[发明专利]采用种子聚合合成黑色可发性聚苯乙烯树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高性能可发性聚苯乙烯材料的合成技术领域，具体涉及一种采用种子聚合合成黑色可发性聚苯乙烯树脂及其制备方法。

背景技术

目前，据EPS行业协会统计，2014年全中国的可发性聚苯乙烯（简称EPS）的产能已达到600万吨/年以上，实际年产量已达到300万吨以上，EPS广泛应用于电子产品的包装、建筑保温、农林渔业的果菜箱、工艺品、玩具等应用领域，其中在建筑保温材料领域，黑色可发性聚苯乙烯（BlackEPS）由于在悬浮聚合制造工艺中添加了可使制品导热系数更低的石墨或者炭黑而使得黑色可发性聚苯乙烯（BlackEPS）与白色可发性聚苯乙烯(WhiteEPS)相比具有更高的性价比，一般而言，在同样的18～22克/升的泡沫密度条件下，黑色EPS的导热系数可以达到0.033W/MK以下，而白色EPS的导热系数只能做到0.039W/MK以下，二者相差15～20%，因而对于建筑保温应用领域而言，黑色可发性聚苯乙烯是更具性价比的保温隔热材料，因其导热系数更低的优良性能，在同等条件下，在可以减少材料使用量的同时，也可以相应地降低保温材材的厚度从而减少墙体的厚度，有利于室内空间的增加。对于环境保护而言，无疑这也是一种更加绿色环保的材料。因此，近二三年来，各大EPS生产制造工厂，纷纷投入巨额资金研究开发生产黑色可发性聚苯乙烯，有的生产厂家通过添加石墨来降低导热系数，生产出石墨级可发性聚苯乙烯(G-EPS)，有的厂家则添加了炭黑来生产黑色可发性聚苯乙烯，凡此二种方法均可以使导热系数降低至0.033W/MK以下。

然而，对于建筑保温应用领域而言，所需要最终应用的保温板材需要EPS颗粒粒径的范围通常为0.6～1.5mm，这个粒径范围对于悬浮聚合工艺而言是很窄的，因为通过悬浮聚合工艺生产出来的EPS颗粒的粒径分布很广泛，产出的珠粒通常在0.1～2.5mm范围，而集中在0.6～1.5mm粒径范围的正品率通常只有70～80%，也就是说，一吨的苯乙烯原料，通过悬浮聚合法生产出来的可供市场需要的可卖品只有不足80%，20%以下由于EPS颗粒粒径低于0.6mm以下或者大于1.5mm以上而无法销售，其中1.5mm以上者，相对而言，比例比0.6mm以下的比例要少很多，一般而言，只有1%以下。因此，对于EPS制造工厂而言，如何处理大量产生的细粉料是一个非常急迫的课题，否则，苯乙烯原料的利用率太低，从而使产品成本升高，导致企业处于亏本的境地。

因此，如能开发一种合理利用将黑色EPS细粉料的粒径增大，使其粒径范围重新落在0.6～1.5mm的颗粒范围之内，从而大大提高苯乙烯原料的利用率，生产出颗粒均匀、质量达标、能满足建筑保温领域客户需求的黑色EPS将能够为企业创造巨大的经济效益。

发明内容

本发明的目的是合理利用黑色可发性聚苯乙烯悬浮聚合过程中产生的细粉料，利用细粉料做为种子，采用种子聚合的方法，来使颗粒的粒径增大10～40倍，从而使细粉料的颗粒粒径符合市场的需要范围，从而解决细粉料的出路，大大提高苯乙烯原料的利用率，本方法可使生产制成的颗粒均匀、外观圆满、质量稳定，产品性能达到建筑保温用黑色可发性聚苯乙烯树脂的要求。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种采用种子聚合合成的黑色可发性聚苯乙烯树脂，由以下重量份的原料组成：

苯乙烯单体100～300份；

黑色种子3～30份；

分散剂1～5份；

引发剂0.3～5份；

发泡剂5～9份；

黑色改性剂1～5份；

去离子水200～700份；

其中：

所述黑色种子为含有一定量发泡剂的黑色可发性聚苯乙烯粒子，颗粒粒径为0.2～0.5mm；

所述分散剂为纤维素、聚乙烯醇、磷酸三钙中的任意一种或二种之混合物；

所述引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二碳酸二十四氰酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯中的任意一种或一种以上的混合物；

所述发泡剂为C4～C6低沸点的直链烷烃或环烷烃；

所述黑色改性剂为炭黑或石墨的一种或两种混合物；

作为优选的，所述采用种子聚合合成的黑色可发性聚苯乙烯树脂，由以下重量份的原料组成：

苯乙烯单体100～200份；

黑色种子5～10份；

分散剂2～3份；

引发剂0.5～1.5份；

发泡剂5～8份；

黑色改性剂2～3份；

去离子水300～600份。