复配阻燃聚苯乙烯颗粒及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种复配阻燃聚苯乙烯颗粒及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 目前为止，关于可发性石墨聚苯乙烯的文献报道较多为化学合成法，通过苯乙烯 在乳液合成的过程中将石墨微粒包覆在乳液当中，从聚合过程当中或者聚合完成之后向反 应体系中通入戊烷，扩散到聚苯乙烯颗粒当中，从而形成可发性石墨聚苯乙烯颗粒。由于石 墨为无机材料与有机聚苯乙烯相容性对其产品中石墨的含量具有较大的影响。用此类方法 生产可发性石墨聚苯乙烯还需要对石墨进行化学处理使得其在苯乙烯乳液当中具有较好 的分散性。这种生产方式属于间歇式生产方法，生产能耗较大，生产效率较低，石墨在原料 当中的分散不够理想，生产环节废水污染大等弊端。
【发明内容】
[0003] 本发明主要提供了一种复配阻燃聚苯乙烯颗粒及利用这种颗粒可以一步法挤出 颗粒的方法，该方法生产的改性阻燃聚苯乙烯颗粒，无需对石墨进行前处理，可通过工艺参 数的调整，可适应不同的组份配比，有效降低颗粒的导热系数。其技术方案如下：一种复配 阻燃聚苯乙烯颗粒，其包括以下重量份的组分：聚苯乙烯70-100份、发泡剂5-10份、阻燃剂 3 _7份、石墨母粒5-10份。
[0004] -种复配阻燃聚苯乙烯颗粒，其包括以下重量份的组分：聚苯乙烯81份、发泡剂7 份、阻燃剂5份、石墨母粒7份。
[0005] 优选的，所述聚苯乙稀的恪融指数为2-30g/10min。
[0006] 优选的，所述发泡剂选自氮气、二氧化碳、Ch烧烃、氢氟经、甲烷卤化物或Cu脂肪 醇中的一种或它们任意比例的混合物。
[0007] 优选的，所述发泡剂为戊烷或丁烷。
[0008] 优选的，所述阻燃剂为六溴十二烷。
[0009] 优选的，所述石墨母粒为600-800目的天然鳞片石墨。
[0010] -种复配阻燃聚苯乙烯颗粒的制备方法，包括以下步骤：
[0011] (1)将配方量的聚苯乙烯、阻燃剂、石墨母粒在喂料系统中混合；
[0012] (2)通过双螺杆挤出机的剪切作用，使各组分物料充分熔融混合；
[0013] (3)注入配方量的发泡剂；
[0014] (4)熔体在水下切粒机模板处被切粒；
[0015] (5)切出的聚苯乙烯颗粒经振筛机筛分，并将筛分的颗粒分类，将不同粒径的产品 称重包装。
[0016] 优选的，步骤(2)中挤出机系统挤出温度从机尾到机头逐步降低，聚苯乙烯熔体流 经热交换器，通过改变热交换器的温度设定从而起到对聚苯乙烯熔体温度的控制;挤出机 机筒加热装置分成7个加热区域，其各区域工作温度分别设定为：180°C、180°C、175°C、175 °C、170 °C、165 °C，挤出机与热交换器连接段温度为160 °C，热交换器温度为140 °C。
[0017]优选的，步骤(4)中熔体栗能给予水下切粒机系统模板稳定的熔体压力，所述熔体 栗压力为20-200bar，保证了在水下切粒的过程中熔体的稳定性，放空阀温度为170°C，模板 温度210-230°C，循环水水温为65-75°C，循环水工作时的水压为8-12bar，切刀转速视实际 生产的粒子情况而定。
[0018] 本发明中的聚苯乙烯原料可以掺入少量回收的聚苯乙烯粒料，可以做到循环利 用，优质环保。
[0019] 采用上述复配阻燃聚苯乙烯颗粒及其制备方法，本发明具有以下优点：
[0020] 本发明中制备阻燃聚苯乙烯颗粒的方法具有生产效率高、配方多样化的特点，其 生产具有连续性和较高的生产效率，相比于化学合成的方法，挤出法生产改性阻燃聚苯乙 烯颗粒可以利用部分回收的聚苯乙烯，可以实现循环利用，能真正做到低碳环保，满足可持 续性发展的要求。作为一种新型的改性阻燃聚苯乙烯颗粒，它主要用来生产石墨聚苯乙烯 保温板，由于添加了石墨这种材料，且石墨其对红外具有很好的反射作用，从而可以起到有 效的保温效果。传统的EPS保温板导热系数一般在0.039W/(m · k)，而本发明中的石墨EPS保 温板可以达到〇.〇33W/(m · k)，跟传统的聚苯乙烯保温板相比在同样保温效果的前提下，大 大降低了板材厚度，节约了资源，节省了空间。
【具体实施方式】
[0021] 1.复配颗粒的配方
[0022] 一种复配阻燃聚苯乙烯颗粒，其包括以下重量份的组分:聚苯乙烯70-100份、发泡 剂5-10份、阻燃剂3-7份、石墨母粒5-10份。
[0023] 2.制备方法
[0024] (1)通过失重式多组分喂料系统，精确控制各组分的喂料量，将配方量的聚苯乙 烯、阻燃剂、石墨母粒在喂料系统中混合；
[0025] (2)通过双螺杆挤出机的剪切作用，使各组分物料充分熔融混合；
[0026] (3)注入配方量的发泡剂；
[0027] (4)熔体在水下切粒机模板处被切粒；
[0028] (5)切出的聚苯乙烯颗粒经振筛机筛分，并将筛分的颗粒分类，将不同粒径的产品 称重包装。
[0029]上述生产方法生产的改性阻燃聚苯乙烯颗粒可用于生产B1级阻燃板材。通过调整 石墨的含量可调节其导热系数，调节阻燃剂的含量可调节板材的阻燃效果，但是其最大发 泡倍率会受到一定的影响。不同熔融指数的聚苯乙烯原料也会影响其发泡倍率。
[0030] 具体实施例
[0031] 实施例1
[0032] (1)备料:选取恪融指数范围在5.05g/10min的聚苯乙稀原料，该聚苯乙稀为扬子 巴斯夫公司生产的型号为158K的聚苯乙烯，石墨母粒为600目的天然鳞片石墨，阻燃剂为六 溴十二烷，物理发泡剂采用戊烷；
[0033] (2)通过失重式多组分喂料系统，精确控制各组分的喂料量，按照预定的生产配 方，设定好聚苯乙烯树脂的投料量为81重量份，阻燃剂的量为5重量份，石墨母粒为7重量 份。
[0034] (3)设定挤出机系统各部分的工作温度:机筒温度分别为180°C，180°C，175°C，175 °C，170°C，165°C，设定挤出机与热交换器连接段温度为160°C，设置热交换器温度为140°C ;
[0035] (4)调节挤出机系统压力，然后开始注入发泡剂7重量份，通过调节挤出机转速维 持机筒压力防止发泡剂倒流，发泡剂注入之后要对挤出机系统进行适当的温度调整，从而 控制切粒机的模板压力，以防止模板压力太低导致切粒时存在有些阻力较大的喷嘴出现不 出料的可能性；
[0036] (5)逐步调整水下切粒机系统的放空阀温度到170°C，模板温度到220°C，以适应在 发泡剂加入后所引起的系统的变化。注入发泡剂之前保证水下切粒机系统循环水水压为 lObar，水流量在25m3/h左右，切出来的粒子用振筛机进行筛分，对不同粒径的粒子分类进 行临时存储，最后通过上料系统将不同规格的粒子输送到包装机进行包装入库。
[0037] 具体的步骤(5)中筛分规格如下表1所示：
[0038] 表1筛分规格表