[发明专利]一种导热系数低的聚苯乙烯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工材料加工领域，具体涉及一种导热系数低的聚苯乙烯的制备方法。

背景技术

聚苯乙烯是指由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物，是一种无色透明的热塑性塑料，价格低廉并且易于加工成型，再加上优越的隔热保温性能，因此被广泛应用于建筑外墙的保温材料。

但是由于基苯乙烯是以C与H为主要元素的一种闭孔结构的硬质泡沫塑料，使其极限氧指数较低，导热系数较高，不仅在较低的温度下就能燃烧，并且一旦着火就会剧烈燃烧，火焰高速蔓延扩散至整个表面，使基材高度收缩熔融、不成炭，同时会产生大量黑色烟雾、有毒气体以及带明火的熔滴，导致燃烧更加严重。

现有技术中，为了使聚苯乙烯塑料在保温的同时具有良好的阻燃性，通常在聚苯乙烯塑料的表面涂覆阻燃剂，但是阻燃剂与聚苯乙烯的相容性较差，所得到的聚苯乙烯塑料的力学性能较差，难以达到外墙保温材料的使用要求。若在制备聚苯乙烯时直接加入阻燃剂，不仅导热系数会升高，保温性能变差，同时也会带来一系列安全问题。

因此，研制出一种导热系数低的聚苯乙烯的制备方法是本领域技术人员有待研究的新课题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种导热系数低的聚苯乙烯的制备方法，得到的聚苯乙烯在具有优秀保温性的同时，还具有良好的阻燃性。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种导热系数低的聚苯乙烯的制备方法，其特征在于：

具体步骤为：

（1）、向预转化反应器中添加聚苯乙烯材料，包括苯乙烯单体、乙烯共聚物以及辅助助剂，聚合苯乙烯单体形成聚苯乙烯；所述聚合进行到转化率为形成的苯乙烯—乙烯共聚物—聚苯乙烯混合物的相转化起始点的62-96%；

（2）、对步骤（1）中形成的苯乙烯—乙烯共聚物—聚苯乙烯混合物进行分离，以生成包含所形成步骤（1）中混合物的64-95wt%的第一物流以及包含余量所形成步骤（1）中混合物的第二物流；

（3）、向第二反应器中添加第一物流，进行进一步苯乙烯聚合，引起第一物流的相转化；

（4）、将步骤（3）中的相转化第一物流以及步骤（2）中得到的第二物流以25-33s^-1的剪切速率在静态混合机中混合，进行第二次相转化，生成聚苯乙烯胶体；

（5）、将步骤（4）中得到的聚苯乙烯胶体投入高压聚合反应釜中，添加石棉、纤维绒、珍珠岩、硅酸铝棉、水、渗透剂、分散剂、乳化剂以及引发剂，以5℃/min的速度升温至85-95℃，逐渐搅拌均匀并保持釜温；

（6）当釜内反映达到85-90%反应率时，添加次磷酸铝、发泡剂以及活性磷酸钙，并搅拌均匀；

（7）将反应釜的温度升至120-135℃，保温1小时；

（8）降温出料并洗涤干燥，得到聚苯乙烯珠粒；

（9）将步骤（8）中得到的聚苯乙烯珠粒放入发泡器中进行发泡，将预发泡的泡球在室温下熟化、入模，得到所述导热系数低的聚苯乙烯。

本发明提供一种制备导热系数低的聚苯乙烯的方法，主要包括制备苯乙烯—乙烯共聚物—聚苯乙烯混合物；分离混合物、相转化并制备聚苯乙烯胶体；在反应釜中添加保温材料以及阻燃材料；降温出料、洗涤干燥、得到聚苯乙烯珠粒；发泡、熟化、入模得到导热系数低的聚苯乙烯。

首先将苯乙烯单体、乙烯共聚物以及辅助助剂添加至预转化反应器中，进行聚合反应，形成苯乙烯—乙烯共聚物—聚苯乙烯混合物；本发明使用乙烯共聚物替代现有技术中的二烯类橡胶，乙烯类共聚物与二烯类橡胶相比，具有稳定性好、耐老化、易加工、低成本高性能等特点，并且可以即时添加，可控性强。

将苯乙烯—乙烯共聚物—聚苯乙烯混合物分离成第一物流与第二物流，对第一物流进行相转化，再混合以第二物流进行第二次相转化，形成聚苯乙烯胶体。

之后将初步得到的聚苯乙烯胶体投入高压聚合反应釜中，添加石棉、纤维绒、珍珠岩、硅酸铝棉、水、渗透剂、分散剂、乳化剂以及引发剂，以5℃/min的速度升温至85-95℃，逐渐搅拌均匀并保持釜温。以上为添加保温材料，使用石棉、纤维绒、珍珠岩、硅酸铝棉作为保温材料具有以下优点：不刺激皮肤、对人身无伤害；无散失粉尘污染、无毒、符合环保要求；耐酸碱、无腐蚀并且导热系数低、热损失少。添加渗透剂、分散剂、乳化剂以及引发剂之后，能使提升聚苯乙烯表面层硬度与光亮、提升韧性、成型加工性能好。