[发明专利]功能性可发/已发聚苯乙烯珠粒及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种功能性可发/已发聚苯乙烯珠粒及其制备方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种功能性可发/已发聚苯乙烯珠粒的制备方法，包括以下步骤：将聚苯乙烯原料或废弃回收聚苯乙烯与功能助剂混合得预混物，将预混物加入到超临界流体挤出发泡装置中，形成均匀的聚合物熔体，在第一挤出机末端注入超临界流体，通过第二挤出机口模挤出，然后水下切粒，即得聚苯乙烯珠粒。本发明方法制得的可发聚苯乙烯珠粒可采用常规发泡方法成型。本发明制备得到的聚苯乙烯泡沫材料泡孔均匀，可广泛应用于建筑、包装等领域，同时也实现了废弃资源的循环利用。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种功能性可发/已发聚苯乙烯珠粒及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)因其质轻、易成型、价格低、隔音减振、保温等特点，被广泛应用于建筑材料、产品包装、食品包装等领域。但是，由于纯聚苯乙烯泡沫缺乏功能性，限制了其在一些特殊要求条件(如阻燃、抗静电、导电等)下的应用，因此亟需对其进行改性，以赋予特殊功能。

同时，大部分EPS制件属一次性使用产品，使用后即被抛弃，在加工过程也会产生大量边角废料，大量废弃的EPS由于其耐老化、抗腐蚀等特性，而难以自然降解，为防止白色污染，提高石油资源利用率，必须对其回收利用。

废弃EPS的回收方法主要包括以下四种(塑料科技,2014,42(2):122-126.)：一、EPS的破碎填充，用作土壤改良剂、堆肥助剂、轻质水泥及黏土砖的成孔剂；二、将回收分拣的EPS清洗干净后，以熔融法或溶剂法使其脱泡回收，并挤出造粒制备EPS回收料；三、EPS的裂解回收，制得苯乙烯、甲苯等单体或低聚物；四、EPS焚烧能量回收，可部分替代炼铁、发电、燃烧锅炉的燃料。目前，EPS废弃回收再生料的价格在5000元/吨左右，而EPS的价格在10000元/吨左右，具有阻燃等功能的EPS原料价格则更高，因此由废弃EPS制备功能可发聚苯乙烯珠粒的经济效益可观。专利CN101701073A公开了一种以不溶于水的有机溶剂溶解废旧聚苯乙烯，实现可发性聚苯乙烯颗粒，防静电、带有磁性的聚苯乙烯颗粒制备，此方法的不足之处在于存在有机溶剂的回收与利用问题。专利CN102875734A公开了一种回收级可发性聚苯乙烯以及采用种子聚合法制备回收级可发性聚苯乙烯的方法，该方法并未赋予可发性聚苯乙烯功能性。综上所述，虽然目前已有关于废弃EPS回收的大量专利文献报道，但都存在或多或少的问题。

目前，可发性聚苯乙烯的制备，大多采用悬浮聚合的方法，加入固体添加剂后会影响体系的稳定性，该方法具有一定的局限性，不能广泛地用于制备不同功能的可发聚苯乙烯，通常悬浮聚合得到的珠粒的粒径分布较宽，必须通过筛分而得到要求粒径的珠粒，但通过水下切粒方式调节口模尺寸，可得到粒径均匀的珠粒，该方法简单快捷。将聚苯乙烯原料或者废弃回收聚苯乙烯进行功能改性，制备功能可发/已发聚苯乙烯珠粒，将具有非常广阔的应用前景。专利CN104448379A公开了一种由聚苯乙烯制备高阻燃低导热石墨可发性聚苯乙烯珠粒材料的方法，该方法采用熔体造粒法制备出改性聚苯乙烯颗粒，然后采用悬浮灌气法向改性后的聚苯乙烯颗粒灌入发泡剂，制备出可发聚苯乙烯珠粒，该方法分两步进行，工艺复杂，生产效率较低。同时，聚苯乙烯泡沫的制备多采用烷烃类(戊烷、丁烷等)发泡剂，该类发泡剂易燃，具有一定危险。因此，亟待开发一种采用环保、高效、可控的方法来制备出具有不同功能性的可发/已发聚苯乙烯珠粒。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种聚苯乙烯或回收聚苯乙烯制备可发/已发聚苯乙烯珠粒的方法。该方法使用聚苯乙烯或废弃回收聚苯乙烯泡沫为原料，采用绿色环保的超临界流体(二氧化碳、氮气)为发泡剂，根据需要加入不同的功能助剂，采用自主研发的超临界流体挤出发泡机挤出，控制合适的条件，再结合水下切粒系统，从而制备出具有不同功能性(阻燃、抗静电、导电)的可发/已发聚苯乙烯珠粒。本发明方法可将挤出发泡装置与水下切粒系统连接，基本实现了无人工操作，且制备得到的产品泡孔密度均匀，质量优异。