在苯乙烯单体聚合中的阻 聚效应，大幅缩短聚合时间，减少了分散剂的使用量，关键是提高了聚合反应体系的平稳 性，有效避免了爆聚现象发生，此外，改性后的石墨与苯乙烯单体的相容性增加，使得改性 石墨在聚苯乙烯基体中均匀分散，大大降低了石墨聚苯乙烯材料的导热系数，提高保温性 能，同时石墨表面的氢氧化镁阻燃剂对石墨聚苯乙烯材料的阻燃性能有一定改善作用。
[0080] 效果例
[0081] 如图1所示是亲油性氢氧化镁包覆石墨复合粉体在低倍下电子扫描电镜照片，氢 氧化镁石墨复合粉体为片状结构，粒径大小为5.Oum~20.Oum。
[0082] 如图2所示是亲油性氢氧化镁包覆石墨复合粉体在高倍下电子扫描电镜照片，石 墨表面成功地包覆了一层氢氧化镁，氢氧化镁为片状结构，平均粒径大小约150nm。
[0083] 如图3所示是石墨可发泡聚苯乙烯复合粒子的光学照片，复合粒子为球形外观， 具有黑色光泽，粒径均一，平均粒径为〇. 75_。
[0084] 如图4所示是石墨发泡聚苯乙烯复合粒子的光学照片，发泡后石墨聚苯乙烯粒子 为银灰色，仍然保持球形外观，平均粒径为4. 5mm。
[0085] 如图5所示是石墨发泡聚苯乙烯粒子横切面的电子扫描电镜照片。发泡后粒子的 泡孔大小基本均一，空腔轮廓清晰，泡孔约l〇〇um，具有较好的绝热泡孔单元。
[0086] 图6是石墨发泡聚苯乙烯粒子成型加工后板材的光学照片，板材为银灰色，成型 加工较好，板材的导热系数为0. 032W/m·K，阻燃级别为B1。
[0087] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种消阻聚与同步阻燃的石墨发泡聚苯乙烯材料的合成方法，其特征在于，包括以 下步骤： 1) 消阻聚与同步阻燃化石墨的制备及原位改性 在反应釜中加入0. 25~2. Omol/L的镁盐水溶液50~400mL，再加入0. 1~10.0 g分 散剂聚乙烯吡咯烷酮，搅拌溶解后，加入2. 0~100.0 g的原料石墨，激烈搅拌5~20min使 石墨均勾分散，调节搅拌转速为150~400转/分，滴加0. 5~4. Omol/L的沉淀剂50~ 400mL使镁离子沉淀完全，升温至80~87°C，继续搅拌反应I. 0~I. 5h，加入功能性疏水改 性剂0. 5~2. 5mL，继续搅拌反应I. 0~2. 0h，停止加热，搅拌冷却后，真空抽滤、洗涤、干燥 制得亲油性的氢氧化镁包覆的石墨复合粉体； 2) 石墨发泡聚苯乙烯材料的合成 2a)水相：依次向高压反应釜中加入去离子水350~500mL、质量分数为0. 1~0. 5%的 表面活性剂的水溶液4~20mL、由无机分散剂1. 0~5. Og和质量分数为8. 0~16. 0%的 有机分散剂水溶液15~35mL组成的二元无机-有机复配分散剂，机械搅拌转速为160~ 360转/分，预分散10~15min ; 2b)油相：称取包含中温引发剂1. 0~3. Og和高温引发剂0. 5~I. 5g的复合引发剂 体系及阻燃剂3. 0~9. 0g，预先溶解在175~300g苯乙烯单体中，然后将步骤1)得到的 亲油性的氢氧化镁包覆的石墨复合粉体〇. 5~8. Og加入上述苯乙烯单体中，激烈搅拌分散 均匀后，将油相转移到2a)所述的水相中，通N2排空釜中空气，调节搅拌转速为160~360 转/分，在机械搅拌、所述表面活性剂和二元无机-有机复配分散剂保护下，使油相小液滴 稳定悬浮在水相中，以0. 5~1°C /min的升温速率升温至85. 0~90. 0°C，补加所述无机分 散剂1. 0~4. 0g，反应1. 5~2. 5h后，聚合反应进入爆聚危险期，再次补加所述无机分散 剂1. 0~4. Og和所述的质量分数为0. 1~0. 5 %的表面活性剂水溶液1. 0~5. OmL，抑制 聚合粒子发生聚并，保护聚合反应平稳进行，继续反应3. 0~4. Oh ; 2c)填充发泡剂：向所述反应釜中加入12~24g戊烷发泡剂，以0. 2~I. 0°C /min的 升温速率升温至115~124°C，继续反应4. 5~5. 5h，戊烷均匀填充到聚苯乙烯粒子中，石 墨可发泡聚苯乙烯复合粒子完全硬化，停止反应，得到石墨可发泡聚苯乙烯复合粒子； 2d)洗涤：冷却后出料，将合成的石墨可发泡聚苯乙烯复合粒子用5~11 %的盐酸水溶 液和水洗涤，除去吸附的无机悬浮剂； 2e)发泡成型：石墨可发泡聚苯乙烯复合粒子经水蒸气发泡得到石墨发泡聚苯乙烯复 合粒子，经成型工艺得到石墨发泡聚苯乙稀材料。2. 根据权利要求1所述的消阻聚与同步阻燃的石墨发泡聚苯乙烯材料的合成方法，其 特征在于，步骤1)中： 所述的聚乙烯吡咯烷酮分散剂型号为K30、K60或K90中的任意一种； 所述的原料石墨为片状结构，粒径大小为〇? Ium~50um ; 所述的镁盐为氯化镁或硫酸镁中的任意一种； 所述的沉淀剂为氨水或氢氧化钠水溶液中的任意一种； 所述的功能性疏水改性剂为具有反应型双键的十八烯酸、具有阻燃功能的聚乙二醇磷 酸酯或聚丙二醇磷酸酯中的任意一种； 所述的亲油性氢氧化镁包覆的石墨复合粉体为纳米片状氢氧化镁包覆的石墨。3.根据权利要求1或2所述的消阻聚与同步阻燃的石墨发泡聚苯乙烯材料的合成方 法，其特征在于，步骤2)中： 所述的二元无机-有机复配分散剂中，无机分散剂为活性磷酸钙、高岭土、滑石粉、硫 酸钡或碳酸镁中的任意一种；有机分散剂为聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、 羟乙基纤维素、聚丙烯酸钠或明胶中的任意一种； 所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、阴离子表面活性剂十二烷 基硫酸钠、非离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚、非离子表面活性剂吐温或非离子表面活 性剂脂肪醇聚氧乙烯醚中的任意一种； 所述的中温引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰中； 所述的高温引发剂为过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酸叔丁酯； 所述的阻燃剂为六溴环十二烷或十溴二苯醚中的任意一种或两者复合。
【专利摘要】本发明涉及节能保温材料技术领域，具体涉及一种消阻聚与同步阻燃的石墨发泡聚苯乙烯材料的合成方法。该方法主要包括：1)消阻聚与同步阻燃化石墨的制备工艺，以水为分散介质，以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，将石墨粉体分散在水中，采用原位共沉淀工艺，在石墨表面均匀构建一层氢氧化镁纳米层，加入功能性疏水改性剂，经原位疏水改性得到亲油性氢氧化镁包覆的石墨；2)石墨发泡聚苯乙烯材料的合成工艺，利用原位悬浮聚合工艺，合成石墨可发泡聚苯乙烯珠粒，再经发泡成型，得到石墨发泡聚苯乙烯材料。本发明工艺简单、粒径可控、消除了石墨的阻聚效应，同时提高阻燃性能，成本低廉、对环境友好、易工业化生产。
【IPC分类】C08J9/14, C08K3/04, C08L25/06, C08K5/02, C08K13/06, C08K9/02, C08F112/08, C08K5/06, C08F2/44, C08K9/04
【公开号】CN105237661
【申请号】CN201510729194
【发明人】王春蕾, 宋光森, 李建芬, 闫俊涛, 范国枝, 秦振华
【申请人】武汉轻工大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月30日