用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑及其制備方法，屬于塑料加工用發(fā)泡劑技術領域。
【背景技術】
[0002]聚苯乙烯泡沫塑料具有質(zhì)輕、吸震、低吸潮、易成型及價格低等特點，廣泛應用各個領域的防震包裝。然而由于聚苯乙烯塑料的化學穩(wěn)定性及耐老化、抗腐蝕等特點，不能自行降解，造成了日益嚴重的“白色污染”。對廢舊聚苯乙烯泡沫塑料的回收利用是近年來人們一直關注和不斷探討研究的一個重要課題。經(jīng)過多年的研究和實踐，人們在廢舊聚苯乙烯泡沫塑料的回收再利用方面取得了一定的成果，其中廢舊PS泡沫塑料回收再生產(chǎn)發(fā)泡制品是應用最為廣泛的一種。
[0003]發(fā)泡是塑料加工的重要方法之一，塑料發(fā)泡得到的泡沫塑料含有氣固兩項-氣體和固體。發(fā)泡劑分為物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑，物理發(fā)泡劑發(fā)泡的過程中，僅僅是物理形態(tài)變化，如脂肪烴、氯代烴、氟氯烴和二氧化碳氣體等；化學發(fā)泡劑在加工溫度下發(fā)生化學變化或迅速分解產(chǎn)生一種或多種氣體，使樹脂發(fā)泡?？砂l(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料大多采用物理發(fā)泡制得，PS低發(fā)泡制品采用化學發(fā)泡劑制得。
[0004]化學發(fā)泡劑分為無機化學發(fā)泡劑和有機化學發(fā)泡劑。無機發(fā)泡劑價格便宜，但與聚合物的相容性差，發(fā)氣量偏低，以碳酸氫鈉(NaHCO3)應用最為廣泛。有機發(fā)泡劑大多是具有=N-N =S-N = N-結構的含氮化合物，包括N-亞硝基化合物、偶氮化合物、酰肼化合物、尿素衍生物等，在聚合物中分散性好、分解溫度范圍較窄且能控制、分解氣以氮氣為主、發(fā)泡效率較高，其中偶氮二甲酰胺(ADC)在國外占化學發(fā)泡劑的90%，在我國占95%以上。
[0005]然而將有機發(fā)泡劑應用于擠出發(fā)泡的成型過程中，由于原料為再生的PS原料，回收再利用過程中會出現(xiàn)分子鏈降解、含雜質(zhì)等問題，導致再生PS發(fā)泡過程中熔體強度不夠，熔體對氣體的包覆強度不夠，氣體聚集形成大泡孔，泡孔不均一，不密實，易脆裂，強度不足等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑，其在擠出發(fā)泡過程中解決了因局部熔體溫度過高導致原料降解的問題，其分解無突發(fā)，起始分解溫度低，誘導期短，價格更低廉，形成的泡孔穩(wěn)定、細密、規(guī)則，適合于回收PS樹脂的再加工成型；同時本發(fā)明還提供了一種簡單便捷的制備方法。
[0007]所述用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑，由以下質(zhì)量百分含量的原料制成:無機發(fā)泡劑70 %?80 %，有機發(fā)泡劑8 %?15 %，分散潤滑劑0.5 %?0.75 %，活化劑0.9%~ 1.5%，泡孔調(diào)節(jié)劑10%?15%。
[0008]所述無機發(fā)泡劑為碳酸氫鈉、碳酸銨、亞硝酸銨、硼氫化鉀、硼氫化鈉或過氧化氫中的一種或多種，優(yōu)選碳酸氫鈉。
[0009]所述有機發(fā)泡劑為亞硝基化合物、偶氮化合物、酰肼類化合物或尿素衍生物，優(yōu)選偶氮二甲酰胺。
[0010]所述分散潤滑劑為白炭黑或硬脂酸鉛，用于分散和潤滑無機發(fā)泡劑和有機發(fā)泡劑，提尚兩種發(fā)泡劑的相容性。
[0011]所述活化劑為氧化鋅、硝酸胍、烏洛托品、羥氨氯化鋅或過氧化鋅，用于降低最終制得的復合發(fā)泡劑的分解溫度。
[0012]所述泡孔調(diào)節(jié)劑為無水檸檬酸鈉、八甲基環(huán)四硅氧烷、環(huán)戊烯羧酸甲酯或聚丙烯酸酯類中的一種或多種。
[0013]所述用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑的制備方法，是先將無機發(fā)泡劑和有機發(fā)泡劑在高速混合機中混合，再依次加入分散潤滑劑、活化劑和泡孔調(diào)節(jié)劑，混合3-8min后，即得用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑。
[0014]所述的用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑為淡黃色粉末，其在擠出發(fā)泡過程中解決了因局部熔體溫度過高導致原料降解的問題，其分解無突發(fā)，起始分解溫度低，誘導期短，低于140°C幾乎無分解，140°C逐步開始分解，在起始的3min內(nèi)發(fā)氣量達到120ml/g，滿足低溫發(fā)泡的需求；價格更低廉，形成的泡孔穩(wěn)定、細密、規(guī)則，適合于回收PS樹脂的再加工成型。
[0015]由于原料PVC的不穩(wěn)定性，在其加工過程中需要加入多種助劑，如穩(wěn)定劑、潤滑劑、調(diào)節(jié)劑(主要是包覆氣體)等等，市場上的PVC發(fā)泡擠出產(chǎn)品多用化學發(fā)泡劑，主要是吸放熱平衡型和放熱型，發(fā)泡劑的分解溫度高，而PS發(fā)泡擠出產(chǎn)品多用吸熱型發(fā)泡劑，分解溫度低。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017](I)所述的用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑，在擠出發(fā)泡過程中解決了因局部熔體溫度過高導致原料降解的問題，其分解無突發(fā)，起始分解溫度低，誘導期短，滿足低溫發(fā)泡的需求；
[0018](2)成本低，形成的泡孔穩(wěn)定、細密、規(guī)則，適合于回收PS樹脂的再加工成型，節(jié)能環(huán)保。
【附圖說明】
[0019]圖1是實施例1制備的復合發(fā)泡劑SF-1與市售發(fā)泡劑CF255的單位產(chǎn)品發(fā)氣量與溫度關系對比圖；
[0020]圖2是實施例1制備的復合發(fā)泡劑SF-1與市售發(fā)泡劑不同時間單位產(chǎn)品發(fā)氣量關系對比圖；
[0021]圖2中，CF255、I_B、AK-9、RB分別為不同廠家市售發(fā)泡劑；
[0022]圖3是實施例1制備的復合發(fā)泡劑SF-1分解的DSC曲線圖；
[0023]圖4是本發(fā)明所述的復合發(fā)泡劑與市售發(fā)泡劑分別用于再生PS低發(fā)泡擠出成型后所得產(chǎn)品的掃描電鏡圖；
[0024]圖4中，圖a為使用實施例1制得的復合發(fā)泡劑SF-1制備的低發(fā)泡再生聚苯乙烯制品的斷面照片，圖b為使用市售發(fā)泡劑CF255制備的低發(fā)泡再生聚苯乙烯制品的斷面照片。
【具體實施方式】
[0025]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但其并不限制本發(fā)明的實施。
[0026]實施例1
[0027]先將70kg碳酸氫鈉和15kg偶氮二甲酰胺在高速混合機中混合，再依次加入0.75kg白炭黑、0.5kg氧化鋅、1.0kg硝酸胍和12.75kg無水梓檬酸鈉，混合3min后，即得用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑SF-1。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明所述的復合發(fā)泡劑起始分解溫度低，誘導期短，低于140°C幾乎無分解，140°C逐步開始分解，分解范圍窄，發(fā)氣量足，滿足再生PS低溫發(fā)泡、快速擠出生產(chǎn)的需求，克服了無機發(fā)泡劑發(fā)氣量不足的缺點以及有機發(fā)泡劑高溫分解發(fā)泡的問題。通過與市售發(fā)泡劑的分解情況進行對比可以看出，在140°C?160°C加工溫度范圍內(nèi)，本發(fā)明所述的復合發(fā)泡劑SF-1發(fā)氣量高于市售產(chǎn)品CF255。
[0029]再生PS在擠出機中熔融塑化到擠出模頭一般5min以內(nèi)完成，通過圖2所示可以看出，使用本發(fā)明所述的復合發(fā)泡劑后，在5min內(nèi)的發(fā)氣量遠遠高于其他類產(chǎn)品，發(fā)氣量尚O
[0030]如圖3所示，可以明顯的看出本發(fā)明所述的復合發(fā)泡劑分解起始點(吸熱峰起始點)141.1O0C，最佳分解溫度(峰值溫度)155.610C，因此其滿足再生PS低溫發(fā)泡的要求，節(jié)能效果顯著。
[0031]如圖4所示，可以明顯的看出本發(fā)明所述的復合發(fā)泡劑，用于再生PS低發(fā)泡擠出成型，形成的泡孔穩(wěn)定、細密、規(guī)則，適合于回收PS樹脂的再加工成型。
[0032]實施例2
[0033]先將80kg亞硝酸銨和8kg 二亞硝基五次甲基四胺在高速混合機中混合，再依次加Λ 0.5kg硬脂酸鉛、0.9kg烏洛托品、5.6kg八甲基環(huán)四娃氧燒和5kg環(huán)戊稀羧酸甲酯kg，混合Smin后，即得用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑。
[0034]實施例3
[0035]先將20kg碳酸銨、35kg亞硝酸銨、20kg硼氫化鉀和1kg偶氮二甲酰胺在高速混合機中混合，再依次加入0.6kg白炭黑、1.4kg羥氨氯化鋅和13kg八甲基環(huán)四硅氧烷，混合5min后，即得用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑。
【主權項】
1.一種用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑，其特征在于由以下質(zhì)量百分含量的原料制成:無機發(fā)泡劑70 %?80 %，有機發(fā)泡劑8 %?15 %，分散潤滑劑0.5 %?0.75 %，活化劑0.9%?L 5%，泡孔調(diào)節(jié)劑10%?15%。2.根據(jù)權利要求1所述的用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑，其特征在于:無機發(fā)泡劑為碳酸氫鈉、碳酸銨、亞硝酸銨、硼氫化鉀、硼氫化鈉或過氧化氫中的一種或多種。3.根據(jù)權利要求1所述的用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑，其特征在于:有機發(fā)泡劑為亞硝基化合物、偶氮化合物、酰肼類化合物或尿素衍生物。4.根據(jù)權利要求1所述的用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑，其特征在于:分散潤滑劑為白炭黑或硬脂酸鉛。5.根據(jù)權利要求1所述的用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑，其特征在于:活化劑為氧化鋅、硝酸胍、烏洛托品、羥氨氯化鋅或過氧化鋅中的一種或多種。6.根據(jù)權利要求1所述的用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑，其特征在于:泡孔調(diào)節(jié)劑為無水檸檬酸鈉、八甲基環(huán)四硅氧烷、環(huán)戊烯羧酸甲酯或聚丙烯酸酯類中的一種或多種。7.—種權利要求1-6任一所述用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑的制備方法，其特征在于:先將無機發(fā)泡劑和有機發(fā)泡劑在高速混合機中混合，再依次加入分散潤滑劑、活化劑和泡孔調(diào)節(jié)劑，混合3-8min后，即得用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑及其制備方法，屬于塑料加工用發(fā)泡劑技術領域。本發(fā)明所述用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑，由以下質(zhì)量百分含量的原料制成：無機發(fā)泡劑70％～80％，有機發(fā)泡劑8％～15％，分散潤滑劑0.5％～0.75％，活化劑0.9％～1.5％，泡孔調(diào)節(jié)劑10％～15％。本發(fā)明所述用于低發(fā)泡再生聚苯乙烯的復合發(fā)泡劑，其在擠出發(fā)泡過程中解決了因局部熔體溫度過高導致原料降解的問題，其分解無突發(fā)，起始分解溫度低，誘導期短，價格更低廉，形成的泡孔穩(wěn)定、細密、規(guī)則，適合于回收PS樹脂的再加工成型；同時本發(fā)明還提供了一種簡單便捷的制備方法。
【IPC分類】C08J9/08, C08L25/06, C08J9/06, C08J9/10
【公開號】CN105131323
【申請?zhí)枴緾N201510400426
【發(fā)明人】王青青, 王力, 杜學峰, 趙文路, 卓靜
【申請人】山東英科環(huán)保再生資源股份有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月9日