一種疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂的制備方法，首先將石墨表面進(jìn)行疊氮化共聚物修飾，后加入到苯乙烯以及甲基丙烯酸酯類單體混合物中，通過本體聚合方式制備疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基聚合物樹脂，通過對(duì)石墨表面修飾，使其在聚苯乙烯中均勻分散，甲基丙烯酸酯類單體使二氧化碳在樹脂中溶解度增加，利于二氧化碳發(fā)泡，利用丙烯酰氯與溴化苯乙烯的協(xié)同疊氮化，穩(wěn)定性好，提高石墨上聚合物包覆量，使石墨與樹脂有良好相容性，最終制備的XPS有較低的密度和優(yōu)異的絕熱性能，與傳統(tǒng)熔融共混方法相比，石墨添加量較低時(shí)，制備的XPS具有優(yōu)異的絕熱性能，整個(gè)制備XPS過程沒有廢水和有害氣的排放，對(duì)環(huán)境沒有危害。

Process for preparing polystyrene resin modified by azide copolymer modified graphite

The invention provides a preparation method of azide copolymer modified graphite modified polystyrene resin, the azide copolymer modified graphite surface, adding to styrene and methyl acrylate monomer mixtures, prepared by bulk polymerization of azide copolymer modified graphite modified polystyrene based polymer resin, through the the surface modification of graphite, which uniformly dispersed in polystyrene, methyl acrylate monomers to increase carbon dioxide solubility in the resin, to carbon dioxide foam, combined with azide, acryloyl chloride and bromide styrene with good stability, improve the polymer coated graphite, the graphite and resin has good compatibility, final preparation XPS has low density and excellent insulating performance, compared with the conventional melt mixing method, the content of graphite At lower temperatures, the prepared XPS has excellent thermal insulation properties, and there is no waste water or harmful gas emissions during the preparation of XPS, which is not harmful to the environment.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂的制備方法
本專利技術(shù)為一種疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂的制備方法，所制備的樹脂用于擠塑聚苯乙烯泡沫塑料的生產(chǎn)，產(chǎn)品密度低，絕熱性能好。
技術(shù)介紹
擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS），憑借其優(yōu)異的性能，例如，保溫性能好，強(qiáng)度高，同時(shí)質(zhì)地輕，使用方便等，在建筑物墻體保溫、包裝材料，防震等領(lǐng)域廣泛使用。自上世紀(jì)90年代末進(jìn)入中國(guó)以來(lái)，隨著房地產(chǎn)行業(yè)的迅速發(fā)展以及國(guó)家實(shí)行節(jié)能減排政策，XPS市場(chǎng)需求逐年增加。提高XPS的保溫隔熱性能，越來(lái)越受到人們的關(guān)注。一般型的XPS導(dǎo)熱系數(shù)在0.029~0.030W/(m·K)，為了降低導(dǎo)熱性數(shù)，常在聚苯乙烯樹脂中加入不透輻射熱的材料，例如炭黑，金屬氧化物，金屬粉末或顏料。在歐洲專利號(hào)EP0372343中，聚苯乙烯泡沫中含有1~25%的炭黑，所制備的XPS導(dǎo)熱系數(shù)降低。歐洲專利號(hào)EP0981574聚苯乙烯中添加石墨，PS泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)得到降低。這些方法通過不同的方式加入不透輻射材料，由于不透輻射材料的成核作用，導(dǎo)致了其在樹脂基體中分性不均勻，從而使用量較大，產(chǎn)品成本較高。我國(guó)目前XPS泡沫行業(yè)主要采用氟氯烴或戊烷作為發(fā)泡劑，氟氯烴發(fā)泡劑對(duì)臭氧層具有破壞作用，同時(shí)也是一種強(qiáng)溫室氣體，戊烷非常容易揮發(fā)到大氣中，造成污染。當(dāng)采用二氧化碳為發(fā)泡劑，對(duì)環(huán)境友好，但是二氧化碳在聚苯乙烯樹脂中溶解度較低，不利于其發(fā)泡，使得制品密度較高，絕熱性能不佳。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的所解決的技術(shù)問題即在提供一種疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂的制備方法，所制備的樹脂用于XPS的生產(chǎn)。首先對(duì)苯乙烯進(jìn)行除阻聚劑，其次對(duì)石墨進(jìn)行疊氮化共聚物改性，最后將改性石墨，苯乙烯以及甲基丙烯酸酯類單體通過本體聚合制備樹脂，用于XPS的生產(chǎn)。本專利技術(shù)所采用的技術(shù)手段如下所述。一種疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂的制備方法，包含以下步驟。a)苯乙烯預(yù)處理：5%氫氧化鈉洗滌，用去離子水洗滌至PH在7，氫化鈣除水后減壓蒸餾。b）石墨的表面修飾：將丙烯酰氯、甲基苯乙烯、溴化苯乙烯混合后，加入引發(fā)劑，60~100℃下反應(yīng)3~24h；將所制備的共聚物溶于四氫呋喃，與疊氮化物水溶液，-10~5℃下反應(yīng)5~20h，制得疊氮化共聚物，將該疊氮化共聚物與石墨加入N，N-二甲基乙酰胺溶劑中，140~160℃下攪拌1~8h，制得疊氮化共聚物改性的石墨。c）苯乙烯基樹脂的制備：將上述改性石墨、苯乙烯單體與甲基丙烯酸酯類單體在145~148℃下反應(yīng)1~12h，最終轉(zhuǎn)化率在49~99%，制得疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂。所述制得的疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂，用于擠塑聚苯乙烯泡沫塑料的生產(chǎn)：將疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂加入擠出機(jī)中，加工溫度110~135℃，通過發(fā)泡劑注入系統(tǒng)將二氧化碳注入樹脂中，發(fā)泡制品從機(jī)頭擠出，在輔機(jī)上定型，冷卻，制備擠塑聚苯乙烯泡沫塑料，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.022~0.028W/(m·K)。步驟b）中，石墨采用粒徑1~50μm，在丙烯酰氯、甲基苯乙烯、溴化苯乙烯的混合物中，丙烯酰氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)40~80%，甲基苯乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)10~50%，溴化苯乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)10~20%，石墨與丙烯酰氯、甲基苯乙烯、溴化苯乙烯混合物總質(zhì)量之比為1：1~1：10所述步驟b）中的疊氮化物水溶液濃度質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~45%，該氮化物水溶液的溶質(zhì)為疊氮化鈉、疊氮化鉀其中的一種。所述步驟b）中的引發(fā)劑的量為丙烯酰氯、甲基苯乙烯、溴化苯乙烯的混合物總質(zhì)量的0.1~1%。所述步驟c）中改性石墨、苯乙烯單體與甲基丙烯酸酯類單體的熱反應(yīng)中加入引發(fā)劑，該引發(fā)劑為偶氮類引發(fā)劑或過氧化物引發(fā)劑，引發(fā)劑的量為改性石墨、苯乙烯單體與甲基丙烯酸酯類單體總質(zhì)量的0.1~1%。所述步驟b）與步驟c）中，所述偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異戊腈、偶氮二異庚腈、偶氮丁腈基甲酰胺、偶氮二環(huán)己基甲腈、偶氮二異丁酸二甲酯其中的一種，或過氧化物引發(fā)劑為過氧化甲酰、過氧化苯甲酰叔丁酯、過氧化甲乙酮其中的一種。所述步驟c）中，所述的在改性石墨，苯乙烯單體、甲基苯乙烯單體混合物中，改性石墨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5~10%，苯乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45~90%，甲基苯乙烯單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~50%。所述甲基丙烯酸酯類單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯其中的一種。本專利技術(shù)所產(chǎn)生的有益效果如下。本專利技術(shù)通過對(duì)石墨進(jìn)行疊氮化聚合物改性，在苯乙烯本體聚合階段引入到樹脂基體中，同時(shí)對(duì)石墨表面的改性處理，使得填料在樹脂基體中得以均勻分散，在添加量較低的情況下可以取得較好的效果。通過共聚在聚苯乙烯鏈段中引入甲基丙烯酸酯類鏈段，提高了二氧化碳在樹脂基體中的溶解度，降低了制品的密度，提高材料的絕熱性能。利用本專利技術(shù)方法所制備的XPS，導(dǎo)熱系數(shù)低。本專利技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，成本低，產(chǎn)品性能穩(wěn)定。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)的一種疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂的制備方法，其特征在于，包含以下步驟。a)苯乙烯預(yù)處理：質(zhì)量百分含量5%的氫氧化鈉溶液洗滌3-5次，用去離子水洗滌至PH在7左右，氫化鈣除水后減壓蒸餾。b）石墨的表面修飾：將丙烯酰氯、甲基苯乙烯、溴化苯乙烯按一定比例混合后，加入引發(fā)劑，60~100℃下反應(yīng)3~24h。將所制備的共聚物溶于四氫呋喃，與疊氮化物水溶液，-10~5℃下反應(yīng)5~20h，制得疊氮化共聚物，將該疊氮化共聚物與石墨加入N，N-二甲基乙酰胺溶劑中，140~160℃下攪拌1~8h，制得疊氮化共聚物改性的石墨。c）苯乙烯基樹脂的制備：將所述改性石墨、苯乙烯單體與甲基丙烯酸酯類單體在145~148℃下反應(yīng)1~12h，最終轉(zhuǎn)化率在49~99%，制得疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂。該制得的疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂，用于XPS的生產(chǎn)：將疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂加入擠出機(jī)中，加工溫度110~135℃，通過發(fā)泡劑注入系統(tǒng)將二氧化碳注入樹脂中，發(fā)泡制品從機(jī)頭擠出，在輔機(jī)上定型，冷卻，制備XPS，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.022~0.028W/(m·K)。步驟b）中，石墨可采用粒徑1~50μm，優(yōu)選為20~40μm，在丙烯酰氯、甲基苯乙烯、溴化苯乙烯的混合物中，丙烯酰氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40~80%，甲基苯乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10~50%，溴化苯乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10~20%，石墨與丙烯酰氯、甲基苯乙烯、溴化苯乙烯混合物總質(zhì)量之比為1：1~1：10。所述步驟b）中的引發(fā)劑為偶氮類引發(fā)劑或過氧化物引發(fā)劑，引發(fā)劑的質(zhì)量為丙烯酰氯、甲基苯乙烯、溴化苯乙烯混合物總質(zhì)量的0.1~1%。所述步驟b）中的疊氮化物水溶液的濃度質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~45%，溶質(zhì)為疊氮化鈉、疊氮化鉀其中之一。所述步驟c）中改性石墨、苯乙烯單體與甲基丙烯酸酯類單體的熱反應(yīng)中加入引發(fā)劑，該引發(fā)劑為偶氮類引發(fā)劑或過氧化物引發(fā)劑，引發(fā)劑的量為改性石墨，苯乙烯單體、甲基苯乙烯單體混合物總質(zhì)量的0.1~1%，優(yōu)選為0.1~0.5%。所述步驟b)或c）中，所述偶氮類引發(fā)劑可選用偶氮二異丁腈、偶氮二異戊腈、偶氮二異庚腈、偶氮丁腈基甲酰胺、偶氮二環(huán)己基甲腈、偶氮二異丁酸二甲酯其中一種，過氧化物引發(fā)劑可選用過氧化甲酰、過氧化苯甲酰叔丁酯、過氧化甲乙酮其中一種。所述甲基丙烯酸酯類單體本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：a)苯乙烯預(yù)處理：5%氫氧化鈉洗滌，用去離子水洗滌至PH在7，氫化鈣除水后減壓蒸餾；b）石墨的表面修飾：將丙烯酰氯、甲基苯乙烯、溴化苯乙烯混合后，加入引發(fā)劑，60~100℃下反應(yīng)3~24h；將所制備的共聚物溶于四氫呋喃，與疊氮化物水溶液，?10~5℃下反應(yīng)5~20h，制得疊氮化共聚物，將該疊氮化共聚物與石墨加入N，N?二甲基乙酰胺溶劑中，140~160℃下攪拌1~8h，制得疊氮化共聚物改性的石墨；c）苯乙烯基樹脂的制備：將上述改性石墨、苯乙烯單體與甲基丙烯酸酯類單體在145~148℃下反應(yīng)1~12h，最終轉(zhuǎn)化率在49~99%，制得疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：a)苯乙烯預(yù)處理：5%氫氧化鈉洗滌，用去離子水洗滌至PH在7，氫化鈣除水后減壓蒸餾；b）石墨的表面修飾：將丙烯酰氯、甲基苯乙烯、溴化苯乙烯混合后，加入引發(fā)劑，60~100℃下反應(yīng)3~24h；將所制備的共聚物溶于四氫呋喃，與疊氮化物水溶液，-10~5℃下反應(yīng)5~20h，制得疊氮化共聚物，將該疊氮化共聚物與石墨加入N，N-二甲基乙酰胺溶劑中，140~160℃下攪拌1~8h，制得疊氮化共聚物改性的石墨；c）苯乙烯基樹脂的制備：將上述改性石墨、苯乙烯單體與甲基丙烯酸酯類單體在145~148℃下反應(yīng)1~12h，最終轉(zhuǎn)化率在49~99%，制得疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂的制備方法，其特征在于，所述制得的疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂，用于擠塑聚苯乙烯泡沫塑料的生產(chǎn)：將疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂加入擠出機(jī)中，加工溫度110~135℃，通過發(fā)泡劑注入系統(tǒng)將二氧化碳注入樹脂中，發(fā)泡制品從機(jī)頭擠出，在輔機(jī)上定型，冷卻，制備擠塑聚苯乙烯泡沫塑料，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.022~0.028W/(m·K)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種疊氮化共聚物修飾石墨改性聚苯乙烯基樹脂的制備方法，其特征在于，步驟b）中，石墨采用粒徑1~50μm，在丙烯酰氯、甲基苯乙烯、溴化苯乙烯的混合物中，丙烯酰氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)40~80%，甲基苯乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)10~50%，溴化苯乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)10~20%，石墨與丙烯酰氯、甲基苯乙烯、溴化苯乙烯混合物總質(zhì)量之比為1：1~1：10。4...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：貴州五洲新材料科技有限公司，北京五洲樂方新材料技術(shù)研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：貴州,52