复配型聚苯乙烯可发性珠粒及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种复配型聚苯乙烯可发性珠粒及其制备方法、复合型EPS板材，各组分按重量份计，包括：聚苯乙烯100份、石墨烯0.2‑1份、石墨0.3‑0.6份、炭黑1‑2份。本发明专利技术以少量的石墨烯代替多份的石墨和炭黑，无机填料整体添加量减少，减小了无机粒子对后期泡孔穿孔的影响，从而保证了复配石墨烯EPS板材的性能。得到泡沫板材的阻燃等级可达B1级，热导率值为0.028～0.030W/(m·K)，压缩强度达到140Kpa。

Compound polystyrene expandable beads and their preparation methods

The invention provides a composite polystyrene developable beads, a preparation method and a composite EPS plate. Each component is divided into 100 polystyrene copies, 0.2 1 graphene copies, 0.3 0.6 graphite copies and 1 2 carbon black copies by weight. The invention replaces a plurality of graphite and carbon black with a small amount of graphene, reduces the overall addition of inorganic fillers, reduces the influence of inorganic particles on the perforation of later foams, thereby ensuring the performance of EPS composite graphene sheets. The flame retardant grade of foam board can reach B1 grade, the thermal conductivity value is 0.028 ~ 0.030W/ (M. K), and the compressive strength reaches 140Kpa.

【技术实现步骤摘要】
复配型聚苯乙烯可发性珠粒及其制备方法
本专利技术涉及一种聚苯乙烯可发性材料，涉及到石墨烯、石墨和炭黑三者的复配及石墨烯在苯乙烯中的研磨工艺，属于无机/高分子复合材料、高分子化学和功能性材料领域。
技术介绍
节约能源是中国能源工业发展的战略重点，采用可发性聚苯乙烯(EPS)泡沫塑料板材作为外墙外保温和屋面保温层，实现建筑节能具有广阔的发展前景。1986年国家建设部颁布了<<民用建筑节能设计标准>>，其后又将此标准的指标进一步提高，因此进一步提高EPS的性能，扩大其应用领域尤为重要。近年来，复合材料的研究较热，将具备特定功能的无机粒子与聚苯乙烯基体相容结合，制备聚苯乙烯复合发泡材料成为了发展趋势，有机和无机复合，产生协同优化效应，提升产品的综合性能，未来EPS将在力学性能、阻燃性能、耐老化性能以及防静电性能得以改善，因此EPS的改性研究和应用研究对社会经济的发展有着十分重要的意义。目前较多的是采用石墨或炭黑来制备EPS发泡材料以达到保温隔热的性能。现有技术中所列明的
技术实现思路
仅代表专利技术人所掌握的技术，并不理所当然被认为是现有技术而用于评价本专利技术的新颖性和创造性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供了一种阻燃性好且力学性能强的复配型聚苯乙烯可发性珠粒；本专利技术的另一目的是提供上述复配型聚苯乙烯可发性珠粒的制备方法；本专利技术的另一目的是提供上述利用复配型聚苯乙烯可发性珠粒制得的复合型EPS板材。本专利技术的目的通过以下技术方案来具体实现：一种复配型聚苯乙烯可发性珠粒，各组分按重量份计，包括：聚苯乙烯100份、石墨烯0.2-1份、石墨0.3-0.6份、炭黑1-2份。作为优选方案，上述复配型聚苯乙烯可发性珠粒，各组分按重量份计，包括：聚苯乙烯100份、石墨烯0.25份、石墨0.4份、炭黑1.35份。一种复配型聚苯乙烯可发性珠粒的制备方法，采用悬浮聚合法将石墨烯、石墨及炭黑与苯乙烯一起聚合发泡，即可。根据本专利技术的一个方面，上述原料中，以苯乙烯为100份计，石墨烯0.2-1份、石墨0.3-0.6份、炭黑1-2份；根据本专利技术的一个方面，上述原料中，以苯乙烯为100份计，石墨烯0.25份、石墨0.4份、炭黑1.35份。根据本专利技术的一个方面，所述的复配型聚苯乙烯可发性珠粒的制备方法，包括：将所述石墨烯和所述苯乙烯按配比量配制成石墨烯/苯乙烯浆料；所述石墨烯/苯乙烯浆料、水和分散剂混合，得到混合料A；所述混合料A、所述配比量的石墨和所述配比量的炭黑混合，得到混合料B；向所述混合料B中加入低温引发剂，升温至第一温度后恒温反应，升温过程中补加高温引发剂和分散剂；再加入发泡剂，升温至第二温度，恒温反应；和反应物过滤、干燥，即可。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯/苯乙烯浆料按如下方法配制：将所述石墨烯和所述苯乙烯配制成石墨烯/苯乙烯分散液，将配好的分散液在高速搅拌机上搅拌30-60min，再用砂磨机研磨分散液至石墨烯的粒径分布为D10<1um，D50<3um，D90<6um，D99<9um，即可得到所述石墨烯/苯乙烯浆料；优选地，研磨60-120分钟。进一步优选地，所述高速搅拌机的搅拌速度为800-1200rpm，优选1000rpm；优选搅拌时间为30min；进一步优选地，所述研磨时间为120min。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯/苯乙烯浆料、水和分散剂混合的步骤中，所述水的用量为所述石墨烯/苯乙烯浆料体积的1.5-3倍，优选1.5倍。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯/苯乙烯浆料、水和分散剂混合的步骤中，所述分散剂的用量占苯乙烯的0.3wt％-0.6wt％，优选0.4wt％。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯/苯乙烯浆料、水和分散剂混合的具体方法为：将石墨烯/苯乙烯浆料、水和分散剂在180-350rpm的转速搅拌20-60min，优选地在280rpm的转速下搅拌30min。根据本专利技术的一个方面，所述混合料A、石墨和炭黑混合的具体方法为：向混合料A中加入配比量的石墨、炭黑，在180-350rpm的转速搅拌20-60min，优选地在280rpm的转速下搅拌30min。根据本专利技术的一个方面，所述向混合料B中加入低温引发剂，升温至第一温度后恒温反应的步骤中，所述第一温度为88-92℃，第一温度下恒温反应5-8小时；优选地，所述第一温度为90℃，第一温度下恒温反应6小时。根据本专利技术的一个方面，所述低温引发剂为过氧化苯甲酰或过硫酸钾。根据本专利技术的一个方面，所述低温引发剂的用量占苯乙烯的1wt％-3wt％，优选1.5wt％。根据本专利技术的一个方面，所述升温过程中补加高温引发剂和分散剂的方法为：所述混合料B中加入低温引发剂后开始升温，当温度升到60℃时加入高温引发剂，当温度升到88-92℃时，加入分散剂；优选地，当温度升到88-92℃时，先恒温20-40min，再加入分散剂。达到88-92℃时，让体系继续反应一段时间，但是反应一段时间后，转化率变大，黏度也会相应地增加，当反应20-40min时补加分散剂时机最佳，即可保证反应充分，又防止了颗粒粘结。根据本专利技术的一个方面，所述升温过程中补加高温引发剂和分散剂的步骤中，所述高温引发剂的用量占苯乙烯的0.1wt％-0.5wt％，优选0.3wt％。根据本专利技术的一个方面，所述升温过程中补加高温引发剂和分散剂的步骤中，所述分散剂的用量占苯乙烯的0.2wt％-1wt％，优选0.4wt％。根据本专利技术的一个方面，所述再加入发泡剂，升温至第二温度，恒温反应的步骤中，所述发泡剂的用量占苯乙烯的5wt％-7wt％，优选为6wt％。根据本专利技术的一个方面，所述第二温度为105-120℃，第二温度下恒温反应2-4小时；优选地，所述第二温度为115℃，第二温度下恒温反应4小时。根据本专利技术的一个方面，所述石墨烯的BET＜320m2/g；和/或，所述石墨烯的粒径D50＜7μm；和/或，所述石墨烯的含氧量O％＜1.0％。根据本专利技术的一个方面，所述分散剂均为活性磷酸钙、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇或羟乙基纤维素中的两种或两种以上。根据本专利技术的一个方面，所述高温引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化二异丙苯。根据本专利技术的一个方面，所述发泡剂为丁烷、戊烷或石油醚中的至少一种。一种复合型EPS板材，包括上述的复配型聚苯乙烯可发性珠粒的组分及含量。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术一个实施例中制得的石墨烯/苯乙烯浆料存放3个月后的照片；图2是本专利技术一个实施例制得的复配型聚苯乙烯可发性珠粒电镜照片；图3是本专利技术一个实施例制得的复配型聚苯乙烯可发性珠粒的泡孔壁的电镜照片；图4是本专利技术一个实施例制得的复配型聚苯乙烯可发性珠粒的泡孔壁的电镜照片。具体实施方式在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可以通过增加、删除、修改等各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复配型聚苯乙烯可发性珠粒，其特征在于，各组分按重量份计，包括：聚苯乙烯100份、石墨烯0.2‑1份、石墨0.3‑0.6份、炭黑1‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种复配型聚苯乙烯可发性珠粒，其特征在于，各组分按重量份计，包括：聚苯乙烯100份、石墨烯0.2-1份、石墨0.3-0.6份、炭黑1-2份。2.根据权利要求1所述的复配型聚苯乙烯可发性珠粒，其特征在于，各组分按重量份计，包括：聚苯乙烯100份、石墨烯0.25份、石墨0.4份、炭黑1.35份。3.一种复配型聚苯乙烯可发性珠粒的制备方法，其特征在于，采用悬浮聚合法将石墨烯、石墨及炭黑与苯乙烯一起聚合发泡，即可；其中，以苯乙烯为100份计，石墨烯0.2-1份、石墨0.3-0.6份、炭黑1-2份；优选地，以苯乙烯为100份计，石墨烯0.25份、石墨0.4份、炭黑1.35份。4.根据权利要求3所述的复配型聚苯乙烯可发性珠粒的制备方法，其特征在于，包括：将所述石墨烯和所述苯乙烯按配比量配制成石墨烯/苯乙烯浆料；所述石墨烯/苯乙烯浆料、水和分散剂混合，得到混合料A；所述混合料A、所述配比量的石墨和所述配比量的炭黑混合，得到混合料B；向所述混合料B中加入低温引发剂，升温至第一温度后恒温反应，升温过程中补加高温引发剂和分散剂；再加入发泡剂，升温至第二温度，恒温反应；和反应物过滤、干燥，即可。5.根据权利要求4所述的复配型聚苯乙烯可发性珠粒的制备方法，其特征在于，所述石墨烯/苯乙烯浆料按如下方法配制：将所述石墨烯和所述苯乙烯配制成石墨烯/苯乙烯分散液，将配好的分散液在高速搅拌机上搅拌30-60min，再用砂磨机研磨分散液至石墨烯的粒径分布为D10<1um，D50<3um，D90<6um，D99<9um，即可得到所述石墨烯/苯乙烯浆料；优选地，研磨60-120分钟；进一步优选地，所述高速搅拌机的搅拌速度为800-1200rpm，优选1000rpm；优选搅拌时间30min；进一步优选地，所述研磨时间为120min。6.根据权利要求4所述的复配型聚苯乙烯可发性珠粒的制备方法，其特征在于，所述石墨烯/苯乙烯浆料、水和分散剂混合的步骤中，所述水的用量为所述石墨烯/苯乙烯浆料体积的1.5-3倍，优选1.5倍；和/或，所述石墨烯/苯乙烯浆料、水和分散剂混合的步骤中，所述分散剂的用量占苯乙烯的0.3wt％-0.6wt％，优选0.4wt％；和/或，所述石墨烯/苯乙烯浆料、水和分散剂混合的具体方法为：将石墨烯/苯乙烯浆料、水和分散剂在180-350rpm的转速搅拌20-6...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘莉莉，田振宇，陈坤，瞿研，
申请(专利权)人：常州第六元素材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32