[发明专利]一种可发性聚苯乙烯颗粒的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种可发性聚苯乙烯颗粒的制备方法及其用于制备隔热阻燃的发泡制品的用途。

背景技术

由于保温隔热的特殊性能，可发性聚苯乙烯制成的片材、板材和型材广泛的应用于建筑、车辆、家具等物品上。但这些产品与人的生活密切相关，所以大部分可发性聚苯乙烯需要是经阻燃处理的。

目前阻燃发泡聚苯乙烯制品有两种，挤出聚苯乙烯泡沫材料（XPS）和模塑性聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)。由于制造方便和设备要求低等原因，后一种材料得到更广阔的应用。

由于前者是通过螺杆挤出成型，混合时间短和混合效率低，要达到相同阻燃效果需要加入更多的助剂。比如，CN101157780A描述的一种挤出型阻燃聚苯乙烯需要添加按苯乙烯含量计5~8%的六溴环十二烷。

虽然，石墨、炭黑、以及二氧化钛等助剂配合六溴环十二烷、氧化锑等阻燃剂会呈现相当好的阻燃隔热效果，但是，如果在聚合过程中将其直接加入苯乙烯单体或加入反应釜中会使聚合过程变得难与控制。

CN1329634A公开了一种发泡聚苯乙烯粒子的制造工艺，该方法为制备含膨胀石墨和磷化合物等阻燃剂的发泡聚苯乙烯，在聚合过程中添加膨胀石墨和磷化合物等阻燃剂，能制备具有较好阻燃效果的产品。但该方法的缺点在于添加膨胀石墨后聚合过程变得很难控制，极易产生爆聚而使整釜产品报废，该方法得到的聚苯乙烯珠粒制备的泡沫制品加工性能远逊于常规的产品。

CN101353439公开了一种具有优异隔热性的可发性聚苯乙烯的珠粒的方法，该方法通过加入隔热剂石墨以达到降低导热系数的目的，并且，该方法将石墨与基于苯乙烯的树脂混合，挤出，获得可悬浮的均匀微粒料，然后将含石墨的微粒料与苯乙烯单体及芳烃在水中进行种子聚合，制备具有好的隔热性的可发性聚苯乙烯珠粒。该方法加入芳烃辅助溶解含石墨的微粒料，由于芳烃比发泡剂更加缓慢挥发，因此滞留的芳烃会影响阻燃效果以及板材的物理性能，长期缓慢挥发的芳烃对使用者有潜在的影响；该方法没有改善阻燃性能；该方法需要有相当大量的聚合物二次参加聚合反应，成本偏高。

因此，亟需寻找一种工艺简便，成本低，且能用于有效制备具有良好的隔热阻燃的泡沫制品的可发性聚苯乙烯的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种可发性聚苯乙烯颗粒的制备方法，该方法添加的复合阻燃剂及阻热剂，聚合反应过程易于控制，该方法制备得到的可发性聚苯乙烯颗粒制作的泡沫制品具有良好的隔热阻燃特性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种可发性聚苯乙烯颗粒的制备方法，该方法包含以下具体步骤：

步骤1，预制分散浆：将助阻燃剂、阻热剂分别与苯乙烯、分散剂在高速搅拌机中搅拌均匀，通过研磨机研磨至颗粒细度为0.1~10μm，浓度为5-65%，优选地，上述各助剂在苯乙烯中的浓度为20~30%；然后，上述所有溶液一起混合均匀，得到分散浆；

步骤2，向正在搅拌的反应釜中，加入水、苯乙烯、溴系阻燃剂及常规必须使用的助剂，再加入步骤1所得的分散浆，聚合反应5-8小时后，即在聚合反应后期，密闭，加入发泡剂，升温到127~130℃，待完全聚合后，降至常温，打开封盖，得到可发性聚苯乙烯颗粒。

上述的可发性聚苯乙烯颗粒的制备方法，其中，所述的分散剂为HLB值大于10，分子量在1000~200000之间的非离子表面活性剂，包含改性聚酯链段的胺类共聚物和改性聚氨酯的胺类共聚物中的任意一种。

上述的可发性聚苯乙烯颗粒的制备方法，其中，所述的分散剂占苯乙烯的0.01~0.4%，以重量百分数计。

上述的可发性聚苯乙烯颗粒的制备方法，其中，所述的助阻燃剂包含三氧化二锑、五氧化三锑及硼酸锌中的任意一种或几种的混合物；所述助阻燃剂的用量相对于苯乙烯的重量百分数为0.1~0.9%；所述的阻热剂包含石墨，该阻热剂的用量相对于苯乙烯的重量百分数为0.1~1%。

上述的可发性聚苯乙烯颗粒的制备方法，其中，所述的阻热剂还包含炭黑、二氧化钛或二者的混合物。

上述的可发性聚苯乙烯颗粒的制备方法，其中，在步骤1中，所述的分散浆还包含抑烟剂，该抑烟剂与苯乙烯、分散剂一起分散均匀，经研磨机研磨至颗粒细度为0.1~10μm，抑烟剂在苯乙烯中的浓度为20~30%，该抑烟剂为氧化钼，其用量相当于苯乙烯的0.1%，按重量百分数计。

上述的可发性聚苯乙烯颗粒的制备方法，其中，所述的溴系阻燃剂包含：六溴环十二烷、三溴苯基烯丙基醚、四溴双酚A双(烯丙基醚)、三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯中的任意一种。