CN104629204A - 一种改性发泡聚苯乙烯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性发泡聚苯乙烯的制备方法，按如下工艺制备：将二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯加入丙酮中搅拌均匀后，再加入碳纳米管进行超声分散，干燥后得到成核剂；将水、硬脂酸钡、活性磷酸钙、拉开粉、消泡剂、抗氧剂、阻燃剂和苯乙烯加入反应容器中搅拌均匀，接着依次加入过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯和成核剂搅拌均匀，将温度升至90℃，保温3-4h得到聚苯乙烯；将液体丁腈橡胶和三聚氰胺甲醛树脂加入含有聚苯乙烯的反应容器中，升温至100-110℃，搅拌均匀后加入发泡剂，保温3-4h，接着保温过程中压力为1-1.2MPa；冷却至室温，过滤后得到改性发泡聚苯乙烯。
Description
技术领域
本发明涉及发泡塑料技术领域，尤其涉及一种改性发泡聚苯乙烯的制备方法。
背景技术
发泡聚苯乙烯树脂是一种具有出色的低密度和隔热性能的泡沫材料。发泡聚苯乙烯树脂用途广泛，由于其高强度、轻质量、出色的保温绝热性能和高吸收能量能力，可以用作各种贵重物品、精密仪器和蔬菜水果等物品的包装材料；而且由于其热传导率低、吸水性小、电绝缘性号、隔音、防潮以及成型工艺简单等优良特性，而被广泛应用在道路桥梁的路基铺设和房屋建筑以及冷藏行业保温材料。
发泡聚苯乙烯的结构特点为比表面积大，而且材料内部结构为泡孔状，泡孔彼此之间为聚苯乙烯薄膜，其材料内部大部分体积为空气。当发生燃烧时极易发生火焰扩散。
现有技术中往往采用在可发性聚苯乙烯聚合过程中引入了阻燃剂来改性，但因为阻燃剂在聚合体系中不能分散均匀，与苯乙烯单体相容性差，易出现的泡沫收缩和塌陷现象，影响到阻燃型可发性聚苯乙烯产品的性能。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种改性发泡聚苯乙烯的制备方法，制备工艺简单，制备得到的改性发泡聚苯乙烯韧性高，而且阻燃和抗冲击性能良好。
本发明提出的一种改性发泡聚苯乙烯的制备方法，按如下工艺制备：将二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯加入丙酮中搅拌均匀后，再加入碳纳米管进行超声分散，干燥后得到成核剂，其中碳纳米管和二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯的重量比为100:1.2-1.6；按重量份将150-170份水、2-4份硬脂酸钡、1-3份活性磷酸钙、2-8份拉开粉、0.05-0.15份消泡剂、0.2-0.5份抗氧剂、0.4-1.2份阻燃剂和95-105份苯乙烯加入反应容器中搅拌均匀，接着依次加入0.3-0.4份过氧化二苯甲酰、0.05-0.1份过氧化苯甲酸叔丁酯、0.2-0.3份过氧化二异丙苯和4-8份成核剂搅拌均匀，将温度升至90℃，保温3-4h得到聚苯乙烯；将20-30份液体丁腈橡胶和25-35份三聚氰胺甲醛树脂加入含有聚苯乙烯的反应容器中，升温至100-110℃，搅拌均匀后加入7-12份发泡剂，保温3-4h，接着保温过程中压力为1-1.2MPa；冷却至室温，过滤后得到改性发泡聚苯乙烯。
优选地，碳纳米管和二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯的重量比为100:1.3-1.5。
优选地，将二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯加入丙酮中搅拌均匀后，再加入碳纳米管进行超声分散20-40min，超声分散的功率为500-600w，超声分散的频率为0.8-1.2MHz，干燥后得到成核剂，其中碳纳米管和二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯的重量比为100：1.3-1.5。
优选地，水和苯乙烯的重量比为155-165：98-102。
优选地，硬脂酸钡、活性磷酸钙、拉开粉、消泡剂、抗氧剂和阻燃剂的重量比为2.6-3.4：1.5-2.5：3-7：0.07-0.13：0.3-0.4：0.8-1份。
优选地，按如下工艺制备：将二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯加入丙酮中搅拌均匀后，再加入碳纳米管进行超声分散25-35min，超声分散的功率为520-580w，超声分散的频率为1MHz，干燥后得到成核剂，其中碳纳米管和二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯的重量比为50：0.7；按重量份将155-165份水、2.6-3.4份硬脂酸钡、1.5-2.5份活性磷酸钙、3-7份拉开粉、0.07-0.13份消泡剂、0.3-0.4份抗氧剂、0.8-1份阻燃剂和98-102份苯乙烯加入反应容器中搅拌均匀，接着依次加入0.33-0.37份过氧化二苯甲酰、0.06-0.09份过氧化苯甲酸叔丁酯、0.24-0.26份过氧化二异丙苯和5-7份成核剂搅拌均匀，将温度升至90℃，保温3.2-3.4h得到聚苯乙烯；将22-28份液体丁腈橡胶和27-33份三聚氰胺甲醛树脂加入含有聚苯乙烯的反应容器中，升温至102-108℃，搅拌均匀后加入8-10份发泡剂，保温3.5-3.8h，接着保温过程中压力为1.1MPa；冷却至室温，过滤后得到改性发泡聚苯乙烯。
优选地，发泡剂按重量份包括：正戊烷12-14份，异戊烷6-7份。
拉开粉为又名拉开粉BX、渗透剂BX，其主要成分为二异丁基萘磺酸钠。
本发明采用苯乙烯作为合成单体，过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化二异丙苯相互配合作为引发剂，使苯乙烯发生聚合反应，而硬脂酸钡和活性磷酸钙作为增塑剂和分散剂，促使碳纳米管在聚苯乙烯中分散均匀，碳纳米管通过二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯接枝在聚苯乙烯上，大大提高了本发明的韧性和抗冲击性能；采用液体丁腈橡胶、三聚氰胺甲醛树脂与聚苯乙烯共混改性，可大幅提高本发明的耐油性、韧性、耐冲击性能，而且耐水和耐热性能优秀，而且耐磨性和耐化学腐蚀性能良好；阻燃剂与过氧化二异丙苯配合，加入聚苯乙烯、三元乙丙橡胶、聚乙烯中使用，进一步提高了本发明的耐热阻燃性能；其中发泡剂包括正戊烷和异戊烷，与碳纳米管配合使用，使本发明发泡均匀，泡孔大小相近，还能降低了导热系数，提高本发明的隔热性能，而且正戊烷和异戊烷均为物理发泡剂，发泡温度低，易于控制，节约能耗。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种改性发泡聚苯乙烯的制备方法，按如下工艺制备：将二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯加入丙酮中搅拌均匀后，再加入碳纳米管进行超声分散，干燥后得到成核剂，其中碳纳米管和二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯的重量比为100:1.2；按重量份将170份水、2份硬脂酸钡、3份活性磷酸钙、2份拉开粉、0.15份消泡剂、0.2份抗氧剂、1.2份阻燃剂和95份苯乙烯加入反应容器中搅拌均匀，接着依次加入0.4份过氧化二苯甲酰、0.05份过氧化苯甲酸叔丁酯、0.3份过氧化二异丙苯和4份成核剂搅拌均匀，将温度升至90℃，保温4h得到聚苯乙烯；将20份液体丁腈橡胶和35份三聚氰胺甲醛树脂加入含有聚苯乙烯的反应容器中，升温至100℃，搅拌均匀后加入12份发泡剂，保温3h，接着保温过程中压力为1.2MPa；冷却至室温，过滤后得到改性发泡聚苯乙烯；其中发泡剂按重量份包括：正戊烷12份，异戊烷7份。
实施例2
本发明提出的一种改性发泡聚苯乙烯的制备方法，按如下工艺制备：将二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯加入丙酮中搅拌均匀后，再加入碳纳米管进行超声分散25min，超声分散的功率为580w，超声分散的频率为1MHz，干燥后得到成核剂，其中碳纳米管和二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯的重量比为50：0.7；按重量份将155份水、3.4份硬脂酸钡、1.5份活性磷酸钙、7份拉开粉、0.07份消泡剂、0.4份抗氧剂、0.8份阻燃剂和102份苯乙烯加入反应容器中搅拌均匀，接着依次加入0.33份过氧化二苯甲酰、0.09份过氧化苯甲酸叔丁酯、0.24份过氧化二异丙苯和7份成核剂搅拌均匀，将温度升至90℃，保温3.2h得到聚苯乙烯；将28份液体丁腈橡胶和27份三聚氰胺甲醛树脂加入含有聚苯乙烯的反应容器中，升温至108℃，搅拌均匀后加入8份发泡剂，保温3.8h，接着保温过程中压力为1.1MPa；冷却至室温，过滤后得到改性发泡聚苯乙烯；其中发泡剂按重量份包括：正戊烷14份，异戊烷6份。。
实施例3
本发明提出的一种改性发泡聚苯乙烯的制备方法，按如下工艺制备：将二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯加入丙酮中搅拌均匀后，再加入碳纳米管进行超声分散，干燥后得到成核剂，其中碳纳米管和二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯的重量比为100:1.6；按重量份将150份水、4份硬脂酸钡、1份活性磷酸钙、8份拉开粉、0.05份消泡剂、0.5份抗氧剂、0.4份阻燃剂和105份苯乙烯加入反应容器中搅拌均匀，接着依次加入0.3份过氧化二苯甲酰、0.1份过氧化苯甲酸叔丁酯、0.2份过氧化二异丙苯和8份成核剂搅拌均匀，将温度升至90℃，保温3h得到聚苯乙烯；将30份液体丁腈橡胶和25份三聚氰胺甲醛树脂加入含有聚苯乙烯的反应容器中，升温至110℃，搅拌均匀后加入7份发泡剂，保温4h，接着保温过程中压力为1MPa；冷却至室温，过滤后得到改性发泡聚苯乙烯；其中发泡剂按重量份包括：正戊烷12.5份，异戊烷6.7份。
实施例4
本发明提出的一种改性发泡聚苯乙烯的制备方法，按如下工艺制备：将二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯加入丙酮中搅拌均匀后，再加入碳纳米管进行超声分散35min，超声分散的功率为520w，超声分散的频率为1MHz，干燥后得到成核剂，其中碳纳米管和二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯的重量比为50：0.7；按重量份将165份水、2.6份硬脂酸钡、2.5份活性磷酸钙、3份拉开粉、0.13份消泡剂、0.3份抗氧剂、1份阻燃剂和98份苯乙烯加入反应容器中搅拌均匀，接着依次加入0.37份过氧化二苯甲酰、0.06份过氧化苯甲酸叔丁酯、0.26份过氧化二异丙苯和5份成核剂搅拌均匀，将温度升至90℃，保温3.4h得到聚苯乙烯；将22份液体丁腈橡胶和33份三聚氰胺甲醛树脂加入含有聚苯乙烯的反应容器中，升温至102℃，搅拌均匀后加入10份发泡剂，保温3.5h，接着保温过程中压力为1.1MPa；冷却至室温，过滤后得到改性发泡聚苯乙烯；其中发泡剂按重量份包括：正戊烷13份，异戊烷6.5份。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种改性发泡聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，按如下工艺制备：将二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯加入丙酮中搅拌均匀后，再加入碳纳米管进行超声分散，干燥后得到成核剂，其中碳纳米管和二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯的重量比为100:1.2-1.6；按重量份将150-170份水、2-4份硬脂酸钡、1-3份活性磷酸钙、2-8份拉开粉、0.05-0.15份消泡剂、0.2-0.5份抗氧剂、0.4-1.2份阻燃剂和95-105份苯乙烯加入反应容器中搅拌均匀，接着依次加入0.3-0.4份过氧化二苯甲酰、0.05-0.1份过氧化苯甲酸叔丁酯、0.2-0.3份过氧化二异丙苯和4-8份成核剂搅拌均匀，将温度升至90℃，保温3-4h得到聚苯乙烯；将20-30份液体丁腈橡胶和25-35份三聚氰胺甲醛树脂加入含有聚苯乙烯的反应容器中，升温至100-110℃，搅拌均匀后加入7-12份发泡剂，保温3-4h，接着保温过程中压力为1-1.2MPa；冷却至室温，过滤后得到改性发泡聚苯乙烯。
2.根据权利要求1所述改性发泡聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，碳纳米管和二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯的重量比为100:1.3-1.5。
3.根据权利要求1或2所述改性发泡聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，将二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯加入丙酮中搅拌均匀后，再加入碳纳米管进行超声分散20-40min，超声分散的功率为500-600w，超声分散的频率为0.8-1.2MHz，干燥后得到成核剂，其中碳纳米管和二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯的重量比为100：1.3-1.5。
4.根据权利要求1-3任一项所述改性发泡聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，水和苯乙烯的重量比为155-165：98-102。
5.根据权利要求1-4任一项所述改性发泡聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，硬脂酸钡、活性磷酸钙、拉开粉、消泡剂、抗氧剂和阻燃剂的重量比为2.6-3.4：1.5-2.5：3-7：0.07-0.13：0.3-0.4：0.8-1份。
6.根据权利要求1-4任一项所述改性发泡聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，按如下工艺制备：将二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯加入丙酮中搅拌均匀后，再加入碳纳米管进行超声分散25-35min，超声分散的功率为520-580w，超声分散的频率为1MHz，干燥后得到成核剂，其中碳纳米管和二(亚磷酸二辛酯基)钛酸四异丙酯的重量比为50：0.7；按重量份将155-165份水、2.6-3.4份硬脂酸钡、1.5-2.5份活性磷酸钙、3-7份拉开粉、0.07-0.13份消泡剂、0.3-0.4份抗氧剂、0.8-1份阻燃剂和98-102份苯乙烯加入反应容器中搅拌均匀，接着依次加入0.33-0.37份过氧化二苯甲酰、0.06-0.09份过氧化苯甲酸叔丁酯、0.24-0.26份过氧化二异丙苯和5-7份成核剂搅拌均匀，将温度升至90℃，保温3.2-3.4h得到聚苯乙烯；将22-28份液体丁腈橡胶和27-33份三聚氰胺甲醛树脂加入含有聚苯乙烯的反应容器中，升温至102-108℃，搅拌均匀后加入8-10份发泡剂，保温3.5-3.8h，接着保温过程中压力为1.1MPa；冷却至室温，过滤后得到改性发泡聚苯乙烯。
7.根据权利要求1-6任一项所述改性发泡聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，发泡剂按重量份包括：正戊烷12-14份，异戊烷6-7份。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150520 |