[发明专利]生产聚苯乙烯型珠粒和可发泡聚苯乙烯型珠粒的方法

说明书

本发明涉及一种生产聚苯乙烯型珠粒和可发泡聚苯乙烯型珠粒的方法。更具体地说，本发明涉及一种生产窄粒径分布的聚苯乙烯型珠粒和可发泡聚苯乙烯型珠粒的方法。

大家熟悉的生产聚苯乙烯型珠粒的传统方法之一采用苯乙烯型单体在水介质中在悬浮稳定剂存在下进行悬浮聚合。

鉴于得到的聚合物珠粒的热稳定性、机械强度、透明性以及其他性质，微溶于水的无机盐如磷酸三钙通常用作上述悬浮稳定剂。这些微溶于水的无机盐对苯乙烯型单体没有多大的亲合性，因此通常混入少量表面活性剂如十二烷基苯磺酸钠作为辅助的悬浮稳定剂。

但是，采用微溶于水的无机盐和表面活性剂组合的上述悬浮聚合方法，难以将生产的苯乙烯型聚合物珠粒的尺寸调整到特定的窄范围内，因此只能得到有宽粒径分布的聚合物珠粒。

所以，在常规悬浮聚合方法中，需要将得到的聚合物珠粒筛选并分类成几个预定的珠粒直径范围，用于不同用途。

用上述悬浮聚合法得到的聚苯乙烯型珠粒通过用发泡剂如丁烷或戊烷浸渍可制得可发泡聚苯乙烯型珠粒。珠粒直径为0．25～2．0mm的可发泡聚苯乙烯型珠粒通常按需要使用。珠粒直径为0．25～0．5mm的可发泡聚苯乙烯型珠粒用来制造热饮料、预烹调食品等的杯子，或用于流延法的溶失泡沫塑料。珠粒直径为0．5～1．2mm的可发泡聚苯乙烯型珠粒用于各种包装材料和模塑制品如鱼箱。珠粒直径为0．7～2．0mm的可发泡聚苯乙烯型珠粒制成用于轻质堤坝法的大型块料用在土木工程或绝热材料中。

因此，考虑到提高生产率、避免繁重的原料处理以及减少不希望等级的聚合物珠粒的处理过程，为了有效地生产所需珠粒直径的聚合物珠粒并减少不希望珠粒直径的聚合物珠粒的生成，在工业上对生产有窄粒径分布的聚苯乙烯型珠粒的聚合方法有强烈的需要。

已知的苯乙烯型单体的悬浮聚合方法采用在微溶于水的磷酸盐存在下，在不使用表面活性剂的情况下聚合，以生产有大致相等珠粒直径的聚合物珠粒(该方法称为无皂聚合)(见日本审定专利公告No．Sho 46(1971)-15112，它对应于英国专利No．1188252和美国专利No．2652392)。就这样的无皂聚合方法来说，在日本已审定专利No．sho 46(1971)-15112中使用水溶性亚硫酸盐作为必需的添加剂，而在U．S No．2652392中使用水溶性过硫酸盐作为必需的添加剂。

虽然在上述专利中公开的无皂聚合方法可使粒径分布比一般的悬浮聚合物方法得到的更窄，但这些方法还不能完全令人满意。

因此，本发明的目的是要提供一种生产有很窄粒径分布的聚苯乙烯型珠粒和可发泡聚苯乙烯型珠粒的方法，以便有效地生产有所需珠粒直径的聚合物珠粒和减少不希望的珠粒直径的聚合物珠粒的生成。

本发明的另一目的是提供一种控制珠粒直径到所需值并生产有窄粒径分布的聚苯乙烯型珠粒的方法，以及提供一种生产可发泡聚苯乙烯型珠粒的方法，该可发泡苯乙烯型珠粒当进行发泡模塑时可生产有极好质量的发泡模塑制品。

本发明提供了一种生产聚苯乙烯型珠粒的方法，该法包括使苯乙烯型单体在水介质中、在搅拌下(搅拌叶片端部速率为2．3～5．5m／sec)、在微溶于水的磷酸盐和水溶性亚硫酸盐和／或水溶性过硫酸盐存在下进行悬浮聚合的步骤。

另外，本发明还提供这样一种生产聚苯乙烯型珠粒的方法，其中使用的微溶于水的磷酸盐含无定形磷酸钙(CaO／P₂O₅重量比为0．90～1．45)，和该磷酸钙当制成10％(重)水浆液时的电导率为150～10000μs／cm，当制成1．5％(重)水浆液时的半沉降时间为5～20min。

此外，本发明还提供这样一种生产聚苯乙烯型珠粒的方法，其中在这一方法中使用的微溶于水的磷酸盐含有无定形磷酸钙(CaO／P₂O₅重量比为0．90～1．45)，以及该磷酸钙在800℃下烧结3小时后，得到的烧结产物含由X射线衍射法得到的羟基磷灰石和β-TCP的最强峰计算的峰强度比为5-100％的β-TCP(磷酸三钙)。

另外，本发明还提供一种生产聚苯乙烯型珠粒的方法，它包括使苯乙烯型单体在水介质中、在微溶于水的磷酸盐和水溶性亚硫酸盐与水溶性过硫酸盐的组合存在下进行悬浮聚合的步骤。

此外，本发明还提供这样一种按上述方法生产可发泡聚苯乙烯型珠粒的方法，其中在聚合过程中用发泡剂浸渍苯乙烯型珠粒。