[发明专利]高耐热EPS制备工艺

说明书

本发明提出了一种高耐热EPS制备工艺，制备步骤如下：步骤1、将聚苯乙烯、PPO和改性剂混合均匀后，放入双螺杆挤出机中，挤出后切割成粒子，得到共混物粒子；步骤2、向反应釜内加入去离子水、分散剂和表面活性剂；步骤3、向反应釜内加入混合物粒子和发泡剂，升温反应釜并在该温度下保持恒温2‑6h，恒温时间结束后冷却至室温，将反应釜内的物料进行过滤和水洗，即得到可发性的聚苯乙烯和PPO的珠粒；步骤4、将可发性聚苯乙烯和PPO的珠粒用蒸汽加热，即得到预发的聚苯乙烯和PPO的共混物珠粒，该预发珠粒的横切面可观察到均匀的泡孔，借此，本发明具有能够利用在共混挤出的过程中，将高耐热树脂溶于苯乙烯中聚合得到共混物，用于生产高耐热EPS的优点。

技术领域

本发明属于EPS制备技术领域，特别涉及一种高耐热EPS制备工艺。

背景技术

目前，高分子材料的耐热性能是由其结构决定的，对于非交联的热塑性聚合物，结晶性聚合物的最高使用温度一般在其熔点Tm之下20－30℃，而非晶聚合物的使用温度一般在其玻璃化温度Tg之下20－30℃。交联(包括热固性) 由于交联化学键对分子链运动的限制，耐热性会显著提高(高度交联体系的使用温度受分解温度限制)。可发性聚苯乙烯(EPS)用的聚苯乙烯(PS)是非结晶聚合物，其Tg为100℃，最高长期使用温度不超过80℃。聚乙烯和乙烯－醋酸乙烯的共聚合EVA可以通过交联提高其耐热性，但PS很难在后加工中通过大分子的交联来提高耐热性。

就提高聚合物的耐热性而言，技术路线主要有：(1)共聚法，在分子链中引入极性单体或者环状取代基的单体；(2)共混法，通过添加高耐热聚合物来提高聚合物的耐热性；以及(3)高填充和交联。

PS的分子链间的作用力弱，耐热性主要是刚性苯环侧基的贡献，因此Tg不是很高。在苯乙烯类单体中，α－甲基苯乙烯和对叔丁基苯乙烯等单体的聚合物 Tg要比PS高。但α－甲基苯乙烯的聚合活性低，很难与苯乙烯共聚得到高分子量的聚合物(因其分子量低，力学性能差)，而对叔丁基苯乙烯没有工业化的产品，对甲基苯乙烯对提高Tg的作用不大。

含有环状侧基的单体用于提高聚苯乙烯(EPS)的耐热性，如兴达公司专利号为CN102766230A的发明专利公开了一种以甲基丙烯酸异冰片酯为耐热单体，与苯乙烯悬浮共聚制备高耐热性EPS的方法，共聚物的玻璃化温度可以比PS高 20℃。

苯乙烯和丙烯腈共聚物SAN的耐热性略优于PS(热变形温度大约可提高 10℃)。但丙烯腈单体有剧毒，在EPS的聚合工艺中无法使用。德国专利DE－A 103 21 787公开了一种基于苯乙烯－丙烯腈共聚物的泡沫板的生产方法。所用发泡剂或发泡剂组分包含水，所述方法获得的SAN泡沫板具有良好的耐溶剂性(与丙烯腈的强极性有关)，但在耐热性和绝缘性方面仍存在改进空间。

高分子材料的共混改性是一种重要工具，可以将两种或多种不同性能的材料共混成复合材料，获得所期望的性能。要提高PS的耐热性，需要与更高耐热性的聚合物共混。一般通用塑料很少能在100℃以上长期使用，因此只能是使用热塑性的工程塑料与PS共混。可选择的工程塑料包括聚酰胺(尼龙)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚苯醚(PPO)等通用工程塑料，以及聚苯硫醚(PPS)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚芳砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚酰亚胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)、芳香族聚酯和芳香族聚酰胺等特种工程塑料。

通常无机粒子的耐热性远高于有机聚合物，因此可以通过高填充的方法在一定的程度上提高复合材料的耐热性能。另一种提高聚合物耐热性的方法是交联，交联(或热固性)体系限制了分子链的流动，因此能提高聚合物的热变形温度。在泡沫材料中的酚醛泡沫，交联聚乙烯泡沫，PVC和聚氨酯的复合泡沫就是这类材料的代表。

但是在可供选择的三个技术路线中，共聚法的单体种类有限，短期内无法满足生产需要，高填充和交联会导致泡沫材料的高密度和高导热系数，也不能满足产品的性能需求。

发明内容