一种制备环保阻燃可发性聚苯乙烯的方法与流程

本申请涉及可发性聚苯乙烯合成工艺领域，更具体地说，它涉及一种制备环保阻燃可发性聚苯乙烯的方法。

背景技术：

1、可发性聚苯乙烯(eps)是由纯水、苯乙烯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、戊烷和结构调节剂、阻燃剂(甲基八溴醚、溴化sbs)等原料，经搅拌、加热、悬浮聚合反应、洗涤、筛选等步骤而制得。含有发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒，经过预发泡、熟化和发泡模塑即可制得泡沫塑料制品。发泡成型的聚苯乙烯泡沫塑料制品是当前极有价值的绝缘、绝热、保温和包装缓冲材料。聚苯乙烯泡沫塑料吸水性低，隔热，介电性能优良，机械强度高。

2、目前市场上的可发性聚苯乙烯产品受阻燃剂、引发剂和稳定剂等辅料因素的影响，大部分产品都存在着残留高，转化率低和阻燃性不稳定等众多的缺点，特别是外对体系作用的辅料对水质污染较大，如十二烷基苯磺酸钠和元明粉等物质，导致污水处理成本高。

技术实现思路

1、为了降低可发性聚苯乙烯合成工艺中外对体系的辅料对水质的污染，降低污水处理成本，本申请提供一种制备环保阻燃可发性聚苯乙烯的方法，采用如下的技术方案：

2、一种制备环保阻燃可发性聚苯乙烯的方法，包括以下步骤：

3、s1、在反应釜内加入110重量份纯水；加入以下水性辅料并均匀搅拌：0.06～0.08重量份分散剂a，0.0014～0.0018重量份试剂a，0.001～0.0012重量份试剂b；

4、s2、加入苯乙烯100重量份；加入以下油性辅料并均匀搅拌：0.25～0.55重量份引发剂a，0.03～0.08重量份引发剂b，0.2～0.5重量份引发剂c，0.6～0.9重量份阻燃剂，0.2～0.6重量份增塑剂，0.005～0.008重量份稳定剂和0.1～0.2重量份成核剂；

5、s3、升温至88～90℃,反应5～6小时；

6、s4、先加入0.2～0.3重量份分散剂b，再加入0.5～1.2重量份发泡剂；

7、s5、升温至118～130℃,反应2.5～5小时；

8、s6、降温出料。

9、通过采用上述技术方案，改变反应体系的辅料，使体系更稳定，更环保；减少反应结束后物质残留，污水处理更有效节能；聚合和浸渍在同一釜中一次完成，从而节约生产时间，缩短生产周期。

10、优选的，所述引发剂a为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰和叔丁基过氧化-2-乙基已基碳酸酯中的一种或几种。

11、优选的，所述引发剂b为过氧化二异丙苯、双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯和十六烷酯中的一种或几种。

12、优选的，所述引发剂c为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯和叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯中的一种或几种。

13、优选的，所述发泡剂为正戊烷、异戊烷和新戊烷中的一种或几种。

14、优选的，所述试剂a为聚乙烯醇、羧甲基纤维素和所乙基纤维素的一种或几种。

15、优选的，所述试剂b为焦亚硫酸钾或过硫酸钾中的一种。

16、优选的，所述发泡剂为正戊烷、异戊烷、新戊烷中的一种或几种。

17、优选的，所述油性辅料还包括0.5～1.5重量份增强改性复合粉体，所述增强改性复合粉体包括改性氧化石墨烯、偏硼酸钙和聚乙二醇单甲醚。

18、通过采用上述技术方案，以聚乙二醇单甲醚作为改性氧化石墨烯和偏硼酸钙的连接剂，利用改性氧化石墨烯表面的分子链与偏硼酸钙本身的层间结构，使得二者得以紧密连接，进而使得改性氧化石墨烯受偏硼酸钙物理性质影响而分散性能提升。

19、优选的，所述增强改性复合粉体由以下步骤制得：将偏硼酸钙与混有聚乙二醇单甲醚的油酸混合球磨，然后加入改性氧化石墨烯继续混合球磨，从而至增强改性复合粉体。

20、通过采用上述技术方案，先以油酸作为介质使得聚乙二醇单甲醚与偏硼酸钙集合，同时偏硼酸钙被破碎细化，再加入改性氧化石墨烯，得破碎细化的偏硼酸钙球磨过程中通过聚乙二醇单甲醚与改性氧化石墨烯结合，从而提高改性氧化石墨烯的分散性能。

21、优选的，所述改性氧化石墨烯由氧化石墨烯、不饱和脂肪酸和共轭双烯烃制备而来。

22、通过采用上述技术方案，首先将氧化石墨烯与不饱和脂肪酸结合进行酰氯化反应，从而使得改性氧化石墨烯在油性辅料中的相容性提高，更便于改性氧化石墨烯在油性辅料中分散，然后通过氧化石墨烯上的不饱和脂肪酸与共轭双烯烃形成含有环状不饱和脂肪酸的氧化石墨烯，进而在提高氧化石墨烯分散性能的同时，提高改性氧化石墨烯的整体稳定性。

23、优选的，所述改性氧化石墨烯由以下步骤制得：s1、将氧化石墨烯与不饱和脂肪酸进行酰氯化反应，制得中间产物；s2、将中间产物与共轭双烯烃进行反应生成最终改性氧化石墨烯。

24、通过采用上述技术方案，首先对氧化石墨烯进行不饱和脂肪酸改性，使其在油性辅料中的分散性能提升，然后对氧化石墨烯上的不饱和脂肪酸进行闭环，从而使得氧化石墨烯上的不饱和脂肪酸稳定性提升。

25、优选的，所述可发性聚苯乙烯用于制备泡沫板材，其制备步骤为：将上述环保阻燃可发性聚苯乙烯经过预发、熟化和成型工艺制得泡沫板材。

26、综上所述，本申请具有以下有益效果：

27、1、由于本申请用更先进稳定的乳化剂替代原有的十二烷基苯磺酸钠减少对水的污染，前期的悬浮聚合更稳定，减少反应结束后物质残留，从而减少后期消泡剂，污水处理更有效节能。

28、2、本申请的制备方法提高转化率，减少苯乙烯单体的残留，使产品结构更稳定，高温残单由原来的0.3％减少到0.05％，极大提高了产品的转化率。

29、3、本申请的制备方法有效粒子集中度由原来的65％提高到75％，增加了产品收益。

30、4、本申请的制备方法取消了甲苯，杜绝了在产品中的残留。

31、5、本申请中优选采用氧化石墨烯提高制得的板材的强度，同时对氧化石墨烯进行双重改性，使得双重改性后的氧化石墨烯分散均匀，更有利于提高板材性能。

技术特征：

1.一种制备环保阻燃可发性聚苯乙烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、在反应釜内加入110重量份纯水；加入以下水性辅料并均匀搅拌：0.06～0.08重量份分散剂a，0.0014～0.0018重量份试剂a，0.001～0.0012重量份试剂b；

2.根据权利要求1所述的制备环保阻燃可发性聚苯乙烯的方法，其特征在于，所述引发剂a为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰和叔丁基过氧化-2-乙基已基碳酸酯中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的制备环保阻燃可发性聚苯乙烯的方法，其特征在于，所述引发剂b为过氧化二异丙苯、双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯和十六烷酯中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的制备环保阻燃可发性聚苯乙烯的方法，其特征在于，所述引发剂c为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯和叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的制备环保阻燃可发性聚苯乙烯的方法，其特征在于，所述发泡剂为正戊烷、异戊烷和新戊烷中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的制备环保阻燃可发性聚苯乙烯的方法，其特征在于，所述油性辅料还包括0.5～1.5重量份增强改性复合粉体，所述增强改性复合粉体包括改性氧化石墨烯、偏硼酸钙和聚乙二醇单甲醚。

7.根据权利要求6所述的制备环保阻燃可发性聚苯乙烯的方法，其特征在于，所述增强改性复合粉体由以下步骤制得：将偏硼酸钙与混有聚乙二醇单甲醚的油酸混合球磨，然后加入改性氧化石墨烯继续混合球磨，从而至增强改性复合粉体。

8.根据权利要求7所述的制备环保阻燃可发性聚苯乙烯的方法，其特征在于，所述改性氧化石墨烯由氧化石墨烯、不饱和脂肪酸和共轭双烯烃制备而来。

9.根据权利要求8所述的制备环保阻燃可发性聚苯乙烯的方法，其特征在于，所述改性氧化石墨烯由以下步骤制得：s1、将氧化石墨烯与不饱和脂肪酸进行酰氯化反应，制得中间产物；s2、将中间产物与共轭双烯烃进行反应生成最终改性氧化石墨烯。

10.根据权利要求1-9任一所述的制备环保阻燃可发性聚苯乙烯的方法，其特征在于，所述可发性聚苯乙烯用于制备泡沫板材，其制备步骤为：将上述环保阻燃可发性聚苯乙烯经过预发、熟化和成型工艺制得泡沫板材。

技术总结
本申请涉及可发性聚苯乙烯合成工艺领域，具体公开了一种制备环保阻燃可发性聚苯乙烯的方法。该制备环保阻燃可发性聚苯乙烯的方法，包括以下步骤：在反应釜内依次加入纯水、水系辅料、苯乙烯和油系辅料，通过蒸汽升温并保温，低温聚合完成后加入分散剂B和发泡剂，之后升温进入高温聚合，聚合完成后降温出料。本申请的制备方法可以有效减少对水的污染，从而更环保，更节能。

技术研发人员：任敏明,潘广生
受保护的技术使用者：日照国恩化学有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15