[发明专利]预发泡聚苯乙烯颗粒的表面改性处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种预发泡聚苯乙烯颗粒的表面改性处理工艺及配方，主要是将预发泡聚苯乙烯颗粒在发泡前进行精心设计的表面预处理，从而赋予发泡后的聚苯乙烯颗粒以及由此模塑成型后的发泡聚苯乙烯制品具有更优良的力学性能，能起到增强、增韧等功效。

背景技术

预发泡聚苯乙烯颗粒expandable polystyrene(EPS)自50年代由德国BASF公司开发出其珠粒生产工艺后，由于成型工艺及设备简易可行，并可制成各种形状、不同密度的产品，因而发展迅速。现在已成为苯乙烯树脂三大产品(GPPS、HIPS、EPS)中重要的品种之一。EPS的生产方法有一步法浸渍工艺和二步法浸渍工艺。所谓一步，指聚合和发泡剂浸渍在同一釜中一次完成，而二步法是用悬浮法生产的粗粒型聚苯乙烯，再经发泡剂浸渍处理(即加入物理发泡剂)而成为含有液体发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒。所得到的EPS再经过预发泡、熟化和发泡模塑，根据压制和发泡条件的不同，制造出不同泡型(开孔或闭孔)、不同密度的泡沫塑料制品，最常见的可发性聚苯乙烯是含有异戊烷作为发泡剂的聚苯乙烯球形粒料。

发泡聚苯乙烯材料由于具有容易制备，重量轻，力学强度好的特点，被广泛用于包装、保温材料，但由于其受内部分子特性限制，发泡聚苯乙烯材料的柔韧性不好，所以在用于包装材料领域时不能用于一些对材料韧性要求较高的领域。EPS的改性方法从工艺上可分为改性-造粒二步法改性方法、一步聚合过程中改性工艺、发泡后改性等方法。

耐冲击性改性可发泡聚苯乙烯：由于普通的的发泡聚苯乙烯材料的耐冲击性能不高，而且发泡体也易产生裂纹，为了克服这一现象以前有人提出将苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物机械共混挤出(特公昭47-17465；特开昭54-158467)，或采用高抗冲聚苯乙烯树脂(特公昭47-18428；特开平7-90105)来增加聚苯乙烯材料的抗冲击性能，也可以通过在PS中加入韧性较好的PE，在不显著损失模量的前提下增加韧性，同时可克服HIPS、ABS由于结构中双键的存在耐老化性能较差的缺点。但是PS和PE之间的相容性很差，链段之间相互扩散的倾向较小，相互之间的结合力低，故机械共混物的性能很差，需要加入相容剂(如SEBS)来提高两相界面间的结合力，增加共混体系中PS和PE的相容性。也可以采用，PS和PE反应共混增容的技术来实现PS的改性，或者在聚合过程中采用专用的负载钛型催化剂将苯乙烯，乙烯共聚制得含有不同乙烯链节含量的苯乙烯-乙烯共聚物。但如果采用以上方法制备EPS材料，必须通过熔融挤出再造粒即二步法来生产EPS的工序，从而使成本增高。所以有专利(特开平6-49263)报道了一种通过将苯乙烯单体与共轭二烯单体的单体混合物浸渗到聚苯乙烯树脂，并引发聚合来得到表面部分生成共聚橡胶粒子的改性EPS材料，该树脂粒子的中心部分主要是聚苯乙烯所以发泡性保持良好，但是由于外层有过多橡胶组份模塑成型时发泡粒子之间的熔接率不高，导致耐冲击性能提高不大。

日本钟渊化工专利(CN1311013C；CN1098888C)报道了采用在前者的基础上再在表面上浸渗苯乙烯单体并使其聚合的方法，获得橡胶聚合物成分在树脂中心部分高于其在表层部分的密度，通过引入发泡剂并发泡，可以得到熔接率在50％以上，即使在高发泡率下也有优异抗断裂性和缓冲性的泡沫制品。

积水化成公司的专利报道(CN1839177A)采用乙烯醋酸乙烯共聚物或低密度聚乙烯经过熔融挤出造粒成0.5-0.6毫米的小颗粒，在添加无机分散剂(焦磷酸镁)和表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)的水性体系中使低密度聚乙烯粒子悬浮分散于介质中，于一定压力下使水分散体系达到125℃即高于低密度聚乙烯玻璃化温度，再以一定得速率滴加溶解有引发剂的苯乙烯单体，使聚合反应在渗吸在聚乙烯内部的苯乙烯单体中发生，通过渗透发泡剂可以制得高抗冲击性能的改性发泡聚苯乙烯。

以上介绍的都是预发泡聚苯乙烯颗粒在制备过程中的改性方法，也有在EPS颗粒在发泡后再进行改性处理的工艺。韩国波尔玛有限公司专利(CN1906236A)具有功能性表层的发泡苯乙烯珠粒，其制造方法，以及使用它的功能化EPS产品及其制备方法中，报道了采用功能涂料涂覆在发泡后的EPS表面，制备出具有特殊功能表层的发泡颗粒，所用的功能涂层以乙酸乙烯酯树脂为基体再加具有阻燃性、抗菌性、防水性、抗静电性、耐候性、磁性等功能的组分构成。但是该方法必须在EPS发泡之后才能涂覆上去并且还要及时干燥，给后序的模塑成型工艺增加了一定得难度。