[发明专利]一种发泡聚苯乙烯的制备方法

说明书

本申请公开了一种发泡聚苯乙烯的制备方法，属于反应挤出聚合发泡的领域，该制备方法包括如下步骤：将苯乙烯单体、低温引发剂、中高温引发剂进行混合，在惰性气体保护下，进行反应挤出聚合，得苯乙烯的预聚体；将苯乙烯的预聚体注入挤出机中，进行反应挤出，在挤出机的前段加入发泡剂，苯乙烯单体与发泡剂均匀混合，进行反应挤出聚合；再通过发泡模具，在口模外释放压力，制得发泡聚苯乙烯；本申请的发泡剂在高压环境下，有助于均匀分散在液态的预聚体中，有助于制得泡孔均匀、独立、尺寸一致性佳的聚苯乙烯发泡产品。

技术领域

本发明涉及聚苯乙烯发泡的领域，尤其是涉及一种发泡聚苯乙烯的制备方法。

背景技术

作为五大通用塑料之一的聚苯乙烯(GPPS)，广泛用于电子电器、光学仪器和透明模型的生产，如灯罩，仪器罩壳，包装容器等，以及日常用品，如梳子、盒子、牙刷柄、圆珠笔杆、学习用品、儿童玩具等。

近年来，GPPS另外的用途之一是用来生产聚苯乙烯发泡产品，其中包括聚苯乙烯发泡板材(XPS)和聚苯乙烯发泡珠粒(EPS)，应用均较广泛。聚苯乙烯挤出发泡过程是以GPPS为原料，与阻燃剂、成核剂、抗氧剂和其他功能性助剂混合，再将混合物加入挤出机中进行加热熔融共混，同时通过挤出机的剪切混合作用，与在挤出机的前段注入的气体发泡剂充分均匀混合，最后在口模处进行压力释放，从而得到聚苯乙烯发泡产品。

但是，上述方法也有明显的劣势，注入的发泡剂很难进入到粘稠的聚苯乙烯熔体中，即使在较高的压力下有部分发泡剂进入聚苯乙烯熔体中，发泡剂在熔体中的分散性也比较差，导致聚苯乙烯发泡产品的泡孔大小不一，分散不均匀，很难做出具有微孔结构的发泡产品。

发明内容

为了开发一种泡孔均匀、独立、尺寸一致性佳的的聚苯乙烯发泡产品，本申请提供一种发泡聚苯乙烯的制备方法以及发泡聚苯乙烯产品。

第一方面，本申请提供一种发泡聚苯乙烯的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

将苯乙烯单体、引发剂进行混合，在惰性气体保护下，在50～180℃温度下进行预聚反应，得苯乙烯的预聚体；其中，引发剂选用低温引发剂与中高温引发剂的组合物；

将苯乙烯的预聚体注入挤出机中，进行反应挤出聚合，在挤出机的前段加入发泡剂，苯乙烯单体与发泡剂均匀混合，继续进行聚合反应；

再通过发泡模具，在口模外释放压力，制得发泡聚苯乙烯。

已有的发泡聚苯乙烯的制备方法通常是以可发性聚苯乙烯(GPPS)为原料，添加功能性助剂共混，气体发泡剂在聚苯乙烯熔体中很难分散均匀。

本申请改进了现有的发泡聚苯乙烯的制备方法，利用苯乙烯单体、低温引发剂、中高温引发剂在50～180℃下制成预聚体，再将预聚体注入到挤出机中继续反应；由于在挤出机的前段加入发泡剂，发泡剂在高压环境下，有助于均匀分散在液态的预聚体中；待发泡剂与预聚体充分混合后，预聚体在挤出机的剪切以及加热作用下，使聚合反应继续进行，有助于提高苯乙烯单体的充分反应，从而制得泡孔均匀、独立以及泡孔尺寸一致性佳的聚苯乙烯发泡产品。而且本申请直接以苯乙烯单体作为原料，采用一步法直接生成发泡聚苯乙烯，省去了GPPS中间品的差价，上述技术方案在世界上属于首创。

优选的，所述苯乙烯单体在反应体系中的重量百分比为60％～99.9％；所述引发剂在反应体系中的重量百分比为0.1～20％。

优选的，所述低温引发剂选用偶氮类引发剂，所述中高温引发剂选用过氧化物类引发剂。

本申请采用过氧化物类引发剂、偶氮类引发剂的组合物，在预聚过程中，温度在130℃以下时，偶氮类引发剂可以引发苯乙烯单体聚合，待温度升至130℃以上时，高温引发剂继续引发单体聚合，有助于提高苯乙烯单体的转化率。