CN102161774A - 采用二氧化碳发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明采用二氧化碳发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板的方法涉及一种生产聚苯乙烯挤塑板的方法。由聚苯乙烯熔体为主要组分,二氧化碳作为主发泡剂和至少一种其他发泡剂的聚合物熔体。通过拌料、上料机将聚苯乙烯粒料和加工助剂混合并加入到一号挤出机的料斗中,通过一号挤出机加热使聚苯乙烯材料熔融和混合,形成聚合物熔体,将二氧化碳与其他发泡剂组合,通过发泡剂注入系统从一号挤出机的中段注入到熔体中,形成可发泡的凝胶,通过调节一号挤出机来升高系统压力,将发泡剂与聚苯乙烯的熔体混合;经过二号挤出机和静态混合器的混合与降温冷却,以降低该凝胶的温度至最佳发泡温度,使冷却了的凝胶通过模具挤出,即制成聚苯乙烯泡沫挤塑板。

Description

采用二氧化碳发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板的方法
技术领域
[0001] 本发明采用二氧化碳发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板的方法涉及一种生产聚苯乙烯泡沫挤塑板的方法,尤其在不存在氟利昂系列发泡剂情况下,通过使用一种或多种其他发泡剂改进所得的聚苯乙烯挤塑板外观和性能,生产聚苯乙烯挤塑板(XPS)的方法。更尤其涉及使用二氧化碳作为主发泡剂,生产聚苯乙烯挤塑板(XPS)的方法。
背景技术
[0002] 目前,使用挤出工艺常规生产聚苯乙烯挤塑板(XPS)中,常见的使用氟利昂(CFC、 HCFC, HFC等),如HCFC-142b(l-氯-1,1_ 二氟乙烷)、HCFC-22 (—氯二氟甲烷),这类发泡剂对臭氧层有着比较严重的破坏作用,同时也是一种很强的温室气体,从而对人类健康和环境造成一定的影响。
[0003] 在2007年9月蒙特利尔议定书第19次缔约方大会上,来自191个国家和地区的代表一致同意,将于2030年在世界范围内彻底停止生产和使用含氢氯氟烃,即HCFC。按照这个协议,中国等发展中国家2013年要把HCFC的消费量冻结在2009年和2010年的平均水平,2015年消减10%的HCFC消耗量。在未来使用氟利昂系列作为发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板(XPS)将会受到严厉的限制。
发明内容
[0004] 本发明目的针对背景技术所提的使用氟利昂系列对人类健康和环境的影响,以及未来使用氟利昂系列作为发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板(XPS)将会受到的限制问题,提供一种采用二氧化碳发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板的方法,是一种不使用氟利昂系列作为发泡剂生产聚苯乙烯泡沫挤塑板(XPS)的方法。
[0005] 采用二氧化碳作为主发泡剂,辅助使用一种或多种其他发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板,提高二氧化碳在聚合物熔体中的溶解度,降低生产聚苯乙烯挤塑板的系统压力,改进所得的聚苯乙烯挤塑板外观和性能。
[0006] 在本发明的例举的实施方案中,由聚苯乙烯熔体为主要组分,二氧化碳作为主发泡剂和至少一种其他发泡剂的聚合物熔体,制备挤出的聚苯乙烯泡沫挤塑板。其中所述的其他发泡剂包括:乙醇、丁烷、异丁烷、戊烷、异戊烷、甲酸甲酯等物理发泡剂,偶氮二甲酰胺 (AC )、碳酸氢钠、柠檬酸等化学发泡剂。
[0007] 本发明采用二氧化碳发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板的方法是通过以下技术方案实现:
一种采用二氧化碳发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板的方法,其特征在于由聚苯乙烯熔体为主要组分,二氧化碳作为主发泡剂和至少一种其他发泡剂的聚合物熔体,制备挤出的聚苯乙烯挤塑板,
其中原料重量份配比: 聚苯乙烯 100份二氧化碳 2〜3份其他发泡剂 0. 5〜1. 5份加工助剂 1. 5〜3份
其中所述的其他发泡剂包括物理发泡剂和化学发泡剂,所述物理发泡剂选用乙醇、丁烷、异丁烷、戊烷、异戊烷、甲酸甲酯中的一种或其混合物,所述化学发泡剂选用偶氮二甲酰胺(AC)、碳酸氢钠、柠檬酸中的一种或其混合物;
采用二氧化碳发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板方法如下:
通过拌料、上料机将聚苯乙烯粒料和加工助剂混合并加入到一号挤出机的料斗中, 通过一号挤出机加热将温度升至聚苯乙烯180°C以上,使聚苯乙烯材料熔融和混合,形成聚合物熔体,将二氧化碳与其他发泡剂组合,通过发泡剂注入系统从一号挤出机的中段注入到熔体中,形成可发泡的凝胶,通过调节一号挤出机来升高系统压力,系统压力为8〜 15MPa,将发泡剂与聚苯乙烯的熔体混合,这个压力足以防止形成的塑料凝胶真正发泡或者足以防止可发泡凝胶内的发泡剂失去均勻的分散;经过二号挤出机和静态混合器的混合与降温冷却,以降低该凝胶的温度至最佳发泡温度,对于聚苯乙烯,最佳发泡温度范围为 110°C〜135°C。然后使冷却了的凝胶通过模具挤出,形成泡沫结构,即制成聚苯乙烯挤塑板。
[0008] 所述加工助剂选用成核剂、阻燃剂、色母中的一种或几种的混合物,成核剂选用滑石粉,阻燃剂选用环六溴十二烷,色母选用黄色母、蓝色母或红色母。
[0009] 采用二氧化碳发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板的方法特点:
采用低沸点的二氧化碳作为发泡剂单独使用生产聚苯乙烯挤塑板时,对系统的压力要求很高,设备及工艺很难做到。为了让用二氧化碳作为发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板成为现实,需对二氧化碳发泡剂进行改良,辅助使用一种或多种其他发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板, 可以提高二氧化碳在聚合物熔体中的溶解度,降低生产聚苯乙烯挤塑板的系统压力,改进所得的聚苯乙烯挤塑板外观和性能,同时解决了使用氟利昂系列发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板造成的臭氧层破坏等环境问题。
具体实施方式
[0010] 实施例1 :
当除二氧化碳以外的发泡剂为偶氮二甲酰胺(AC)固体化学发泡剂时,将聚苯乙烯粒子 IOOKg与偶氮二甲酰胺(AC) lKg、加工助剂滑石粉2. ^(g、黄色母0. 5 Kg在拌料机中充分混合,经上料机直接加入到挤出机料斗中,通过一号挤出机加热将温度升至聚苯乙烯180°C以上,使聚苯乙烯材料熔融和混合,形成聚合物熔体,将二氧化碳发泡剂3Kg在沿螺杆挤出机路径的方向中间位置处注入到聚合物熔体中,形成可发泡的凝胶,通过调节一号挤出机来升高系统压力,压力为8〜15MPa,将发泡剂与聚苯乙烯的熔体混合,这个压力足以防止形成的塑料凝胶真正发泡或者足以防止可发泡凝胶内的发泡剂失去均勻的分散。经过二号挤出机和静态混合器的混合与降温冷却,以降低该凝胶的温度至110°C 〜135°C之间。然后使冷却了的凝胶通过模具挤出,形成泡沫结构,制成聚苯乙烯挤塑板(XPS)。
[0011] 实施例2:
当除二氧化碳以外的发泡剂为碳酸氢钠和柠檬酸固体化学发泡剂时,将聚苯乙烯粒子 lOOKg、与碳酸氢钠lKg、柠檬酸0. ^(g、滑石粉lKg、环六溴十二烷0. 5Kg在拌料机中充分混合,经上料机直接加入到挤出机料斗中,通过一号挤出机加热将温度升至聚苯乙烯180°C以上,使聚苯乙烯材料熔融和混合,形成聚合物熔体,将二氧化碳发泡剂IKg在沿螺杆挤出机路径的方向中间位置处注入到聚合物熔体中,形成可发泡的凝胶,通过调节一号挤出机来升高系统压力,压力为8〜15MPa,将发泡剂与聚苯乙烯的熔体混合,这个压力足以防止形成的塑料凝胶真正发泡或者足以防止可发泡凝胶内的发泡剂失去均勻的分散。经过二号挤出机和静态混合器的混合与降温冷却,以降低该凝胶的温度至110°C 〜135°C之间。然后使冷却了的凝胶通过模具挤出,形成泡沫结构,制成聚苯乙烯挤塑板(XPS)。
[0012] 实施例3:
当除二氧化碳以外的发泡剂为乙醇液体物理发泡剂时,将聚苯乙烯粒子IOOKg与环六溴十二烷0. ^(g,蓝色母0. 5Kg在拌料机中充分混合,经上料机直接加入到挤出机料斗中, 通过一号挤出机加热将温度升至聚苯乙烯180°C以上,使聚苯乙烯材料熔融和混合,形成聚合物熔体,将乙醇IKg与二氧化碳2. 5Kg 一起,在沿螺杆挤出机路径的方向中间位置处,注入到聚合物熔体中,形成可发泡的凝胶,通过调节一号挤出机来升高系统压力,压力为8〜 15MPa,将发泡剂与聚苯乙烯的熔体混合,这个压力足以防止形成的塑料凝胶真正发泡或者足以防止可发泡凝胶内的发泡剂失去均勻的分散。经过二号挤出机和静态混合器的混合与降温冷却,以降低该凝胶的温度至110°C 〜135°C之间。然后使冷却了的凝胶通过模具挤出, 形成泡沫结构,制成聚苯乙烯挤塑板(XPS )。
[0013] 实施例4:
当除二氧化碳以外的发泡剂为丁烷和异丁烷液体物理发泡剂时,将聚苯乙烯粒子 IOOKg与环六溴十二烷0. 5Kg,滑石粉1. 5Kg在拌料机中充分混合,经上料机直接加入到挤出机料斗中,通过一号挤出机加热将温度升至聚苯乙烯180°C以上,使聚苯乙烯材料熔融和混合,形成聚合物熔体,将二氧化碳2. ^(g、丁烷0.5 Kg、异丁烷0.5 Kg—起,在沿螺杆挤出机路径的方向中间位置处,注入到聚合物熔体中,形成可发泡的凝胶,通过调节一号挤出机来升高系统压力,压力为8〜15MPa,将发泡剂与聚苯乙烯的熔体混合,这个压力足以防止形成的塑料凝胶真正发泡或者足以防止可发泡凝胶内的发泡剂失去均勻的分散。经过二号挤出机和静态混合器的混合与降温冷却,以降低该凝胶的温度至110°C 〜135°C之间。然后使冷却了的凝胶通过模具挤出,形成泡沫结构,制成聚苯乙烯挤塑板(XPS)。
[0014] 实施例5:
当除二氧化碳以外的发泡剂为甲酸甲酯液体物理发泡剂时,将聚苯乙烯粒子IOOKg与环六溴十二烷0. 5Kg,红色母0. 5Kg在拌料机中充分混合,经上料机直接加入到挤出机料斗中,通过一号挤出机加热将温度升至聚苯乙烯180°C以上,使聚苯乙烯材料熔融和混合,形成聚合物熔体,将二氧化碳3Kg与甲酸甲酯1. 5Kg—起,在沿螺杆挤出机路径的方向中间位置处,注入到聚合物熔体中,形成可发泡的凝胶,通过调节一号挤出机来升高系统压力,压力为8〜15MPa,将发泡剂与聚苯乙烯的熔体混合,这个压力足以防止形成的塑料凝胶真正发泡或者足以防止可发泡凝胶内的发泡剂失去均勻的分散。经过二号挤出机和静态混合器的混合与降温冷却,以降低该凝胶的温度至110°C 〜135°C之间。然后使冷却了的凝胶通过模具挤出,形成泡沫结构,制成聚苯乙烯挤塑板(XPS )。
[0015] 采用二氧化碳发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板性能如下:
Figure CN102161774AD00061

Claims (2)

1. 一种采用二氧化碳发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板的方法,其特征在于由聚苯乙烯熔体为主要组分,二氧化碳作为主发泡剂和至少一种其他发泡剂的聚合物熔体,制备挤出的聚苯乙烯泡沫挤塑板,其中原料重量份配比:聚苯乙烯 100份二氧化碳 2〜3份其他发泡剂 0. 5〜1. 5份加工助剂 1. 5〜3份其中所述的其他发泡剂包括物理发泡剂和化学发泡剂,所述物理发泡剂选用乙醇、丁烷、异丁烷、戊烷、异戊烷、甲酸甲酯中的一种或其混合物,所述化学发泡剂选用偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠、柠檬酸中的一种或其混合物;采用二氧化碳发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板方法如下:通过拌料、上料机将聚苯乙烯粒料和加工助剂混合并加入到一号挤出机的料斗中,通过一号挤出机加热将温度升至聚苯乙烯180°C以上,使聚苯乙烯材料熔融和混合,形成聚合物熔体,将二氧化碳与其他发泡剂组合,通过发泡剂注入系统从一号挤出机的中段注入到熔体中,形成可发泡的凝胶,通过调节一号挤出机来升高系统压力,系统压力为8〜15MPa, 将发泡剂与聚苯乙烯的熔体混合,这个压力足以防止形成的塑料凝胶真正发泡或者足以防止可发泡凝胶内的发泡剂失去均勻的分散;经过二号挤出机和静态混合器的混合与降温冷却,以降低该凝胶的温度至发泡温度,对于聚苯乙烯,发泡温度范围为110°C 〜135°C,然后使冷却了的凝胶通过模具挤出,形成泡沫结构,即制成聚苯乙烯泡沫挤塑板。
2.根据权利要求1所述的采用二氧化碳发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板的方法,其特征在于所述加工助剂选用成核剂、阻燃剂、色母中的一种或几种的混合物,成核剂选用滑石粉, 阻燃剂选用环六溴十二烷,色母选用黄色母、蓝色母或红色母。
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