CN103467870B - 增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

<b>本发明涉及可发性聚苯乙烯泡沫技术领域,是一种增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫及其制备方法,组分按重量份数计,包括20份至60份的聚烯烃类树脂、1份至20份的热塑性苯乙烯的嵌段共聚物、30份至80份的聚苯乙烯类树脂、1份至10份的发泡剂、0.5份至2.0份的无机成核剂和0.5份至1份的高分子成核剂。本发明获得的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫,不仅具有良好的发泡剂保存能力,而且弹性和韧性均得到显著的提高,从而使得增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫具有更为广阔的应用前景。</b>

Description

增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫及其制备方法
技术领域
本发明涉及可发性聚苯乙烯泡沫技术领域,是一种增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫及其制备方法。
背景技术
可发性聚苯乙烯(EPS)泡沫不仅具有独特的保温隔热性能,而且其具有质轻、吸水性小、电绝缘性好以及优异的抗震性能的优点,使其被广泛应用于建筑、包装和电子电器等领域,随着其应用领域和生产规模的扩大,可发性聚苯乙烯泡沫的缺点和不足随即凸显出来,即可发性聚苯乙烯泡沫存在韧性差、耐冲击强度低和容易发生断裂的问题,从而使其应用范围受到了限制。聚乙烯树脂是一种具有较高韧性和强度的树脂材料,由于聚乙烯树脂泡沫材料具有优异的抗冲性、化学稳定性、耐油性和耐低温性的优点,使其在包装领域也占据一定的地位。然而,聚乙烯树脂泡沫材料存在强度小和耐压能力低的缺点。
由上可知,聚乙烯和聚苯乙烯之间具有优缺点互补的特征。现有报道公开了采用共混挤出的方法将聚乙烯和聚苯乙烯混合制备发泡材料(PolymEngSci,1991,31(14):1033;JournalofCellularPlastics,2006,42(2):153-163),公开号为101230119的中国专利文献公开了一种聚苯乙烯/聚乙烯合金及其专用相容剂与制备方法:由于聚乙烯和聚苯乙烯的结构差异性导致两者之间的相容性较差,所以在挤出共混过程中需要加入增容剂,但是产物中仍旧出现了聚乙烯和聚苯乙烯两相的分离,尽管在低温下具有较好的弹性、耐溶剂性以及抗冲击性,然而产物保持发泡剂的能力不足以及未达到高发泡倍率的要求,因此其不足以达到生产加工的要求。公开号为101001899的中国专利文献中公开了一种表面由发泡聚烯烃树脂构成、内部由发泡聚苯乙烯树脂构成的可二次发泡的树脂粒子,由于该树脂粒子的芯部由可发性聚苯乙烯树脂构成,所以具有优异的粒子成形性,发泡后的成品具有良好的刚性和柔软性。然而该树脂粒子在预发泡时却仅仅是内部的聚苯乙烯树脂出现明显的发泡,而表层的聚烯烃树脂仅有少量发泡或者未见发泡,此外,在聚烯烃树脂表层与聚苯乙烯树脂之间的界面处出现分离,从而未得到良好模塑性能的制品。另外,由于聚合物树脂颗粒的表面层包覆大量的聚烯烃,对发泡剂没有起到很好的保存作用,使其难以在常温条件下储存,因此,这类树脂颗粒尚不能在工业上大规模生产。
发明内容
本发明提供了一种增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫及其制备方法,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有可发性聚苯乙烯泡沫存在的韧性差和弹性差的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的:一种增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫,组分按重量份数计,包括20份至60份的聚烯烃类树脂、1份至20份的热塑性苯乙烯的嵌段共聚物、30份至80份的聚苯乙烯类树脂、1份至10份的发泡剂、0.5份至2.0份的无机成核剂和0.5份至1份的高分子成核剂。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进:
上述发泡剂的重量份数可为3份至8份,发泡剂为正戊烷、异戊烷、新戊烷、正丁烷、异丁烷、正丙烷、正己烷中的一种以上;或/和,无机成核剂为滑石粉、二氧化硅、氧化镁、碳酸钙中的一种以上;或/和,高分子成核剂为蒙脱土、聚乙烯蜡、乙烯基环己烷、乙烯基环戊烷、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/不饱和羧酸盐的离子型共聚物中的一种以上。
上述增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫可按下述方法得到:第一步,按重量份数分别称取20份至50份的聚烯烃A、5份至20份的聚烯烃B、5份至15份的嵌段共聚物C、0.5份至2.0份的无机成核剂、130份至400份的去离子水、0.03份至0.1份的分散剂、0.5份至1份的高分子成核剂、0.01份至0.02份的表面活性剂、40份至80份的苯乙烯基聚合反应物和1份至10份的发泡剂;第二步,将所需量的聚烯烃A、聚烯烃B、嵌段共聚物C和无机成核剂通过熔融挤出得到混合物树脂,然后将混合物树脂进行切粒得到混合物树脂颗粒;第三步,将重量份数为10份至50份的混合物树脂颗粒、所需量的去离子水、分散剂、高分子成核剂和表面活性剂混合均匀形成混合反应液,当混合反应液的温度升至30℃至70℃时,将所需量的苯乙烯基聚合反应物以一次以上的方式加入到混合反应液中搅拌混合均匀并形成混合搅拌液,搅拌时间为1h至5h,搅拌温度为30℃至70℃,其中的苯乙烯基聚合反应物中溶解有重量份数为0.04份至0.4份的引发剂和重量份数为0.1份至0.7份的增塑剂,当温度升温至85℃至95℃时,混合搅拌液进行聚合反应并得到聚合液,聚合反应的反应时间为7h至10h;第四步,将所需量的发泡剂压入聚合液中进行后反应,后反应的反应温度为120℃至130℃,后反应的反应时间为4h至8h,经过后反应后得到可发性聚苯乙烯弹性聚合物;第五步,将可发性聚苯乙烯弹性聚合物依序经过洗涤、干燥、预发泡和加热熔融后得到增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫。
上述聚烯烃A可为熔点在110℃至120℃之间的线性低密度聚乙烯;或/和,聚烯烃B为乙烯-丁烯共聚物;或/和,嵌段共聚物C为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或氢化的苯乙烯-丁二烯共聚物。
上述无机成核剂可为滑石粉、二氧化硅、氧化镁、碳酸钙中的一种以上;或/和,高分子成核剂为蒙脱土、聚乙烯蜡、乙烯基环己烷、乙烯基环戊烷、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/不饱和羧酸盐的离子型共聚物中的一种以上;或/和,苯乙烯基聚合反应物为苯乙烯基均聚单体或苯乙烯与共聚单体的混合物,苯乙烯基均聚单体为苯乙烯、氯苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯中的一种,共聚单体为丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺、α-苯乙烯、β-苯乙烯、乙烯基甲苯、2,4-二甲基苯乙烯、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、碳原子数为1至10的丙烯酸烷基酯、碳原子数为1至10的甲基丙烯酸烷基酯、含羟基的不饱和化合物、不饱和单烯烃、二烯化合物中的一种以上,共聚单体的重量份数为8份至16份;或/和,增塑剂为甲苯、二甲苯、环己烷、乙酸乙酯、邻苯二甲酸酯、四氯乙烯中的一种;或/和,引发剂为过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二丁酯、过氧化二碳酸二乙基己酯、邻苯二甲酸二丁酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二叔丁基环己酯、过氧化二碳酸二(十六烷酯)、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化新癸酯单叔戊酯、过氧化新癸酯单叔丁酯、过氧化二(2-甲基苯甲酰)、过氧化二辛酰、过氧化二苯甲酰、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯、特丁基过氧化异丙苯、过氧化二叔丁基、2,2-二叔丁基过氧化丁烷、二异丙苯单过氧化氢、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮双甲基戊腈中的一种以上;或/和,分散剂包括无机分散剂和有机分散剂,无机分散剂为硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、草酸盐、氢氧化物、氧化物中的一种,有机分散剂为甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、聚乙烯基吡咯烷酮中的一种。
上述第三步中,分散剂为无机分散剂时,表面活性剂可为阴离子表面活性剂,阴离子表面活性剂为棕榈酸钠或十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠;或/和,第五步中的预发泡是指用热空气或蒸汽进行预发泡,在预发泡之前,使用硬脂酸甘油酯或抗静电剂涂覆可发性聚苯乙烯弹性聚合物。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的:一种增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫的制备方法,按下述方法进行,第一步,按重量份数分别称取20份至50份的聚烯烃A、5份至20份的聚烯烃B、5份至15份的嵌段共聚物C、0.5份至2.0份的无机成核剂、130份至400份的去离子水、0.03份至0.1份的分散剂、0.5份至1份的高分子成核剂、0.01份至0.02份的表面活性剂、40份至80份的苯乙烯基聚合反应物和1份至10份的发泡剂;第二步,将所需量的聚烯烃A、聚烯烃B、嵌段共聚物C和无机成核剂通过熔融挤出得到混合物树脂,然后将混合物树脂进行切粒得到混合物树脂颗粒;第三步,将重量份数为10份至50份的混合物树脂颗粒、所需量的去离子水、分散剂、高分子成核剂和表面活性剂混合均匀形成混合反应液,当混合反应液的温度升至30℃至70℃时,将所需量的苯乙烯基聚合反应物以一次以上的方式加入到混合反应液中搅拌混合均匀并形成混合搅拌液,搅拌时间为1h至5h,搅拌温度为30℃至70℃,其中的苯乙烯基聚合反应物中溶解有重量份数为0.04份至0.4份的引发剂和重量份数为0.1份至0.7份的增塑剂,当温度升温至85℃至95℃时,混合搅拌液进行聚合反应并得到聚合液,聚合反应的反应时间为7h至10h;第四步,将所需量的发泡剂压入聚合液中进行后反应,后反应的反应温度为120℃至130℃,后反应的反应时间为4h至8h,经过后反应后得到可发性聚苯乙烯弹性聚合物;第五步,将可发性聚苯乙烯弹性聚合物依序经过洗涤、干燥、预发泡和加热熔融后得到增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进:
上述聚烯烃A可为熔点在110℃至120℃之间的线性低密度聚乙烯;或/和,聚烯烃B为乙烯-丁烯共聚物;或/和,嵌段共聚物C为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或氢化的苯乙烯-丁二烯共聚物。
上述无机成核剂可为滑石粉、二氧化硅、氧化镁、碳酸钙中的一种以上;或/和,高分子成核剂为蒙脱土、聚乙烯蜡、乙烯基环己烷、乙烯基环戊烷、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/不饱和羧酸盐的离子型共聚物中的一种以上;或/和,苯乙烯基聚合反应物为苯乙烯基均聚单体或苯乙烯与共聚单体的混合物,苯乙烯基均聚单体为苯乙烯、氯苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯中的一种,共聚单体为丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺、α-苯乙烯、β-苯乙烯、乙烯基甲苯、2,4-二甲基苯乙烯、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、碳原子数为1至10的丙烯酸烷基酯、碳原子数为1至10的甲基丙烯酸烷基酯、含羟基的不饱和化合物、不饱和单烯烃、二烯化合物中的一种以上,共聚单体的重量份数为8份至16份;或/和,增塑剂为甲苯、二甲苯、环己烷、乙酸乙酯、邻苯二甲酸酯、四氯乙烯中的一种;或/和,引发剂为过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二丁酯、过氧化二碳酸二乙基己酯、邻苯二甲酸二丁酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二叔丁基环己酯、过氧化二碳酸二(十六烷酯)、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化新癸酯单叔戊酯、过氧化新癸酯单叔丁酯、过氧化二(2-甲基苯甲酰)、过氧化二辛酰、过氧化二苯甲酰、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯、特丁基过氧化异丙苯、过氧化二叔丁基、2,2-二叔丁基过氧化丁烷、二异丙苯单过氧化氢、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮双甲基戊腈中的一种以上;或/和,分散剂包括无机分散剂和有机分散剂,无机分散剂为硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、草酸盐、氢氧化物、氧化物中的一种,有机分散剂为甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、聚乙烯基吡咯烷酮中的一种。
上述发泡剂的重量份数可为3份至8份,发泡剂为正戊烷、异戊烷、新戊烷、正丁烷、异丁烷、正丙烷、正己烷中的一种以上;或/和,第三步中,分散剂为无机分散剂时,表面活性剂为阴离子表面活性剂,阴离子表面活性剂为棕榈酸钠或十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠;或/和,第五步中的预发泡是指用热空气或蒸汽进行预发泡,在预发泡之前,使用硬脂酸甘油酯或抗静电剂涂覆可发性聚苯乙烯弹性聚合物。
本发明获得的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫,不仅具有良好的发泡剂保存能力,而且弹性和韧性均得到显著的提高,从而使得增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫具有更为广阔的应用前景。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例对本发明作进一步描述:
实施例1:该增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫,组分按重量份数计,包括20份至60份的聚烯烃类树脂、1份至20份的热塑性苯乙烯的嵌段共聚物、30份至80份的聚苯乙烯类树脂、1份至10份的发泡剂、0.5份至2.0份的无机成核剂和0.5份至1份的高分子成核剂。
实施例2:该增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫,组分按重量份数计,包括20份或60份的聚烯烃类树脂、1份或20份的热塑性苯乙烯的嵌段共聚物、30份或80份的聚苯乙烯类树脂、1份或10份的发泡剂、0.5份或2.0份的无机成核剂和0.5份或1份的高分子成核剂。
实施例3:与上述实施例的不同之处在于,该增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫,按下述方法得到:第一步,按重量份数分别称取20份至50份的聚烯烃A、5份至20份的聚烯烃B、5份至15份的嵌段共聚物C、0.5份至2.0份的无机成核剂、130份至400份的去离子水、0.03份至0.1份的分散剂、0.5份至1份的高分子成核剂、0.01份至0.02份的表面活性剂、40份至80份的苯乙烯基聚合反应物和1份至10份的发泡剂;第二步,将所需量的聚烯烃A、聚烯烃B、嵌段共聚物C和无机成核剂通过熔融挤出得到混合物树脂,然后将混合物树脂进行切粒得到混合物树脂颗粒;第三步,将重量份数为10份至50份的混合物树脂颗粒、所需量的去离子水、分散剂、高分子成核剂和表面活性剂混合均匀形成混合反应液,当混合反应液的温度升至30℃至70℃时,将所需量的苯乙烯基聚合反应物以一次以上的方式加入到混合反应液中搅拌混合均匀并形成混合搅拌液,搅拌时间为1h至5h,搅拌温度为30℃至70℃,其中的苯乙烯基聚合反应物中溶解有重量份数为0.04份至0.4份的引发剂和重量份数为0.1份至0.7份的增塑剂,当温度升温至85℃至95℃时,混合搅拌液进行聚合反应并得到聚合液,聚合反应的反应时间为7h至10h;第四步,将所需量的发泡剂压入聚合液中进行后反应,后反应的反应温度为120℃至130℃,后反应的反应时间为4h至8h,经过后反应后得到可发性聚苯乙烯弹性聚合物;第五步,将可发性聚苯乙烯弹性聚合物依序经过洗涤、干燥、预发泡和加热熔融后得到增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫。
实施例4:与上述实施例的不同之处在于,该增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫,按下述方法得到:第一步,按重量份数分别称取20份或50份的聚烯烃A、5份或20份的聚烯烃B、5份或15份的嵌段共聚物C、0.5份或2.0份的无机成核剂、130份或400份的去离子水、0.03份或0.1份的分散剂、0.5份或1份的高分子成核剂、0.01份或0.02份的表面活性剂、40份或80份的苯乙烯基聚合反应物和1份或10份的发泡剂;第二步,将所需量的聚烯烃A、聚烯烃B、嵌段共聚物C和无机成核剂通过熔融挤出得到混合物树脂,然后将混合物树脂进行切粒得到混合物树脂颗粒;第三步,将重量份数为10份或50份的混合物树脂颗粒、所需量的去离子水、分散剂、高分子成核剂和表面活性剂混合均匀形成混合反应液,当混合反应液的温度升至30℃或70℃时,将所需量的苯乙烯基聚合反应物以一次以上的方式加入到混合反应液中搅拌混合均匀并形成混合搅拌液,搅拌时间为1h或5h,搅拌温度为30℃或70℃,其中的苯乙烯基聚合反应物中溶解有重量份数为0.04份或0.4份的引发剂和重量份数为0.1份或0.7份的增塑剂,当温度升温至85℃或95℃时,混合搅拌液进行聚合反应并得到聚合液,聚合反应的反应时间为7h或10h;第四步,将所需量的发泡剂压入聚合液中进行后反应,后反应的反应温度为120℃或130℃,后反应的反应时间为4h或8h,经过后反应后得到可发性聚苯乙烯弹性聚合物;第五步,将可发性聚苯乙烯弹性聚合物依序经过洗涤、干燥、预发泡和加热熔融后得到增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫。
实施例5:作为上述实施例的优化,聚烯烃A为熔点在110℃至120℃之间的线性低密度聚乙烯;或/和,聚烯烃B为乙烯-丁烯共聚物;或/和,嵌段共聚物C为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或氢化的苯乙烯-丁二烯共聚物。
实施例6:作为上述实施例的优化,无机成核剂为滑石粉、二氧化硅、氧化镁、碳酸钙中的一种以上;或/和,高分子成核剂为蒙脱土、聚乙烯蜡、乙烯基环己烷、乙烯基环戊烷、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/不饱和羧酸盐的离子型共聚物中的一种以上;或/和,苯乙烯基聚合反应物为苯乙烯基均聚单体或苯乙烯与共聚单体的混合物,苯乙烯基均聚单体为苯乙烯、氯苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯中的一种,共聚单体为丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺、α-苯乙烯、β-苯乙烯、乙烯基甲苯、2,4-二甲基苯乙烯、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、碳原子数为1至10的丙烯酸烷基酯、碳原子数为1至10的甲基丙烯酸烷基酯、含羟基的不饱和化合物、不饱和单烯烃、二烯化合物中的一种以上,共聚单体的重量份数为8份至16份;或/和,增塑剂为甲苯、二甲苯、环己烷、乙酸乙酯、邻苯二甲酸酯、四氯乙烯中的一种;或/和,引发剂为过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二丁酯、过氧化二碳酸二乙基己酯、邻苯二甲酸二丁酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二叔丁基环己酯、过氧化二碳酸二(十六烷酯)、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化新癸酯单叔戊酯、过氧化新癸酯单叔丁酯、过氧化二(2-甲基苯甲酰)、过氧化二辛酰、过氧化二苯甲酰、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯、特丁基过氧化异丙苯、过氧化二叔丁基、2,2-二叔丁基过氧化丁烷、二异丙苯单过氧化氢、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮双甲基戊腈中的一种以上;或/和,分散剂包括无机分散剂和有机分散剂,无机分散剂为硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、草酸盐、氢氧化物、氧化物中的一种,有机分散剂为甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、聚乙烯基吡咯烷酮中的一种。
实施例7:作为上述实施例的优化,第三步中,分散剂为无机分散剂时,表面活性剂为阴离子表面活性剂,阴离子表面活性剂为棕榈酸钠或十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠;或/和,第五步中的预发泡是指用热空气或蒸汽进行预发泡,在预发泡之前,使用硬脂酸甘油酯或抗静电剂涂覆可发性聚苯乙烯弹性聚合物。阴离子表面活性剂能够改善润湿性能。硬脂酸甘油酯或抗静电剂的加入能够提高预发泡的泡粒之间的粘接性以及模塑制品的抗开裂性。
实施例8:该增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫的制备方法,按下述方法进行:第一步,按重量份数分别称取20份至50份的聚烯烃A、5份至20份的聚烯烃B、5份至15份的嵌段共聚物C、0.5份至2.0份的无机成核剂、130份至400份的去离子水、0.03份至0.1份的分散剂、0.5份至1份的高分子成核剂、0.01份至0.02份的表面活性剂、40份至80份的苯乙烯基聚合反应物和1份至10份的发泡剂;第二步,将所需量的聚烯烃A、聚烯烃B、嵌段共聚物C和无机成核剂通过熔融挤出得到混合物树脂,然后将混合物树脂进行切粒得到混合物树脂颗粒;第三步,将重量份数为10份至50份的混合物树脂颗粒、所需量的去离子水、分散剂、高分子成核剂和表面活性剂混合均匀形成混合反应液,当混合反应液的温度升至30℃至70℃时,将所需量的苯乙烯基聚合反应物以一次以上的方式加入到混合反应液中搅拌混合均匀并形成混合搅拌液,搅拌时间为1h至5h,搅拌温度为30℃至70℃,其中的苯乙烯基聚合反应物中溶解有重量份数为0.04份至0.4份的引发剂和重量份数为0.1份至0.7份的增塑剂,当温度升温至85℃至95℃时,混合搅拌液进行聚合反应并得到聚合液,聚合反应的反应时间为7h至10h;第四步,将所需量的发泡剂压入聚合液中进行后反应,后反应的反应温度为120℃至130℃,后反应的反应时间为4h至8h,经过后反应后得到可发性聚苯乙烯弹性聚合物;第五步,将可发性聚苯乙烯弹性聚合物依序经过洗涤、干燥、预发泡和加热熔融后得到增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫。
实施例9:该增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫的制备方法,按下述方法进行:第一步,按重量份数分别称取20份或50份的聚烯烃A、5份或20份的聚烯烃B、5份或15份的嵌段共聚物C、0.5份或2.0份的无机成核剂、130份或400份的去离子水、0.03份或0.1份的分散剂、0.5份或1份的高分子成核剂、0.01份或0.02份的表面活性剂、40份或80份的苯乙烯基聚合反应物和1份或10份的发泡剂;第二步,将所需量的聚烯烃A、聚烯烃B、嵌段共聚物C和无机成核剂通过熔融挤出得到混合物树脂,然后将混合物树脂进行切粒得到混合物树脂颗粒;第三步,将重量份数为10份或50份的混合物树脂颗粒、所需量的去离子水、分散剂、高分子成核剂和表面活性剂混合均匀形成混合反应液,当混合反应液的温度升至30℃或70℃时,将所需量的苯乙烯基聚合反应物以一次以上的方式加入到混合反应液中搅拌混合均匀并形成混合搅拌液,搅拌时间为1h或5h,搅拌温度为30℃或70℃,其中的苯乙烯基聚合反应物中溶解有重量份数为0.04份或0.4份的引发剂和重量份数为0.1份或0.7份的增塑剂,当温度升温至85℃或95℃时,混合搅拌液进行聚合反应并得到聚合液,聚合反应的反应时间为7h或10h;第四步,将所需量的发泡剂压入聚合液中进行后反应,后反应的反应温度为120℃或130℃,后反应的反应时间为4h或8h,经过后反应后得到可发性聚苯乙烯弹性聚合物;第五步,将可发性聚苯乙烯弹性聚合物依序经过洗涤、干燥、预发泡和加热熔融后得到增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫。
实施例10:作为上述实施例的优化,聚烯烃A为熔点在110℃至120℃之间的线性低密度聚乙烯;或/和,聚烯烃B为乙烯-丁烯共聚物;或/和,嵌段共聚物C为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或氢化的苯乙烯-丁二烯共聚物。
实施例11:作为上述实施例的优化,无机成核剂为滑石粉、二氧化硅、氧化镁、碳酸钙中的一种以上;或/和,高分子成核剂为蒙脱土、聚乙烯蜡、乙烯基环己烷、乙烯基环戊烷、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/不饱和羧酸盐的离子型共聚物中的一种以上;或/和,苯乙烯基聚合反应物为苯乙烯基均聚单体或苯乙烯与共聚单体的混合物,苯乙烯基均聚单体为苯乙烯、氯苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯中的一种,共聚单体为丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺、α-苯乙烯、β-苯乙烯、乙烯基甲苯、2,4-二甲基苯乙烯、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、碳原子数为1至10的丙烯酸烷基酯、碳原子数为1至10的甲基丙烯酸烷基酯、含羟基的不饱和化合物、不饱和单烯烃、二烯化合物中的一种以上,共聚单体的重量份数为8份至16份;或/和,增塑剂为甲苯、二甲苯、环己烷、乙酸乙酯、邻苯二甲酸酯、四氯乙烯中的一种;或/和,引发剂为过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二丁酯、过氧化二碳酸二乙基己酯、邻苯二甲酸二丁酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二叔丁基环己酯、过氧化二碳酸二(十六烷酯)、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化新癸酯单叔戊酯、过氧化新癸酯单叔丁酯、过氧化二(2-甲基苯甲酰)、过氧化二辛酰、过氧化二苯甲酰、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯、特丁基过氧化异丙苯、过氧化二叔丁基、2,2-二叔丁基过氧化丁烷、二异丙苯单过氧化氢、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮双甲基戊腈中的一种以上;或/和,分散剂包括无机分散剂和有机分散剂,无机分散剂为硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、草酸盐、氢氧化物、氧化物中的一种,有机分散剂为甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、聚乙烯基吡咯烷酮中的一种。
实施例12:作为上述实施例的优化,发泡剂的重量份数为3份至8份,发泡剂为正戊烷、异戊烷、新戊烷、正丁烷、异丁烷、正丙烷、正己烷中的一种以上;或/和,第三步中,分散剂为无机分散剂时,表面活性剂为阴离子表面活性剂,阴离子表面活性剂为棕榈酸钠或十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠;或/和,第五步中的预发泡是指用热空气或蒸汽进行预发泡,在预发泡之前,使用硬脂酸甘油酯或抗静电剂涂覆可发性聚苯乙烯弹性聚合物。
在本发明中,各个组分及原料的含量均按重量份数计。
储存时间
对根据本发明上述实施例获得的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫的储存时间平均值分别与美国NOVA公司生产的产品名称为Arcel、日本积水公司生产的产品名称为Piocelan的可发性聚苯乙烯泡沫的储存时间进行对比,对比结果如表1所示。
表1
样品 储存温度(℃) 储存时间 体积密度(kg/m3 发泡剂含量
本发明 30 3个月 20 6%至7%
Arcel 4 6个月 25 7%至8%
Piocelan -25 7天 22 8%至10%
注:可发性聚苯乙烯泡沫的储存时间随着储存温度的升高而缩短。
美国NOVA公司生产的产品名称为Arcel、日本积水公司生产的产品名称为Piocelan的可发性聚苯乙烯泡沫为目前普遍使用性能较好的可发性聚苯乙烯泡沫,用它们与根据本发明上述实施例获得的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫进行对比,具有较强的说服力,由表1可知,根据本发明获得的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫在温度为30℃的条件下,不仅具有良好的发泡性能,而且储存时间较长,发泡剂的含量符合现有市场销售的可发性聚苯乙烯泡沫的含量要求,具有良好的发泡剂保存能力。
物理性能和机械性能测试
对根据本发明上述实施例获得的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫的的物理性能(泡沫密度平均值)和机械性能(压缩强度、弯曲强度、缓冲系数和弯曲断裂能量的平均值)与市售普通的EPS产品的物理性能(泡沫密度)和机械性能(压缩强度、弯曲强度、缓冲系数和弯曲断裂能量值)进行对比,对比数据如表2所示。
表2
样品 泡沫密度(kg/m3) 压缩强度10%(Kpa) 弯曲强度 缓冲系数 弯曲断裂能量
市售普通EPS 20 679 186 2.3 2.1
本发明 24 610.5 202.25 4.63 4.08
注:泡沫密度的测定依据为ASTMD-792测试方法,压缩强度的测定依据为ASTMD-790测试方法,弯曲强度的测定依据为ASTMD-695测试方法,缓冲系数的测定依据为DIN55471测试方法,弯曲断裂能量的测定依据为DIN-EN12089测试方法。
由表2可知,由泡沫密度的对比数据可以看出,根据本发明上述实施例获得的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫能够保持良好发泡性能;根据本发明上述实施例获得的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫的弯曲强度、缓冲系数和弯曲断裂能量平均值均大于市售普通的EPS产品的弯曲强度、缓冲系数和弯曲断裂能量值,表明根据本发明上述实施例获得的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫的弹性和韧性均优于市售普通的EPS产品的弹性和韧性。
综上所述,根据本发明上述实施例获得的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫不仅具有良好的发泡剂保存能力,而且弹性和韧性均得到显著的提高,从而使得增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫具有更为广阔的应用前景。

Claims (13)

1.一种增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫,其特征在于该增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫按下述方法得到:第一步,按重量份数分别称取20份至50份的聚烯烃A、5份至20份的聚烯烃B、5份至15份的嵌段共聚物C、0.5份至2.0份的无机成核剂、130份至400份的去离子水、0.03份至0.1份的分散剂、0.5份至1份的高分子成核剂、0.01份至0.02份的表面活性剂、40份至80份的苯乙烯基聚合反应物和1份至10份的发泡剂,其中:聚烯烃A和聚烯烃B的聚烯烃类树脂重量份为20份至60份,嵌段共聚物C为热塑性苯乙烯的嵌段共聚物;第二步,将上述所需要量的聚烯烃A、聚烯烃B、嵌段共聚物C和无机成核剂通过熔融挤出得到混合物树脂,然后将混合物树脂进行切粒得到混合物树脂颗粒;第三步,将重量份数为10份至50份的混合物树脂颗粒、上述所需要量的去离子水、分散剂、高分子成核剂和表面活性剂混合均匀形成混合反应液,当混合反应液的温度升至30℃至70℃时,将上述所需要量的苯乙烯基聚合反应物以一次以上的方式加入到混合反应液中搅拌混合均匀并形成混合搅拌液,搅拌时间为1h至5h,搅拌温度为30℃至70℃,其中的苯乙烯基聚合反应物中溶解有重量份数为0.04份至0.4份的引发剂和重量份数为0.1份至0.7份的增塑剂,当温度升温至85℃至95℃时,混合搅拌液进行聚合反应并得到聚合液,聚合反应的反应时间为7h至10h;第四步,将上述所需要量的发泡剂压入聚合液中进行后反应,后反应的反应温度为120℃至130℃,后反应的反应时间为4h至8h,经过后反应后得到可发性聚苯乙烯弹性聚合物;第五步,将可发性聚苯乙烯弹性聚合物依序经过洗涤、干燥、预发泡和加热熔融后得到增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫。
2.根据权利要求1所述的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫,其特征在于发泡剂的重量份数为3份至8份,发泡剂为正戊烷、异戊烷、新戊烷、正丁烷、异丁烷、正丙烷、正己烷中的一种以上;或/和,无机成核剂为滑石粉、二氧化硅、氧化镁、碳酸钙中的一种以上;或/和,高分子成核剂为蒙脱土、聚乙烯蜡、乙烯基环己烷、乙烯基环戊烷、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/不饱和羧酸盐的离子型共聚物中的一种以上。
3.根据权利要求1或2所述的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫,其特征在于聚烯烃A为熔点在110℃至120℃之间的线性低密度聚乙烯;或/和,聚烯烃B为乙烯-丁烯共聚物;或/和,嵌段共聚物C为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或氢化的苯乙烯-丁二烯共聚物。
4.根据权利要求1或2所述的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫,其特征在于无机成核剂为滑石粉、二氧化硅、氧化镁、碳酸钙中的一种以上;或/和,高分子成核剂为蒙脱土、聚乙烯蜡、乙烯基环己烷、乙烯基环戊烷、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/不饱和羧酸盐的离子型共聚物中的一种以上;或/和,苯乙烯基聚合反应物为苯乙烯基均聚单体或苯乙烯与共聚单体的混合物,苯乙烯基均聚单体为苯乙烯、氯苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯中的一种,共聚单体为丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺、乙烯基甲苯、2,4-二甲基苯乙烯、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、碳原子数为1至10的丙烯酸烷基酯、碳原子数为1至10的甲基丙烯酸烷基酯、含羟基的不饱和化合物、不饱和单烯烃、二烯化合物中的一种以上;或/和,共聚单体的重量份数为8份至16份;或/和,增塑剂为甲苯、二甲苯、环己烷、乙酸乙酯、邻苯二甲酸酯、四氯乙烯中的一种;或/和,引发剂为过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二丁酯、过氧化二碳酸二乙基己酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二叔丁基环己酯、过氧化二碳酸二(十六烷酯)、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二辛酰、过氧化二苯甲酰、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯、特丁基过氧化异丙苯、过氧化二叔丁基、2,2-二叔丁基过氧化丁烷、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种以上;或/和,分散剂包括无机分散剂和有机分散剂,无机分散剂为硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、草酸盐、氢氧化物、氧化物中的一种,有机分散剂为甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、聚乙烯基吡咯烷酮中的一种。
5.根据权利要求3所述的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫,其特征在于无机成核剂为滑石粉、二氧化硅、氧化镁、碳酸钙中的一种以上;或/和,高分子成核剂为蒙脱土、聚乙烯蜡、乙烯基环己烷、乙烯基环戊烷、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/不饱和羧酸盐的离子型共聚物中的一种以上;或/和,苯乙烯基聚合反应物为苯乙烯基均聚单体或苯乙烯与共聚单体的混合物,苯乙烯基均聚单体为苯乙烯、氯苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯中的一种,共聚单体为丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺、乙烯基甲苯、2,4-二甲基苯乙烯、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、碳原子数为1至10的丙烯酸烷基酯、碳原子数为1至10的甲基丙烯酸烷基酯、含羟基的不饱和化合物、不饱和单烯烃、二烯化合物中的一种以上;或/和,共聚单体的重量份数为8份至16份;或/和,增塑剂为甲苯、二甲苯、环己烷、乙酸乙酯、邻苯二甲酸酯、四氯乙烯中的一种;或/和,引发剂为过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二丁酯、过氧化二碳酸二乙基己酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二叔丁基环己酯、过氧化二碳酸二(十六烷酯)、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二辛酰、过氧化二苯甲酰、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯、特丁基过氧化异丙苯、过氧化二叔丁基、2,2-二叔丁基过氧化丁烷、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种以上;或/和,分散剂包括无机分散剂和有机分散剂,无机分散剂为硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、草酸盐、氢氧化物、氧化物中的一种,有机分散剂为甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、聚乙烯基吡咯烷酮中的一种。
6.根据权利要求1或2或5所述的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫,其特征在于第三步中,分散剂为无机分散剂时,表面活性剂为阴离子表面活性剂,阴离子表面活性剂为棕榈酸钠或十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠;或/和,第五步中的预发泡是指用热空气或蒸汽进行预发泡,在预发泡之前,使用硬脂酸甘油酯或抗静电剂涂覆可发性聚苯乙烯弹性聚合物。
7.根据权利要求3所述的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫,其特征在于第三步中,分散剂为无机分散剂时,表面活性剂为阴离子表面活性剂,阴离子表面活性剂为棕榈酸钠或十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠;或/和,第五步中的预发泡是指用热空气或蒸汽进行预发泡,在预发泡之前,使用硬脂酸甘油酯或抗静电剂涂覆可发性聚苯乙烯弹性聚合物。
8.根据权利要求4所述的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫,其特征在于第三步中,分散剂为无机分散剂时,表面活性剂为阴离子表面活性剂,阴离子表面活性剂为棕榈酸钠或十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠;或/和,第五步中的预发泡是指用热空气或蒸汽进行预发泡,在预发泡之前,使用硬脂酸甘油酯或抗静电剂涂覆可发性聚苯乙烯弹性聚合物。
9.一种增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫的制备方法,其特征在于按下述方法进行:第一步,按重量份数分别称取20份至50份的聚烯烃A、5份至20份的聚烯烃B、5份至15份的嵌段共聚物C、0.5份至2.0份的无机成核剂、130份至400份的去离子水、0.03份至0.1份的分散剂、0.5份至1份的高分子成核剂、0.01份至0.02份的表面活性剂、40份至80份的苯乙烯基聚合反应物和1份至10份的发泡剂,其中:聚烯烃A和聚烯烃B的聚烯烃类树脂重量份为20份至60份,嵌段共聚物C为热塑性苯乙烯的嵌段共聚物;第二步,将上述所需要量的聚烯烃A、聚烯烃B、嵌段共聚物C和无机成核剂通过熔融挤出得到混合物树脂,然后将混合物树脂进行切粒得到混合物树脂颗粒;第三步,将重量份数为10份至50份的混合物树脂颗粒、上述所需要量的去离子水、分散剂、高分子成核剂和表面活性剂混合均匀形成混合反应液,当混合反应液的温度升至30℃至70℃时,将上述所需要量的苯乙烯基聚合反应物以一次以上的方式加入到混合反应液中搅拌混合均匀并形成混合搅拌液,搅拌时间为1h至5h,搅拌温度为30℃至70℃,其中的苯乙烯基聚合反应物中溶解有重量份数为0.04份至0.4份的引发剂和重量份数为0.1份至0.7份的增塑剂,当温度升温至85℃至95℃时,混合搅拌液进行聚合反应并得到聚合液,聚合反应的反应时间为7h至10h;第四步,将上述所需要量的发泡剂压入聚合液中进行后反应,后反应的反应温度为120℃至130℃,后反应的反应时间为4h至8h,经过后反应后得到可发性聚苯乙烯弹性聚合物;第五步,将可发性聚苯乙烯弹性聚合物依序经过洗涤、干燥、预发泡和加热熔融后得到增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫。
10.根据权利要求9所述的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫的制备方法,其特征在于聚烯烃A为熔点在110℃至120℃之间的线性低密度聚乙烯;或/和,聚烯烃B为乙烯-丁烯共聚物;或/和,嵌段共聚物C为苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或氢化的苯乙烯-丁二烯共聚物。
11.根据权利要求9或10所述的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫的制备方法,其特征在于无机成核剂为滑石粉、二氧化硅、氧化镁、碳酸钙中的一种以上;或/和,高分子成核剂为蒙脱土、聚乙烯蜡、乙烯基环己烷、乙烯基环戊烷、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/不饱和羧酸盐的离子型共聚物中的一种以上;或/和,苯乙烯基聚合反应物为苯乙烯基均聚单体或苯乙烯与共聚单体的混合物,苯乙烯基均聚单体为苯乙烯、氯苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯中的一种,共聚单体为丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺、乙烯基甲苯、2,4-二甲基苯乙烯、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、碳原子数为1至10的丙烯酸烷基酯、碳原子数为1至10的甲基丙烯酸烷基酯、含羟基的不饱和化合物、不饱和单烯烃、二烯化合物中的一种以上,共聚单体的重量份数为8份至16份;或/和,增塑剂为甲苯、二甲苯、环己烷、乙酸乙酯、邻苯二甲酸酯、四氯乙烯中的一种;或/和,引发剂为过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二丁酯、过氧化二碳酸二乙基己酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二叔丁基环己酯、过氧化二碳酸二(十六烷酯)、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二辛酰、过氧化二苯甲酰、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯、特丁基过氧化异丙苯、过氧化二叔丁基、2,2-二叔丁基过氧化丁烷、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种以上;或/和,分散剂包括无机分散剂和有机分散剂,无机分散剂为硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、草酸盐、氢氧化物、氧化物中的一种,有机分散剂为甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、聚乙烯基吡咯烷酮中的一种。
12.根据权利要求9或10所述的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫的制备方法,其特征在于发泡剂的重量份数为3份至8份;或/和,发泡剂为正戊烷、异戊烷、新戊烷、正丁烷、异丁烷、正丙烷、正己烷中的一种以上;或/和,第三步中,分散剂为无机分散剂时,表面活性剂为阴离子表面活性剂,阴离子表面活性剂为棕榈酸钠或十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠;或/和,第五步中的预发泡是指用热空气或蒸汽进行预发泡,在预发泡之前,使用硬脂酸甘油酯或抗静电剂涂覆可发性聚苯乙烯弹性聚合物。
13.根据权利要求11所述的增韧改性可发性聚苯乙烯弹性泡沫的制备方法,其特征在于发泡剂的重量份数为3份至8份;或/和,发泡剂为正戊烷、异戊烷、新戊烷、正丁烷、异丁烷、正丙烷、正己烷中的一种以上;或/和,第三步中,分散剂为无机分散剂时,表面活性剂为阴离子表面活性剂,阴离子表面活性剂为棕榈酸钠或十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠;或/和,第五步中的预发泡是指用热空气或蒸汽进行预发泡,在预发泡之前,使用硬脂酸甘油酯或抗静电剂涂覆可发性聚苯乙烯弹性聚合物。
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