[发明专利]可发性聚苯乙烯功能新材料

说明书

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体属于一种可发性聚苯乙烯功能新材料。

背景技术

通过对聚苯乙烯改性制备可发性聚苯乙烯新材料，具体为通过熔融共混法，在单螺杆、双螺杆挤出机中使石墨、炭黑、三氧化二锑、卤素阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系或氮-磷系阻燃剂、增塑剂、相容剂、聚乙烯蜡等剪切混合，利用剪切产生的热熔化聚合物并使改性添加物均匀混合，随后，用高压泵定量加入适量的戊烷，然后在造粒机中造粒，得到可发性聚苯乙烯功能新材料。该材料具有优良的阻燃性、高强度、发泡密度低、抗静电、抗菌和抗霉变，作为工程塑料，广泛用于高端建筑市场的保温隔热等领域。

可发性聚苯乙烯EPS广泛用于建材和包装领域，具有绝热保温、保冷、防潮、防震、隔音等功能。其合成方法通常为悬浮聚合工艺，如专利：CN101092462，102585392A公开了可发性聚苯乙烯颗粒采用悬浮法制备的工艺，该工艺采用磷酸钙做悬浮剂，磺酸钠作为乳化剂，不溶于水的苯乙烯单体、引发剂、阻燃剂、阻燃增效剂、增塑剂等在悬浮稳定剂和高速搅拌下分散为液滴，然后生成聚合物颗粒，成为固体分散相；发泡剂在一定条件下浸渍到固体分散相中，经冷却、脱水、干燥、表面处理等工序得到可发性聚苯乙烯，这些EPS可满足隔热保温、防震等用途。这种悬浮聚合制造EPS的生产方法是广泛已知的，除上述中国专利外还有：例如US5，240967，RU2087486C1，DE19548311A1、FR2820427A1等。

在当前水资源严重匮乏，环保问题受到社会日益重视的情况下，悬浮法工艺的需耗用大量水资源、有机挥发分易扩散到大气中、加热悬浮体系需要耗用大量的能源的缺点要求从事可发性聚苯乙烯的技术人员开发新工艺、新技术来解决上述环保问题和能源问题成为当务之急。

EP0668139A1提供了一种可发性聚苯乙烯微球的生产方法，在第一静态混合器内提供聚苯乙烯熔体流和发泡剂流，使之充分剪切混合；上述混合物在第二静态混合区进一步充分剪切混合；在第三静态混合器中将该混合物冷却至切粒所需温度，通过喷丝头骤冷挤出聚合物丝并切成发泡剂均匀分布并具有相同尺寸的EPS微粒，缺点是要求聚合物的分子量分布窄，类型单一。

从US5000801公开了生产粒径分布窄的EPS珠粒的方法，即将EPS和成核剂混合，EPS是采用悬浮聚合工艺生产，含有发泡剂5.7—7.5％，成核剂为柠檬酸和苏打的混合物，且加入量为0.25—0.4g/kgEPS，EPS珠粒和成核剂在混合器中混合后进入挤出机中并熔融，在一定条件下拉丝造粒得到含有窄粒径分布的可发性聚苯乙烯微球。该方法的缺点在于使用分子量(MW)小于200000，并且熔体指数为4.5～5.0的聚合物，限制了这种方法的使用。

发明内容

本发明通过对聚苯乙烯或含苯乙烯单体和其他单体共聚苯乙烯系聚合物进行改性，改性辅助材料是石墨、卤系阻燃协效剂三氧化二锑或者五氧化二锑胶体、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系或氮-磷系阻燃剂、增塑剂、成核剂、消烟剂、着色剂等，挤出机对物料进行有效的熔融混炼，物料进行充分的混合，塑化后的熔体分别进入熔体泵，经过熔体泵增压和稳压后进入换网器过滤杂质，过滤后的熔体进入转向阀和模板进入切粒室，对混有戊烷及辅料的高分子聚合物进行切粒即得到石墨阻燃级EPS。

可发性聚苯乙烯功能新材料，其中聚苯乙烯功能新材料包括GPPS(通用级聚苯乙烯)、HIPS(高抗冲聚苯乙烯)、EPS(普通级可发性聚苯乙烯、阻燃级可发性聚苯乙烯)、SAN(苯乙烯-丙烯晴)、ABS(丙烯晴-丁二烯-苯乙烯)、SMA(苯乙烯和马来酐共聚物)、SMA-ABS(SMA与ABS共混物)、ASA(丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，丙烯酸通常为丙烯酸丁酯，具有耐候性和抗热老化性能)、MBS(甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯)、MABS(甲基丙烯酸甲酯-丙烯晴-丁二烯-苯乙烯)、PPE(聚苯醚)。

优选的，所述的石墨添加量相对于聚苯乙烯从1.5～8％质量，优选质量为1.5-5％的高纯石墨。

优选的，所述的石墨是可膨胀石墨、微粉石墨或石墨烯。

优选的，所述的炭黑加入量相对聚苯乙烯质量为0.2～6％；炭黑粒径为5nm-40nm。

优选的，所述的三氧化二锑，相对聚苯乙烯质量，其加入量为0.2～3％。

优选的，所述的三氧化二锑，相对聚苯乙烯质量，其加入量为0.2～3％。