高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯xps顆粒及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯XPS顆粒，其由復(fù)合載體、阻燃體系、熱穩(wěn)定體系和混合助劑混合制成，其中各組分的質(zhì)量比為90～110：1～5：0.1～0.5：0.05～0.3，所述復(fù)合載體由再生聚苯乙烯XPS顆粒和高抗沖聚苯乙烯粒料組成，所述阻燃體系由固體粉料阻燃劑和液體阻燃劑組成。本發(fā)明的顆粒采用回收再生的聚苯乙烯樹(shù)脂作為主要原料，通過(guò)加入新的載體，選用新的阻燃劑，優(yōu)化熱穩(wěn)定體系和其它助劑體系，產(chǎn)品具有高阻燃、高抗沖、環(huán)保、熱穩(wěn)定、力學(xué)性能好、易加工成型等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯XPS顆粒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料科學(xué)領(lǐng)域，涉及一種高阻燃高抗沖聚苯乙烯(XPS)材料，進(jìn)一步地說(shuō)，具體涉及一種高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯(XPS)顆料的制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]聚苯乙烯(Polystyrene，縮寫(xiě)為PS)樹(shù)脂是五大通用型合成樹(shù)脂之一，一般按產(chǎn)量?jī)H次于PE、PVC和PP而居第四位。苯乙烯系樹(shù)脂發(fā)展初期，只生產(chǎn)通用聚苯乙烯(GPPS)，其質(zhì)硬而脆、機(jī)械強(qiáng)度不高、耐熱性較差，且易燃。為此人們做了大量的改進(jìn)工作，形成了高抗沖聚苯乙烯(HIPS)、可發(fā)性聚苯乙烯(EPS)、擠出性聚苯乙烯(XPS)等。 [0003]抗沖聚苯乙烯(HIPS)材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能及加工性能，目前被廣泛應(yīng)用于家用電器、辦公設(shè)備、汽車零部件及包裝材料等。擠出性聚苯乙烯對(duì)表面垂直壓力具有更好的耐壓性，且能夠保證彈性以及泡沫閉孔性，這一出色性能在用作防水表面時(shí)尤為重要，擠出性聚苯乙烯(XPS)主要用作隔熱平面屋頂、屋檐和墻體表面，還可在城市工程中用作承重隔熱材料，也可被用作復(fù)合材料的基底層。
[0004]為保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，公安部、住建部連續(xù)下發(fā)文件，進(jìn)一步規(guī)范保溫材料的燃燒性能，按規(guī)定，保溫材料的燃燒性能至少要達(dá)到B2級(jí)，而有機(jī)保溫材料本身易燃，這樣就需要在材料中添加一定量的阻燃劑，使其達(dá)到阻燃性能標(biāo)準(zhǔn)，才能符合和滿足國(guó)家法規(guī)要求。
[0005]隨著石油化工及塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，聚苯乙烯(XPS)在建材、家用電器等方面應(yīng)用廣泛，但同時(shí)也造成了較為嚴(yán)重的白色污染，其回收利用率不到20%。廢棄的聚苯乙烯(XPS)如果深埋，因其不易老化和難以降解，會(huì)污染地下水源，破壞土壤結(jié)構(gòu)，使糧食等作物減產(chǎn)；如簡(jiǎn)單焚燒處理，則又會(huì)嚴(yán)重污染空氣及大氣環(huán)境。如能再生循環(huán)利用，將是符合國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的統(tǒng)一，符合資源節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展之路的。
[0006]美國(guó)80年代曾力推可降解塑料，但現(xiàn)在反而組織回收來(lái)解決廢棄物的問(wèn)題，歐盟也要求各成員國(guó)制定回收包裝廢棄物的法令，要求達(dá)到50%~65%，完成可持續(xù)利用，日本EPS再資源化協(xié)會(huì)在各原料商和各成型加工商的大力支持下，再生資源化利用率98年達(dá)31%, 2000年將達(dá)35%。當(dāng)前我國(guó)聚苯乙烯(XPS)再資源化利用則比較低，大多是低質(zhì)量的利用(熱回收)，聚苯乙烯(XPS)工業(yè)要想長(zhǎng)期穩(wěn)步發(fā)展，就必須走環(huán)保安全和資源節(jié)約型的道路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯(XPS)顆粒，該顆粒具有高阻燃、高抗沖等性能，同時(shí)可充分利用回收再生聚苯乙烯(XPS)資源，減少“白色污染”，有效改善環(huán)境，實(shí)現(xiàn)環(huán)保安全和資源節(jié)約，促進(jìn)聚苯乙烯(XPS)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
[0008]本發(fā)明的另一目的是提供該阻燃顆粒的制備方法。
[0009]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施達(dá)到:[0010]一種高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯XPS顆粒，其由復(fù)合載體、阻燃體系、熱穩(wěn)定體系和混合助劑混合制成，其中各組分的質(zhì)量比為90~110:1~5:0.1~0.5:0.05~0.3，所述復(fù)合載體由再生聚苯乙烯XPS顆粒和高抗沖聚苯乙烯粒料組成，所述阻燃體系由固體粉料阻燃劑和液體阻燃劑組成。
[0011]本發(fā)明顆粒中各組分復(fù)合載體、阻燃體系、熱穩(wěn)定體系和混合助劑的質(zhì)量比優(yōu)選為 90 ~100:2 ~5:0.2 ~0.5:0.1 ~0.3，其進(jìn)一步優(yōu)選為 100:2:0.2:0.1。
[0012]本發(fā)明的高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯(XPS)顆粒中所述的復(fù)合載體由80~95%再生聚苯乙烯(XPS)粒料和5~20%高抗沖聚苯乙烯(HIPS)粒料組成。優(yōu)選復(fù)合載體中再生聚苯乙烯(XPS)粒料與高抗沖聚苯乙烯(HIPS)粒料重量比為9:1~1.5。
[0013]本發(fā)明的高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯(XPS)顆粒保留了高抗沖聚苯乙烯(HIPS)樹(shù)酯的優(yōu)良性能，高抗沖聚苯乙烯(HIPS)與再生聚苯乙烯(XPS)有良好的相容性，因此二者共混并在其他組分配合下可以獲得十分良好的抗沖性能和機(jī)械性能。
[0014]本發(fā)明的高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯(XPS)顆粒所述的阻燃體系是由固體粉料阻燃劑和液體阻燃劑組成。阻燃體系中固體粉料阻燃劑與液體阻燃劑的質(zhì)量比為15~25:1，優(yōu)選16~20:1。固體粉料阻燃劑選自六溴環(huán)十二烷，四溴雙酚A雙烯丙基醚，十溴二苯乙烷，十溴聯(lián)苯乙烷，溴化環(huán)氧齊聚物(ΒΕ0，分子量720~50000，溴含量46~54%)、不含多溴聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的改性溴化環(huán)氧劑聚物(ΜΒΕ0，分子量1000~100000)中的一種或幾種，優(yōu)選采用多種；液體阻燃劑選自三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)、磷酸三苯酯(TPP)、四苯基間苯二酚雙聚磷酸酯(RDP)、四苯基雙酚A雙聚磷酸酯(BDP)、環(huán)狀磷酸酯中的一種或幾種，優(yōu)選米用多種。
[0015]本發(fā)明的高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯(XPS)顆粒所述的熱穩(wěn)定體系中的穩(wěn)定劑選自環(huán)氧大豆油、三鹽基硫酸鉛、二鹽基硫酸鉛、鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑中的一種或幾種。
[0016]本發(fā)明的高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯(XPS)顆粒中的混合助劑(亦稱其它助劑)由抗氧劑、潤(rùn)滑劑和分散劑組成，混合助劑中抗氧劑、潤(rùn)滑劑與分散劑的質(zhì)量比為40~60:20~30:20~30?？寡鮿樗腫β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯中的一種；潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟或滑石粉中的一種；分散劑為EBS。
[0017]本發(fā)明的高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯XPS顆粒的制備方法為:將阻燃體系中的固體粉料阻燃劑、熱穩(wěn)定體系以及混合助劑均勻混合得復(fù)合物；將復(fù)合載體與阻燃體系中的液體阻燃劑均勻混合，再加入前述復(fù)合物繼續(xù)混合均勻，即得高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯XPS顆粒。其具體的制備方法為:是先將阻燃體系中的固體粉料阻燃劑和熱穩(wěn)定體系及其它助劑按配方配比置于高速混合機(jī)中均勻混合得復(fù)合物1，然后將顆粒復(fù)合載體置于高速混合機(jī)中共混，后加入液體阻燃劑混合充分，后再加入上述復(fù)合物1，繼續(xù)混合均勻得所述高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯(XPS)顆粒。這樣的好處是先將固體粉料阻燃劑、熱穩(wěn)定劑及其它助劑經(jīng)混合分散均勻，再與復(fù)合載體與液體阻燃劑共混，使阻燃劑、熱穩(wěn)定劑及其它助劑緊密地分散地將 復(fù)合載體包覆起來(lái)，制成后的顆粒無(wú)粉塵及脫落現(xiàn)象，大大增加了顆粒的阻燃性能和抗沖性能。
[0018]本發(fā)明的高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯顆?？蓱?yīng)用于制備保溫防火材料中。
[0019]本發(fā)明的高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯(XPS)顆粒采用回收再生的聚苯乙烯(XPS)樹(shù)脂作為主要原料，通過(guò)加入新的載體，選用新的阻燃劑，優(yōu)化熱穩(wěn)定體系和其它助劑體系，產(chǎn)品具有高阻燃、高抗沖、環(huán)保、熱穩(wěn)定、力學(xué)性能好、易加工成型等優(yōu)點(diǎn)，十分適合在建筑、包裝、家電、日常生活等領(lǐng)域方面，用途廣泛，前景廣闊。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明
[0021]原料:
[0022]再生聚苯乙烯(XPS)顆粒，淮北天奇化工公司生產(chǎn)；
[0023]高抗沖聚苯乙烯(HIPS)顆料，美國(guó)大湖公司生產(chǎn)；
[0024]六溴環(huán)十二烷(HB⑶)，山東壽光陽(yáng)波化工有限公司生產(chǎn)；
[0025]四溴雙酚A雙烯丙基醚(四溴醚)，天津希恩思生化科技有限公司生產(chǎn)； [0026]十溴二苯乙烷，美國(guó)雅寶公司生產(chǎn)；
[0027]ΒΕ0，以色列死海溴公司生產(chǎn)；
[0028]TPP,美國(guó)雅寶公司生產(chǎn)；
[0029]RDP,美國(guó)雅寶公司生產(chǎn)；
[0030]鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑，南京金陵化工廠生產(chǎn)；
[0031]混合助劑(其它助劑):50wt%四[β _(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，25wt%聚乙烯蠟，25wt9ffiBS。
[0032]力學(xué)及燃燒性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn):
[0033]按照GB/T1843-2008塑料懸臂梁沖擊強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行沖擊強(qiáng)度的測(cè)定。
[0034]按照GB/T1040.1-2006塑料拉伸性能的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行拉伸強(qiáng)度的測(cè)定。
[0035]按照GB/T2406.2-2009塑料燃燒性能測(cè)定_氧指數(shù)法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行氧指數(shù)測(cè)定。
[0036]按照GB/T2408-2008塑料燃燒性能的測(cè)定水平法和垂直法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行垂直燃燒測(cè)定。
[0037]實(shí)施例1~5
[0038]將固體粉料阻燃劑、熱穩(wěn)定體系及其它助劑體系按配方配比置于高速混合機(jī)中均勻混合得復(fù)合物1，再將復(fù)合載體置于高速混合機(jī)中共混，后加入液體阻燃劑混合充分，后加入上述復(fù)合物1，繼續(xù)混合均勻得所述高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯(XPS)顆粒。
[0039]制得的顆粒放入真空烘箱中于80~90°C下烘干2~3小時(shí)后用注塑機(jī)注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條。注塑溫度設(shè)定為機(jī)頭185°C、一區(qū)180°C、二區(qū)180°C、三區(qū)175°C。將標(biāo)準(zhǔn)樣條進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試，其結(jié)果如表1所示。所述原料的用量均以復(fù)合載體聚苯乙烯100重量份數(shù)計(jì)，具體用量見(jiàn)表1所示。
[0040]表1
[0041]
【權(quán)利要求】
1.一種高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯XPS顆粒，其特征在于其由復(fù)合載體、阻燃體系、熱穩(wěn)定體系和混合助劑混合制成，其中各組分的質(zhì)量比為90~110:1~5:0.1~0.5:0.05~0.3，所述復(fù)合載體由再生聚苯乙烯XPS顆粒和高抗沖聚苯乙烯粒料組成，所述阻燃體系由固體粉料阻燃劑和液體阻燃劑組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯XPS顆粒，其特征在于各組分復(fù)合載體、阻燃體系、熱穩(wěn)定體系和混合助劑的質(zhì)量比為90~100:2~5:0.2~0.5:0.1~0.3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯XPS顆粒，其特征在于所述復(fù)合載體由質(zhì)量含量80~95%的再生聚苯乙烯XPS顆粒和質(zhì)量含量5~20%的高抗沖聚苯乙烯粒料組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯XPS顆粒，其特征在于所述阻燃體系中固體粉料阻燃劑與液體阻燃劑的質(zhì)量比為15~25:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯XPS顆粒，其特征在于所述固體粉料阻燃劑選 自六溴環(huán)十二烷、四溴雙酚A雙烯丙基醚、十溴二苯乙烷、十溴聯(lián)苯乙烷、溴化環(huán)氧齊聚物、不含多溴聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的改性溴化環(huán)氧劑聚物中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯XPS顆粒，其特征在于所述液體阻燃劑選自三(2-氯丙基)磷酸酯、磷酸三苯酯、四苯基間苯二酚雙聚磷酸酯、四苯基雙酚A雙聚磷酸酯、環(huán)狀磷酸酯中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯XPS顆粒，其特征在于所述熱穩(wěn)定體系選自環(huán)氧大豆油、三鹽基硫酸鉛、二鹽基硫酸鉛、鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯XPS顆粒，其特征在于混合助劑由抗氧劑、潤(rùn)滑劑、分散劑中的一種或幾種組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯XPS顆粒，其特征在于混合助劑中抗氧劑、潤(rùn)滑劑與分散劑的質(zhì)量比為40~60:20~30:20~30，所述抗氧劑為四[β -(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或三[2.4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯中的一種，潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟或滑石粉中的一種，分散劑為EBS。
10.權(quán)利要求1~9中任一項(xiàng)所述的高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯XPS顆粒的制備方法，其特征在于將阻燃體系中的固體粉料阻燃劑、熱穩(wěn)定體系以及混合助劑均勻混合得復(fù)合物；將復(fù)合載體與阻燃體系中的液體阻燃劑均勻混合，再加入前述復(fù)合物繼續(xù)混合均勻，即得高阻燃高抗沖再生聚苯乙烯XPS顆粒。
【文檔編號(hào)】C08L25/06GK103739975SQ201310681314
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】章庚柱, 吉玲, 李備戰(zhàn) 申請(qǐng)人:連云港海水化工有限公司