[发明专利]利用废旧聚苯乙烯泡沫塑料制备溴化聚苯乙烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及废旧聚苯乙烯泡沫塑料的回收利用方法，特别涉及利用废旧聚苯乙烯泡沫塑料制备溴化聚苯乙烯的方法。

背景技术

聚苯乙烯泡沫塑料(Expanded Polystyrene，EPS)是当今世界上应用最广泛的塑料之一，由于其具有良好的耐水性、绝热性、绝缘性、低吸湿性，较强的抗震能力，以及质轻、坚固、易成型、价格低廉等优点，被广泛地应用于包装、保温、防水、隔热、减震、装潢、餐饮业等诸多领域。由于聚苯乙烯泡沫塑料大部分都是一次性使用，且很难降解，数以百万吨的白色垃圾分散于自然界中，不仅对环境造成了严重污染，而且也是宝贵的不可再生资源的极大浪费。因此，如何合理、有效地回收利用废旧聚苯乙烯泡沫塑料引起世界各国科研工作者的普遍重视。

目前，回收利用废旧聚苯乙烯泡沫塑料的方法主要有：燃烧回收能源，热分解制备苯乙烯、苯、甲苯等化工原料或汽油、煤油、柴油等燃料，以及用于制造轻质建筑材料、通用型聚苯乙烯、可发性聚苯乙烯、胶粘剂、涂料等，但上述方法存在需要专用设备、产品的技术附加值较小、产品的质量和性能欠佳、生产成本较高、易造成二次污染等问题。

近年来，溴化改性制备溴化聚苯乙烯为废旧聚苯乙烯泡沫塑料的回收利用提供了一条有效的途径。溴化聚苯乙烯由于具有阻燃性能佳、热稳定性好、与工程塑料相容性好、毒性低等优点，已作为阻燃添加剂被广泛应用于PBT、PET、尼龙等热塑性塑料中。文献报道的利用废旧聚苯乙烯泡沫塑料制备溴化聚苯乙烯的方法多是在脱水剂存在下，以路易斯酸为催化剂，卤代烃为溶剂，用废旧聚苯乙烯泡沫塑料和溴化剂反应制得。采用这种方法制备的溴化聚苯乙烯，其性能可以和采用聚苯乙烯新料制得的溴化聚苯乙烯相媲美，但该方法的缺点在于：路易斯酸对水非常敏感，反应体系中存在微量的水就会使之失活，因此反应条件要求苛刻，反应原料、试剂和设备均需充分干燥，反应中还需加入脱水剂，导致操作复杂，生产成本较高。

发明内容

有鉴于此，为克服现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种利用废旧聚苯乙烯泡沫塑料制备溴化聚苯乙烯的方法，操作简便，不仅可以充分回收利用废旧聚苯乙烯泡沫塑料，大大减少环境污染，而且可以降低溴化反应要求，减少反应试剂，降低生产成本。

为达到此目的，本发明提供了一种利用废旧聚苯乙烯泡沫塑料制备溴化聚苯乙烯的方法，包括以下步骤：将废旧聚苯乙烯泡沫塑料溶于非极性有机溶剂中制成质量百分浓度为5～20％的溶液，向该溶液中加入与废旧聚苯乙烯泡沫塑料质量比为3～15∶100的相转移催化剂，升温至35～45℃，搅拌使溶解，再滴加与废旧聚苯乙烯泡沫塑料质量比为1～3.5∶1的单质溴，滴加完毕后于温度35～45℃搅拌反应3～6小时，加入碱溶液终止反应，用水洗涤至中性，再滴加至沸水中析出溴化聚苯乙烯，过滤，干燥，即得成品。

进一步，所述非极性有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、氯乙烷、1，1-二氯乙烷、1，2-二氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、1，1，1，2-四氯乙烷、1，1，2，2-四氯乙烷、苯、甲苯和二甲苯中的一种或多种；

进一步，所述非极性有机溶剂为1，2-二氯乙烷；

进一步，所述相转移催化剂为聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇1540、聚乙二醇辛基苯基醚和壬基酚聚氧乙烯醚中的任一种；

进一步，所述相转移催化剂为聚乙二醇600；

进一步，所述废旧聚苯乙烯泡沫塑料溶液的质量百分浓度为5～10％；

进一步，所述相转移催化剂与废旧聚苯乙烯泡沫塑料的质量比为3～10∶100；

进一步，所述单质溴与废旧聚苯乙烯泡沫塑料的质量比为1～1.6∶1；

进一步，所述废旧聚苯乙烯泡沫塑料与单质溴的反应温度为40℃。

本发明的有益效果在于：本发明利用废旧聚苯乙烯泡沫塑料制备溴化聚苯乙烯的方法采用相转移催化法，操作简便，不仅可以充分回收利用废旧聚苯乙烯泡沫塑料，大大减少环境污染，而且可以降低溴化反应要求，减少反应试剂，降低生产成本，所得溴化聚苯乙烯颗粒均匀，呈白色或浅黄色，溴含量高于50％，玻璃化转变温度约为120℃，可以替代采用聚苯乙烯新料制得的溴化聚苯乙烯作为通用型塑料的阻燃添加剂，具有良好的应用前景和社会经济效益。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为聚乙二醇(PEG)相转移催化废旧聚苯乙烯泡沫塑料制备溴化聚苯乙烯的反应机理图；