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1、(10)申请公布号 CN 102812081 A (43)申请公布日 2012.12.05 CN 102812081 A *CN102812081A* (21)申请号 201180014995.1 (22)申请日 2011.03.31 61/319,427 2010.03.31 US 13/074,763 2011.03.29 US C08L 25/06(2006.01) (71)申请人 弗纳技术股份有限公司 地址 美国得克萨斯州 (72)发明人 C格罗斯泰特 DW克内佩尔 JM索萨 S斯蒂高尔 C科尔莱托 (74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公 司 31100 代理人 项丹 (54)。
2、 发明名称 聚苯乙烯掺混物 (57) 摘要 一种制备聚苯乙烯掺混物的方法， 该方法包 括使得具有第一熔体流动指数的第一聚苯乙烯组 合物与具有第二熔体流动指数的第二聚苯乙烯组 合物结合并形成聚苯乙烯掺混物， 所述第二熔体 流动指数比所述第一熔体流动指数至少高 2 分克 / 分钟。聚苯乙烯掺混物的观察的拉伸强度值比 预期的拉伸强度值大于3%以上。 第二聚苯乙烯组 合物可以包含回收的聚苯乙烯材料， 所述回收的 聚苯乙烯材料可以包含膨胀聚苯乙烯。制备聚苯 乙烯掺混物的另一种方法包括使得聚苯乙烯组合 物与苯乙烯单体结合形成反应混合物， 使所述反 应混合物聚合化并得到聚苯乙烯掺混物， 其中含 聚苯乙烯组合。
3、物在聚合化之后的熔体流动指数比 苯乙烯单体的熔体流动指数高至少2分克/分钟。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.09.20 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2011/030659 2011.03.31 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/123597 EN 2011.10.06 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 14 页 附图 9 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 14 页 附图 9 页 1/2 页 2 1. 一种制备聚苯乙烯掺混物的方法， 该方法包括 ： 使得具有第一熔。
4、体流动指数的第一含聚苯乙烯组合物与具有第二熔体流动指数的第 二含聚苯乙烯组合物结合 ； 形成聚苯乙烯掺混物 ； 其中所述第二熔体流动指数比所述第一熔体流动指数至少高 2 分克 / 分钟 ； 其中， 所述第一含聚苯乙烯组合物具有第一拉伸强度值而第二含聚苯乙烯组合物具有 第二拉伸强度值， 聚苯乙烯掺混物具有预期的拉伸强度值 ； 其中， 所述预期的拉伸强度值是基于聚苯乙烯掺混物中第一含聚苯乙烯组合物的量以 及第二含聚苯乙烯组合物的量的第一拉伸强度值与第二拉伸强度值的重均值 ； 以及 所述聚苯乙烯掺混物的观察的拉伸强度值比预期的拉伸强度值大于 3% 以上。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 。
5、以聚苯乙烯掺混物的总重计， 以0.1至50重 量 % 的量将所述第二含聚苯乙烯组合物加入到聚苯乙烯掺混物中。 3. 如权利要求 2 所述的方法， 其特征在于， 以聚苯乙烯掺混物的总重计， 以 1 至 40 重 量 % 的量将所述第二含聚苯乙烯组合物加入到聚苯乙烯掺混物中。 4. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述第二含聚苯乙烯组合物包含回收的含 聚苯乙烯材料。 5. 如权利要求 4 所述的方法， 其特征在于， 所述回收的含聚苯乙烯材料包含膨胀聚苯 乙烯。 6. 如权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述使得第一含聚苯乙烯组合物与第二含 聚苯乙烯组合物结合发生在选自混合器、 。
6、混配机以及挤出机的设备中。 7. 如权利要求 4 所述的方法， 其特征在于， 所述回收的含聚苯乙烯材料包含污染物。 8. 一种由如权利要求 1 所述的聚苯乙烯掺混物制备的制品。 9. 一种制备聚苯乙烯掺混物的方法， 该方法包括 ： 使得含聚苯乙烯组合物与苯乙烯单体结合以形成反应混合物 ； 在聚合化反应器中使得所述反应混合物聚合化 ； 得到聚苯乙烯掺混物 ； 以及 其中所述含聚苯乙烯组合物在聚合化之后的熔体流动指数比苯乙烯单体的熔体流动 指数高至少 2 分克 / 分钟。 10. 如权利要求 9 所述的方法， 其特征在于， 以混合物的总重计， 以 0.1 至 50 重量 % 的 量将所述含聚苯乙烯。
7、组合物加入到苯乙烯单体中。 11. 如权利要求 9 所述的方法， 其特征在于， 所述含聚苯乙烯组合物包含回收的含聚苯 乙烯材料。 12. 如权利要求 11 所述的方法， 其特征在于， 所述回收的含聚苯乙烯材料包含膨胀聚 苯乙烯。 13. 如权利要求 11 所述的方法， 其特征在于， 所述回收的含聚苯乙烯材料包含污染物。 14. 一种由如权利要求 11 所述的聚苯乙烯掺混物制备的制品。 15. 一种聚苯乙烯掺混物， 该聚苯乙烯掺混物包含 ： 具有第一熔体流动指数的第一含聚苯乙烯组合物 ； 以及 具有第二熔体流动指数的第二含聚苯乙烯组合物 ； 权 利 要 求 书 CN 102812081 A 2 。
8、2/2 页 3 其中所述第二熔体流动指数比所述第一熔体流动指数至少高 2 分克 / 分钟 ； 其中所述第二含聚苯乙烯组合物占聚苯乙烯掺混物的总重量的 0.1 至 40 重量 % ； 其中， 所述第一含聚苯乙烯组合物具有第一物理特性值而第二含聚苯乙烯组合物具有 第二物理特性值， 聚苯乙烯掺混物具有预期的物理特性值 ； 其中， 所述预期的物理特性值是基于聚苯乙烯掺混物中第一含聚苯乙烯组合物的量以 及第二含聚苯乙烯组合物的量的第一物理特性值与第二物理特性值的重均值 ； 以及 所述聚苯乙烯掺混物的观察的物理特性值比预期的物理特性值大于 3% 以上。 16. 如权利要求 15 所述的聚苯乙烯掺混物， 其。
9、特征在于， 所述物理特性是拉伸强度。 17. 如权利要求 15 所述的聚苯乙烯掺混物， 其特征在于， 所述物理特性是断裂伸长 %。 18. 如权利要求 15 所述的聚苯乙烯掺混物， 其特征在于， 所述第二含聚苯乙烯组合物 是回收的材料。 19. 如权利要求 18 所述的聚苯乙烯掺混物， 其特征在于， 所述回收的材料包含膨胀聚 苯乙烯。 20. 一种由如权利要求 1 所述的聚苯乙烯掺混物制备的制品。 权 利 要 求 书 CN 102812081 A 3 1/14 页 4 聚苯乙烯掺混物 0001 相关申请的交叉参考 0002 本申请要求2010年3月31日提交的美国临时专利申请第61/319,4。
10、27号以及2011 年 3 月 29 日提交的美国非临时专利申请第 13/074,763 号的优先权。 技术领域 0003 本发明一般地涉及聚苯乙烯。更具体地， 本发明涉及制备聚苯乙烯掺混物的改进 方法。 0004 背景 0005 苯乙烯 （也称作乙烯基苯） 是以工业量从乙苯制备的芳族化合物。最常用的苯乙烯 生产方法包括乙苯的脱氢， 产生苯乙烯的粗产物和乙苯。聚苯乙烯是由苯乙烯单体生产的 芳族聚合物。聚苯乙烯是在绝热、 包装、 一次性餐具和发泡杯子中广泛使用的聚合物。 0006 膨胀聚苯乙烯 （EPS） 是众所周知的， 可以通过在例如生产发泡产品时使得可膨胀 气体例如 CO2与聚苯乙烯结合来制。
11、备， 且膨胀聚苯乙烯可以包含挤塑聚苯乙烯 （XPS） 。EPS 可以在例如绝热材料的应用中用作捕集的气态内含物质抵抗热流， 从而给予绝热特性。 EPS 可以用于包装应用中提供保护以免由于捕集的气态内含物质导致的冲击。 其他类型的聚苯 乙烯包含弹性体增强的单亚乙烯基芳族化合物的聚合物， 所述单亚乙烯基芳族化合物是例 如苯乙烯、 - 甲基苯乙烯和环取代苯乙烯， 这种弹性体增强的单亚乙烯基芳族化合物的聚 合物可以用于各种应用， 包括 ： 食品包装、 办公用品、 购买点标志和指示牌、 家用器皿和消费 品、 建筑物保温材料和化妆品包装。这类弹性体增强的聚合物通常称作抗冲改性的或高抗 冲聚苯乙烯 （HIP。
12、S） ， 而苯乙烯均聚物可称为通用聚苯乙烯 （GPPS） 。 0007 在模塑、 成形和制备含聚苯乙烯产品时， 产生了聚苯乙烯的副产物、 过量的聚苯乙 烯以及含聚苯乙烯的组合物。 这些副产物以及商用后的聚苯乙烯产品与消费者使用后的聚 苯乙烯产品常常成为可能在垃圾填埋场或者焚烧炉中销毁的废物。 希望回收这些材料从而 避免浪费和污染。还希望得到具有改进的拉伸特性的聚苯乙烯， 从而在给定的聚苯乙烯产 品中所需的聚苯乙烯的量较少， 这可以导致在总体上减少聚苯乙烯废物。 0008 发明概述 0009 本发明的实施方式 （其本身或者与其他实施方式结合） 是一种制备聚苯乙烯掺混 物的方法， 其包括使得具有第。
13、一熔体流动指数的第一聚苯乙烯组合物与具有第二熔体流动 指数的第二聚苯乙烯组合物结合并形成聚苯乙烯掺混物， 所述第二熔体流动指数比所述第 一熔体流动指数至少高 2 分克 / 分钟。第一含聚苯乙烯组合物具有第一拉伸强度值而第二 含聚苯乙烯组合物具有第二拉伸强度值， 聚苯乙烯掺混物具有预期的拉伸强度值。所述预 期的拉伸强度值是基于聚苯乙烯掺混物中第一含聚苯乙烯组合物的量以及第二含聚苯乙 烯组合物的量的第一拉伸强度值与第二拉伸强度值的重均值。 聚苯乙烯掺混物的观察的拉 伸强度值比预期的拉伸强度值大于 3% 以上。 0010 在本发明的一个实施方式中 （其本身或者与其他实施方式结合） ， 聚苯乙烯掺混物。
14、 中第二聚苯乙烯组合物 ： 第一聚苯乙烯组合物的重量比为 1:99 至 1:1。 说 明 书 CN 102812081 A 4 2/14 页 5 0011 在本发明的一个实施方式中 （其本身或者与其他实施方式结合） ， 第二聚苯乙烯组 合物可以包含回收的聚苯乙烯材料， 所述回收的聚苯乙烯材料可以包含膨胀聚苯乙烯。 0012 在本发明的一个实施方式中 （其本身或者与其他实施方式结合） ， 可以在选自混合 器、 混配机以及挤出机的设备中发生第一聚苯乙烯组合物与第二聚苯乙烯组合物的结合。 0013 在本发明的一个实施方式中 （其本身或者与其他实施方式结合） ， 可以包含由聚苯 乙烯掺混物制得的制品。。
15、 0014 在本发明的一个实施方式中 （其本身或者与其他实施方式结合） ， 是一种制备聚苯 乙烯掺混物的方法， 该方法包括 ： 使得聚苯乙烯组合物与苯乙烯单体结合以形成反应混合 物， 在聚合化反应器中使得所述反应混合物聚合化， 并得到聚苯乙烯掺混物， 其中在含聚苯 乙烯组合物聚合化之后， 其熔体流动指数比苯乙烯单体的熔体流动指数至少高 2 分克 / 分 钟。 0015 在本发明的一个实施方式中 （其本身或者与其他实施方式结合） ， 以混合物的总重 量计， 可以将 0.1 至 50 重量 % 范围内的聚苯乙烯组合物加入到苯乙烯单体中， 所述聚苯 乙烯组合物可以包含回收的聚苯乙烯材料， 所述回收的。
16、聚苯乙烯材料可以包含膨胀聚苯乙 烯。 0016 在本发明的一个实施方式中 （其本身或者与其他实施方式结合） ， 可以包含通过本 文所揭示的方法从聚苯乙烯制得的制品。 0017 本发明的实施方式 （其本身或者与其他实施方式结合） 是一种具有第一熔体流动 指数的第一聚苯乙烯和具有第二熔体流动指数的第二聚苯乙烯的聚苯乙烯掺混物， 所述第 二熔体流动指数比所述第一熔体流动指数至少高 2 分克 / 分钟。第二聚苯乙烯是聚苯乙烯 掺混物的总重量的 0.1 至 40 重量 %， 第一聚苯乙烯具有第一物理特性值而第二聚苯乙烯具 有第二物理特性值， 当结合时， 聚苯乙烯掺混物具有预期的物理特性值。 以聚苯乙烯掺。
17、混物 中第一聚苯乙烯和第二聚苯乙烯的量计， 所述预期的物理特性值是所述第一物理特性值和 第二物理特性值的重均值， 且聚苯乙烯掺混物的观察的物理特性值比预期的物理特性值大 于 3% 以上。 0018 在本发明的一个实施方式中 （其本身或者与其他实施方式结合） ， 可以包含由聚苯 乙烯掺混物制得的制品。 0019 其他可行的实施方式包括两个或更多个本发明上述的实施方式。 在一个实施方式 中， 方法包括上述所有的实施方式以及可以以任意顺序进行的各种方法。 0020 附图简要说明 0021 图 1 所示是拉伸强度和分子量与熔体流动指数的函数关系图。 0022 图 2 所示是断裂拉伸强度与 DSM 混配。
18、掺混物的熔体流动指数的关系图。 0023 图 3 是泛黄指数 YI 与 EPS 重量 % 的柱状图。 0024 图 4 是从样品 B 分离的颗粒的显微镜图。 0025 图 5 是从样品 B 分离的颗粒的另一个显微镜图。 0026 图 6 所示是 22 C 时溶液粘度与甲苯中样品浓度的关系图。 0027 图 7 所示是在过滤器上收集的材料重量与过滤的溶液总重的关系图。 0028 图 8 所示是苯乙烯转化率与随时间变化的聚合化反应的关系图。 0029 图 9 所示是断裂强度值与根据本发明的 PS 混合物中 EPS 的重量 % 的关系图。 说 明 书 CN 102812081 A 5 3/14 页 。
19、6 0030 图 10 所示是断裂伸长 % 与根据本发明的混合物中 EPS 的重量 % 的关系图。 0031 发明详述 0032 热塑性化合物的分子量和聚合物熔体粘度通常呈熔体流动指数 （MFI） 倒数的趋 势。作为一般规律， 热塑性塑料的大多数物理特性， 例如拉伸强度以及挠曲强度， 是分子量 的函数， 从而所述特性还可以与 MFI 有关 （见图 1） 。根据本发明， 将高熔体流动的聚苯乙烯 与低熔体流动的聚苯乙烯掺混可以给出增强的拉伸特性的产品， 该增强的拉伸特性落在所 述高熔体流动和低熔体流动之间的给定的熔体流动范围内。 0033 发现可以通过将一定量的高熔体流动指数的聚苯乙烯与低熔体流动。
20、指数的聚苯 乙烯掺混来改善聚苯乙烯的拉伸特性。更具体地， 发现所述将一定量的高熔体流动指数的 聚苯乙烯与低熔体流动指数的聚苯乙烯掺混会产生具有出人意料的拉伸特性提升的聚苯 乙烯掺混物。 0034 根据本发明的一个实施方式， 通过使得具有高熔体流动指数的聚苯乙烯组合物与 具有低熔体流动指数的聚苯乙烯组合物结合来得到聚苯乙烯掺混物。在一个实施方式中， 通过使得第一聚苯乙烯组合物与第二聚苯乙烯组合物结合来得到聚苯乙烯掺混物， 不同之 处在于两者的熔体流动指数之差大于 2 分克 / 分钟。在一个实施方式中， 通过使得具有熔 体流动指数大于 7 分克 / 分钟的聚苯乙烯组合物与具有熔体流动指数小于 5 。
21、分克 / 分钟的 聚苯乙烯组合物结合来得到聚苯乙烯掺混物。在另一个实施方式中， 通过使得具有熔体流 动指数大于 9 分克 / 分钟的聚苯乙烯组合物与具有熔体流动指数小于 5 分克 / 分钟的聚苯 乙烯组合物结合来得到聚苯乙烯掺混物。在另一个实施方式中， 通过使得具有熔体流动指 数大于 10 分克 / 分钟的聚苯乙烯组合物与具有熔体流动指数小于 5 分克 / 分钟的聚苯乙 烯组合物结合来得到聚苯乙烯掺混物。 0035 在一个实施方式中， 以聚苯乙烯掺混物的重量计， 将小于 60 重量 % 的量的高熔体 流动聚苯乙烯加入到聚苯乙烯掺混物中。在另一个实施方式中， 以聚苯乙烯掺混物的重量 计， 将 0。
22、.1 至 50 重量 % 的量的高熔体流动聚苯乙烯加入到聚苯乙烯掺混物中。在另一个实 施方式中， 以聚苯乙烯掺混物的重量计， 将 1 至 40 重量 % 的量的高熔体流动聚苯乙烯加入 到聚苯乙烯掺混物中。 0036 在一个实施方式中， 聚苯乙烯掺混物含有的高熔体流动聚苯乙烯 ： 低熔体流动聚 苯乙烯的重量比为 1:99 至 1:1。在另一个实施方式中， 聚苯乙烯掺混物含有的高熔体流动 聚苯乙烯 ： 低熔体流动聚苯乙烯的重量比为 1:50 至 2:3。在另一个实施方式中， 聚苯乙烯 掺混物含有的高熔体流动聚苯乙烯 ： 低熔体流动聚苯乙烯的重量比为 1:10 至 1:2。 0037 在一个实施方式。
23、中， 高熔体流动指数聚苯乙烯与低熔体流动指数聚苯乙烯之间的 熔体流动指数之差至少为 2 分克 / 分钟。在一个实施方式中， 以结合的聚苯乙烯掺混物的 重量计， 高熔体流动指数的聚苯乙烯以 0.1 重量 % 至 40 重量 % 的量的存在于聚苯乙烯掺混 物中。如果高熔体流动指数与低熔体流动指数之间的差至少大于 2 分克 / 分钟， 且以结合 的聚苯乙烯掺混物的总重量计， 高熔体流动指数的聚苯乙烯以 0.1 重量 % 至 40 重量 % 的量 存在， 则会出人意料地改善某些物理特性。 例如， 拉伸强度和伸长百分比会显示出出人意料 的改进。 0038 在一个实施方式中， 通过结合含有高熔体流动 GP。
24、PS 的聚苯乙烯来得到聚苯乙烯 掺混物。在一个实施方式中， 通过使得含聚苯乙烯的混配物与回收材料结合来得到聚苯乙 说 明 书 CN 102812081 A 6 4/14 页 7 烯掺混物。在另一个实施方式中， 通过使得含聚苯乙烯的混配物与含回收材料的聚苯乙烯 结合来得到聚苯乙烯掺混物。 在另一个实施方式中， 所述回收的材料包含膨胀聚苯乙烯。 在 另一个实施方式中， 所述回收的材料包含工业使用后的PS。 在另一个实施方式中， 所述回收 的材料包含商用后的 PS。在另一个实施方式中， 所述回收的材料包含消费者使用后的 PS。 在另一个实施方式中， 所述回收的材料包含建筑使用后的 PS。 0039 。
25、在一个实施方式中， 通过使得苯乙烯单体与回收的材料结合来得到聚苯乙烯掺混 物。在另一个实施方式中， 通过使得苯乙烯单体与含回收材料的聚苯乙烯结合来得到聚苯 乙烯掺混物。在另一个实施方式中， 所述回收的材料包含膨胀聚苯乙烯。 0040 膨胀聚苯乙烯 （EPS） 可用作用于大楼绝热的模塑板以及用于盒内缓冲易碎物品的 包装材料。EPS 回收包括 EPS 废料和含 EPS 的产品制备后遗弃的副产物以及它们使用之后 的产品。 这些回收材料可以分类为工业使用后的、 商用后的、 消费者使用后的以及建筑使用 后的。工业使用后的 EPS 主要包含来自 EPS 模具和制造设备的废料。工业使用后的 EPS 通 常是。
26、最干净的或者较少污染类型的回收的 EPS。商用后 EPS 主要包含来自家具和器具的包 装材料。商用后的 EPS 通常比工业使用后的 EPS 污染更厉害。商用后回收的 EPS 仍会含有 一些污染物 （例如， 木、 胶、 纸等） ； 然而， 它应该比消费者使用后的 EPS 和建筑使用后的 EPS 干净。消费者使用后的 EPS 包含宽范围的产品， 包括食品包装 （例如， 咖啡杯、 蛤壳等） 。建 筑使用后的 EPS 包含由大楼修复和拆除产生的发泡材料。 0041 在一个实施方式中， 高熔体流动指数聚苯乙烯组合物是回收的材料。在另一个实 施方式中， 高熔体流动指数聚苯乙烯组合物是回收的 EPS。在另一。
27、个实施方式中， 回收的 EPS 是工业使用后和 / 或商用后 EPS。回收的材料会含有污染物。例如， 回收的 EPS 会含有 由于回收中的其他组件， 例如， 带、 纤维素 （纸） 以及其他塑料导致的污染物。如果存在于聚 苯乙烯掺混物中， 这些污染物通常对掺混物的物理性质具有负面影响。通过使用含有污染 物的回收的高熔体流动指数聚苯乙烯以及低熔体流动指数聚苯乙烯， 其中所述高熔体流动 指数与低熔体流动指数之间的差至少大于 2 且以结合的聚苯乙烯掺混物的总重量计， 所述 高熔体流动指数聚苯乙烯以 0.1 重量 % 至 40 重量 % 的量存在， 则会出人意料地改善某些 物理特性。 该被污染的掺混物具。
28、有改善的物理特性可以在一定程度上补偿污染物的负面作 用， 允许在聚苯乙烯掺混物中更多地使用回收的材料。 在一个实施方式中， 掺混物具有改善 的物理特性， 其可以补偿污染物至少20%， 可任选地至少10%， 可任选地至少5%的负面作用。 在一个实施方式中， 掺混物具有改善的物理特性， 其可以补偿污染物的大部分的负面作用。 在一个实施方式中， 掺混物具有改善的物理特性， 其可以补偿污染物所有的负面作用。 0042 在一个实施方式中， 可以根据本领域已知的任意方法将高熔体流动指数聚苯乙烯 组合物结合到聚苯乙烯掺混物中。在一个实施方式中， 通过将高熔体流动指数聚苯乙烯组 合物与低熔体流动指数聚苯乙烯组。
29、合物混合得到聚苯乙烯掺混物。在一个实施方式中， 将 高熔体流动指数聚苯乙烯组合物与低熔体流动指数聚苯乙烯组合物在混配机中结合并进 行熔体掺混。在另一个实施方式中， 通过在混合器中熔体掺混使得高熔体流动指数聚苯乙 烯组合物与低熔体流动指数聚苯乙烯组合物结合。在另一个实施方式中， 通过在挤出步骤 中熔体掺混使得高熔体流动指数聚苯乙烯组合物与低熔体流动指数聚苯乙烯组合物结合。 在各个实施例中， 将高熔体流动指数聚苯乙烯与低熔体流动指数聚苯乙烯独立地在混合 器、 混配机以及挤出机中结合。 在每种情况中， 在不同类型的掺混下得到了类似的物理特性 说 明 书 CN 102812081 A 7 5/14 页。
30、 8 的提升。 0043 在一个实施方式中， 聚苯乙烯掺混物的观察的拉伸强度值比预期的拉伸强度值大 于 3% 以上。在一个实施方式中， 聚苯乙烯掺混物的观察的拉伸强度值比预期的拉伸强度值 大于 5% 以上。在一个实施方式中， 聚苯乙烯掺混物的观察的拉伸强度值比预期的拉伸强度 值大于 7% 以上。在一个实施方式中， 聚苯乙烯掺混物的观察的拉伸强度值比预期的拉伸强 度值大于 10% 以上。在一个实施方式中， 聚苯乙烯掺混物的观察的拉伸强度值比预期的拉 伸强度值大于 15% 以上。 0044 在一个实施方式中， 在苯乙烯单体聚合化以制备聚合物掺混物产品之前使得高熔 体流动指数聚苯乙烯组合物与苯乙烯单。
31、体结合。根据本发明的实施方式， 通过结合聚苯乙 烯组合物并聚合化混合物得到聚苯乙烯掺混物， 所述聚苯乙烯组合物在聚合化之后的高熔 体流动指数比苯乙烯单体的熔体流动指数高至少 2 分克 / 分钟。在一个实施方式中， 聚苯 乙烯组合物在聚合化之后的熔体流动指数比苯乙烯单体的熔体流动指数高至少4分克/分 钟。 0045 在一个实施方式中， 通过使得聚苯乙烯组合物与苯乙烯单体结合来得到聚苯乙烯 掺混物， 所述聚苯乙烯组合物的熔体流动指数大于7分克/分钟， 所述苯乙烯单体的熔体流 动指数在聚合化之后小于 5 分克 / 分钟。在一个实施方式中， 通过使得聚苯乙烯组合物与 苯乙烯单体结合来得到聚苯乙烯掺混物。
32、， 所述聚苯乙烯组合物的熔体流动指数大于 9 分克 /分钟， 所述苯乙烯单体的熔体流动指数在聚合化之后小于5分克/分钟。 在一个实施方式 中， 通过使得聚苯乙烯组合物与苯乙烯单体结合来得到聚苯乙烯掺混物， 所述聚苯乙烯组 合物的熔体流动指数大于10分克/分钟， 所述苯乙烯单体的熔体流动指数在聚合化之后小 于 5 分克 / 分钟。 0046 在一个实施方式中， 以最终聚合化的聚苯乙烯掺混物的重量计， 将小于 60 重量 % 的量的高熔体流动聚苯乙烯加入到聚苯乙烯单体中。在另一个实施方式中， 以最终聚合化 的聚苯乙烯掺混物的重量计， 将 0.1 至 50 重量 % 的量的高熔体流动聚苯乙烯加入到聚。
33、苯乙 烯单体中。在另一个实施方式中， 以最终聚合化的聚苯乙烯掺混物的重量计， 将 1 至 40 重 量 % 的量的高熔体流动聚苯乙烯加入到聚苯乙烯单体中。 0047 在 （如下） 实施例 5 中， 在聚合化反应器中使得高熔体流动指数聚苯乙烯组合物与 苯乙烯单体结合以制备聚合物掺混物产品。在该实施例中， 在高熔体流动指数聚苯乙烯组 合物没有与苯乙烯单体结合的聚苯乙烯产品中观察到了改善的物理特性。 实施例 0048 对将EPS回收的材料结合到高热晶聚苯乙烯 （HHC PS） 中的可行性进行了研究。 对 熔体和反应器掺混物结合 EPS 的两种方法进行了研究， 证明了相似的技术可行性和难度。 令人意外。
34、地， 对于高至 40 重量 % 的结合， 掺混物的机械特性似乎相对没有发生变化或者甚 至有了提升。预期相对于低熔体流动原始聚苯乙烯， 高熔体流动聚苯乙烯与低熔体流动聚 苯乙烯的掺混物具有下降的物理特性。 0049 对不同来源的 EPS 的七组样品进行了测试。这些样品作为可能从回收设施中收到 的材料的对比。如表 1 所示， EPS 具有一定范围的物理特性。尽管未在这些分析中反映出 来， 但是这些样品常常含有粘合剂和 （例如， 来自标签的） 纸制品， 其并不总是可见的， 而是 说 明 书 CN 102812081 A 8 6/14 页 9 包封在致密块中。这还引起了致密块中产品一致性的问题。一些样。
35、品是回收的 EPS 材料球 粒。样品 E 是处理过具有耐火性的 PS。 0050 表 1 ： EPS 回收的分析 0051 样品编号 A B C D E F G 形式 发泡板 致密 致密 球粒 球粒 致密 致密 颜色 粉色 白色 白色 琥珀色 褐色 白色 白色 MFI( 分克 / 分钟 ) 130 10.8 72 37 37.0 NA NA Mn( 克 / 摩尔 ) 81,758 93,347 87,925 95,014 46,008 88,590 93,593 Mw( 克 / 摩尔 ) 215,368 249,489 233,834 255,747 115,468 317,499 280,7。
36、75 Mz( 克 / 摩尔 ) 384,281 468,934 422,811 483,468 212,302 745,552 596,481 D(Mw/Mn) 26 27 27 27 25 36 30 Mp( 克 / 摩尔 ) 193,276 189,475 190,127 188,270 107,563 189,209 198,169 矿物油的重量 % 0 0 013 0 094 0 0 0052 通过使用 DSM 混配机、 哈克 （Haake）混合器以及布拉本德挤出机 （Brabender extruder） 的熔体掺混完成 EPS 回收样品与 HHC PS 的物理掺混。用于这些研究的 。
37、HHC PS 如表 2 所示， 从道达尔石化公司 （Total Petrochemicals Inc.） 购得两种 PS 等级， 535 和 523W， 而第三种 PS 被称作 GPPS 并具有如表 2 所示的特性。寻求最优化条件以减轻 EPS 对 MFI、 MW 和颜色的负面作用。这些参数记录如下。在与原始晶体 PS 球粒混合前， 首先将 EPS 研磨到精制粉末。在最终产品中目标为高至 40 重量 % 的掺混水平。因为研磨 EPS 的低堆 积密度和非常好的特性， 预期目标掺混物浓度发生轻微改变。这是由于将与球粒掺混的所 述材料传递到混合设备的问题所导致。最后， 为了完成聚合物性质测试， 最少。
38、需要 150 克的 掺混物。 0053 表 2 ： 在这些研究中所用的 HHC PS 等级 0054 HHC PS 等级 535 GPPS 523W 目标 MFI( 分克 / 分钟 ) 4.0+/-0.5 5.0+/-0.7 11.0+/-2.0 Mn( 克 / 摩尔 ) 93,700 79,800 64,500 Mw( 克 / 摩尔 ) 255,000 235,300 196， 400 Mz( 克 / 摩尔 ) 247,100 229,400 204,800 说 明 书 CN 102812081 A 9 7/14 页 10 D(Mw/Mn) 2.7 2.9 3.0 硬脂酸锌浓度 (ppm） 。
39、1,000 0 0 0055 实施例 1 0056 DSM 混配机中所用的条件如表 3 所示。对该系列的实验， GPPS 与样品 AEPS 掺混。 由于 DSM 混配机的小体积， 制备了多个八克样品以完成聚合物测试。聚合物性质如表 4 所 示。预期地， 由于 EPS 相对于 GPPS 较高的 MFI， 随着 EPS 的结合增加了熔体流动。然而， 即 使加入（十八烷基 -3,5- 二叔丁基 -4- 羟基氢化肉桂酸酯） 以稳定化聚合物 熔体， 数据显示了掺混物相当大的降解， 因为测量值稍高于 10 重量 % 和 20 重量 % 掺混物的 预测数字。这部分是由于存在溴化阻燃剂导致的， 且 DSM 挤。
40、出机的条件也可能导致了相当 大的降解。令人意外地发现， 加入较低 MW 的 EPS 提供了相对于 HHC 较高的拉伸强度。较低 强度的 EPS 可能导致了掺混物的强度的下降。在 GPPS 和 523 的混合物中 （图 2） 发现了该 相同的趋势。 0057 表 3 ： DSM 混配机条件 0058 0059 表 4 ： DSM 混配机掺混的 GPPS 以及样品 A EPS 聚合物的性质 0060 0061 当10重量%EPS时， 预测的断裂强度是5,684psi。 观察到的断裂强度是6,294psi， 比预测增加了 10.7%。当 20 重量 % 时， 预测的断裂强度是 5,405psi。观察。
41、到的断裂强度是 7,184psi， 比预测增加了 32%。 0062 实施例 2 0063 还使用哈克 （Haake） 混合器来熔体掺混原始 HHC PS 和 EPS。制备了 50 克样品， 所使用的条件如表 5 所示。一旦掺混， 将聚合物压入到拉伸条中。对于这些实验， 分别用低 MFI 和高 MFI 的 HHC PS GPPS 以及 523W 掺混 EPS 样品 B 和 EPS 样品 C。 说 明 书 CN 102812081 A 10 8/14 页 11 0064 表 5 ： 哈克 （Haake） 混合器条件 0065 0066 GPPS/ 样品 B 掺混物的泛黄指数如图 3 所示。由于拉。
42、伸条具有黄褐色外观以及黄 色和黑色污染物， 这些数字并不令人意外。一些从 EPS 分离出来的黄色和褐色颗粒用红外 光谱鉴定为聚氨酯或者纤维素的衍生物 （图4和5） 。 两种材料都可以在条、 粘合剂以及纸中 找到。尝试用 1,000ppm168（汽巴 - 磷酸三 (2,4- 二 - 叔丁基苯基 ) 酯） 来代替 1076 以减轻颜色问题的尝试没有成功， 可能是由于产生的颜色主要是来自已经 存在于 EPS 中的污染物所导致的。ZnO 的加入仅起了使得聚合物变白的作用。 0067 表 6 提供了 HHC PS 与 EPS 掺混物的物理特性。类似于 DSM 混配的样品， 熔体流倾 向于具有两种不同熔体。
43、流动聚苯乙烯的掺混比。此外， 预测的熔体流和测得的熔体流是相 似的， 这表明哈克混合器条件更适合最小化降解。类似于 DSM 结果， 对于掺混了高至约 20 重量 %EPS 的低熔体流动 HHC PS， 伸长 % 和拉伸强度稍有上升。另一方面， 在含高流动 523 和 EPS 样品 B 的全部掺混浓度中， 拉伸特性基本保持不变。 0068 表 6 ： 哈克混合的聚合物掺混物的聚合物特性 0069 说 明 书 CN 102812081 A 11 9/14 页 12 0070 表 7 ： GPPS/EPS 样品 B 聚合物掺混物的聚合物特性 0071 重量 %EPS 强度 (psi) 预测强度 (p。
44、si) 测得强度 (psi) 强度差 (%） 0 6942 6942 - 5 6911 7505 8.6 10 6880 7369 7.1 20 6818 7461 9.4 40 6694 6813 1.8 100 6323 6323 - 0072 对于 GPPS/ 样品 B 的掺混物， 预测断裂强度为基于掺混物重量 % 的重均值。对于 GPPS/ 样品 B 的掺混物， 测得的断裂强度大于基于掺混物重量 % 的预计强度值。掺混物组 分的样品 B 的 MFI（分克 / 分钟） 为 4.5， GPPS 聚苯乙烯的 MFI（分克 / 分钟） 为 13.0。组 分的 MFI 值之差为 8.5。在 0.。
45、1 重量 % 和 40 重量 %EPS 的掺混范围之间， 发现强度在此范 围内增加到了高于预测的点。其如图 9 所示， 其中所示是断裂强度值与混合物中 EPS% 的关 说 明 书 CN 102812081 A 12 10/14 页 13 系。图 10 所示是断裂伸长 % 值与混合物中 EPS% 的关系图。如表 7 所示， 在测得的数据点 处， 强度 （断裂强度， 单位为 psi） 比预测值高 1.8% 至 9.4%。如果做出两种组分的 MFI 值的 差和比预计值高的强度的百分比的差之间的相关性， 可以发现比预计值高的强度的百分比 增加在 MFI 值的差的 0.2 和 1.1 倍的范围之间。 0。
46、073 在本发明的实施方式中， 比预计值高的强度的百分比增加可以大于 MFI 值的差的 0.2 倍。在一个实施方式中， 比预计值高的强度的百分比增加可以在 MFI 值的差的 0.2 和 5.0 倍的范围之间， 可任选地在 MFI 值的差的 0.2 和 4.0 倍的范围之间， 可任选地在 MFI 值 的差的 0.2 和 3.0 倍的范围之间， 可任选地在 MFI 值的差的 0.2 和 2.0 倍的范围之间。在 本发明的实施方式中， 比预计值高的强度的百分比增加可以大于 3%， 可任选地大于 5%， 可 任选地大于 7%。 0074 在本发明的实施方式中， 比预计值高的断裂伸长的百分比增加可以大于。
47、 MFI 值的 差的 0.2 倍。在一个实施方式中， 比预计值高的断裂伸长的百分比增加可以在 MFI 值的差 的 0.2 和 5.0 倍的范围之间， 可任选地在 MFI 值的差的 0.2 和 4.0 倍的范围之间， 可任选地 在 MFI 值的差的 0.2 和 3.0 倍的范围之间， 可任选地在 MFI 值的差的 0.2 和 2.0 倍的范围 之间。 0075 在本发明的实施方式中， 比预计值高的物理特性的百分比增加可以大于 MFI 值的 差的 0.2 倍。在一个实施方式中， 比预计值高的物理特性的百分比增加可以在 MFI 值的差 的 0.2 和 5.0 倍的范围之间， 可任选地在 MFI 值的。
48、差的 0.2 和 4.0 倍的范围之间， 可任选地 在 MFI 值的差的 0.2 和 3.0 倍的范围之间， 可任选地在 MFI 值的差的 0.2 和 2.0 倍的范围 之间。 0076 实施例 3 0077 还将布拉本德挤出机用于熔体掺混原始 HHC PS 和 EPS。布拉本德挤出条件如表 8 所示。应注意， 使用布拉本德挤出机显著地提升了最终球粒的质量。然而， 发现了一些 与 HHC PS 球粒和研磨 EPS 混合物的进料相关的工艺问题。在进料斗中 EPS 倾向于与球粒 分离导致一些不规则的通过量。另一方面， 当使用应用了样品 D 和 E 的球粒的球粒掺混物 时， 则没有进料问题。如所示，。
49、 在布拉本德挤出机中无需来最小化聚合物降 解。此外， 加入 400ppm 的导致球粒的褐色的显著增加。将滤网组合从 200 目变成 60 目导致球粒的黄色的稍微增加， 黄色和黑色斑点污染的上升以及初始背压的下 降 （1,600 至 800psi） 。即使是 60 目的尺寸， 致密材料导致了较快的滤网组合的填塞， 而球 粒形式的 EPS 给予了几乎无变化的压力和类似的通过量。 0078 表 8 ： 布拉本德挤出机条件 0079 区温度 （） 200 螺杆速度 （rpm） 100 滤网组合 （目） 60 光学增亮剂 (ppm) 0,30 说 明 书 CN 102812081 A 13 11/14 页 14 氮气吹扫 打开 0080 表9给出了使用表8给出的最优化条件的聚合物数据。 如所示， 每一个样品的预测 熔体流动与测得的熔体流动相似。 这表明布拉本德挤出机提供了充分的混合而没有导致聚 合物的力断裂 （vis breaking） 。对含。