生產具有優異隔熱性的可發性聚苯乙烯珠粒的方法技術

公開了一種為兩步法的可發性聚苯乙烯珠粒生產方法。所述方法包括如下步驟：將石墨顆粒與基于苯乙烯的樹脂混合制得混合組合物，擠出所述組合物，從而獲得可懸浮的均勻微粒料；以及通過懸浮含石墨微粒料于水中并加入基于苯乙烯的單體和具有６～１０個碳原子的芳烴進行種子聚合，并通過加入發泡劑進行浸漬。所產生的含石墨顆粒可發性聚苯乙烯珠粒的熱導率相當低。此外，由于使用石墨顆粒，所述可發性聚苯乙烯珠粒的熱導率隨時間變化很小，以致可長時間保持隔熱性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種生產具有優異隔熱性的可發性聚苯乙烯珠粒的方 法，更具體地，涉及一種為兩步法的可發性聚苯乙烯珠粒生產方法，所 述兩步法包括擠出和種子聚合。
技術介紹
已知多種生產聚苯乙烯的方法，所述方法通常釆用乳液聚合、懸浮聚合、分散聚合等。例如，日本專利未審查公開No.平成2-14222教導 了一種釆用乳液聚合的聚苯乙烯生產方法。在多個專利文獻中公開了采 用懸浮聚合生產可發性聚苯乙烯的方法，包括日本專利未審查公開No. 昭和46-15112、日本專利未審查^>開No.平成5-317688、美國專利No. 5559202、美國專利No. 2652392、英國專利No. 1188252和韓國專利公 開No. 10-1999-0024927。然而，已知的利用懸浮聚合生產可發性聚苯乙烯珠粒的方法存在若 干缺點，如粒徑分布寬、品級不合需要、產生淤泥或廢物、為得到純產 物需要多個使用篩分裝置的分級步驟。另一種生產擠出聚苯乙烯顆粒和可發性聚苯乙烯珠粒的方法是通 過向粒化聚苯乙烯顆粒中加入發泡劑而進行擠出。但在向聚苯乙烯加入 發泡劑的過程中，必須控制熔融產物的分散以及產生的熱。此外，在擠 出過程中，聚苯乙烯珠粒的分子量可能會降低且所用的添加劑可能會分 解。特別地，通過擠出和發泡產生的聚苯乙烯珠粒不能制造具有20kg/m3 以下的低密度模制品。韓國專利公開No. 10-2005-0111820描述了一種制備含石墨的可發 性聚苯乙烯珠粒的方法，所述方法包括如下步驟在反應器中懸浮通過 和石墨一起再擠出的通用聚苯乙烯粒料所產生的粒料并通過加入發泡 劑浸漬。根據該方法，由于擠出的粒料再次被擠出且所得的再擠出粒料 經歷懸浮和浸漬，所以微粒料的擠出加工成本大大增高。此外，采取其它處理措施以獲得高功能性如高可發性、高強度或高熱穩定性相當困 難。在所得含石墨顆粒可發性聚苯乙烯珠粒的發泡中，可采用常規發泡 條件而無任何具體限制。含石墨顆粒可發性聚苯乙烯珠粒可發泡至孔眼尺寸為約70 300微米并具有多種優點和好處，包括高可發性、優異的 隔熱性、強度和吸收性。
技術實現思路
考慮到前述問題提出本專利技術，本專利技術的一個目的是提供一種生產含 石墨顆粒可發性聚苯乙烯珠粒的新方法，通過該方法可降低可發性聚苯 乙烯珠粒的熱導率并且可補償熱導率的時效。本專利技術的另一個目的是提供一種高產率生產具有所需粒徑分布的 含石墨顆粒可發性聚苯乙烯珠粒的新方法，這通過常規懸浮聚合無法獲 得。本專利技術的再一個目的是提供一種生產含石墨顆粒可發性聚苯乙烯 珠粒的新方法，通過所述方法，可解決與在懸浮聚合中使用石墨得到的 產品相關的問題如孔眼尺寸大、孔眼尺寸不均勻等。本專利技術的又一個目的是提供一種生產含石墨顆粒可發性聚苯乙烯 珠粒的新方法，通過解決與通過向擠出的聚苯乙烯粒料中加入石墨、熔 融、再擠出和浸漬所得產物而生產含石墨微粒料的工藝有關的擠出加工 成本增加問題，本方法可用于各種應用中，包括高品質、低成本的絕熱材料。為達到上述目的，在本專利技術的一個方面中，提供一種使用含石墨微 粒料通過種子聚合生產可發性聚苯乙烯珠粒的方法，通過在種子聚合過 程中加入添加劑并調節分子量，所述可發性聚苯乙烯珠粒具有降低的熱 導率并表現出各種物理性質。與常規可發性聚苯乙烯相比，由此獲得的含石墨顆粒可發性聚苯乙 烯珠粒具有相當低的熱導率，并由于因石墨顆粒的加入使熱導率隨時間 變化輕微而可長期保持隔熱性。具體實施例方式本專利技術通過一種生產可發性聚苯乙烯珠粒的方法實現，所述方法包括如下步驟將石墨顆粒與基于苯乙烯的樹脂混合制得混合組合物，擠 出所述組合物，從而獲得可懸浮的均勻微粒料；以及通過將含石墨微粒 料懸浮于水中并加入基于苯乙烯的單體和具有6~10個碳原子的芳烴進 行種子聚合，并通過加入發泡劑進行浸漬。在本專利技術的一個實施方案中，在獲得可懸浮的均勻微粒料過程中， 使用單或雙螺桿擠出機和水下切割造粒機或水冷模面造粒機在約200'C 到約250'C的擠出溫度下進行擠出，從而獲得可懸浮的均勻微粒料。但 通過水冷模面造粒機產生的微粒料表現出較差的粒徑分布均勻性。因 此，為獲得具有均勻粒徑的顆粒，在進行擠出時優選使用水下切割造粒 機。通過擠出步驟產生的可懸浮的均勻微粒料優選具有2mn^以下的平 均體積，以便可在通用的可發性聚苯乙烯生產工藝中所采用的懸浮體系中懸浮。在本專利技術的一個實施方案中，擠出步驟后得到的含石墨微粒料用水 下切割造粒機生產，并具有平均體積為約2mmS以下的圓形或橢圓形顆 粒。在本專利技術的一個實施方案中，基于苯乙烯的樹脂為基于苯乙烯的單 體的聚合物和/或共聚物，所述基于苯乙烯的單體選自苯乙烯；烷基苯 乙烯如乙基苯乙烯、二甲基苯乙烯和對甲基苯乙烯；a-烷基苯乙烯如a-甲基苯乙烯、a-乙基苯乙烯、a-丙基苯乙烯和a-丁基苯乙烯；卣代苯乙 烯如氯苯乙烯和溴苯乙烯；以及乙烯基甲苯，或可與所述基于苯乙烯的 單體共聚的單體的共聚物，所述可與所述基于苯乙烯的單體共聚的單體 包括丙烯腈、丁二烯、丙烯酸烷基酯(如丙烯酸曱酯)、曱基丙烯酸烷基 酯(如甲基丙烯酸甲酯)、異丁烯、氯乙烯、異戊二烯及其混合物。在本專利技術的一個優選實施方案中，基于苯乙烯的樹脂的重均分子量 為180,000 ~ 300,000g/mol。在本專利技術的一個實施方案中，所用石墨顆粒的粒徑為約0.1 ~約 20nm，相對于基于苯乙烯的樹脂的總重量，石墨顆粒以約0.1 ~約30 重量％的量存在。在本專利技術的一個實施方案中，在通過懸浮含石墨微粒料于水中并加入基于苯乙烯的單體、引發劑和具有6 10個碳原子的芳烴進行種子聚 合的同時，通過加入發泡劑進行浸漬。在此，任何通常用在可發性聚苯 乙烯聚合中的懸浮劑和引發劑均可使用。在本專利技術中，使用無機分散劑 作為懸浮劑，并使用兩種具有不同引發溫度的引發劑引發種子聚合。此外，為賦予聚合物多用性，可在種子聚合過程中加入添加劑。詳 細地，具有6~10個碳原子的芳烴、孔眼調節劑、阻燃劑等均可用作添 加劑。所述分散劑可為任何可用在常規可發性聚苯乙烯聚合中的分散劑， 其實例包括無機分散劑(磷酸三鈣、焦磷酸鎂)、有機分散劑(聚乙烯醇、 甲基纖維素、聚乙烯基吡咯烷酮)等。在本專利技術的一個實施方案中，相 對于100重量％的超純水，以約0.5 ~約1.0重量％的量使用磷酸三鉤。基于苯乙烯的單體的可用實例包括苯乙烯；烷基苯乙烯如乙基苯乙 烯、二甲基苯乙烯和對甲基苯乙烯；a-烷基苯乙烯如a-甲基苯乙烯、a-乙基苯乙烯、a-丙基苯乙烯和a-丁基苯乙烯。相對于含石墨的可發性聚 苯乙烯珠粒的總重量，所述單體優選以約10~約90重量％的量使用。 根據所用單體的種類和量，可生產多種具有高度功能性、物理多用性的產品。作為引發劑，任何可常用在可發性聚苯乙烯聚合中的引發劑均可使 用。在本專利技術的一個實施方案中，相對于100重量％的所加的基于苯乙 烯的單體，分別以約0.1~約0.5重量％的量使用兩種引發劑，即過氧化 苯甲酰(BPO)和過氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)。孔眼調節劑的實例包括聚乙烯蠟、亞乙基雙十八酰胺、碳酸鈣、滑 石、粘土、 二氧化硅、硅藻土、檸檬酸和碳酸氫鈉，相對于100重量％ 的含石墨顆粒可發性聚苯乙烯珠粒，孔眼調節劑優選以約0.1~約3重 量％的量使用。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種生產可發性聚苯乙烯珠粒的方法，其包括：　將石墨顆粒與基于苯乙烯的樹脂混合制得混合組合物，擠出所述組合物，從而獲得可懸浮的均勻微粒料；以及　通過懸浮含石墨微粒料于水中并加入基于苯乙烯的單體和具有６～１０個碳原子的芳烴進行種子聚合，并通過加入發泡劑進行浸漬。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李振熙，方垾培，李海利，
申請(專利權)人：錦湖石油化學株式會社，
類型：發明
國別省市：KR[韓國]