CN101230152B - 废聚苯乙烯微米级球形颗粒的制备方法 - Google Patents
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Abstract
废聚苯乙烯微米级球形颗粒的制备方法，将废旧聚苯乙烯泡沫塑料溶解于有机溶剂中形成有机相；将溶有聚苯乙烯的有机相与溶有表面活性剂的去离子水(水相)混合，通过机械搅拌与加入的表面活性剂高速剪切乳化分散作用使有机相和水相形成稳定的微乳液；再将微乳液加到沉淀剂中，通过变温和沉淀剂协同作用防止有机相液滴团聚和变形从而快速产生粒度均匀的微米级球形固体颗粒。
Description
技术领域：
本发明涉及一种利用变温-非溶剂相分离技术制备废旧聚苯乙烯微米级球形细颗粒的方法，也就是一种利用废旧聚苯乙烯制备微米级球形颗粒的方法。
背景j技术：
聚苯乙烯塑料由于具有良好的性能，已经成为世界上应用最广的热塑性塑料，是通用塑料的五大品种之一。由于聚苯乙烯密度小，质轻，保温隔热性能好，具有抗冲击性能且安装便捷，被广泛用于各种建筑物及冷库的保温隔热层和一次性使用的包装材料，如各种家用电器、工业配件及产品的运输包装；还有相当一部分被用于一次性使用的快餐饭盒、食品包装盒、冷冻自选食品的包装盒、盘、饮料容器等。随着经济的高速发展，其用量与日俱增。聚苯乙烯塑料制品一般用后即弃，不仅数量巨大而且不能自行分解，既污染环境又浪费资源，已成为全球性的公害，被称为“白色污染”，如何对废弃的聚苯乙烯塑料进行有效处置而减小其对环境的危害已引起人们的极大关注。世界各国都对回收废聚苯乙烯泡沫塑料的工作投入了大量的精力，并研究开发了许多回收技术和方法。目前，国内外对聚苯乙烯的回收利用有以下几种方法：一是直接回收热熔融造粒或共混加工成模塑料；二是催化裂解；三是作轻质保温建筑材料；四是溶剂法回收后直接或改性再利用等。其中溶剂法工艺简单、能耗低，即可直接回收得到聚苯乙烯塑料(PS)，也可改性加工得到胶粘剂、涂料等产品，但溶剂法得到高稠度PS溶液存在蒸馏溶剂难、溶剂回收率偏低、回收PS质量差、经济效益低等问题，所用溶剂有毒或价格昂贵而难于推广应用。中国发明专利公告公开了CN1059118A将块状废聚苯乙烯放在加有软化剂、表面活性剂和消泡剂的水中，用快速旋转的刀具将其破碎成为珠粒或其近似体，再经脱水、干燥收缩后，加人发泡剂而得到可发性聚苯乙烯，然后直接或经预发泡后在模具中模塑成为指定形状的泡沫制品。该专利是利用溶剂辅助于机械破碎造粒的简单回收。中国发明专利公告CN1629200A公开了一种间规聚苯乙烯颗粒的半连续制备方法，该方法以苯乙烯为单体，茂铁金属化合物为主催化剂，烷基铝氧烷和三异丁基铝为助催化剂，在常压和50～80℃温度下于复合惰性介质中进行种子半连续聚合反应，得到30～500微米的间规聚苯乙烯颗粒。以上方法存在产品质量差，产品的经济利用价值低，原料或设备投资成本高，易产生二次污染。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种废旧聚苯乙烯微米级微球的制备方法。
为了实现上述目的，本发明将废旧聚苯乙烯泡沫塑料溶解于有机溶剂中形成有机相，有机溶剂为乙酸乙酯、环己烷、甲苯、经过简单处理的无铅汽油及其混合物；将溶有聚苯乙烯的有机相与溶有表面活性剂的去离子水(水相)混合，有机相的浓度为20～60％；通过机械搅拌与加入的表面活性剂高速剪切乳化分散作用使有机相和水相形成稳定的微乳液；加入的表面活性剂是指浓度为有机相的0～3％的阴离子、阳离子或非离子表面活性剂，乳化温度为30～65℃；将微乳液加到沉淀剂中，沉淀剂是指与有机溶剂和水互溶而与聚苯乙烯不溶的工业甲醇、乙醇等醇类、工业乙酸以及石油醚等醚类或上述物质的混合物，沉淀剂的温度为-5℃～5，微乳液与沉淀剂的体积比例为1∶2～6，通过变温和沉淀剂协同作用防止有机相液滴团聚和变形，从而快速产生粒度均匀的球形固体颗粒。
具体实施方式：
本发明的实施可以按照下列例子进行：
实施例1：
在装有搅拌器和冷凝回流装置的500ml三口烧瓶中加入100ml乙酸乙酯作为有机溶剂，将16g经水清洗干燥后的废弃聚苯乙烯泡沫塑料加入溶解，形成有机相；在240ml去离子水中加入3.2g十二烷基硫酸钠表面活性剂，表面活性剂浓度为有机相的3％，搅拌溶解形成水相；再将水相全部加入三口烧瓶内，置于30℃的恒温水浴中，以1000转/分钟的转速搅拌1～1.5小时，形成微乳液；再将微乳液加入0℃的1700ml乙醇沉淀剂中，微乳液与沉淀剂体积比为1∶5，固体聚苯乙烯颗粒沉淀产生，将固体颗粒沉淀抽滤，并用去离子水洗涤除去固体颗粒表面的表面活性剂，然后将固体颗粒置于烘箱中在25～30℃下鼓风干燥后，即得到平均粒径为73.18微米，粒径分布在20微米到120微米之间的球形固体颗粒。
实施例2：
在装有搅拌器和冷凝回流装置的500ml三口烧瓶中加入120ml甲苯作为有机溶剂，将8g经水清洗干燥后的废弃聚苯乙烯泡沫塑料加入溶解，形成有机相；在盛有320ml去离子水的烧杯中加入1.9g十二烷基苯磺酸钠表面活性剂，表面活性剂浓度为有机相的1.7％，搅拌溶解形成水相；再将水相全部加入三口烧瓶内，置于40℃的恒温水浴中，以1000转/分钟的转速搅拌1～1.5小时，形成微乳液；将微乳液加入5℃的1000ml石油醚沉淀剂中，微乳液与沉淀剂体积比为1∶2.3，固体聚苯乙烯颗粒沉淀产生，将固体颗粒沉淀抽滤，并用去离子水洗涤除去固体颗粒表面的表面活性剂，然后将固体颗粒置于烘箱中在25～30℃鼓风干燥后，即得到平均粒径为66.87微米，粒径分布在20微米到110微米之间的球形固体颗粒。
实施例3：
在装有搅拌器和冷凝回流装置的500ml三口烧瓶中加入80ml环己烷作为有机溶剂，将4g经水清洗干燥后的废弃聚苯乙烯泡沫塑料加入溶解，形成有机相；在盛有360ml去离子水的烧杯中加入0.8g十六烷基三甲基溴化铵表面活性剂，表面活性剂浓度为有机相的1.25％，搅拌溶解形成水相；再将水相全部加入三口烧瓶内，置于50℃的恒温水浴中，以1000转/分钟的转速剧烈搅拌1～1.5小时，形成微乳液；将微乳液加入5℃的1200ml乙醇沉淀剂中，微乳液与沉淀剂体积比为1∶2.7，固体聚苯乙烯颗粒沉淀产生，将固体颗粒沉淀抽滤，并用去离子水洗涤除去固体颗粒表面的表面活性剂，然后将固体颗粒置于烘箱中在25～30℃鼓风干燥后，即得到平均粒径为39.9微米，粒径分布在12微米到80微米之间的球形固体颗粒。
实施例4：
在装有搅拌器和冷凝回流装置的1000ml三口烧瓶中加入220ml环己烷作为有机溶剂，将20g经水清洗干燥后的废弃聚苯乙烯泡沫塑料加入溶解，形成有机相；在盛有720ml去离子水的烧杯中加入3.8g Tween-80表面活性剂，表面活性剂浓度为有机相的1.9％，搅拌溶解形成水相；再将水相全部加入三口烧瓶内，置于60℃的恒温水浴中，以1000转/分钟的转速搅拌1～1.5小时，形成微乳液；将微乳液加入-5℃的3000ml乙醇沉淀剂中，微乳液与沉淀剂体积比为1∶3.2，固体聚苯乙烯颗粒沉淀产生，将固体颗粒沉淀抽滤，并用去离子水洗涤除去固体颗粒表面的表面活性剂，然后将固体颗粒置于烘箱中在25～30℃鼓风干燥后，即得到平均粒径为7.6微米，粒径分布在1微米到40微米之间的球形固体颗粒。
实施例5：
在装有搅拌器的反应釜中加入15kg乙酸乙酯作为有机溶剂，将3.2kg经水清洗干燥后的废弃聚苯乙烯泡沫塑料加入溶解，形成有机相；在盛有56kg去离子水的容器中加入350gTween-80表面活性剂，表面活性剂浓度为有机相的2.1％，搅拌溶解形成水相；再将水相全部加入反应釜内，控制釜内温度为40℃，以1000转/分钟的转速搅拌1～1.5小时，形成微乳液；将微乳液加到0℃的200kg工业乙醇沉淀剂中，微乳液与沉淀剂体积比为1∶3.6，固体聚苯乙烯颗粒沉淀产生，将固体颗粒沉淀抽滤，并用去离子水洗涤除去固体颗粒表面的表面活性剂，然后将固体颗粒置于烘箱中在25～30℃鼓风干燥后，即得到平均粒径为23.3微米，粒径分布在9微米到90微米之间的球形固体颗粒。
Claims (2)
1.一种废聚苯乙烯微米级球形颗粒的制备方法，其特征在于将废旧的聚苯乙烯泡沫溶解于有机溶剂中形成有机相，将溶有聚苯乙烯的有机相与溶有表面活性剂的去离子水混合，有机相的浓度为20～60％；通过机械搅拌与加入的表面活性剂高速剪切乳化分散作用使有机相和水相形成稳定的微乳液，加入的表面活性剂是指浓度为有机相的0～3％，且不为零 的阴离子、阳离子或非离子表面活性剂，乳化温度为30～65℃；将微乳液加到沉淀剂中，沉淀剂是指与有机溶剂和水互溶而与聚苯乙烯不溶的工业甲醇、乙醇、工业乙酸以及石油醚或上述物质的混合物，沉淀剂的温度为-5℃～5，微乳液与沉淀剂的体积比例为1∶2～6，通过变温和沉淀剂协同作用防止有机相液滴团聚和变形，从而快速产生粒度均匀的球形固体颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种废聚苯乙烯微米级球形颗粒的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为乙酸乙酯、环己烷、甲苯及其混合物。
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|---|---|
| CN101230152A (zh) | 2008-07-30 |
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