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阻燃性可发性聚苯乙烯一步法生产工艺探讨 　　摘要：可发性聚苯乙烯根据发泡剂的加入方式的不同，分为两条工艺路线。从整体分析，一步法较二步法有优势。文章根据有关厂家生产可发性聚苯乙烯生产工艺，介绍了阻燃性可发性聚苯乙烯一步法生产工艺的原理、过程以及工艺过程中的影响因素。 　　关键词：阻燃级可发性聚苯乙烯；一步法；聚合 　　中图分类号：TQ328 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）03-0103-03 　　 　　可发性聚苯乙烯根据发泡剂的加入方式的不同，分为两条工艺路线。从整体分析，一步法较二步法有优势。本文主要讨论EPS生产路线为一步法。阻燃级可发性聚苯乙烯一步法是指将苯乙烯单体、引发剂、分散剂、水、发泡剂和其他助剂先后加入反应釜内，聚合后得含发泡剂的树脂颗粒，经洗涤、离心分离和干燥，制得可发性聚苯乙烯珠粒产品。 　　阻燃剂的添加方式是影响阻燃剂在聚苯乙烯基体中阻燃效果以及材料综合使用性能的重要因素，目前较成熟的一步法工业化的主要添加方式是聚合阶段添加：在这种添加方式中，阻燃剂在聚合反应开始阶段就被溶解在苯乙烯单体中，然后悬浮在含有分散剂的水溶液中进行自由基聚合。 　　一、阻燃性可发性聚苯乙烯一步法生产工艺流程 　　整个工艺过程包括：聚合、浸渍、洗涤、离心、干燥、涂膜、直线振动检查以及包装。 　　 　　图1 阻燃性可发性聚苯乙烯一步法生产工艺流程图 　　（一）主要原辅料 　　苯乙烯单体（SM）：纯度≥99.6%，含微量阻聚剂。 　　去离子水：工艺要求去离子水的pH值控制在6.5～7.0。 　　发泡剂：戊烷和异戊烷之比为6?4。 　　引发剂：高温引发剂有过氧化苯甲酸叔丁酯（T-BPB）、过氧化二异丙苯（DCP），低温引发剂有过氧化二苯甲酰（BPO）。 　　悬浮剂（分散剂）：活性磷酸钙（TCP）。保证悬浮体系稳定，控制和调节EPS珠粒形状和粒径 　　大小。 　　乳化剂：单硬脂酸甘油脂能使苯乙烯在水中有效、均匀地分散成小油滴，使聚合粒度均匀。 　　阻燃剂：六溴环十二烷（HBCD-75）。在燃烧条件下产生强脱水性物质使塑料碳化而不易产生可燃性挥发物。 　　晶粒调节剂：碳酸钙。调节控制粒子成长。 　　抗静电剂：水溶性季铵盐。加入抗静电剂不仅可以消除静电防止爆燃，还能在粒子流动中起到润滑的作用。 　　涂层剂：硬脂酸锌。降低戊烷的散失率，保证成品粒子的质量。 　　（二）聚合车间主要设备 　　45立方米立式反应釜、戊烷计量系统、TCP料液搅拌装置。 　　（三）聚合机理 　　 　　可发性聚苯乙烯的反应为悬浮聚合反应。以水为介质，加悬浮剂，在强有力搅拌下将单体分散成无数小液滴，聚合反应就在每个小液滴中进行，所以悬浮聚合基本上是小单元的本体聚合。在每一个小液滴中其反应历程遵循“链引发、链增长、链终止”，还可能伴有链转移反应部分。 　　（四）备料和投料 　　一定质量的苯乙烯（SM）从SM罐通过SM进料泵经流量计计量后进入反应釜，将预先称重的晶粒调节剂加入到反应釜中，搅拌均匀。生产阻燃级可发性聚苯乙烯需同时加入预先称重的阻燃剂。 　　引发剂混合物的配制就是引发剂在SM中的溶解。引发剂混合物长期放置可产生自聚，所以最好在实际聚合反应之前配制。BPO、CP-02等引发剂加入后搅拌30分钟可获得均匀溶解物。 　　通常采用粉状的TCP（磷酸钙）作为悬浮剂，悬浮剂的均匀和精确的计量对获得最好的悬浮作用及悬浮效果很重要。 　　原辅料加入顺序大致为去离子水、水系辅料、苯乙烯、油系辅料。当加入的纯水水位超过下层搅拌叶后，方可启动搅拌，待水系辅料全部投完后，再将转速调整到规定的工艺要求转速。 　　（五）聚合、浸渍 　　聚合浸渍在立式反应釜内进行，苯乙烯经一定的温度在反应釜内进行低温聚合，经不断的搅拌形成苯乙烯油珠悬浮在水中，水中悬浮有分散剂，防止苯乙烯珠粒相互碰撞粘结。 　　苯乙烯的低温聚合反应是在苯乙烯的油珠内进行，反应过程中放出的热量由夹套内冷却水带走。 　　造粒过程，是由人工控制，在造粒过程中，必须控制好温度，不能波动太大，而导致分子量范围变宽。造粒时通过用TCP和轻质CaCO3对体系进行调节，控制粒子的长势，从而达到控制粒径的大小。 　　在整个升温、聚合、浸渍、中高温及冷却过程中，采用DCS系统进行温度控制，控制反应温度和时间。 　　当苯乙烯的转化率达到约75%（约恒温4.5小时左右）时，再加入一定量的发泡剂，经一定的时间和压力的聚合浸渍即可得到可发性聚苯乙烯珠粒。 　　浸渍所用发泡剂戊烷是用泵先打入计量槽中，并用称重装置对其进行准确称量。 　　浸渍时加入戊烷是用氮气压入反应釜中。 　　高温结束后，再经过冷却到规定温度就可以出料至洗涤槽内。