CN104341688A - 一种用于聚苯乙烯微孔发泡材料的发泡母粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于聚苯乙烯微孔发泡母粒及其制备方法，所述发泡母粒按重量份数由以下组分组成：低分子量聚苯乙烯载体10-80份，碳酸氢盐5-40份，偶氮二甲酰胺5-40份，有机羧酸1-5份，氧化锌1-5份，偶联剂0.1-2份，白油0.1-2份。其制备步骤为：（1）将上述组分经过高速混合工艺混合10-30min达到充分均匀；（2）将步骤（1）得到的混合物，经过双螺杆熔融挤出机的剪切、熔融和分散塑化，最后挤出造粒制成发泡母粒。将该发泡母粒用于聚苯乙烯微孔发泡过程中，具有分散性好、分解缓慢、产品泡孔致密并具有较好的综合力学性能和尺寸精度高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种发泡母粒及其制备方法，具体是一种用于聚苯乙烯微孔发泡材料的发泡母粒及其制备方法。
技术背景
聚苯乙烯微孔发泡材料具有质量轻、价格低、防虫、防蛀、耐湿、无毒环保、使用寿命长等一系列优点，目前用在该领域的发泡剂有很多种，根据分解产生的热量可以分为放热型发泡剂和吸热型发泡剂，发热型发泡剂有偶氮二甲酰胺、二亚基五次甲基二胺及磺酰肼等多种发泡剂，其发泡效率较高，但其分解速度较迅速，不易控制，且极易引起材料芯层烧焦；吸热型发泡剂主要为碳酸氢盐类，通常为无机发泡剂。碳酸氢盐类发泡剂分解的吸热性质对发泡过程是有好处的，尤其是挤出发泡，通过发泡剂分解吸热可以避免因有机发泡剂放热造成的塌泡等制品质量问题，对稳定制品质量非常有利，同时可以避免泡沫烧焦，但采用碳酸氢盐类作为发泡剂很难得到高质量的发泡体，形成的泡孔比较粗，且泡孔结构不均匀，这主要由于碳酸氢盐类在高分子材料中的分散性差引起的，目前结合发热发泡剂和吸热发泡剂的各自优点，开发出了性能较好的吸-放热平衡复合发泡剂，但是此类发泡剂在使用成型过程中经常出现串泡、并泡等问题，其原因大多数是发泡剂分散不良造成的。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种流动性好、分散均匀、分解缓慢的发泡母粒及其制备方法。本发明设计1、一种用于聚苯乙烯微孔发泡母粒，其特征在于：各原料组分按重量比为：低分子量聚苯乙烯载体10-80份，碳酸氢盐5-40份，偶氮二甲酰胺5-40份，有机羧酸1-5份，氧化锌1-5份，偶联剂0.1-2份，白油0.1-2份。聚苯乙烯载体的重均分子量为4-8万。偶氮二甲酰胺、碳酸氢盐、氧化锌粉体材料的粒径为1-10μm。碳酸氢盐可以是碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铵一种或其混合物。有机羧酸1-5份可以是柠檬酸、硬脂酸一种或其混合物。偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂的一种或其混合物。一种用于聚苯乙烯微孔发泡母粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将各组分经过高速混合工艺混合10-30min；
（2）将步骤（1）得到的混合物，经过双螺杆熔融挤出机的剪切、熔融和分散匀化，最后挤出造粒制成发泡母粒。挤出工艺的各区的温度为90-110℃，螺杆转速为100-500r/min。本发明的优点是：其外观与聚苯乙烯粒子近似，在使用过程可直接通过计量螺杆自动均匀的加入到发泡机，具有极低的计量误差。发泡母粒产品具有分散均匀；发泡母粒产品均有分解缓慢；所述的发泡母粒产品在使用过程解决了粉尘飞扬的问题；发泡母粒的加工产品具有尺寸精确度高；发泡母粒的加工产品均有较高的综合力学性能。
具体实施方式
实施例1
A、配方
重均分子量为5万的聚苯乙烯载体10kg，碳酸氢纳40kg，偶氮二甲酰胺40kg，柠檬酸4kg，氧化锌4kg，硅烷偶联剂1kg，白油1kg。
B、制备方法
1、将计量好的低分子量聚苯乙烯投入到混料机中，高速搅拌下再加入计量好的偶联剂和白油，搅拌20分钟，然后再加入计量好碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺、有机羧酸、氧化锌，搅拌5分钟后出料。
2、将混合好的物料放入同向双螺杆挤出机中进行造粒，挤出温度控制在80-100℃，螺杆转速为300r/min，熔体压力控制在4.5MPa，即可制得发泡母粒。
3、聚苯乙烯微孔发泡工艺过程中添加6.25%的该发泡母粒，制备的微孔发泡材料的性能见表1。
实施例2
A、配方
重均分子量为6万的聚苯乙烯载体30kg，碳酸氢钠30kg，偶氮二甲酰胺30kg，柠檬酸4kg，氧化锌3kg，硅烷偶联剂1.5kg，白油1.5kg。
B、制备方法
1、将计量好的低分子量聚苯乙烯投入到混料机中，高速搅拌下再加入计量好的偶联剂和白油，搅拌15分钟，然后再加入计量好碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺、有机羧酸、氧化锌，搅拌5分钟后出料。
2、将混合好的物料放入同向双螺杆挤出机中进行造粒，挤出温度控制在80-100℃，螺杆转速为400r/min，熔体压力控制在4.5MPa，即可制得发泡母粒。
3、聚苯乙烯微孔发泡工艺过程中添加8.33%的该发泡母粒，制备的微孔发泡材料的性能见表1。
实施例3
A、配方
重均分子量为4万的聚苯乙烯载体51kg，碳酸氢钾20kg，偶氮二甲酰胺20kg，硬脂酸2kg，氧化锌2kg，钛酸酯偶联剂1.5kg，白油1.5kg。
B、制备方法
1、将计量好的低分子量聚苯乙烯投入到混料机中，高速搅拌下再加入计量好的偶联剂和白油，搅拌15分钟，然后再加入计量好碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺、有机羧酸、氧化锌，搅拌5分钟后出料。
2、将混合好的物料放入同向双螺杆挤出机中进行造粒，挤出温度控制在80-100℃，螺杆转速为200r/min，熔体压力控制在4.5MPa，即可制得发泡母粒。
3、聚苯乙烯微孔发泡工艺过程中添加12.5%的该发泡母粒，生产的微孔发泡材料的性能见表1。
实施例4
A、配方
重均分子量为7万的聚苯乙烯载体75kg，碳酸氢钾10kg，偶氮二甲酰胺10kg，硬脂酸2kg，氧化锌1kg，钛酸酯偶联剂1kg，白油1kg。
B、制备方法
1、将计量好的低分子量聚苯乙烯投入到混料机中，高速搅拌下再加入计量好的偶联剂和白油，搅拌15分钟，然后再加入计量好碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺、有机羧酸、氧化锌，搅拌5分钟后出料。
2、将混合好的物料放入同向双螺杆挤出机中进行造粒，挤出温度控制在80-100℃，螺杆转速为500r/min，熔体压力控制在4.5MPa，即可制得发泡母粒。
3、聚苯乙烯微孔发泡工艺过程中添加25%该发泡母粒，生产的微孔发泡材料的性能见表1。
表1 发泡母粒效果评价
| 项目 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 | 比较例* |
| 泡孔结构 | 封闭型 | 封闭型 | 封闭型 | 封闭型 | 封闭型 |
| 密度g/cm3 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 泡孔尺寸mm | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.3 |
| 拉伸强度MPa | 12 | 12 | 15 | 15 | 10 |
| 冲击强度KJ/m2 | 0.56 | 0.53 | 0.46 | 0.45 | 0.40 |
*注 ：比较例为发泡体系中添加了5%的发泡剂（碳酸氢钠和偶氮二甲酰胺各占2.5%）
Claims (8)
1.一种用于聚苯乙烯微孔发泡母粒，其特征在于：各原料组分按重量比为：低分子量聚苯乙烯载体10-80份，碳酸氢盐5-40份，偶氮二甲酰胺5-40份，有机羧酸1-5份，氧化锌1-5份，偶联剂0.1-2份，白油0.1-2份。
2.根据权利要求1所述的用于聚苯乙烯微孔发泡母粒，其特征在于：聚苯乙烯载体的重均分子量为4-8万。
3.根据权利要求1所述的用于聚苯乙烯微孔发泡母粒，其特征在于，偶氮二甲酰胺、碳酸氢盐、氧化锌粉体材料的粒径为1-10μm。
4.根据权利要求1所述的用于聚苯乙烯微孔发泡母粒，其特征在于，碳酸氢盐可以是碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铵一种或其混合物。
5.根据权利要求1所述的用于聚苯乙烯微孔发泡母粒，其特征在于，有机羧酸1-5份可以是柠檬酸、硬脂酸一种或其混合物。
6.根据权利要求1所述的用于聚苯乙烯微孔发泡母粒，其特征在于，偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂的一种或其混合物。
7.根据权利要求1所述的一种用于聚苯乙烯微孔发泡母粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将各组分经过高速混合工艺混合10-30min；
（2）将步骤（1）得到的混合物，经过双螺杆熔融挤出机的剪切、熔融和分散匀化，最后挤出造粒制成发泡母粒。
8.根据权利要求7所述的一种用于聚苯乙烯微孔发泡母粒的制备方法，其特征在于：挤出工艺的各区的温度为90-110℃，螺杆转速为100-500r/min。
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