基本信息
- 項目名稱：
- 由廢舊聚苯乙烯泡沫塑料制造熱熔樹脂的新工藝
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本發(fā)明是在引發(fā)劑條件下使聚苯乙烯斷鏈或產(chǎn)生自由基和醋酸乙烯酯等單體進行接枝共聚或互穿網(wǎng)絡聚合，制得了用苯乙烯與醋酸乙烯單體不易制得的P(PS/VAc)珠狀樹脂，實現(xiàn)了廢舊聚苯乙烯塑料100％回收，如果調(diào)節(jié)配方可制得多種用途的熱熔樹脂。本發(fā)明另一先進工藝是在制備裝置中插入旋轉粘度計，在線監(jiān)測和控制聚合體系的流變性或一定剪切速率下的粘度，從而攻克了聚合裝置放大時，聚合物粒子直徑很難重現(xiàn)的難題。
- 詳細介紹：
- 本發(fā)明涉及一種利用廢舊聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)改性聚苯乙烯型珠狀熱熔樹脂的新工藝，屬于合成樹脂技術領域。本發(fā)明是在引發(fā)劑條件下使聚苯乙烯斷鏈或產(chǎn)生自由基和醋酸乙烯酯等單體進行接枝共聚或互穿網(wǎng)絡聚合，制得了用苯乙烯單體與醋酸乙烯單體不易制得的P(PS/VAc)珠狀樹脂，實現(xiàn)了廢舊聚苯乙烯塑料100％回收。如通過調(diào)節(jié)配方可以制得多種用途的熱熔樹脂，例如制造塑料、熱熔膠、發(fā)泡制品等。本發(fā)明的另一先進工藝是在制備裝置中插入旋轉粘度計，在線監(jiān)測和控制聚合體系的流變性或一定剪切速率下的粘度，從而控制聚合物粒子的大小，就可以使在實驗室所做的小試實驗能夠簡單的在大生產(chǎn)中重復，從而攻克了聚合裝置放大時，聚合物粒子直徑很難重現(xiàn)的難題。 本作品完全按照專利的示例配方范圍進行了大量的實驗探究，優(yōu)化方案，得出了最佳工藝配方；設計出了各種示例產(chǎn)品的生產(chǎn)流程，并設計出一套完整的生產(chǎn)方案，該方案通過實驗室階段后，目前正處于中試階段，于武漢強力荷新材料有限公司試生產(chǎn)的產(chǎn)品，經(jīng)多家公司企業(yè)和工廠試用后，反應良好。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 一、目的和基本思路 本發(fā)明目的是提供一種工藝簡單、成本低廉的利用廢棄聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)改性聚苯乙烯型珠狀熱熔樹脂的新工藝。不僅變廢為寶，而且具體重要的經(jīng)濟與社會效益。 本發(fā)明將固體聚苯乙烯廢舊泡沫塑料與醋酸乙烯酯或以它為主單體加上丙烯酸甲酯等乙烯基單體的混合單體、水、分散劑、引發(fā)劑等在一定溫度下進行珠狀懸浮共聚，制得改性聚苯乙烯型珠狀熱熔樹脂共聚物。 二、創(chuàng)新點 1.提出一種由固體聚苯乙烯和液態(tài)乙烯基單體直接制備改性聚苯乙烯型熱熔樹脂的方法。 2.提出一種在制備裝置中插入旋轉粘度計從而控制聚合物粒子大小的方法。 3.苯乙烯與醋酸乙烯酯很難共聚，而使用本方法可制得相容性很好的互穿網(wǎng)絡聚合物。 4.控制加入分子量調(diào)節(jié)劑可以得到多種改性聚苯乙烯樹脂。 三、技術關鍵 1. 本發(fā)明所述聚苯乙烯為廢舊聚苯乙烯泡沫或任意聚苯乙烯樹脂。所述單體包括醋酸乙烯酯等，可以是一種或多種混合。 2. 本發(fā)明所述分散劑為聚乙烯醇等水溶性有機高分子，或磷酸三鈣等不溶于水的無機粉末，或多種并用。 3. 本發(fā)明所述助分散劑為十二烷基苯磺酸鈉等。 4. 本發(fā)明所述引發(fā)劑為過硫酸銨等水溶性引發(fā)劑，或過氧化苯甲酰等常用油溶性引發(fā)劑，或其他過氧化物引發(fā)劑，或另加還原劑與上述引發(fā)劑組成氧化還原引發(fā)劑。 四、主要技術指標 1．外觀：透明至乳白色半透明固體（熱熔樹脂） 2. 熔點：65-85℃ 3. 初粘時間：3-5秒 4. 粘接強度（牛皮紙對牛皮紙180度剝離強度）：紙拉破
科學性、先進性
- 一、先進性 目前國內(nèi)外尚沒有文獻報道苯乙烯和醋酸乙烯酯直接共聚合或者聚苯乙烯和醋酸乙烯酯直接聚合制備相容性好的樹脂的方法。本發(fā)明除了工藝簡單、成本低廉之外，清潔無污染，而且合成產(chǎn)品用途廣泛。 本發(fā)明的另一先進工藝是在制備裝置中插入旋轉粘度計，從而控制聚合物粒子的大小。 二、實質性技術特點以及技術性分析說明 本發(fā)明實現(xiàn)了廢舊聚苯乙烯塑料100％回收。 本發(fā)明是在引發(fā)劑條件下使聚苯乙烯斷鏈或產(chǎn)生自由基和醋酸乙烯酯等單體進行接枝共聚或互穿網(wǎng)絡聚合，從而克服了苯乙烯與醋酸乙烯酯難以共聚的技術難題。 本發(fā)明應用流變學原理，通過在制備裝置中插入旋轉粘度計，在線監(jiān)測和控制聚合體系的流變性或一定剪切速率下的粘度，從而控制聚合物粒子的大小，從而攻克了聚合裝置放大時，聚合物粒子直徑很難重現(xiàn)的難題，使在實驗室所做的小試實驗能夠很簡單地在工業(yè)大生產(chǎn)中重復。 本發(fā)明主體材料是廢舊聚苯乙烯泡沫塑料和醋酸乙烯酯，為了優(yōu)化產(chǎn)品性能，經(jīng)研究加入氯乙烯等添加劑。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 樣品實物或圖片
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 一、使用說明 本發(fā)明將廢舊聚苯乙烯泡沫塑料或其他聚苯乙烯樹脂，用醋酸乙烯酯等單體溶解，然后攪拌加入分散劑和水，分散后加入引發(fā)劑進行懸浮或珠狀聚合，反應后期繼續(xù)分批補加分散劑和引發(fā)劑，使之發(fā)生更多的接枝或互穿網(wǎng)絡聚合，生成具有接枝或互穿網(wǎng)絡結構的熱熔型樹脂。 二、技術特點和優(yōu)勢 本發(fā)明是利用廢舊聚苯乙烯代替常規(guī)的苯乙烯單體進行懸浮聚合，實現(xiàn)了廢棄物100％回收。本發(fā)明工藝簡單、清潔無污染，產(chǎn)品價格低廉，用途廣泛。 三、適應范圍 本發(fā)明可利用各種廢舊聚苯乙烯塑料或任意聚苯乙烯樹脂，合成具有接枝或互穿網(wǎng)絡結構的熱熔型樹脂。并可調(diào)節(jié)配方，用于生產(chǎn)多種高附加值的熱熔樹脂。 四、推廣前景 本發(fā)明合成的熱熔型樹脂，清潔廉價，用途廣泛，市場需求量大，在同類產(chǎn)品中具有明顯的競爭優(yōu)勢。不僅在很大程度上，解決了“白色污染”問題，而且變廢為寶。據(jù)初步市場分析，將本發(fā)明應用于實際生產(chǎn)每年可產(chǎn)生高達幾億乃至幾十億的可觀經(jīng)濟效益，同時必將產(chǎn)生更大的社會效益。
同類課題研究水平概述
- 近年來由于綠色化學的節(jié)能環(huán)保理念深入人心，全世界各國人民都十分注重環(huán)境保護和節(jié)能減排。當前國內(nèi)外從事廢舊聚苯乙烯泡沫塑料再生產(chǎn)、再利用的研究越來越多，并已取得了豐碩的成果。目前，廢舊聚苯乙烯泡沫塑料的回收利用方法主要如下： 1.熱裂解回收苯乙烯單體法。缺點是能耗大，高污染，回收率低，成本高； 2.用有機溶劑溶解后加助劑做油漆或粘接劑。缺點是性能差，用途有限，使用的有機溶劑多污染環(huán)境； 3.直接破碎后加膠料用作隔熱材料。缺點是工藝粗糙，材料性能不盡人意，用途極為有限； 4.用有機溶劑溶解后加助劑和水分散成乳液作涂料。缺點是仍用到有機溶劑，且性能不佳。 關于利用廢舊聚苯乙烯泡沫塑料制備涂料的報道很多。CN101451042、 CN101113266等報道了防水防腐涂料的制備方法。組份均以廢棄聚苯乙烯泡沫塑料為基料，還包括松香、乙酸乙酯等。CN1054090報道了一種制備疏水型建筑涂料的方法。該涂料是將苯乙烯系樹脂或廢聚苯乙烯泡沫溶于芳香烴等合成無色透明疏水基料，再配以無機顏料而成。這些文獻的特點是加入有污染環(huán)境的有機溶劑。 利用廢舊聚苯乙烯制備膠粘劑報道很多，CN1539900報道了一種制備具有防水和粘接作用的防水冷粘膠的方法。它由主料和輔料制成，其主料有廢聚苯乙烯泡沫塑料，消泡劑等。輔料為調(diào)節(jié)主料粘稠度的粉狀建筑材料。許明通過正交實驗法在引發(fā)劑作用下使廢舊聚苯乙烯大分子鏈上引入極性基團，加入改性劑，從而制備出一種性能優(yōu)良的熱熔型膠黏劑。 以上這些方法都加有污染環(huán)境的有機溶劑，且工藝復雜，用途有限。 利用偶聯(lián)實現(xiàn)苯乙烯單體和醋酸乙烯酯共聚的方法也很多。專利CN03131639.5報道了一種利用聚苯乙烯合成高吸水性樹脂的方法，將丙烯酸鈉溶解在適量的水中，用混合溶劑溶解聚苯乙烯，將以上兩種溶液混合在一起，加入助劑，在水浴中剪切，最終在一定溫度下固化成高吸水性樹脂。專利CN1205341公布了一種AB型嵌段共聚物的合成方法，該共聚物的A段是聚醋酸乙烯酯，B段是聚苯乙烯等聚合物，其步驟是先反應形成預聚物，再將預聚物在催化劑存在下與乙烯基單體反應生成發(fā)明所述的AB型嵌段共聚物。 以上文獻都是利用偶聯(lián)的方法實現(xiàn)苯乙烯單體和醋酸乙烯酯的共聚，目前尚沒有文獻報道聚苯乙烯和醋酸乙烯酯直接共聚合的方法。
