可发性聚苯乙烯珠粒(EPS)的生产工艺.doc

可发性聚苯乙烯珠粒(EPS)的生产工艺1 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0.015一O020gcm3的用作包装材料；容重002O05gcm3的用作防水隔热材料：容重为003010gcm3的用作漂浮材料。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。2 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：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TBPB，1，1-双(过氧化叔丁基)3，3，5-三甲基环己烷，增塑剂：磷酸三丁酯等，发泡剂：戊烷、异戊烷21 下料过程在洗净的3O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l7kg ，加完水后测PH值应在7286之问，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，57 TBPB，27kg，1，1-双(过氧化叔丁基)3，3，5-三甲基环己烷，加55kg，链转移剂十二硫醇，137kg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。22 加热过程在苯乙烯下料的同肘，开始通蒸汽加热，反应物温度达到82 C时停止蒸汽，温度达到86C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152小时 最后控制温度在8990。c23 低温反应升温至88C时，记录反应开始时间，反应1小时时，加入195克CaC03，这时起反应粒子开始长大，反应进行到25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(CaC03)来控制粒子的成长，把它控制到所需的粒径范围。35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52小时聚合反应结束，可以开始灌气。24 灌气过程加入Ca3(P04)212kg、十二烷基苯磺酸钠70克，密封取样孔、内孔，用空压机将1800升戊烷压入反应釜内，升温至106108C，此时压力约为0.6MPa，恒温30小时，再升温至l10114C 恒温35小时，反应完毕。25 出料过程通冷却水将温度降至38C，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。26 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。3 讨论31 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搅拌35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。32 引发剂用量过氧化二苯甲酰为低温引发剂，在60C开始分解，93C就挥发；1，1双(过氧化叔丁基)3，3，5三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，118oC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。33 游离单体的控制产品的游离单体应控制在05，而在低温反应结束时，游离单体大约为1012靠高温期的长短来调节，因为游离单体在115oC开始挥发。34 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，在分散和聚集之问存在着一定的动态平衡。加入分散剂Ca3(P04)2，后，其固体粉末均匀地悬浮在水相中，就象组成了一个间隙定的“筛网”。较小的液滴可在粉末之间作曲折运动碰撞后台并成较大的液滴，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下，借用一定细度和用量的Ca3(P04)2可以获得一定大小的液滴。粒径根据用户的要求而定，一般控制在11-12mm。88C下1小时加入的CaC03是成长剂目的是使很小的悬浮颗粒能聚集到一起，长成lmm大小的粒子，在25小时时粒子还长不到06mm的晶莹小粒则需要再加30克左右的CaC03 。加入CaC03后，PH有所增大，Ca3(P04)2就减少，悬浮颗粒就容易增大。碱性偏大后，粒子太大容易肢状粘接，这时又需要加分散剂Ca3(P04)2来控制。所以聚合粒子的大小就由加入CaC03 ，Ca3(P04)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