专利名称：用于制备可发性聚苯乙烯的添加剂组合物、其制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种阻燃隔热添加剂组合物，具体地，涉及ー种用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物，其制备方法及其用于制备可发性聚苯こ烯颗粒的用途，该可发性聚苯こ烯颗粒是制备隔热阻燃的泡沫制品的关键原料。
背景技术：
由于保温隔热的特殊性能，可发性聚苯こ烯制成的片材、板材和型材广泛的应用于建筑、车辆、家具等物品上。但这些产品与人的生活密切相关，所以大部分可发性聚苯こ烯需要是经阻燃处理的。当前中国建筑外墙外保温毎年消耗一百多万吨的可发性聚苯こ烯塑料，这ー需求量将在未来几年达到每年两百万吨；提高树脂的节能效率，则可以大幅度减少树脂的需求量。虽然，石墨、炭黑、以及ニ氧化钛等助剂配合六溴环十二烷、氧化锑等阻燃剂会呈现相当好的阻燃隔热效果，但是，如果在聚合过程中将其直接加入苯こ烯単体或加入反应釜中会使聚合过程变得难与控制。由于石墨、炭黒、氧化锑、ニ氧化钛与苯こ烯不相容，所以在聚合阶段将其直接加入会使悬浮体系极不稳定，极易产生爆聚而使整釜产品报废，同时部分无机颗粒容易絮凝不能良好的分散在聚合物体系内，不能发挥效力。而且，传统可发性聚苯こ烯制备的阻燃性泡沫制品需要在生产后放置1-4周才能达到合格的阻燃效果(B2级);这就造成在大量的エ地上存在着尚未达标阻燃级别的可燃物的可能。通常需要在发泡エ序以耗能和耗时的方式，才有可能达到BI级别；而且，没有针对性的措施減少或者避免燃烧物质滴落造成的火灾蔓延。另外，当前可发性聚苯こ烯的膨胀エ艺，每吨会释放6-8%的挥发性有机化合物(V0C)，仅中国每年会释放到大气中发泡剂至少7万吨，对环境造成极大的影响。随着人们安全意识的提高，人们对生活密切相关的泡沫材料的阻燃和隔热性能提出了更高的要求，故亟需寻找ー种エ艺简便，聚合反应过程可控，制作周期短，成本低，环境友好，且能用于有效制备具有良好的隔热阻燃的泡沫制品的可发性聚苯こ烯的技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供ー种可用于制备可发性聚苯こ烯粒子的添加剂组合物，利用该添加剂组合物制备可发性聚苯こ烯，聚合反应过程易于控制，得到的可发性聚苯こ烯颗粒用于制作的泡沫制品时，效率高，周期短，环境友好且具有良好的隔热阻燃特性。为了达到上述目的，本发明提供了一种用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物，该添加剂组合物呈固态颗粒状，其包含按重量份数计的以下原料
毛细孔调节剂 O. 5^2份；
增塑剂O. Γ1份；
隔热剂2 8份；协同阻燃剂广4份；
所述的毛细孔调节剂是指滴点为95 135°C，针入度在25°C时小于1mm，其在149°C时运动粘度小于2000mm2/s聚烯烃腊；
所述的增塑剂是指在100°C时运动粘度小于20 mm2/s的无极性官能团的烯烃类聚合
物；
所述的隔热剂选择石墨，可选500目到8000目的石墨，常用2000目的石墨。本发明的技术方案只用很少量的微粉石墨就可以使泡沫制 品的导热系数从O. 038-0. 041提升到O. 029_0· 032 ο所述的协同阻燃剂选择氧化锑或硼酸锌，能捕捉活泼自由自由基，減少反应放热，从而淬灭火焰，同时减少滴落现象，避免火灾蔓延。上述的用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物，其中，所述的聚烯烃蜡包含聚こ烯蜡或费托蜡或二者的混合物。上述的用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物，其中，所述的毛细孔调节剂还包含多支化非官能化烯烃聚合物熔点低于95°c，在100°C时运动粘度为50-5000 mm2/s，且无极性官能团的烯烃聚合物。上述的用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物，其中，所述的多支化非官能化烯烃聚合物是指氢化聚葵烯、聚辛烯、聚十二烯或聚异丁烯。上述的用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物，其中，所述的毛细孔调节剂还包含官能化烯烃聚合物熔点40-150°C，有极性官能团的烯烃聚合物，具体选择氧化聚こ烯蜡、芥酸酰胺、こ撑ニ异硬脂酸酰胺中的任意ー种以上。上述的用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物，其中，所述的增塑剂选择白油、石蜡及α-聚烯烃中的任意ー种或任意两种以上的混合物；优选白油。上述的用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物，其中，所述的添加剂组合物还包含按重量份数计为O. f 4份的辅助隔热剂，该辅助隔热剂包含炭黑、ニ氧化钛或者其混合物。上述的用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物，其中，所述的添加剂组合物还包含按重量份数计O. Γ0. 5份的氧化钥，作为抑烟剂。添加有抑烟剂的添加剂组合物制备得到的可发性聚苯こ烯颗粒，用于制备的泡沫制品，燃烧时无畑。影响阻燃级可发性聚苯こ烯泡沫“提升极限氧指数和缩短达到极限氧指数的时间”的主要瓶颈是发泡剂的残留量和残留単体含量。因此，本发明着重通过调整毛细孔结构(壳结构)，及通过流变改性，以达到降低发泡剂需求量，和加快发泡剂散逸速度，藉此提升极限氧指数和缩短达到极限氧指数的时间。同时采用反应温度控制和高温引发剂的微调减少残留単体含量。本发明的添加剂组合物，通过毛细孔调节剂，实现对其最终制备的泡沫制品毛细孔的大小尺寸可控当毛细孔尺寸小，泡沫可以达到的更大的极限膨胀倍率和给定密度下的更高的強度；当毛细孔大，发泡剂可以较快的散失，从而缩短泡沫制品提升极限氧指数的时间。进ー步地，本发明还选择复合毛细孔调节剂，可以实现的毛细孔尺寸微调可控，及机械强度和发泡剂散失速度的良好平衡。当期望更加粗大的毛细孔时候，可以添加聚葵烯、聚辛烯、聚十二烯、聚异丁烯等多支化非官能化烯烃聚合物，或者氧化聚こ烯蜡、芥酸酰胺、こ撑ニ异硬脂酸酰胺等官能化烯烃或者这些蜡的混合物；添加量在0-600 ppm之间。本发明还采用白油、石蜡、α-聚烯烃作为增塑剂。在常温下，这些低分子物质在聚苯こ烯粒子表面形成保护膜，阻止发泡剂在储存条件下的散逸；在发泡条件下，作为增塑齐U，良好的促进了聚苯こ烯分子的流动，利于聚苯こ烯膨胀；常温泡沫储存时候，由于泡沫的比表面积大大増加，增塑剂不会妨碍发泡剂的散失，同时由于上述增塑剂倾向于外增塑，较少存在于聚苯こ烯分子之间，从而不影响泡沫的力学性能。这避免了含苯环烯烃化合物(例如甲苯、ニ甲苯)或者其他脂 肪酸化合物内增塑造成的泡沫发软问题。本发明还提供了ー种上述的用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物的制备方法，该方法包含以下具体步骤
步骤I，将原料按照比例用干混机混合分散均匀；
步骤2，通过螺杆挤出机将分散均匀的原料在8(T13(TC熔融，挤出，冷却、切粒，制成预分散粒子。由于石墨、炭黒、氧化锑、ニ氧化钛与苯こ烯不相容，所以在聚合阶段将其直接加入会使悬浮体系极不稳定，极易产生爆聚而使整釜产品报废，同时部分无机颗粒容易絮凝不能良好的分散在聚合物体系内，不能发挥效力。而本发明提供的技术方案将提高隔热效率和提高阻燃能力的可发性聚苯こ烯需要的关键助剂，在不需要添加额外载体的情况下，混合低温造粒成几乎100%有效含量的添加剂组合物。该添加剂组合物加入到苯こ烯聚合体系中，反应体系稳定，反应过程可控。本发明还提供了上述的添加剂组合物用于制备可发性聚苯こ烯的用途，该可发性聚苯こ烯用于制备阻燃隔热的聚苯こ烯泡沫制品，所述的泡沫制品包含泡沫板材、泡沫型材及泡沫片材等。添加本发明的添加剂组合物制备可发性聚苯こ烯颗粒过程，发泡剂用量小，且储存时发泡剂不易散逸；制备泡沫制品吋，发泡效率高，在很短的周期即可得到非常好的阻燃隔热效果。本发明将石墨、炭黒、氧化锑、ニ氧化钛等隔热阻燃剂与毛细孔调节齐U、增塑剂直接混合，不需要载体和分散剂，在较低温度下造粒，即可制成稳定的预分散固态粒子，即本发明的添加剂组合物。该固态粒子状添加剂组合物，更便于运输、储存及添加。该添加剂组合物用于制备可发性聚苯こ烯时，在聚合过程中加入到悬浮聚合反应体系中，使得体系可控；添加剂组合物中包含增塑剂，使需要加入的发泡剂更少，环境友好；通过组合不同毛细孔调节剂的性能，达到了泡沫的阻燃性和力学性能的良好均衡。
具体实施例方式以下结合具体实施例来对本发明作进ー步说明，但本发明所要求保护的范围并不局限于以下实施例中所记载的范围。本发明采用的原料商品名称或型号如下
聚こ烯蜡霍尼韦尔(Honeywell)公司的AC9A、双S化学(S&S Chemical)公司的PRECISIONMelt 998 ;熔点 95_135°C、25°C针入度〈I 毫米，149°C运动粘度小于 2000 mm2/s ；费托蜡沙索(Sosal)公司的Hl熔点95-135°C、25°C针入度〈I毫米，149°C运动粘度小于 2000 mm2/s ；聚葵烯英力士 (INEOS)公司的 Durasyn 1741 (10CTC粘度 45-55 mm2/s)；
聚辛烯市购常规小分子聚辛烯，分子量小于1300 ；
聚异丁烯锦州精联润滑油添加剂有限公司JX6095或者巴斯夫(BASF)公司的Glissopal V 190 (100で粘度 200-600 mm2/s);
氧化聚こ烯蜡霍尼韦尔(Honeywell)公司的AC629A; 芥酸酰胺禾大(Croda)公司的ER ；
こ撑ニ异硬脂酸酰胺禾大(Croda)公司的EBS ；
白油市购70号白油；
石蜡市购58号石蜡；
α-聚烯烃英カ士 (INEOS)公司的 Durasyn 147 (100°C粘度 6. 9-7. 4 mm2/s)氢化聚葵烯或市售聚辛烯；
石墨市购2000目石墨，含碳量98%以上，粒度为O. 3 50微米；
炭黑市购，粒径10 IOOnm;
ニ氧化钛表面处理过的金红石型钛白粉，ニ氧化钛含量大于92. 5%，粒径I飞微米； 氧化锑市购超细氧化锑，粒度O. 2^10微米；
硼酸锌市购常规超细硼酸锌；
氧化钥市购常规超细氧化钥。实施例f 7制备预分散粒子
步骤I，将原料按照表I的比例用干混机混合分散均匀；
步骤2，通过螺杆挤出机将分散均匀的原料在80到130°C熔融，挤出，冷却、切粒，制成预分散粒子。表I :以下原料对应苯こ烯单体用量为1000重量份计取用的重量份数
权利要求
1.一种用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物，其特征在于，该添加剂组合物呈固态颗粒状，其包含按重量份数计的以下原料 毛细孔调节剂 O. 5^2份； 增塑剂O. Γ1份； 隔热剂2 8份； 协同阻燃剂广4份； 所述的毛细孔调节剂是指滴点为95 135°C，针入度在25°C时小于1mm，在149°C时运动粘度小于2000mm2/s的聚烯烃腊； 所述的增塑剂是指在100°C时运动粘度小于20mm2/s的无极性官能团的烯烃类聚合物； 所述的隔热剂选择石墨； 所述的协同阻燃剂选择氧化锑或硼酸锌。
2.如权利要求I所述的用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物，其特征在于，所述的聚烯烃蜡包含聚こ烯蜡或费托蜡或二者的混合物。
3.如权利要求I所述的用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物，其特征在于，所述的毛细孔调节剂还包含多支化非官能化烯烃聚合物熔点低于95°C，在100°C时运动粘度为50-5000 mm2/s,且无极性官能团的烯烃聚合物。
4.如权利要求3所述的用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物，其特征在于，所述的多支化非官能化烯烃聚合物包含聚葵烯、聚辛烯、聚十二烯、聚异丁烯中的任意ー种以上。
5.如权利要求I所述的用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物，其特征在于，所述的毛细孔调节剂还包含氧化聚こ烯蜡、芥酸酰胺、こ撑ニ异硬脂酸酰胺中的任意ー种以上。
6.如权利要求I所述的用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物，其特征在于，所述的增塑剂选择白油、石蜡及α-聚烯烃中的任意ー种或任意两种以上的混合物。
7.如权利要求I所述的用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物，其特征在于，所述的添加剂组合物还包含按重量份数计为O. Γ4份的辅助隔热剂，该辅助隔热剂包含炭黒、ニ氧化钛或者其混合物。
8.如权利要求I所述的用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物，其特征在于，所述的添加剂组合物还包含按重量份数计为O. Γ0. 5份的抑烟剂，该抑烟剂选择氧化钥。
9.一种如权利要求I所述的用于制备可发性聚苯こ烯的添加剂组合物的制备方法，其特征在于，该方法包含以下具体步骤 步骤I，将原料按照比例用干混机混合分散均匀； 步骤2，通过螺杆挤出机将分散均匀的原料在8(T13(TC熔融，挤出，冷却、切粒，制成预分散粒子，即添加剂组合物。
10.根据权利要求I所述的添加剂组合物用于制备可发性聚苯こ烯的用途。
全文摘要
本发明公开了一种用于制备可发性聚苯乙烯的添加剂组合物、其制备方法及其应用，该添加剂包含按重量份数计的以下原料0.5~2份毛细孔调节剂，0.1~1份增塑剂，2~8份隔热剂；1~4份协同阻燃剂；该毛细孔调节剂是指滴点为95~135℃，针入度在25℃时小于1mm，在149℃时运动粘度小于2000mm2/s的聚烯烃蜡；该增塑剂是指在100℃时运动粘度小于20mm2/s的无极性官能团的烯烃类聚合物；该隔热剂选择石墨；该协同阻燃剂选择氧化锑或硼酸锌。本发明提供的该添加剂的制备方法，不需载体和分散剂，即可完成挤出造粒。该方法提供的添加剂，运输、储存、加料方便，加入该添加剂制得的可发性聚苯乙烯，用于制作的泡沫制品时，发泡效率高，周期短，环境友好且具有良好的隔热阻燃特性。
文档编号C08L25/06GK102675763SQ20111007563
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月17日
发明者林玉芳, 靳茂全 申请人:上海容志材料科技有限公司