用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂及其制备方法

用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂及其制备方法，属于塑料加工用发泡剂技术领域。
【背景技术】
[0002]聚苯乙烯泡沫塑料具有质轻、吸震、低吸潮、易成型及价格低等特点，广泛应用各个领域的防震包装。然而由于聚苯乙烯塑料的化学稳定性及耐老化、抗腐蚀等特点，不能自行降解，造成了日益严重的“白色污染”。对废旧聚苯乙烯泡沫塑料的回收利用是近年来人们一直关注和不断探讨研究的一个重要课题。经过多年的研究和实践，人们在废旧聚苯乙烯泡沫塑料的回收再利用方面取得了一定的成果，其中废旧PS泡沫塑料回收再生产发泡制品是应用最为广泛的一种。
[0003]发泡是塑料加工的重要方法之一，塑料发泡得到的泡沫塑料含有气固两项-气体和固体。发泡剂分为物理发泡剂和化学发泡剂，物理发泡剂发泡的过程中，仅仅是物理形态变化，如脂肪烃、氯代烃、氟氯烃和二氧化碳气体等；化学发泡剂在加工温度下发生化学变化或迅速分解产生一种或多种气体，使树脂发泡。可发性聚苯乙烯泡沫塑料大多采用物理发泡制得，PS低发泡制品采用化学发泡剂制得。
[0004]化学发泡剂分为无机化学发泡剂和有机化学发泡剂。无机发泡剂价格便宜，但与聚合物的相容性差，发气量偏低，以碳酸氢钠(NaHCO3)应用最为广泛。有机发泡剂大多是具有=N-N =S-N = N-结构的含氮化合物，包括N-亚硝基化合物、偶氮化合物、酰肼化合物、尿素衍生物等，在聚合物中分散性好、分解温度范围较窄且能控制、分解气以氮气为主、发泡效率较高，其中偶氮二甲酰胺(ADC)在国外占化学发泡剂的90%，在我国占95%以上。
[0005]然而将有机发泡剂应用于挤出发泡的成型过程中，由于原料为再生的PS原料，回收再利用过程中会出现分子链降解、含杂质等问题，导致再生PS发泡过程中熔体强度不够，熔体对气体的包覆强度不够，气体聚集形成大泡孔，泡孔不均一，不密实，易脆裂，强度不足等问题。

【发明内容】

[0006]本发明的目的是提供一种用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂，其在挤出发泡过程中解决了因局部熔体温度过高导致原料降解的问题，其分解无突发，起始分解温度低，诱导期短，价格更低廉，形成的泡孔稳定、细密、规则，适合于回收PS树脂的再加工成型；同时本发明还提供了一种简单便捷的制备方法。
[0007]所述用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂，由以下质量百分含量的原料制成:无机发泡剂70 %?80 %，有机发泡剂8 %?15 %，分散润滑剂0.5 %?0.75 %，活化剂0.9%~ 1.5%，泡孔调节剂10%?15%。
[0008]所述无机发泡剂为碳酸氢钠、碳酸铵、亚硝酸铵、硼氢化钾、硼氢化钠或过氧化氢中的一种或多种，优选碳酸氢钠。
[0009]所述有机发泡剂为亚硝基化合物、偶氮化合物、酰肼类化合物或尿素衍生物，优选偶氮二甲酰胺。
[0010]所述分散润滑剂为白炭黑或硬脂酸铅，用于分散和润滑无机发泡剂和有机发泡剂，提尚两种发泡剂的相容性。
[0011]所述活化剂为氧化锌、硝酸胍、乌洛托品、羟氨氯化锌或过氧化锌，用于降低最终制得的复合发泡剂的分解温度。
[0012]所述泡孔调节剂为无水柠檬酸钠、八甲基环四硅氧烷、环戊烯羧酸甲酯或聚丙烯酸酯类中的一种或多种。
[0013]所述用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂的制备方法，是先将无机发泡剂和有机发泡剂在高速混合机中混合，再依次加入分散润滑剂、活化剂和泡孔调节剂，混合3-8min后，即得用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂。
[0014]所述的用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂为淡黄色粉末，其在挤出发泡过程中解决了因局部熔体温度过高导致原料降解的问题，其分解无突发，起始分解温度低，诱导期短，低于140°C几乎无分解，140°C逐步开始分解，在起始的3min内发气量达到120ml/g，满足低温发泡的需求；价格更低廉，形成的泡孔稳定、细密、规则，适合于回收PS树脂的再加工成型。
[0015]由于原料PVC的不稳定性，在其加工过程中需要加入多种助剂，如稳定剂、润滑剂、调节剂(主要是包覆气体)等等，市场上的PVC发泡挤出产品多用化学发泡剂，主要是吸放热平衡型和放热型，发泡剂的分解温度高，而PS发泡挤出产品多用吸热型发泡剂，分解温度低。
[0016]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0017](I)所述的用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂，在挤出发泡过程中解决了因局部熔体温度过高导致原料降解的问题，其分解无突发，起始分解温度低，诱导期短，满足低温发泡的需求；
[0018](2)成本低，形成的泡孔稳定、细密、规则，适合于回收PS树脂的再加工成型，节能环保。
【附图说明】
[0019]图1是实施例1制备的复合发泡剂SF-1与市售发泡剂CF255的单位产品发气量与温度关系对比图；
[0020]图2是实施例1制备的复合发泡剂SF-1与市售发泡剂不同时间单位产品发气量关系对比图；
[0021]图2中，CF255、I_B、AK-9、RB分别为不同厂家市售发泡剂；
[0022]图3是实施例1制备的复合发泡剂SF-1分解的DSC曲线图；
[0023]图4是本发明所述的复合发泡剂与市售发泡剂分别用于再生PS低发泡挤出成型后所得产品的扫描电镜图；
[0024]图4中，图a为使用实施例1制得的复合发泡剂SF-1制备的低发泡再生聚苯乙烯制品的断面照片，图b为使用市售发泡剂CF255制备的低发泡再生聚苯乙烯制品的断面照片。
【具体实施方式】
[0025]下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
[0026]实施例1
[0027]先将70kg碳酸氢钠和15kg偶氮二甲酰胺在高速混合机中混合，再依次加入0.75kg白炭黑、0.5kg氧化锌、1.0kg硝酸胍和12.75kg无水梓檬酸钠，混合3min后，即得用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂SF-1。
[0028]如图1所示，本发明所述的复合发泡剂起始分解温度低，诱导期短，低于140°C几乎无分解，140°C逐步开始分解，分解范围窄，发气量足，满足再生PS低温发泡、快速挤出生产的需求，克服了无机发泡剂发气量不足的缺点以及有机发泡剂高温分解发泡的问题。通过与市售发泡剂的分解情况进行对比可以看出，在140°C?160°C加工温度范围内，本发明所述的复合发泡剂SF-1发气量高于市售产品CF255。
[0029]再生PS在挤出机中熔融塑化到挤出模头一般5min以内完成，通过图2所示可以看出，使用本发明所述的复合发泡剂后，在5min内的发气量远远高于其他类产品，发气量尚O
[0030]如图3所示，可以明显的看出本发明所述的复合发泡剂分解起始点(吸热峰起始点)141.1O0C，最佳分解温度(峰值温度)155.610C，因此其满足再生PS低温发泡的要求，节能效果显著。
[0031]如图4所示，可以明显的看出本发明所述的复合发泡剂，用于再生PS低发泡挤出成型，形成的泡孔稳定、细密、规则，适合于回收PS树脂的再加工成型。
[0032]实施例2
[0033]先将80kg亚硝酸铵和8kg 二亚硝基五次甲基四胺在高速混合机中混合，再依次加Λ 0.5kg硬脂酸铅、0.9kg乌洛托品、5.6kg八甲基环四娃氧烧和5kg环戊稀羧酸甲酯kg，混合Smin后，即得用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂。
[0034]实施例3
[0035]先将20kg碳酸铵、35kg亚硝酸铵、20kg硼氢化钾和1kg偶氮二甲酰胺在高速混合机中混合，再依次加入0.6kg白炭黑、1.4kg羟氨氯化锌和13kg八甲基环四硅氧烷，混合5min后，即得用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂。
【主权项】
1.一种用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂，其特征在于由以下质量百分含量的原料制成:无机发泡剂70 %?80 %，有机发泡剂8 %?15 %，分散润滑剂0.5 %?0.75 %，活化剂0.9%?L 5%，泡孔调节剂10%?15%。2.根据权利要求1所述的用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂，其特征在于:无机发泡剂为碳酸氢钠、碳酸铵、亚硝酸铵、硼氢化钾、硼氢化钠或过氧化氢中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂，其特征在于:有机发泡剂为亚硝基化合物、偶氮化合物、酰肼类化合物或尿素衍生物。4.根据权利要求1所述的用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂，其特征在于:分散润滑剂为白炭黑或硬脂酸铅。5.根据权利要求1所述的用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂，其特征在于:活化剂为氧化锌、硝酸胍、乌洛托品、羟氨氯化锌或过氧化锌中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂，其特征在于:泡孔调节剂为无水柠檬酸钠、八甲基环四硅氧烷、环戊烯羧酸甲酯或聚丙烯酸酯类中的一种或多种。7.—种权利要求1-6任一所述用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂的制备方法，其特征在于:先将无机发泡剂和有机发泡剂在高速混合机中混合，再依次加入分散润滑剂、活化剂和泡孔调节剂，混合3-8min后，即得用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂。
【专利摘要】本发明涉及一种用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂及其制备方法，属于塑料加工用发泡剂技术领域。本发明所述用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂，由以下质量百分含量的原料制成：无机发泡剂70％～80％，有机发泡剂8％～15％，分散润滑剂0.5％～0.75％，活化剂0.9％～1.5％，泡孔调节剂10％～15％。本发明所述用于低发泡再生聚苯乙烯的复合发泡剂，其在挤出发泡过程中解决了因局部熔体温度过高导致原料降解的问题，其分解无突发，起始分解温度低，诱导期短，价格更低廉，形成的泡孔稳定、细密、规则，适合于回收PS树脂的再加工成型；同时本发明还提供了一种简单便捷的制备方法。
【IPC分类】C08J9/08, C08L25/06, C08J9/06, C08J9/10
【公开号】CN105131323
【申请号】CN201510400426
【发明人】王青青, 王力, 杜学峰, 赵文路, 卓静
【申请人】山东英科环保再生资源股份有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月9日