專利名稱：回收級可發性聚苯乙烯以及利用種子聚合法制備回收級可發性聚苯乙烯的方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料的合成技術領域，具體涉及一種回收級可發性聚苯乙烯以及利用種子聚合法制備回收級可發性聚苯乙烯的方法。
背景技術：
可發性聚苯乙烯(簡稱EPS)廣泛應用于包裝、建材、漁業、工藝品等領域，目前，全中國的EPS產量達到400萬噸/年以上，然而，EPS在加工過程中不可避免地會有泡沫廢品、切割后的邊角料等廢料產生，而且，用于包裝使用的EPS泡沫一次性使用后也成為廢品，由此導致大量廢舊EPS泡沫的產生，這些EPS廢品對環境是一種污染。現有技術中，EPS廢品可回收再利用，EPS廢品回收商一般將回收的廢舊EPS泡沫 采用押出機經融熔擠出造粒，制成聚苯乙烯(簡稱PS)，然后出售給制造鏡框、鞋底等生產廠 家加以使用，通常由EPS廢品制成的PS售價在6000 7000元/噸，與之相比，正常的EPS完全由苯乙烯制成，而苯乙烯的價格高達10000元/噸左右，比PS的價格高出3000 4000元/噸，可見，由EPS廢品制造的PS價格大大低于正常EPS的價格。因此，如果能將EPS廢品進行循環利用，再制成EPS，不僅解決了環境污染的問題，而且提升了 EPS廢品的商業價值，有利于降低企業的生產成本，比如正常的EPS完全由苯乙烯制成，而苯乙烯價格高達10000元/噸左右，比EPS廢品制成的PS價格高出3000 4000元/噸，因此，正常EPS售價至少在11500元以上。然而，如果利用25 50%的EPS廢品制成PS來替代昂貴的苯乙烯作為部分原料，再與苯乙烯聚合造粒而制成EPS，則相應有25 50%部份的原料可以便宜3000 4000元/噸，相當于低于正常EPS的價格達750 2000元/噸，由此，所制成的EPS也相應地比正常EPS的價格低750 2000元/噸，這對于EPS泡沫加工廠來說是非常具有吸引力的；同樣，如果企業采用由廢品EPS制造的低價原料，則可以大大節約成本，獲得比正常品EPS更高的利潤。據統計，EPS泡沫廠加工過程中，廢品率在O. 3%左右，如果以全中國實際EPS使用量300萬噸/年計算，每年大約有9000噸的廢舊EPS泡沫產生，因此，如何綜合合理利用、提升EPS廢品的商業價值，是值得企業深入研究的課題。

發明內容
本發明的目的之一在于避免現有技術中的不足之處而提供一種節約成本的回收級可發性聚苯乙烯。本發明的目的之二在于避免現有技術中的不足之處而提供一種節約成本的利用種子聚合法制備回收級可發性聚苯乙烯的方法。
本發明的目的通過以下技術方案實現
提供一種回收級可發性聚苯乙烯，由以下重量份的原料組成
苯乙烯單體50 75份；回收料種子25 50份；
分散劑O. 05 2份；
引發劑O. 3 2份；
發泡劑4 8份；
增塑劑O. 5 10份；
表面涂層劑O. 2 I份；
靜電防止劑0.01 I份；
去離子水100 130份；
所述回收料種子為回收的可發性聚苯乙烯泡沫廢品經過粉碎后融熔造粒，并篩分后獲得的顆粒粒徑為O. 2 O. 5mm的聚苯乙烯顆粒。優選的，所述回收級可發性聚苯乙烯由以下重量份的原料組成
苯乙烯單體60 70份；
回收料種子35 45份；
分散劑O. 05 I. 5份；
引發劑O. 5 I. 5份；
發泡劑5 7份；
增塑劑2 6份；
表面涂層劑O. 2 I份；
靜電防止劑0.01 I份；
去離子水100 120份。優選的，所述引發劑為過氧化二苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二異丙苯中的任意一種或一種以上的混合物；
所述發泡劑為C4 C6低沸點的直鏈烷烴或環烷烴；
所述增塑劑為硅油或者由對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、乙苯按任意比例混合而成的混合二甲苯溶液；
所述表面涂層劑為硬脂酸鋅；
所述靜電防止劑為十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽。更優選的，所述發泡劑為丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷、新戊烷、環戊烷中的任意一種或一種以上的混合物。進一步的，所述發泡劑為異戊烷和正戊烷的混合物，其中異戊烷和正戊烷的重量百分比為3:7 7:3。采用落球粘度法測定所述回收級可發性聚苯乙烯的分子量為35000 60000。本發明提供一種利用種子聚合法制備回收級可發性聚苯乙烯的方法，包括有以下步驟
1)回收料種子的制備
將回收的可發性聚苯乙烯泡沫廢品粉碎后，經融熔擠出造粒，然后篩分出粒徑為
O.2 O. 5mm的聚苯乙烯顆粒作為回收料種子備用；
2)種子聚合反應
將去離子水、回收料種子、分散劑按配方量依次投入反應釜中，然后升溫至50 65°C，再緩慢加入苯乙烯單體，同時加入配方量的引發劑和增塑劑，繼續升溫至80 90°C進行低溫聚合反應，其中所述苯乙烯單體的加入時間為2 8小時；在低溫反應結束后，再加入配方量的發泡劑，并升溫至110 130°C進行高溫聚合反應，獲得聚合物；
3)調節pH值
待反應釜冷卻后，將物料轉移至中間槽，向中間槽內添加鹽酸調節pH值為4 6 ; 4)洗滌、脫水、干燥及篩分
將聚合物依次經過洗滌、脫水、干燥、篩分的工序后，獲得回收級可發性聚苯乙烯原
料；
5)包裝成品
將所述回收級可發性聚苯乙烯原料放入混合機，然后添加配方量的表面涂層劑和靜電防止劑，攪拌均勻后，包裝制得成品。所述步驟2)中，所述低溫聚合反應的時間為5 15小時,所述高溫聚合反應的時間為5 8小時總的聚合反應的時間為12 18小時，壓力為O. 4 IMPa。本發明的有益效果
本發明采用EPS泡沫廢品經融熔造粒制得聚苯乙烯顆粒作為回收料種子，替代部分價格高昂的苯乙烯原料，通過聚合反應制備回收級可發性聚苯乙烯，從而使企業可采用價格更加低廉的原料生產EPS，由此顯著降低了生產成本，為企業創造更大的經濟價值，而且本發明實現了對EPS泡沫廢品的回收再利用，在保護環境的同時大大提升了 EPS泡沫廢品的商業價值，也滿足了 EPS在包裝、隔熱等領域的原料供應更加低廉的市場需求。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。實施例I
向5升反應釜中加入去離子水2500克，分散劑磷酸三鈣15克，開啟攪拌，然后升溫到60°C，加入回收料種子500克，然后再采用滴加的方式緩慢加入苯乙烯單體1500克，引發劑過氧化二苯甲酰8克，過氧化苯甲酸叔丁酯4克，增塑劑混合二甲苯I克，其中苯乙烯單體的滴加時間控制在3小時內加完，苯乙烯單體加完后，再繼續升溫至90°C，進行低溫懸浮聚合反應，反應6小時，然后加入發泡劑140克，并升溫至125°C進行高溫聚合反應，反應8小時，總聚合反應時間為14小時，壓力為O. 4 O. 9MPa，反應完畢后，冷卻物料并轉移至中間槽，加鹽酸調節PH值為4 6，并進行洗滌，洗滌后采用分離機脫水，干燥聚合物后，經篩分得到回收級可發性聚苯乙烯原料，最后，每千克回收級可發性聚苯乙烯原料添加表面涂層劑硬脂酸鋅4克、靜電防止劑十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽O. 3克，最后包裝成成品。本實施例中，回收料種子為回收的可發性聚苯乙烯泡沫廢品經過粉碎后融熔造粒，并篩分后獲得的顆粒粒徑為O. 2 O. 5mm的聚苯乙烯顆粒；
發泡劑是由異戊烷和正戊烷混合而成，其中異戊烷與正戊烷的重量百分比為3 :7。實施例2
向5升反應釜中加入去離子水2500克，分散劑磷酸三鈣18克，開啟攪拌，然后升溫到50°C，加入回收料種子700克，然后再采用滴加的方式緩慢加入苯乙烯單體1300克，引發劑過氧化二苯甲酰7克，過氧化苯甲酸叔丁酯5克，增塑劑混合二甲苯2克，其中苯乙烯單體的滴加時間控制在2. 5小時內加完，苯乙烯單體加完后，再繼續升溫至90°C，進行低溫懸浮聚合反應，反應7小時，然后加入發泡劑150克，并升溫至120°C進行高溫聚合反應，反應8小時，總聚合反應時間為15小時，壓力為O. 4 O. 8MPa，反應完畢后，冷卻物料并轉移至中間槽，加鹽酸調節PH值為4 6，并進行洗滌，洗滌后采用分離機脫水，干燥聚合物后，經篩分得到回收級可發性聚苯乙烯原料，最后，每千克回收級可發性聚苯乙烯原料添加表面涂層劑硬脂酸鋅4克、靜電防止劑十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽O. 3克，最后包裝成成品O本實施例中，回收料種子為回收的可發性聚苯乙烯泡沫廢品經過粉碎后融熔造粒，并篩分后獲得的顆粒粒徑為O. 2 O. 5mm的聚苯乙烯顆粒；
發泡劑是由異戊烷和正戊烷混合而成，其中異戊烷與正戊烷的重量百分比為I :1。實施例3
向5升反應釜中加入去離子水2500克，分散劑碳酸鈣20克，開啟攪拌，然后升溫到65°C，加入回收料種子1000克，然后再采用滴加的方式緩慢加入苯乙烯單體1000克，引發劑過氧化二苯甲酰7克，過氧化二異丙苯10克，增塑劑混合二甲苯I. 5克，其中苯乙烯單體的滴加時間控制在2小時內加完，苯乙烯單體加完后，再繼續升溫至90°C，進行低溫懸浮聚合反應，反應7小時，然后加入發泡劑150克，并升溫至125°C進行高溫聚合反應，反應8小時，總聚合反應時間為15小時，壓力為O. 4 O. 8MPa，反應完畢后，冷卻物料并轉移至中間槽，加鹽酸調節PH值為4 6，并進行洗滌，洗滌后采用分離機脫水，干燥聚合物后，經篩分得到回收級可發性聚苯乙烯，將此制得的EPS原料，最后，每千克回收級可發性聚苯乙烯原料添加表面涂層劑硬脂酸鋅4克、靜電防止劑十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽O. 2克，最后包裝成成品。本實施例中，回收料種子為回收的可發性聚苯乙烯泡沫廢品經過粉碎后融熔造粒，并篩分后獲得的顆粒粒徑為O. 2 O. 5mm的聚苯乙烯顆粒；
發泡劑是由異戊烷和正戊烷混合而成，其中異戊烷與正戊烷的重量百分比為6 :4。對比例I
對比例I為市場上所購買的普通可發性聚苯乙烯。將對比例I的普通可發性聚苯乙烯與實施例I 3制備的回收級可發性聚苯乙烯的性能進行對比分析
將實施例I 3制備的回收級可發性聚苯乙烯經化學檢測并采用發泡機發泡成密度20克/升，將發泡珠粒熟化4小時后采用自動成型機成型，進行物理強度等性能測試，并與對比例I的普通可發性聚苯乙烯的性能進行對比，結果如表I和表2所示
表I.實施例I 3的回收級可發性聚苯乙烯與普通可發性聚苯乙烯的性能對比
權利要求
1.一種回收級可發性聚苯乙烯，其特征在于由以下重量份的原料組成 苯乙烯單體50 75份； 回收料種子25 50份； 分散劑O. 05 2份； 引發劑O. 3 2份； 發泡劑4 8份； 增塑劑O. 5 10份； 表面涂層劑O. 2 I份； 靜電防止劑0.01 I份； 去離子水100 130份； 所述回收料種子為回收的可發性聚苯乙烯泡沫廢品經過粉碎后融熔造粒，并篩分后獲得的顆粒粒徑為O. 2 O. 5mm的聚苯乙烯顆粒。
2.根據權利要求I所述的回收級可發性聚苯乙烯，其特征在于由以下重量份的原料組成 苯乙烯單體60 70份； 回收料種子35 45份； 分散劑O. 05 I. 5份； 引發劑O. 5 I. 5份； 發泡劑5 7份； 增塑劑2 6份； 表面涂層劑O. 2 I份； 靜電防止劑O. 01 I份； 去離子水100 120份。
3.根據權利要求I或2任意一項所述的回收級可發性聚苯乙烯，其特征在于所述分散劑為磷酸三鈣、碳酸鈣、膨潤土中的任意一種； 所述引發劑為過氧化二苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二異丙苯中的任意一種或一種以上的混合物； 所述發泡劑為C4 C6低沸點的直鏈烷烴或環烷烴； 所述增塑劑為硅油或者由對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、乙苯按任意比例混合而成的混合二甲苯溶液； 所述表面涂層劑為硬脂酸鋅； 所述靜電防止劑為十八烷基二甲基羥乙基季銨硝酸鹽。
4.根據權利要求3所述的回收級可發性聚苯乙烯，其特征在于所述發泡劑為丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷、新戊烷、環戊烷中的任意一種或一種以上的混合物。
5.根據權利要求4所述的回收級可發性聚苯乙烯，其特征在于所述發泡劑為異戊烷和正戊烷的混合物，其中異戊烷和正戊烷的重量百分比為3:7 7:3。
6.根據權利要求I所述的回收級可發性聚苯乙烯，其特征在于采用落球粘度法測定所述回收級可發性聚苯乙烯的分子量為35000 60000。
7.利用種子聚合法制備權利要求I至6任意一項所述的回收級可發性聚苯乙烯的方法，其特征在于包括有以下制備步驟 1)回收料種子的制備 將回收的可發性聚苯乙烯泡沫廢品粉碎后，經融熔擠出造粒，然后篩分出粒徑為O.2 O. 5mm的聚苯乙烯顆粒作為回收料種子備用； 2)種子聚合反應 將去離子水、回收料種子、分散劑按配方量依次投入反應釜中，然后升溫至50 65°C，再緩慢加入苯乙烯單體，同時加入配方量的引發劑和增塑劑，繼續升溫至80 90°C進行低溫聚合反應，其中所述苯乙烯單體的加入時間為2 8小時；在低溫反應結束后，再加入配 方量的發泡劑，并升溫至110 130°C進行高溫聚合反應，獲得聚合物； 3)調節pH值 待反應釜冷卻后，將物料轉移至中間槽，向中間槽內添加鹽酸調節pH值為4 6 ; 4)洗滌、脫水、干燥及篩分 將聚合物依次經過洗滌、脫水、干燥、篩分的工序后，獲得回收級可發性聚苯乙烯原料； 5)包裝成品 將所述回收級可發性聚苯乙烯原料放入混合機，然后添加配方量的表面涂層劑和靜電防止劑，攪拌均勻后，包裝制得成品。
8.根據權利要求7所述的利用種子聚合生產回收級可發性聚苯乙烯的制備方法，其特征在于所述步驟2)中，所述低溫聚合反應的時間為5 10小時，所述高溫聚合反應的時間為5 8小時，總的聚合反應的時間為12 18小時，壓力為O. 4 IMPa。
全文摘要
本發明涉及高分子材料的合成技術領域，具體涉及一種回收級可發性聚苯乙烯以及采用種子聚合法制備回收級可發性聚苯乙烯的方法，本發明將可發性聚苯乙烯泡沫廢品經過融熔造粒、篩分后，選取顆粒粒徑在0.2～0.5mm的聚苯乙烯顆粒作為回收料種子，然后采用種子聚合的方法，生產回收級可發性聚苯乙烯，用此方法生產的回收級可發性聚苯乙烯具有原料價格低廉，可節約生產成本的優點，在保護環境的同時大大提升了可發性聚苯乙烯泡沫廢品的商業價值，產品可應用于包裝、隔熱等領域。
文檔編號C08F4/34GK102875734SQ20121037255
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者曾首元 申請人:東莞新長橋塑料有限公司