專利名稱：回收級可發(fā)性聚苯乙烯以及利用種子聚合法制備回收級可發(fā)性聚苯乙烯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種回收級可發(fā)性聚苯乙烯以及利用種子聚合法制備回收級可發(fā)性聚苯乙烯的方法。
背景技術(shù)：
可發(fā)性聚苯乙烯(簡稱EPS)廣泛應(yīng)用于包裝、建材、漁業(yè)、工藝品等領(lǐng)域，目前，全中國的EPS產(chǎn)量達到400萬噸/年以上，然而，EPS在加工過程中不可避免地會有泡沫廢品、切割后的邊角料等廢料產(chǎn)生，而且，用于包裝使用的EPS泡沫一次性使用后也成為廢品，由此導(dǎo)致大量廢舊EPS泡沫的產(chǎn)生，這些EPS廢品對環(huán)境是一種污染?，F(xiàn)有技術(shù)中，EPS廢品可回收再利用，EPS廢品回收商一般將回收的廢舊EPS泡沫 采用押出機經(jīng)融熔擠出造粒，制成聚苯乙烯(簡稱PS)，然后出售給制造鏡框、鞋底等生產(chǎn)廠 家加以使用，通常由EPS廢品制成的PS售價在6000 7000元/噸，與之相比，正常的EPS完全由苯乙烯制成，而苯乙烯的價格高達10000元/噸左右，比PS的價格高出3000 4000元/噸，可見，由EPS廢品制造的PS價格大大低于正常EPS的價格。因此，如果能將EPS廢品進行循環(huán)利用，再制成EPS，不僅解決了環(huán)境污染的問題，而且提升了 EPS廢品的商業(yè)價值，有利于降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，比如正常的EPS完全由苯乙烯制成，而苯乙烯價格高達10000元/噸左右，比EPS廢品制成的PS價格高出3000 4000元/噸，因此，正常EPS售價至少在11500元以上。然而，如果利用25 50%的EPS廢品制成PS來替代昂貴的苯乙烯作為部分原料，再與苯乙烯聚合造粒而制成EPS，則相應(yīng)有25 50%部份的原料可以便宜3000 4000元/噸，相當(dāng)于低于正常EPS的價格達750 2000元/噸，由此，所制成的EPS也相應(yīng)地比正常EPS的價格低750 2000元/噸，這對于EPS泡沫加工廠來說是非常具有吸引力的；同樣，如果企業(yè)采用由廢品EPS制造的低價原料，則可以大大節(jié)約成本，獲得比正常品EPS更高的利潤。據(jù)統(tǒng)計，EPS泡沫廠加工過程中，廢品率在O. 3%左右，如果以全中國實際EPS使用量300萬噸/年計算，每年大約有9000噸的廢舊EPS泡沫產(chǎn)生，因此，如何綜合合理利用、提升EPS廢品的商業(yè)價值，是值得企業(yè)深入研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種節(jié)約成本的回收級可發(fā)性聚苯乙烯。本發(fā)明的目的之二在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種節(jié)約成本的利用種子聚合法制備回收級可發(fā)性聚苯乙烯的方法。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)
提供一種回收級可發(fā)性聚苯乙烯，由以下重量份的原料組成
苯乙烯單體50 75份；回收料種子25 50份；
分散劑O. 05 2份；
引發(fā)劑O. 3 2份；
發(fā)泡劑4 8份；
增塑劑O. 5 10份；
表面涂層劑O. 2 I份；
靜電防止劑0.01 I份；
去離子水100 130份；
所述回收料種子為回收的可發(fā)性聚苯乙烯泡沫廢品經(jīng)過粉碎后融熔造粒，并篩分后獲得的顆粒粒徑為O. 2 O. 5mm的聚苯乙烯顆粒。優(yōu)選的，所述回收級可發(fā)性聚苯乙烯由以下重量份的原料組成
苯乙烯單體60 70份；
回收料種子35 45份；
分散劑O. 05 I. 5份；
引發(fā)劑O. 5 I. 5份；
發(fā)泡劑5 7份；
增塑劑2 6份；
表面涂層劑O. 2 I份；
靜電防止劑0.01 I份；
去離子水100 120份。優(yōu)選的，所述引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二異丙苯中的任意一種或一種以上的混合物；
所述發(fā)泡劑為C4 C6低沸點的直鏈烷烴或環(huán)烷烴；
所述增塑劑為硅油或者由對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、乙苯按任意比例混合而成的混合二甲苯溶液；
所述表面涂層劑為硬脂酸鋅；
所述靜電防止劑為十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽。更優(yōu)選的，所述發(fā)泡劑為丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷、新戊烷、環(huán)戊烷中的任意一種或一種以上的混合物。進一步的，所述發(fā)泡劑為異戊烷和正戊烷的混合物，其中異戊烷和正戊烷的重量百分比為3:7 7:3。采用落球粘度法測定所述回收級可發(fā)性聚苯乙烯的分子量為35000 60000。本發(fā)明提供一種利用種子聚合法制備回收級可發(fā)性聚苯乙烯的方法，包括有以下步驟
1)回收料種子的制備
將回收的可發(fā)性聚苯乙烯泡沫廢品粉碎后，經(jīng)融熔擠出造粒，然后篩分出粒徑為
O.2 O. 5mm的聚苯乙烯顆粒作為回收料種子備用；
2)種子聚合反應(yīng)
將去離子水、回收料種子、分散劑按配方量依次投入反應(yīng)釜中，然后升溫至50 65°C，再緩慢加入苯乙烯單體，同時加入配方量的引發(fā)劑和增塑劑，繼續(xù)升溫至80 90°C進行低溫聚合反應(yīng)，其中所述苯乙烯單體的加入時間為2 8小時；在低溫反應(yīng)結(jié)束后，再加入配方量的發(fā)泡劑，并升溫至110 130°C進行高溫聚合反應(yīng)，獲得聚合物；
3)調(diào)節(jié)pH值
待反應(yīng)釜冷卻后，將物料轉(zhuǎn)移至中間槽，向中間槽內(nèi)添加鹽酸調(diào)節(jié)pH值為4 6 ; 4)洗滌、脫水、干燥及篩分
將聚合物依次經(jīng)過洗滌、脫水、干燥、篩分的工序后，獲得回收級可發(fā)性聚苯乙烯原
料；
5)包裝成品
將所述回收級可發(fā)性聚苯乙烯原料放入混合機，然后添加配方量的表面涂層劑和靜電防止劑，攪拌均勻后，包裝制得成品。所述步驟2)中，所述低溫聚合反應(yīng)的時間為5 15小時,所述高溫聚合反應(yīng)的時間為5 8小時總的聚合反應(yīng)的時間為12 18小時，壓力為O. 4 IMPa。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明采用EPS泡沫廢品經(jīng)融熔造粒制得聚苯乙烯顆粒作為回收料種子，替代部分價格高昂的苯乙烯原料，通過聚合反應(yīng)制備回收級可發(fā)性聚苯乙烯，從而使企業(yè)可采用價格更加低廉的原料生產(chǎn)EPS，由此顯著降低了生產(chǎn)成本，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟價值，而且本發(fā)明實現(xiàn)了對EPS泡沫廢品的回收再利用，在保護環(huán)境的同時大大提升了 EPS泡沫廢品的商業(yè)價值，也滿足了 EPS在包裝、隔熱等領(lǐng)域的原料供應(yīng)更加低廉的市場需求。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例I
向5升反應(yīng)釜中加入去離子水2500克，分散劑磷酸三鈣15克，開啟攪拌，然后升溫到60°C，加入回收料種子500克，然后再采用滴加的方式緩慢加入苯乙烯單體1500克，引發(fā)劑過氧化二苯甲酰8克，過氧化苯甲酸叔丁酯4克，增塑劑混合二甲苯I克，其中苯乙烯單體的滴加時間控制在3小時內(nèi)加完，苯乙烯單體加完后，再繼續(xù)升溫至90°C，進行低溫懸浮聚合反應(yīng)，反應(yīng)6小時，然后加入發(fā)泡劑140克，并升溫至125°C進行高溫聚合反應(yīng)，反應(yīng)8小時，總聚合反應(yīng)時間為14小時，壓力為O. 4 O. 9MPa，反應(yīng)完畢后，冷卻物料并轉(zhuǎn)移至中間槽，加鹽酸調(diào)節(jié)PH值為4 6，并進行洗滌，洗滌后采用分離機脫水，干燥聚合物后，經(jīng)篩分得到回收級可發(fā)性聚苯乙烯原料，最后，每千克回收級可發(fā)性聚苯乙烯原料添加表面涂層劑硬脂酸鋅4克、靜電防止劑十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽O. 3克，最后包裝成成品。本實施例中，回收料種子為回收的可發(fā)性聚苯乙烯泡沫廢品經(jīng)過粉碎后融熔造粒，并篩分后獲得的顆粒粒徑為O. 2 O. 5mm的聚苯乙烯顆粒；
發(fā)泡劑是由異戊烷和正戊烷混合而成，其中異戊烷與正戊烷的重量百分比為3 :7。實施例2
向5升反應(yīng)釜中加入去離子水2500克，分散劑磷酸三鈣18克，開啟攪拌，然后升溫到50°C，加入回收料種子700克，然后再采用滴加的方式緩慢加入苯乙烯單體1300克，引發(fā)劑過氧化二苯甲酰7克，過氧化苯甲酸叔丁酯5克，增塑劑混合二甲苯2克，其中苯乙烯單體的滴加時間控制在2. 5小時內(nèi)加完，苯乙烯單體加完后，再繼續(xù)升溫至90°C，進行低溫懸浮聚合反應(yīng)，反應(yīng)7小時，然后加入發(fā)泡劑150克，并升溫至120°C進行高溫聚合反應(yīng)，反應(yīng)8小時，總聚合反應(yīng)時間為15小時，壓力為O. 4 O. 8MPa，反應(yīng)完畢后，冷卻物料并轉(zhuǎn)移至中間槽，加鹽酸調(diào)節(jié)PH值為4 6，并進行洗滌，洗滌后采用分離機脫水，干燥聚合物后，經(jīng)篩分得到回收級可發(fā)性聚苯乙烯原料，最后，每千克回收級可發(fā)性聚苯乙烯原料添加表面涂層劑硬脂酸鋅4克、靜電防止劑十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽O. 3克，最后包裝成成品O本實施例中，回收料種子為回收的可發(fā)性聚苯乙烯泡沫廢品經(jīng)過粉碎后融熔造粒，并篩分后獲得的顆粒粒徑為O. 2 O. 5mm的聚苯乙烯顆粒；
發(fā)泡劑是由異戊烷和正戊烷混合而成，其中異戊烷與正戊烷的重量百分比為I :1。實施例3
向5升反應(yīng)釜中加入去離子水2500克，分散劑碳酸鈣20克，開啟攪拌，然后升溫到65°C，加入回收料種子1000克，然后再采用滴加的方式緩慢加入苯乙烯單體1000克，引發(fā)劑過氧化二苯甲酰7克，過氧化二異丙苯10克，增塑劑混合二甲苯I. 5克，其中苯乙烯單體的滴加時間控制在2小時內(nèi)加完，苯乙烯單體加完后，再繼續(xù)升溫至90°C，進行低溫懸浮聚合反應(yīng)，反應(yīng)7小時，然后加入發(fā)泡劑150克，并升溫至125°C進行高溫聚合反應(yīng)，反應(yīng)8小時，總聚合反應(yīng)時間為15小時，壓力為O. 4 O. 8MPa，反應(yīng)完畢后，冷卻物料并轉(zhuǎn)移至中間槽，加鹽酸調(diào)節(jié)PH值為4 6，并進行洗滌，洗滌后采用分離機脫水，干燥聚合物后，經(jīng)篩分得到回收級可發(fā)性聚苯乙烯，將此制得的EPS原料，最后，每千克回收級可發(fā)性聚苯乙烯原料添加表面涂層劑硬脂酸鋅4克、靜電防止劑十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽O. 2克，最后包裝成成品。本實施例中，回收料種子為回收的可發(fā)性聚苯乙烯泡沫廢品經(jīng)過粉碎后融熔造粒，并篩分后獲得的顆粒粒徑為O. 2 O. 5mm的聚苯乙烯顆粒；
發(fā)泡劑是由異戊烷和正戊烷混合而成，其中異戊烷與正戊烷的重量百分比為6 :4。對比例I
對比例I為市場上所購買的普通可發(fā)性聚苯乙烯。將對比例I的普通可發(fā)性聚苯乙烯與實施例I 3制備的回收級可發(fā)性聚苯乙烯的性能進行對比分析
將實施例I 3制備的回收級可發(fā)性聚苯乙烯經(jīng)化學(xué)檢測并采用發(fā)泡機發(fā)泡成密度20克/升，將發(fā)泡珠粒熟化4小時后采用自動成型機成型，進行物理強度等性能測試，并與對比例I的普通可發(fā)性聚苯乙烯的性能進行對比，結(jié)果如表I和表2所示
表I.實施例I 3的回收級可發(fā)性聚苯乙烯與普通可發(fā)性聚苯乙烯的性能對比
權(quán)利要求
1.一種回收級可發(fā)性聚苯乙烯，其特征在于由以下重量份的原料組成 苯乙烯單體50 75份； 回收料種子25 50份； 分散劑O. 05 2份； 引發(fā)劑O. 3 2份； 發(fā)泡劑4 8份； 增塑劑O. 5 10份； 表面涂層劑O. 2 I份； 靜電防止劑0.01 I份； 去離子水100 130份； 所述回收料種子為回收的可發(fā)性聚苯乙烯泡沫廢品經(jīng)過粉碎后融熔造粒，并篩分后獲得的顆粒粒徑為O. 2 O. 5mm的聚苯乙烯顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的回收級可發(fā)性聚苯乙烯，其特征在于由以下重量份的原料組成 苯乙烯單體60 70份； 回收料種子35 45份； 分散劑O. 05 I. 5份； 引發(fā)劑O. 5 I. 5份； 發(fā)泡劑5 7份； 增塑劑2 6份； 表面涂層劑O. 2 I份； 靜電防止劑O. 01 I份； 去離子水100 120份。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2任意一項所述的回收級可發(fā)性聚苯乙烯，其特征在于所述分散劑為磷酸三鈣、碳酸鈣、膨潤土中的任意一種； 所述引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二異丙苯中的任意一種或一種以上的混合物； 所述發(fā)泡劑為C4 C6低沸點的直鏈烷烴或環(huán)烷烴； 所述增塑劑為硅油或者由對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、乙苯按任意比例混合而成的混合二甲苯溶液； 所述表面涂層劑為硬脂酸鋅； 所述靜電防止劑為十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的回收級可發(fā)性聚苯乙烯，其特征在于所述發(fā)泡劑為丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷、新戊烷、環(huán)戊烷中的任意一種或一種以上的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的回收級可發(fā)性聚苯乙烯，其特征在于所述發(fā)泡劑為異戊烷和正戊烷的混合物，其中異戊烷和正戊烷的重量百分比為3:7 7:3。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的回收級可發(fā)性聚苯乙烯，其特征在于采用落球粘度法測定所述回收級可發(fā)性聚苯乙烯的分子量為35000 60000。
7.利用種子聚合法制備權(quán)利要求I至6任意一項所述的回收級可發(fā)性聚苯乙烯的方法，其特征在于包括有以下制備步驟 1)回收料種子的制備 將回收的可發(fā)性聚苯乙烯泡沫廢品粉碎后，經(jīng)融熔擠出造粒，然后篩分出粒徑為O.2 O. 5mm的聚苯乙烯顆粒作為回收料種子備用； 2)種子聚合反應(yīng) 將去離子水、回收料種子、分散劑按配方量依次投入反應(yīng)釜中，然后升溫至50 65°C，再緩慢加入苯乙烯單體，同時加入配方量的引發(fā)劑和增塑劑，繼續(xù)升溫至80 90°C進行低溫聚合反應(yīng)，其中所述苯乙烯單體的加入時間為2 8小時；在低溫反應(yīng)結(jié)束后，再加入配 方量的發(fā)泡劑，并升溫至110 130°C進行高溫聚合反應(yīng)，獲得聚合物； 3)調(diào)節(jié)pH值 待反應(yīng)釜冷卻后，將物料轉(zhuǎn)移至中間槽，向中間槽內(nèi)添加鹽酸調(diào)節(jié)pH值為4 6 ; 4)洗滌、脫水、干燥及篩分 將聚合物依次經(jīng)過洗滌、脫水、干燥、篩分的工序后，獲得回收級可發(fā)性聚苯乙烯原料； 5)包裝成品 將所述回收級可發(fā)性聚苯乙烯原料放入混合機，然后添加配方量的表面涂層劑和靜電防止劑，攪拌均勻后，包裝制得成品。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用種子聚合生產(chǎn)回收級可發(fā)性聚苯乙烯的制備方法，其特征在于所述步驟2)中，所述低溫聚合反應(yīng)的時間為5 10小時，所述高溫聚合反應(yīng)的時間為5 8小時，總的聚合反應(yīng)的時間為12 18小時，壓力為O. 4 IMPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及高分子材料的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種回收級可發(fā)性聚苯乙烯以及采用種子聚合法制備回收級可發(fā)性聚苯乙烯的方法，本發(fā)明將可發(fā)性聚苯乙烯泡沫廢品經(jīng)過融熔造粒、篩分后，選取顆粒粒徑在0.2～0.5mm的聚苯乙烯顆粒作為回收料種子，然后采用種子聚合的方法，生產(chǎn)回收級可發(fā)性聚苯乙烯，用此方法生產(chǎn)的回收級可發(fā)性聚苯乙烯具有原料價格低廉，可節(jié)約生產(chǎn)成本的優(yōu)點，在保護環(huán)境的同時大大提升了可發(fā)性聚苯乙烯泡沫廢品的商業(yè)價值，產(chǎn)品可應(yīng)用于包裝、隔熱等領(lǐng)域。
文檔編號C08F4/34GK102875734SQ20121037255
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者曾首元 申請人:東莞新長橋塑料有限公司