[发明专利]一种叠氮化共聚物修饰石墨改性聚苯乙烯基树脂的制备方法

说明书

本发明提供一种叠氮化共聚物修饰石墨改性聚苯乙烯基树脂的制备方法，首先将石墨表面进行叠氮化共聚物修饰，后加入到苯乙烯以及甲基丙烯酸酯类单体混合物中，通过本体聚合方式制备叠氮化共聚物修饰石墨改性聚苯乙烯基聚合物树脂，通过对石墨表面修饰，使其在聚苯乙烯中均匀分散，甲基丙烯酸酯类单体使二氧化碳在树脂中溶解度增加，利于二氧化碳发泡，利用丙烯酰氯与溴化苯乙烯的协同叠氮化，稳定性好，提高石墨上聚合物包覆量，使石墨与树脂有良好相容性，最终制备的XPS有较低的密度和优异的绝热性能，与传统熔融共混方法相比，石墨添加量较低时，制备的XPS具有优异的绝热性能，整个制备XPS过程没有废水和有害气的排放，对环境没有危害。

技术领域

本发明为一种叠氮化共聚物修饰石墨改性聚苯乙烯基树脂的制备方法，所制备的树脂用于挤塑聚苯乙烯泡沫塑料的生产，产品密度低，绝热性能好。

背景技术

挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)，凭借其优异的性能，例如，保温性能好，强度高，同时质地轻，使用方便等，在建筑物墙体保温、包装材料，防震等领域广泛使用。自上世纪90年代末进入中国以来，随着房地产行业的迅速发展以及国家实行节能减排政策，XPS市场需求逐年增加。

提高XPS的保温隔热性能，越来越受到人们的关注。一般型的XPS导热系数在0.029～0.030W/(m·K)，为了降低导热性数，常在聚苯乙烯树脂中加入不透辐射热的材料，例如炭黑，金属氧化物，金属粉末或颜料。在欧洲专利号EP0372343中，聚苯乙烯泡沫中含有1～25％的炭黑，所制备的XPS导热系数降低。欧洲专利号EP0981574聚苯乙烯中添加石墨，PS泡沫的导热系数得到降低。这些方法通过不同的方式加入不透辐射材料，由于不透辐射材料的成核作用，导致了其在树脂基体中分性不均匀，从而使用量较大，产品成本较高。

我国目前XPS泡沫行业主要采用氟氯烃或戊烷作为发泡剂，氟氯烃发泡剂对臭氧层具有破坏作用，同时也是一种强温室气体，戊烷非常容易挥发到大气中，造成污染。当采用二氧化碳为发泡剂，对环境友好，但是二氧化碳在聚苯乙烯树脂中溶解度较低，不利于其发泡，使得制品密度较高，绝热性能不佳。

发明内容

本发明的所解决的技术问题即在提供一种叠氮化共聚物修饰石墨改性聚苯乙烯基树脂的制备方法，所制备的树脂用于XPS的生产。首先对苯乙烯进行除阻聚剂，其次对石墨进行叠氮化共聚物改性，最后将改性石墨，苯乙烯以及甲基丙烯酸酯类单体通过本体聚合制备树脂，用于XPS的生产。

本发明所采用的技术手段如下所述。

一种叠氮化共聚物修饰石墨改性聚苯乙烯基树脂的制备方法，包含以下步骤。

a)苯乙烯预处理：5％氢氧化钠洗涤，用去离子水洗涤至PH在7，氢化钙除水后减压蒸馏。

b)石墨的表面修饰：将丙烯酰氯、甲基苯乙烯、溴化苯乙烯混合后，加入引发剂，60～100℃下反应3～24h；将所制备的共聚物溶于四氢呋喃，与叠氮化物水溶液，-10～5℃下反应5～20h，制得叠氮化共聚物，将该叠氮化共聚物与石墨加入N，N-二甲基乙酰胺溶剂中，140～160℃下搅拌1～8h，制得叠氮化共聚物改性的石墨。

c)苯乙烯基树脂的制备：将上述改性石墨、苯乙烯单体与甲基丙烯酸酯类单体在145～148℃下反应1～12h，最终转化率在49～99％，制得叠氮化共聚物修饰石墨改性聚苯乙烯基树脂。

所述制得的叠氮化共聚物修饰石墨改性聚苯乙烯基树脂，用于挤塑聚苯乙烯泡沫塑料的生产：将叠氮化共聚物修饰石墨改性聚苯乙烯基树脂加入挤出机中，加工温度110～135℃，通过发泡剂注入系统将二氧化碳注入树脂中，发泡制品从机头挤出，在辅机上定型，冷却，制备挤塑聚苯乙烯泡沫塑料，其导热系数为0.022～0.028W/(m·K)。