一种发泡聚苯乙烯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种发泡聚苯乙烯的制备方法，属于发泡材料技术领域，包括如下步骤，预聚：将废旧可发性聚苯乙烯、苯乙烯、改性凹凸棒土和BPO投入高压反应釜中进行预聚得初聚体；聚合：将初聚体、羟基磷酸钙、正戊烷投入高压反应釜中聚合得到聚合物；发泡。本发明专利技术通过改性凹凸棒土的加入，能够提高发泡聚苯乙烯的阻燃性能，此外，本发明专利技术中改性凹凸棒土并非直接与聚苯乙烯熔融共混，而是通过在聚苯乙烯预聚合过程中就加入，在搅拌聚合过程中先促进改性凹凸棒土在聚苯乙烯中的均匀分散，进而改善改性凹凸棒土的团聚现象，不会降低发泡聚苯乙烯力学性能的基础上实现阻燃性能的提升。学性能的基础上实现阻燃性能的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种发泡聚苯乙烯的制备方法


[0001]本专利技术属于发泡材料
，具体地，涉及一种发泡聚苯乙烯的制备方法。

技术介绍

[0002]聚苯乙烯泡沫塑料具优秀的生产性、轻量性且价格低廉，被广泛应用于轻工业、建筑业等各个领域。聚苯乙烯同多数聚合物一样，是一种有机碳氢化合物，属于易燃材料，在燃烧过程中产生带有明火的熔滴，且释放有毒气体，进一步增加了火灾威胁和扑灭难度，限制了聚苯乙烯在各行各业中的应用。因此对易燃的聚苯乙烯产品采取阻燃处理是非常必要的。
[0003]有现有技术为了提升发泡聚苯乙烯的阻燃特性，加入含卤阻燃剂，含卤阻燃剂在燃烧或加热过程中会释放有毒物质，不符合环保要求。也有现有技术为了提高发泡聚苯乙烯的阻燃特性，加入环保的无机阻燃剂，但是无机阻燃剂在于聚苯乙烯熔融共混过程中易于团聚，进而影响发泡聚苯乙烯的力学性能，且难以发挥出较高的阻燃效果。近几年，随着安全和环保意识的增强，高效环保型阻燃发泡聚苯乙烯材料的开发与生产显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种发泡聚苯乙烯的制备方法。
[0005]本专利技术通过改性凹凸棒土的加入，能够提高发泡聚苯乙烯的阻燃性能，此外，本专利技术中改性凹凸棒土并非直接与聚苯乙烯熔融共混，而是通过在聚苯乙烯预聚合过程中就加入，在搅拌聚合过程中先促进改性凹凸棒土在聚苯乙烯中的均匀分散，进而改善改性凹凸棒土的团聚现象，不会降低发泡聚苯乙烯力学性能的基础上实现阻燃性能的提升。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种发泡聚苯乙烯的制备方法，包括如下步骤：
[0008]第一步、预聚：将废旧可发性聚苯乙烯和苯乙烯投入高压反应釜中，开启搅拌，并控制釜内温度为40℃，于500r/min搅拌15
‑
20min后，将改性凹凸棒土、BPO(过氧化二苯甲酰)投入反应釜中，升高釜内温度至82℃，继续搅拌30min，向反应釜中加入分散剂溶液，设置釜内温度为79℃并保持90
‑
100min，升高釜内温度至81℃并保持4h，然后升温至86℃保持6h，最后，将体系温度冷却至40℃以下出料，经洗涤、烘干，得到初聚体；
[0009]第二步、聚合：将初聚体、羟基磷酸钙、正戊烷投入高压反应釜中，于550r/min下搅拌30min，设定釜内温度为90℃，继续恒温搅拌6h，待温度降至30℃以下出料，经洗涤、烘干，得到聚合物；
[0010]第三步、发泡：将聚合物置于95℃下2
‑
3min进行预发泡，然后转移至常温常压下放置24h，最后通入过热蒸气加热，维持加热20
‑
30s，水冷后，获得聚苯乙烯泡沫。
[0011]进一步地，第一步中废旧可发性聚苯乙烯、苯乙烯、改性凹凸棒土、BPO、分散剂溶液的用量之比为8g:28g:1g:0.3g:20mL；分散剂为长链高分子分散剂，分散剂溶液的浓度为0.37g/20mL；
[0012]更进一步地，长链高分子分散剂为NJEKA6070/6071分散剂；长链高分子分散剂的加入，能够附着在单体液滴表面，起到防止粘连的作用，也能促进改性凹凸棒土的分散。
[0013]进一步地，第二步中初聚体、羟基磷酸钙、正戊烷的用量之比为150g:1g:15.5g。
[0014]进一步地，所述改性凹凸棒土通过如下步骤制备：
[0015]将凹凸棒土与盐酸溶液(浓度0.3mol/L)加入烧瓶中，混合均匀，先于60℃水浴中搅拌2h，再于室温下超声30min，用去离子水离心清洗至洗涤液为中性，65℃烘干后研磨，得到改性凹凸棒土；凹凸棒土、盐酸溶液的用量之比为10g:300mL；
[0016]凹凸棒土经酸化刻蚀后，表面可形成大量微孔，使其比表面积进一步增大，当基体(聚苯乙烯)在燃烧时，其内部的结晶水可经微孔大量释放，因此可有效降低聚苯乙烯的热释放量和热释放速率；另外，凹凸棒土作为富镁铝矿物，在高温环境中能产生以MgO、Al2O3为主的氧化物隔离层，这些氧化物的熔点较高，热稳定性较好，具有一定阻燃作用；因此，通过改性凹凸棒土的加入，能够提高发泡聚苯乙烯的阻燃性能，此外，本专利技术中改性凹凸棒土并非直接与聚苯乙烯熔融共混(该种方式难以使无机料在聚合物基体中分散均匀)，而是通过在聚苯乙烯预聚合过程中就加入，在搅拌聚合过程中先促进改性凹凸棒土在聚苯乙烯中的均匀分散，进而改善改性凹凸棒土的团聚现象，不会降低发泡聚苯乙烯力学性能的基础上实现阻燃性能的提升。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018]本专利技术通过改性凹凸棒土的加入，能够提高发泡聚苯乙烯的阻燃性能，此外，本专利技术中改性凹凸棒土并非直接与聚苯乙烯熔融共混，而是通过在聚苯乙烯预聚合过程中就加入，在搅拌聚合过程中先促进改性凹凸棒土在聚苯乙烯中的均匀分散，进而改善改性凹凸棒土的团聚现象，不会降低发泡聚苯乙烯力学性能的基础上实现阻燃性能的提升；
[0019]本专利技术中采用了部分废旧发泡聚苯乙烯作为原料，能够实现废物利用，降低生产制造成本，符合环保要求。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例，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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]实施例1
[0022]制备改性凹凸棒土：
[0023]将10g凹凸棒土与300mL盐酸溶液(浓度0.3mol/L)加入烧瓶中，混合均匀，先于60℃水浴中搅拌2h，再于室温下超声30min，用去离子水离心清洗至洗涤液为中性，65℃烘干后研磨，得到改性凹凸棒土。
[0024]实施例2
[0025]一种发泡聚苯乙烯的制备方法，包括如下步骤：
[0026]第一步、预聚：将80g废旧可发性聚苯乙烯和280g苯乙烯投入高压反应釜中，开启搅拌，并控制釜内温度为40℃，于500r/min搅拌15min后，将10g实施例1制得的改性凹凸棒土、3g的BPO(过氧化二苯甲酰)投入反应釜中，升高釜内温度至82℃，继续搅拌30min，向反
应釜中加入200mL分散剂溶液(NJEKA6070分散剂，浓度为0.37g/20mL)，设置釜内温度为79℃并保持90min，升高釜内温度至81℃并保持4h，然后升温至86℃保持6h，最后，将体系温度冷却至40℃以下出料，经洗涤、烘干，得到初聚体；
[0027]第二步、聚合：将300g初聚体、2g羟基磷酸钙、31g正戊烷投入高压反应釜中，于550r/min下搅拌30min，设定釜内温度为90℃，继续恒温搅拌6h，待温度降至30℃以下出料，经洗涤、烘干，得到聚合物；
[0028]第三步、发泡：将聚合物置于95℃下2min进行预发泡，然后转移至常温常压下放置24h，最后通入过热蒸气加热，维持加热20s，水冷后，获得聚苯乙烯泡沫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发泡聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步、预聚：将废旧可发性聚苯乙烯和苯乙烯投入高压反应釜中，开启搅拌，并控制釜内温度为40℃，于500r/min搅拌15
‑
20min后，将改性凹凸棒土、BPO投入反应釜中，升高釜内温度至82℃，继续搅拌30min，向反应釜中加入分散剂溶液，设置釜内温度为79℃并保持90
‑
100min，升高釜内温度至81℃并保持4h，然后升温至86℃保持6h，最后，将体系温度冷却至40℃以下出料，经洗涤、烘干，得到初聚体；第二步、聚合：将初聚体、羟基磷酸钙、正戊烷投入高压反应釜中，于550r/min下搅拌30min，设定釜内温度为90℃，继续恒温搅拌6h，待温度降至30℃以下出料，经洗涤、烘干，得到聚合物；第三步、发泡：将聚合物置于95℃下2
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3min进行预发泡，然后转移至常温常压下放置24h，最后通入过热蒸气加热，维持加热20
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30s，水冷后，获得聚苯乙烯泡沫...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘以荣，
申请(专利权)人：安徽裕河新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：