CN103756172A

CN103756172A - 高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯eps颗粒及其制备方法

Info

Publication number: CN103756172A
Application number: CN201310684613.7A
Authority: CN
Inventors: 李备战; 章庚柱; 吉玲
Original assignee: LIANYUNGANG SEA WATER CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: Lianyungang Engineering Investment Group Li Hai Chemical Co., Ltd.
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2014-04-30

Abstract

本发明公开了一种高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯EPS颗粒，其由复合载体、阻燃体系、热稳定体系和混合助剂混合制成，其中各组分的质量比为90～110：1～5：0.1～0.5：0.05～0.3，所述复合载体由再生聚苯乙烯EPS颗粒和高抗冲聚苯乙烯粒料组成，所述阻燃体系由固体粉料阻燃剂和液体阻燃剂组成。本发明的颗粒采用回收再生的聚苯乙烯树脂作为主要原料，通过加入新的载体，选用新的阻燃剂，优化热稳定体系和其它助剂体系，产品具有高阻燃、高抗冲、环保、热稳定、力学性能好、易加工成型等优点。

Description

高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯EPS颗粒及其制备方法

技术领域

本发明属于材料科学领域，涉及一种高阻燃高抗冲聚苯乙烯（EPS）材料，进一步地说，具体涉及一种高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯（EPS）颗料的制备方法及其应用。

背景技术

聚苯乙烯(Polystyrene,缩写为PS)树脂是五大通用型合成树脂之一,一般按产量仅次于PE、PVC和PP而居第四位。苯乙烯系树脂发展初期,只生产通用聚苯乙烯(GPPS)，其质硬而脆、机械强度不高、耐热性较差,且易燃。为此人们做了大量的改进工作,形成了高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、可发性聚苯乙烯(EPS)、挤出性聚苯乙烯（XPS）等。

抗冲聚苯乙烯(HIPS)材料具有优良的力学性能及加工性能,目前被广泛应用于家用电器、办公设备、汽车零部件及包装材料等。可发性聚苯乙烯由于具有优异持久的保温隔热性、独特的缓冲抗震性、抗老化性和防水性，因此在日常生活、农业、交通运输业、军事工业、航天工业等方面都得到了广泛的应用，特别在建筑、包装、电子电器产品、船舶、车辆和飞机制造等领域更受到了极大的青睐。

为保护人们的生命财产安全，公安部、住建部连续下发文件，进一步规范保温材料的燃烧性能，按规定，保温材料的燃烧性能至少要达到B₂级，而有机保温材料本身易燃，这样就需要在材料中添加一定量的阻燃剂，使其达到阻燃性能标准，才能符合和满足国家法规要求。

随着石油化工及塑料工业的迅速发展，聚苯乙烯(EPS)在建材、家用电器等方面应用广泛，但同时也造成了较为严重的白色污染，其回收利用率不到20%。废弃的聚苯乙烯(EPS)如果深埋，因其不易老化和难以降解，会污染地下水源，破坏土壤结构，使粮食等作物减产；如简单焚烧处理，则又会严重污染空气及大气环境。如能再生循环利用，将是符合国家经济发展和环境保护的统一，符合资源节约和可持续发展之路的。

美国80年代曾力推可降解塑料，但现在反而组织回收来解决废弃物的问题，欧盟也要求各成员国制定回收包装废弃物的法令，要求达到50%～65%，完成可持续利用，日本EPS再资源化协会在各原料商和各成型加工商的大力支持下，再生资源化利用率98年达31%，2000年将达35%。此后日本、美国、德国、澳大利亚4国发起了国际聚苯乙烯(EPS)同盟，加强再资源化的利用，这样电器厂家可以放心地用EPS包装出口，而不被消费国禁止，现已有26个国家和地区加盟，到目前止，在世界上还没有一个国家禁止使用聚苯乙烯(EPS)作包装材料。当前我国聚苯乙烯(EPS)再资源化利用则比较低，大多是低质量的利用（热回收），聚苯乙烯(EPS)工业要想长期稳步发展，就必须走环保安全和资源节约型的道路。

发明内容

本发明的目的是提供一种高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯(EPS)颗粒，该颗粒具有高阻燃、高抗冲等性能，同时可充分利用回收再生聚苯乙烯(EPS)资源，减少“白色污染”，有效改善环境，实现环保安全和资源节约，促进聚苯乙烯(EPS)工业的可持续发展。

本发明的另一目的是提供该阻燃颗粒的制备方法。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯EPS颗粒，其由复合载体、阻燃体系、热稳定体系和混合助剂混合制成，其中各组分的质量比为90～110：1～5：0.1～0.5：0.05～0.3，所述复合载体由再生聚苯乙烯EPS颗粒和高抗冲聚苯乙烯粒料组成，所述阻燃体系由固体粉料阻燃剂和液体阻燃剂组成。

本发明颗粒中各组分复合载体、阻燃体系、热稳定体系和混合助剂的质量比优选为90～100：2～5：0.2～0.5：0.1～0.3，其进一步优选为100：2：0.2：0.1。

本发明的高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯（EPS）颗粒中所述的复合载体由80～95%再生聚苯乙烯（EPS）粒料和5～20%高抗冲聚苯乙烯(HIPS)粒料组成。优选复合载体中再生聚苯乙烯（EPS）粒料与高抗冲聚苯乙烯(HIPS)粒料重量比为9：1～1.5。

本发明的高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯（EPS）颗粒保留了高抗冲聚苯乙烯(HIPS)树酯的优良性能，高抗冲聚苯乙烯(HIPS)与再生聚苯乙烯（EPS）有良好的相容性，因此二者共混并在其他组分配合下可以获得十分良好的抗冲性能和机械性能。

本发明的高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯（EPS）颗粒所述的阻燃体系是由固体粉料阻燃剂和液体阻燃剂组成。阻燃体系中固体粉料阻燃剂与液体阻燃剂的质量比为15～25：1，优选16～20：1。固体粉料阻燃剂选自六溴环十二烷，四溴双酚A双烯丙基醚，十溴二苯乙烷，十溴联苯乙烷，溴化环氧齐聚物（BEO,分子量720～50000，溴含量46～54%）、不含多溴联苯结构的改性溴化环氧剂聚物（MBEO,分子量1000～100000）中的一种或几种，优选采用多种；液体阻燃剂选自三(2一氯丙基)磷酸酯(TCPP)、磷酸三苯酯（TPP）、四苯基间苯二酚双聚磷酸酯（RDP）、四苯基双酚A双聚磷酸酯（BDP）、环状磷酸酯中的一种或几种，优选采用多种。

本发明的高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯（EPS）颗粒所述的热稳定体系中的稳定剂选自环氧大豆油、三盐基硫酸铅、二盐基硫酸铅、钙锌复合稳定剂中的一种或几种。

本发明的高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯（EPS）颗粒中的混合助剂（亦称其它助剂）由抗氧剂、润滑剂和分散剂组成，混合助剂中抗氧剂、润滑剂与分散剂的质量比为40～60：20～30：20～30。抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种；润滑剂为聚乙烯蜡或滑石粉中的一种；分散剂为EBS。

本发明的高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯EPS颗粒的制备方法为：将阻燃体系中的固体粉料阻燃剂、热稳定体系以及混合助剂均匀混合得复合物；将复合载体与阻燃体系中的液体阻燃剂均匀混合，再加入前述复合物继续混合均匀，即得高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯EPS颗粒。其具体的制备方法为：是先将阻燃体系中的固体粉料阻燃剂和热稳定体系及其它助剂按配方配比置于高速混合机中均匀混合得复合物1，然后将颗粒复合载体置于高速混合机中共混，后加入液体阻燃剂混合充分，后再加入上述复合物1，继续混合均匀得所述高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯(EPS)颗粒。这样的好处是先将固体粉料阻燃剂、热稳定剂及其它助剂经混合分散均匀，再与复合载体与液体阻燃剂共混，使阻燃剂、热稳定剂及其它助剂紧密地分散地将复合载体包覆起来，制成后的颗粒无粉尘及脱落现象，大大增加了颗粒的阻燃性能和抗冲性能。

本发明的高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯颗粒可应用于制备保温防火材料中。

本发明的高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯（EPS）颗粒采用回收再生的聚苯乙烯（EPS）树脂作为主要原料，通过加入新的载体，选用新的阻燃剂，优化热稳定体系和其它助剂体系，产品具有高阻燃、高抗冲、环保、热稳定、力学性能好、易加工成型等优点，十分适合在建筑、包装、家电、日常生活等领域方面，用途广泛，前景广阔。

具体实施方式

以下结合实施实例对本发明作进一步说明

原料：

再生聚苯乙烯（EPS）颗粒，淮北天奇化工公司生产；

高抗冲聚苯乙烯(HIPS)颗料，美国大湖公司生产；

六溴环十二烷（HBCD），山东寿光阳波化工有限公司生产;?

四溴双酚A双烯丙基醚（四溴醚），天津希恩思生化科技有限公司生产;

十溴二苯乙烷，美国雅宝公司生产;

BEO，以色列死海溴公司生产;

TPP,美国雅宝公司生产;

RDP,美国雅宝公司生产;

钙锌复合稳定剂，南京金陵化工厂生产;

混合助剂（其它助剂）：50wt%四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,25wt%聚乙烯蜡,25wt%EBS。

力学及燃烧性能测试标准：

按照GB/T1843-2008塑料悬臂梁冲击强度标准进行冲击强度的测定。

按照GB/T1040.1-2006塑料拉伸性能的测定标准进行拉伸强度的测定。

按照GB/T2406.2-2009塑料燃烧性能测定-氧指数法标准进行氧指数测定。

按照GB/T2408-2008塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法标准进行垂直燃烧测定。

实施例1～5

将固体粉料阻燃剂、热稳定体系及其它助剂体系按配方配比置于高速混合机中均匀混合得复合物1，再将复合载体置于高速混合机中共混，后加入液体阻燃剂混合充分，后加入上述复合物1，继续混合均匀得所述高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯(EPS)颗粒。

制得的颗粒放入真空烘箱中于80～90℃下烘干2～3小时后用注塑机注塑成标准样条。注塑温度设定为机头185℃、一区180℃、二区180℃、三区175℃。将标准样条进行各项性能测试，其结果如表1所示。所述原料的用量均以复合载体聚苯乙烯100重量份数计，具体用量见表1所示。

表1

实施例1与实施例2对比，从实验数据可知颗粒的载体用再生聚苯乙烯（EPS）与高抗冲聚苯乙烯(HIPS)复配，一方面高抗冲聚苯乙烯(HIPS)与再生聚苯乙烯（EPS）有良好的相容性，同时又保留了高抗冲聚苯乙烯(HIPS)树酯的优良的抗冲性能，因此二者共混并辅以其他助剂可以获得十分良好的抗冲性能和机械性能。

实施例3～5对比，从实验数据可知颗粒的阻燃体系采取几种阻燃剂进行复配，并辅以其他组分能够充分发挥各种阻燃成份的耐候性、流动性、阻燃性，因此阻燃剂复配可以获得十分良好的高阻燃效果。

Claims

1.一种高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯EPS颗粒，其特征在于其由复合载体、阻燃体系、热稳定体系和混合助剂混合制成，其中各组分的质量比为90～110：1～5：0.1～0.5：0.05～0.3，所述复合载体由再生聚苯乙烯EPS颗粒和高抗冲聚苯乙烯粒料组成，所述阻燃体系由固体粉料阻燃剂和液体阻燃剂组成。

2.根据权利要求1所述的高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯EPS颗粒，其特征在于各组分复合载体、阻燃体系、热稳定体系和混合助剂的质量比为90～100：2～5：0.2～0.5：0.1～0.3。

3.根据权利要求1所述的高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯EPS颗粒，其特征在于所述复合载体由质量含量80～95%的再生聚苯乙烯EPS颗粒和质量含量5～20%的高抗冲聚苯乙烯粒料组成。

4.根据权利要求1所述的高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯EPS颗粒，其特征在于所述阻燃体系中固体粉料阻燃剂与液体阻燃剂的质量比为15～25：1。

5.根据权利要求1或4所述的高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯EPS颗粒，其特征在于所述固体粉料阻燃剂选自六溴环十二烷、四溴双酚A双烯丙基醚、十溴二苯乙烷、十溴联苯乙烷、溴化环氧齐聚物、不含多溴联苯结构的改性溴化环氧剂聚物中的一种或几种。

6.根据权利要求1或4所述的高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯EPS颗粒，其特征在于所述液体阻燃剂选自三(2-氯丙基)磷酸酯、磷酸三苯酯、四苯基间苯二酚双聚磷酸酯、四苯基双酚A双聚磷酸酯、环状磷酸酯中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯EPS颗粒，其特征在于所述热稳定体系选自环氧大豆油、三盐基硫酸铅、二盐基硫酸铅、钙锌复合稳定剂中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯EPS颗粒，其特征在于混合助剂由抗氧剂、润滑剂、分散剂中的一种或几种组成。

9.根据权利要求8所述的高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯EPS颗粒，其特征在于混合助剂中抗氧剂、润滑剂与分散剂的质量比为40～60：20～30：20～30，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种，润滑剂为聚乙烯蜡或滑石粉中的一种，分散剂为EBS。

10.权利要求1～9中任一项所述的高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯EPS颗粒的制备方法，其特征在于将阻燃体系中的固体粉料阻燃剂、热稳定体系以及混合助剂均匀混合得复合物；将复合载体与阻燃体系中的液体阻燃剂均匀混合，再加入前述复合物继续混合均匀，即得高阻燃高抗冲再生聚苯乙烯EPS颗粒。