[发明专利]生产苯乙烯聚合物的可发泡颗粒的方法

说明书

本发明涉及生产具有改进可加工性的苯乙烯聚合物的可发泡颗粒的方法。

本发明更具体涉及生产苯乙烯聚合物的可发泡颗粒或珠粒的方法，该颗粒或珠粒特别适合在低收缩度、高烧结度和在模具中相对短的停留时间下模塑具有极好表面外观的最终产品和块料。

生产苯乙烯聚合物，特别是聚苯乙烯的可发泡颗粒的方法是本领域公知的。该方法基本上包括如下阶段：-在聚合期间或聚合后将沸点低于聚合物软化点的发泡剂加入聚合物中；-洗涤该聚合物并离心分离；-用空气干燥；-筛分出均匀级分(可能借助抗静电剂)；-沉积涂料；-包装。

可发泡苯乙烯聚合物的转化方法也是本领域公知的。该方法基本上由如下操作步骤组成：-在100-105℃的蒸汽下预发泡。发泡通过加热至高于发泡剂的沸点和苯乙烯聚合物的软化点的温度而进行。；-在室温下陈化预发泡颗粒24小时；-最后在蒸汽下模塑。对于生产低密度发泡的块料和最终产品，将预发泡颗粒投入限定所需最终制品形状的模具的模腔中，然后加热至高于发泡剂的沸点和聚合材料的软化点的温度。在此加热期间，因限定了可用空间，颗粒膨胀并烧结形成具有所用模具的模腔形状和尺寸的物体。模塑后将成型的物体在模具中冷却足够长的时间以避免从模具中取出时变形。由于发泡的塑料材料为极好的热绝缘体，因此在模具中需要相当长的停留时间以冷却成型物体；-评估模塑的最终产品的外观、烧结度等。

已经知道，为改进发泡聚苯乙烯颗粒的加工性，在沉积涂层之前在至少一种抗静电剂存在下对这些颗粒进行热处理是方便的，此处理导致相当量的发泡剂损失，但同时改进了诸如下列性能：-在模具中的低停留时间；    -从模具中取出后模塑的最终制品的低收缩性；-高烧结度；-降低陈化时间；-对颜料或其它表面添加剂的高吸收性能。

此处理可能导致对聚合物表面的改性，从而获得上述改进。

例如，EP-A-518,140公开了对含有加入的2至20wt％发泡剂的可发泡苯乙烯聚合物颗粒进行热处理的方法，该方法包括：-用不超过1wt％的抗静电剂，例如用环氧乙烷含量为10至50wt％和重均分子量为1,000至5,000的环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物覆盖这些颗粒；-通过将这些颗粒加热至温度低于苯乙烯聚合物的玻璃化转变温度，除去包括于这些颗粒中的部分发泡剂；-快速冷却颗粒使发泡剂停止蒸发；-按照常规方法沉积涂料。

如此处理的发泡颗粒具有非常令人感兴趣的特性，如：a)在模具中的低停留时间，通常等于或低于冷却由未处理的颗粒或用常规体系处理的颗粒获得的块料或最终产品所需时间的50％；b)从模具中取出后块料或最终产品的收缩率低于1％；c)发泡颗粒的高烧结度；d)预发泡步骤后的短陈化时间；e)对颜料或其它表面添加剂的高吸收性能。

然而，通过加热至温度低于材料的玻璃化转变温度，例如35至50℃，以部分除去发泡剂也存在缺点。实际上，通过这种操作而发生的发泡剂损失为颗粒中包含的发泡剂总重量的5-50wt％。

此损失减少了制备低密度发泡产品的可能性，同时通常还需要用低沸点脂族烃如戊烷或己烷回收发泡剂本身，必须回收的原因是基于费用和环境卫生。

此外，相同的除去发泡剂操作需要很长的处理时间，且这极大地降低了生产率。

本申请人现在已发现一种改进苯乙烯聚合物的发泡颗粒的可加工性的方法，该方法克服了上述缺点，而又不降低可通过现有技术体系获得的性能(a)-(e)。此结果已成为可能，因此已发现本发明的新方法能够使颗粒的热处理仅限于颗粒本身的表面。

因此，本发明涉及一种生产具有改进加工性的苯乙烯聚合物可发泡颗粒的方法，包括：ⅰ)生产其中含加入的2至20％发泡剂的苯乙烯聚合物可发泡颗粒；ⅱ)用低于1wt％的抗静电剂覆盖这些颗粒(紧接在筛分阶段之前或之后)；ⅲ)通过简单机械摩擦在短时间内在混合设备中剧烈摩擦颗粒以加热其表面；ⅳ)从混合设备中卸出如此处理过的颗粒。

在操作步骤(ⅰ)-(ⅳ)之后，准备将可发泡产品用涂料按照常规方法处理。

由于本发明的特殊处理目的，即在颗粒表面上进行简单机械处理，同时由于苯乙烯聚合物，特别是聚苯乙烯的不良导热性，加热被限制在颗粒的很少表面层，因此温度几乎立即升高。

在实际实验中，不可能测量在珠粒表面出现的温度升高，即使可以估计到可大大超过100℃。实际上，用温度计测量的是处理刚刚结束后物料的温度。

当物料(颗粒物料)的温度为20至55℃时，在转化中的有益性能是特别明显的结果。