CN102167842A - 聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂及其制备方法，通过使用二氧化碳组合发泡剂生产聚苯乙烯挤塑板（XPS）。其特征在于以二氧化碳作为主发泡剂，甲酸甲酯作为辅助发泡剂，组合发泡剂中二氧化碳为50%~80%，甲酸甲酯为20%~50%，上述配比为重量百分配比。其制备方法：通过一级注入泵将低温液体二氧化碳注入到高压缓冲罐中，形成稳定的不易气化的液体二氧化碳，在通过二级计量泵按配比将稳定的液体二氧化碳输送出来，甲酸甲酯也按配比通过甲酸甲酯计量泵输送出来，由二级计量泵输送出来的稳定的液体二氧化碳和由甲酸甲酯计量泵输送出来的甲酸甲酯汇合至液体用静态混合器中充分混合即制成。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂及其制备方法，尤其在不使用氟利昂系列发泡剂情况下，通过使用二氧化碳组合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）。
背景技术
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(1-氯-1,1-二氟乙烷)、HCFC-22（一氯二氟甲烷），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。
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
本发明目的是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）将会受到限制的问题，提供一种聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂及其制备方法，是一种生产聚苯乙烯挤塑板（XPS）用的不含有氟利昂系列发泡剂的组合发泡剂及其制备方法。
本发明聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂及其制备方法是通过以下技术方案实现：
聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂是以二氧化碳作为主发泡剂，甲酸甲酯作为辅助发泡剂，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。组合发泡剂中二氧化碳为50%~80%，甲酸甲酯为20%~50%，上述配比为重量百分配比。
聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂制备方法为：
通过一级注入泵将2.2MPa的低压二氧化碳注入到7~8MPa的高压缓冲罐中，形成稳定的不易气化的液体二氧化碳，在通过二级计量泵按配比将稳定的液体二氧化碳输送出来。甲酸甲酯也按配比通过甲酸甲酯计量泵输送出来。由二级计量泵输送出来的稳定的液体二氧化碳和由甲酸甲酯计量泵输送出来的甲酸甲酯汇合至液体用静态混合器中充分混合，即制成聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂。
再经过单向阀注入到挤出系统中，在一号挤出机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，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匀的分散。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℃~135℃。然后使冷却了的凝胶通过模具进入降低或减小的区域，形成泡沫结构。
聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂的特点：
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，加入甲酸甲酯辅助发泡，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
实施例1：聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂是以二氧化碳作为主发泡剂，甲酸甲酯作为辅助发泡剂。组合发泡剂中二氧化碳为80%，甲酸甲酯为20%，上述配比为重量百分配比。
通过一级注入泵将2.2MPa的低压二氧化碳注入到8MPa的高压缓冲罐中，形成稳定的不易气化的液体二氧化碳，在通过二级计量泵按配比将稳定的液体二氧化碳输送出来。甲酸甲酯也按配比通过甲酸甲酯计量泵输送出来。由二级计量泵输送出来的稳定的液体二氧化碳和由甲酸甲酯计量泵输送出来的甲酸甲酯汇合至液体用静态混合器中充分混合，即制成聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂，
再经过单向阀注入到挤出系统中，在一号挤出机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，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匀的分散。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℃~135℃之间。然后使冷却了的凝胶通过模具进入降低或减小的区域，形成泡沫结构，即制成聚苯乙烯挤塑板（XPS）。
实施例2：聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂是以二氧化碳作为主发泡剂，甲酸甲酯作为辅助发泡剂。组合发泡剂中二氧化碳为70%，甲酸甲酯为30%，上述配比为重量百分配比。
通过一级注入泵将2.2MPa的低压二氧化碳注入到8MPa的高压缓冲罐中，形成稳定的不易气化的液体二氧化碳，在通过二级计量泵按配比将稳定的液体二氧化碳输送出来。甲酸甲酯也按配比通过甲酸甲酯计量泵输送出来。由二级计量泵输送出来的稳定的液体二氧化碳和由甲酸甲酯计量泵输送出来的甲酸甲酯汇合至液体用静态混合器中充分混合，即制成聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂，再经过单向阀注入到挤出系统中，在一号挤出机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，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匀的分散。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℃~135℃之间。然后使冷却了的凝胶通过模具进入降低或减小的区域，形成泡沫结构，即制成聚苯乙烯挤塑板（XPS）。
实施例3：聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂是以二氧化碳作为主发泡剂，甲酸甲酯作为辅助发泡剂。组合发泡剂中二氧化碳为50%，甲酸甲酯为50%，上述配比为重量百分配比。
通过一级注入泵将2.2MPa的低压二氧化碳注入到8MPa的高压缓冲罐中，形成稳定的不易气化的液体二氧化碳，在通过二级计量泵按配比将稳定的液体二氧化碳输送出来。甲酸甲酯也按配比通过甲酸甲酯计量泵输送出来。由二级计量泵输送出来的稳定的液体二氧化碳和由甲酸甲酯计量泵输送出来的甲酸甲酯汇合至液体用静态混合器中充分混合，即制成聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂，再经过单向阀注入到挤出系统中，在一号挤出机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，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匀的分散。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℃~135℃之间。然后使冷却了的凝胶通过模具进入降低或减小的区域，形成泡沫结构，即制成聚苯乙烯挤塑板（XPS）。
采用该发明中的方法生产的聚苯乙烯挤塑板性能如下：
| 原料组分 | 二氧化碳为80%，甲酸甲酯为20% | 二氧化碳为70%，甲酸甲酯为30% | 二氧化碳为50%，甲酸甲酯为50% |
| 发泡温度 | 128℃ | 128℃ | 128℃ |
| 板材厚度 | 30mm | 30mm | 30mm |
| 密度 | 36kg/m3 | 35kg/m3 | 37kg/m3 |
| 抗压强度 | 290kPa | 265kPa | 261kPa |
| 尺寸稳定性 | 1.1% | 0.9% | 1.0% |
| 导热系数 | 0.030W/(mK) | 0.029 W/(mK) | 0.031 W/(mK) |
Claims (2)
1.一种聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂，其特征在于以二氧化碳作为主发泡剂，甲酸甲酯作为辅助发泡剂，组合发泡剂中二氧化碳为50%~80%，甲酸甲酯为20%~50%，上述配比为重量百分配比。
2.权利要求1所述的聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂制备方法，其特征在于通过一级注入泵将2.2MPa的低温液体二氧化碳注入到7~8MPa的高压缓冲罐中，形成稳定的不易气化的液体二氧化碳，在通过二级计量泵按配比将稳定的液体二氧化碳输送出来，甲酸甲酯也按配比通过甲酸甲酯计量泵输送出来，由二级计量泵输送出来的稳定的液体二氧化碳和由甲酸甲酯计量泵输送出来的甲酸甲酯汇合至液体用静态混合器中充分混合，即制成聚苯乙烯挤塑板生产用二氧化碳组合发泡剂。
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