发泡剂6份，分散剂1份。3.根据权利要求1或2所述的一种石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒，其特征在于：所述聚苯乙烯的熔融指数范围为3-10g/10min，所述石墨烯为10000目的石墨烯粉料。4.根据权利要求3所述的一种石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒，其特征在于：所述聚苯乙烯的熔融指数为6g/10min。5.根据权利要求1或2所述的一种石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒，其特征在于：所述聚苯乙烯树脂为回收聚苯乙烯树脂；所述阻燃剂为新型无HBCD高分子阻燃剂；所述发泡剂为正戊烷和异戊烷的混合物，正戊烷和异戊烷的体积比为1:1。6.如权利要求1所述的一种石墨烯改性阻燃聚苯乙烯颗粒的挤出切粒方法，其特征在于按以下步骤进行：第一步，备料：按重量份准备各原料；第二步，制备石墨烯母粒：将准备好的聚苯乙烯、石墨烯、抗氧化剂和一半量的增塑剂通过高混机进行预混合，混合好的物料添加到双螺杆挤出机进行混炼，双螺杆挤出机机筒加热装置各区域工作温度控制在150℃-180℃，混合好的熔体经水下切粒干燥，即得到石墨烯母粒；第三步，制备石墨烯改性阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭鑫齐，许鹏，
申请(专利权)人：南京法宁格节能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32