可发性聚苯乙烯珠粒_EPS_的生产工艺.docx

可发性聚苯乙烯珠粒( eps) 的生产工艺陈学江( 中国石化集团管道储运公司设计研究院 , 江苏徐州市221008)摘 要本文介绍了可发生聚苯乙烯珠粒悬浮聚合的原理 、工艺流程 ,主要原料的配方 ,产品指标的控制经验等 。关键词聚苯乙烯 eps纯水 (为去离子水)苯乙烯乳化剂 :十二烷基苯磺酸钠 悬浮剂 (白色固体粉末)分散剂 :磷酸钙引发剂 :过氧化二苯甲酰bpo (纯度 75 %)过氧化苯甲酸叔丁酯tbpb1 ,12双 ( 过氧化叔丁基) 23 ,3 , 52三甲基环 己烷增塑剂 :磷酸三丁酯等 发泡剂 :戊烷 、异戊烷2 . 1 下料过程在洗净的 30 立方米的反应釜中注入纯水 14140升 ,注入一半水后 ,启动搅拌 ,并加入 270 克乳化剂十 二烷基苯磺酸钠 ,5 分钟后加入悬浮剂 87kg 、分散剂磷 酸钙 17kg ,加完水后测 ph 值应在 712 816 之间 ,酸性 太大 ,对聚合粒子成长不利 ,碱性太大 ,反应时粒子成 长太快 ,容易胶结 。ph 值 合 格 后 加 苯 乙 烯 单 体 15300 升 , 加 到 一 半 后 ,加 47kg bpo ,517kg tbpb ,217kg ,1 ,12双 ( 过氧化叔 丁基) 3 ,3 ,52三甲基环己烷 ,加 55kg ,链转移剂十二硫 醇 ,1317kg 增塑剂磷酸三丁酯 20kg , 其它白色粉末类 增塑剂 ,单体加完后 ,取样观察搅拌情况 ,正常情况下单体颗粒应悬浮于水溶液中 。2 . 2 加热过程在苯乙烯下料的同时 ,开始通蒸汽加热 ,反应物温度达到 82 时 ,停止蒸汽 ,温度达到 86 时可通少量 冷却水 ,减缓温度上升速率 ,建立反应釜冷却系统 ,整 个加热过程 1152 小时 ,最后控制温度在 8990 。概述含有液体发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒 ,经过预 发泡 、熟化和发泡模塑即可制得泡沫塑料制品 。发泡成 型的聚苯乙烯泡沫塑料制品是当前极有价值的绝缘 、 绝热 、保温和包装缓冲材料 。悬浮聚合的聚苯乙烯树脂 中加入一定量的发泡剂 、增塑剂 ,加热后即可发泡 。根 据压制和蒸煮条件的不同 ,而可制造不同泡型 (开孔或 闭孔) 、不同密度的泡沫塑料 。聚苯乙烯泡沫塑料大多 数系闭孔结构 ,吸水性低 ,隔热 ,介电性能优良 ,机械强 度高 ;容重为 0101501020g/ cm3 的用作包装材料 ; 容 重 0102 0105g/ cm3 的 用 作 防 水 隔 热 材 料 ; 容 重 为01030110g/ cm3 的用作漂浮材料1。 可发性聚苯乙烯珠粒 ( eps) 的成型方法有一步法浸渍工艺和二步法浸渍工艺 。所谓一步 ,指聚合和浸渍在同一釜中一次完成 ,而二步法是用悬浮法生产的粗 粒型聚苯乙烯 ,再经浸渍处理 ( 即加入物理发泡剂) 而 成 。国 内 eps 的 生 产 大 多 是 二 步 法 生 产 , 而 日 本 、美 国 、英国的石化公司都采用一步法 ,在此介绍一下 eps 的一步法生产过程 。1生产工艺在立式反应釜中 ,采用悬浮聚合的方法间歇生产 , 借助机械搅拌力 ,使单体成液滴状分散于水中 ,主要原 料有水 、苯乙烯 、悬浮剂 、分散剂 、引发剂等 ,单体和催 化剂悬浮在水相中 ,成为浆状进行反应 ,反应过程传热 和搅拌都比较容易 。主要原料 :2收稿日期 2000205216陈学江 可发性聚苯乙烯珠粒 ( eps) 的生产工艺172 . 3 低温反应升温至 88 时 , 记录反应开始时间 , 反应 1 小时时 ,加入 195 克 caco3 , 这时起反应粒子开始长大 , 反 应进行到 215 小时时 ,进入危险期 ,粒子成长较快 ,必 须经常取样观察粒子的成长情况 ,并分次加入 320kg ( caco3) 来控制粒子的成长 ,把它控制到所需的粒径范 围 。315 小时时危险期结束 , 粒子成形变硬 , 这时放热 量大 ,应注意控制好温度 。到 512 小时聚合反应结束 , 可以开始灌气 。搅拌 3 5 分钟 ,再重新启动 ,重复几次可使其相态改变 ,从而进行低温反应 ,如果溶液相态不变进行低温反 应 ,则可能发生胶结事故 。3 . 2 引发剂用量过氧 化 二 苯 甲 酰 为 低 温 引 发 剂 , 在 60 开 始 分 解 ,93 就挥发 ;1 ,1 双 ( 过氧化叔丁基) 3 ,3 ,52三甲基环己烷为中温引发剂 ; 过氧化苯甲酸叔丁酯是高温引发剂 ,118 开 始 分 解 。随 着 反 应 过 程 温 度 的 逐 渐 升 高 ,引发剂分别起作用 ,并其用来控制分子量 。提高引发剂的用量 。分子量就减少 ,减少引发剂的用量 ,分子量就增加 ,一般分子量控制在 5300054000 。3 . 3 游离单体的控制产品的游离单体应控制在 015 % , 而在低温反应 结束时 , 游离单体大约为 10 12 % , 靠高温期的长短 来调节 ,因为游离单体在 115 开始挥发 。3 . 4粒径的控制 单体在强烈机械搅拌的切变作用下发生形变 ,大的不稳定的液团破裂成较小而形状不规则的液滴 ,在 单体自身表面张力的作用下进一步形成较小的微珠 状 ,这种单体微珠有再聚集形成较大液滴的趋势 , 因 此 ,分散于水相介质中的单体液滴 ,在分散和聚集之间图 1 反应温度控制图存在着一定的动态平衡 。加入分散剂 ca ( po ) 后 ,其3 4 2固体粉末均匀地悬浮在水相中 ,就象组成了一个间隙一定的“筛网 。较小的液滴可在粉末之间作曲折运动 ,碰撞后合并成较大的液滴 ,但大于间隙尺寸的液滴则 无法穿过 ,避免了进一步聚集 ,至于那些过大的液滴则 借助于搅拌的力量加以打碎 。结果在一定的搅拌条件2. 4灌气过程加入 ca3 ( po4 ) 212kg 、十二烷基苯磺酸钠 70 克 ,密封取样孔 、内孔 ,用空压机将 1800 升戊烷压入反应釜 力 ,升 温 至 106 108 , 此 时 压 力 约 为 016mpa , 恒 温310 小时 ,再升温至 110114 ,恒温 315 小时 ,反应完毕 。2. 5出料过程通冷却水将温度降至 38 ,然后用空压机将反应釜内的粒子压到洗涤槽内 ,加 4 升盐酸及大量水洗涤 ,洗涤水 ph 应在 45 间 。然后经离心机分离 、喷洒防 静电剂 、干燥机干燥后 ,送筛析车间 。2 . 6 筛析包装送来的粒子再喷洒外部润滑剂 ,防止粘结 ,保持表面光滑 、明亮 。经分筛机自动分筛 、磅称自动称重包装 即可 。下 ,借用一定细度和用量的 capo可以获得一定大小的液滴 。3 (4 ) 2粒径根 据 用 户 的 要 求 而 定 , 一 般 控 制 在 111 112mm 。88 下 1 小时加入的 caco 是成长剂 ,目的是3使很小的悬浮颗粒能聚集到一起 ,长成 1mm 大小的粒子 ,在 215 小时时粒子还长不到 016mm 的晶莹小粒 ,则需要再加 30 克左右的 caco3 。加入 caco3 后 , ph 有所增大 , ca3 ( po4 ) 2 就减少 ,悬浮颗粒就容易增大 。碱性偏大后 ,粒子太大 ,容易胶 状粘接 ,这时又需要加分散剂 ca3 ( po4 ) 2 来控制 。所以 聚合粒子的大小就由加入 caco3 、ca3 ( po4 ) 2 的用量和时机 ,调节分散剂的细度 ,通过经常取样观察凭经验来掌握 。3 . 5 灌气时 ,再加入表面活性剂 ,可促使戊烷与水之 间的互溶 ,加入 ca3 ( po4 ) 2 是因为粒子的玻璃化温度3 讨论3. 1如果下完料后发现溶液相态不变 , 可以慢慢加 热 ,到 60 时停止加热 ,同时加磷酸钙使其分散 ,停止18陈学江 可发性聚苯乙烯珠粒 ( eps) 的生产工艺快要到了 ,为防止粘结 ,再补充分散剂 。3 . 6发泡倍数一般控制在 6070 倍 ,通过发泡剂用 量的多少来调节 。参考文献1罗河胜 ,实用聚苯乙烯 ,广泛科学出版社 ,1991. 3process of expanda ble polystyrene bea d( the design & research institute of sinopoec pipeline storage & transportation co . ,xuzhou 221008) chen xuejiangabstract this text introduce that producing principle and procedure of expandable polystyrene pearl polymerization ,and its formula ratio ,producing experiment and so on.keywo rdsexpandable polystrene ; formula ratio ; producing experiment ; procedure【上接第 15 页】(3) 云母粒径的大小影响复合体系力学性能 ,500目云母改性效果最佳 。2张增民 。中国塑料 ,1990 , (2) :12 。3李左 邦 等 译 。塑 料 用 填 料 增 强 剂 手 册 。化 学 工 业 出 版 社 ,1982 。4谈天 。谱 学 方 法 在 有 机 化 学 中 的 应 用 。高 等 教 育 出 版 社 ,1995 。参考文献1曹福志 。合成树脂及塑料 , (2) :13 。study on mechanicalprorerties of pp/ micahu shengfei peng shaoxian guo wenxun(department of chemical engineering , hubei institute of technology wuhan 430068)abstract studies on the mechanical properties effect of the different diamerter mica particles ,and the third contenton pp and observed the crystal by polarizing microscope . the results showed : the comprehensive properties of the composite processed with pp2g2mah a