CN106163792A - 生产辐射交联的聚丙烯泡沫体的方法 - Google Patents

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Abstract

本文描述了制造辐射交联的聚丙烯泡沫体的方法与工艺。在一些实施方案中，它包括挤出所有材料组分，其中包括液体交联剂，以制造挤出结构体以供生产辐射交联的聚丙烯泡沫体。

Description

生产辐射交联的聚丙烯泡沫体的方法
相关申请的参考
本申请要求2013年12月30日提交的标题为"METHOD TO DIRECT COMPOUNDEXTRUDED STRUCTURE FOR THE PRODUCTION OF IRRADIATION CROSSLINKEDPOLYPROPYLENE FOAM"的美国专利申请No.14/144,345的优先权，其全部内容在本文中通过参考引入。
发明领域
本发明涉及制造辐射交联的聚丙烯泡沫体的方法。更具体地，本发明涉及制造挤出结构体以供生产辐射交联的聚丙烯泡沫体的方法与工艺。
发明背景
可使用包括粉碎材料、共混材料、挤出、辐射和发泡的工艺，制造专用泡沫体。这一方法可生产辐射交联的聚丙烯泡沫体，它可例如用于机动车内部装饰应用。
图1示出了在制造辐射交联的聚丙烯泡沫体的常规方法中所使用的辅助组件。图1中所示的方法包括粉碎材料、混合共混物、挤出、辐照和发泡的组件。尽管可在单一位置处进行这些步骤的任何组合，但它们也可在不同位置处进行，以最小化成本。例如，在其中共混并挤出材料成分的相同生产场所处制造泡沫体常常成本高于简单地运输挤出结构体以供随后在别处发泡。挤出结构体更加紧凑以供运输到其中可例如通过自动制造器进行发泡的另一场所。
在图1的步骤100中，最初运输树脂到生产场所，并将其进料到粉碎机中，所述粉碎机将树脂粉碎成粉末形式。树脂形成为粒料、颗粒、小片、薄片、珠粒、圆柱体、管状或类似形状，之后粉碎成粉末形式。在步骤102中，粉化树脂与其他材料成分一起储存在原材料筒仓中。在步骤104中，通过使用Henschell型混合器，一起共混粉化树脂与其他材料成分。其他材料成分可包括抗氧剂包、交联剂、发泡剂(即发泡试剂)和类似物。在步骤106中，通过使用模头，在具有短的长径(L/D)比的平行的双螺杆挤出机上将共混的材料混合物挤出成结构体，所述短的长径比将最小化剪切和停留时间。在步骤108中，使用电子束，生产辐射交联的结构体。步骤110的发泡工艺包括预热辐射交联的结构体，接着盐浴，所述盐浴用作热传导介质，以活化辐射交联的结构体内的发泡剂，从而生成泡沫体。在步骤112中，冷却泡沫体、洗涤并卷绕。
制造交联泡沫体的其他常规方法可使用化学交联而不是辐射来生产辐射交联的聚丙烯或聚乙烯泡沫体。然而，化学交联得到不可能用于机动车内饰应用的泡沫体，因为该泡沫体不光滑。光滑表面典型地用于机动车内饰，因为这些应用包括泡沫体和TPO或PVC的层压箔的双-层压体。因此，化学交联对于这类应用具有有限的用途，因为它得不到均匀的泡孔。其他已知方法包括反应性挤出，其中化学反应或交联在挤出工艺过程中发生。
因此，需要以低成本和有效的方式制造辐射交联泡沫体的方法。
发明概述
本文描述了制备辐射交联聚丙烯泡沫体的方法与工艺，它省去了用于常规的制造方法中的在挤出之前粉碎并混合材料的步骤。省去粉碎和混合步骤与常规方法相比提供优势，因为它降低制造成本，同时仍然得到高品质的挤出结构体。
在一些实施方案中，制造挤出结构体的方法包括将树脂引入到挤出机的进料器内，将液体交联剂在进料器下游的位置处引入到挤出机内，将化学发泡剂在其中液体交联剂引入到挤出机内的位置下游的位置处引入到挤出机内。在一些实施方案中，所述方法进一步包括辐照挤出结构体，以生产交联的挤出结构体。在一些实施方案中，所述方法进一步包括使交联的挤出结构体发泡，以生产泡沫结构体。
在一些实施方案中，发泡包括预热交联的挤出结构体。在一些实施方案中，发泡包括使用盐浴作为热源，以活化交联的挤出结构体内的化学发泡剂。在一些实施方案中，发泡包括使用辐射加热器、热空气烘箱或微波能作为热源，以活化交联的挤出结构体内的化学发泡剂。
在一些实施方案中，将化学发泡剂通过在其中液体交联剂引入到挤出机内的位置下游的侧供料器引入到挤出机内。
在一些实施方案中，引入到进料器内的树脂具有非粉末形式。在一些实施方案中，树脂被形成为粒料、颗粒、小片、薄片、珠粒、圆柱体或管状。在一些实施方案中，树脂包括聚丙烯基聚合物，所述聚丙烯基聚合物包括MAH-g-聚丙烯、冲击改性的聚丙烯、聚丙烯-乙烯共聚物、MAH-g-聚丙烯-乙烯共聚物、茂金属聚丙烯、茂金属聚丙烯-乙烯共聚物、具有控制嵌段顺序的茂金属聚丙烯烯烃嵌段共聚物、聚丙烯基聚烯烃塑性体、聚丙烯基聚烯烃弹性-塑性体、聚丙烯基聚烯烃弹性体、聚丙烯基热塑性聚烯烃共混物和聚丙烯基热塑性弹性体共混物。
在一些实施方案中，挤出结构体具有片状形式，且为薄膜、网状物或片材。
在一些实施方案中，采用同向旋转的双螺杆挤出机，进行挤出。在一些实施方案中，挤出机具有36:1-52:1的长度与螺杆直径比。在一些实施方案中，挤出机具有大于20个螺杆直径的长度。在一些实施方案中，进料器位于起始的4个螺杆直径以内，将液体交联剂在4-8个螺杆直径以内引入到挤出机内，和将发泡剂在16-20个螺杆直径以内引入到挤出机内。在一些实施方案中，每一双螺杆的直径为60-100mm。
在一些实施方案中，挤出机内的温度维持在比化学发泡剂的热分解起始温度低至少10℃。
在一些实施方案中，在该挤出结构体内，化学发泡剂具有每一半径尺寸小于16μm的区域。在一些实施方案中，液体交联剂为二乙烯基苯。在一些实施方案中，化学发泡剂为偶氮二碳酰胺。在一些实施方案中，泡沫体的密度为20-250kg/m3。
在一些实施方案中，制造挤出结构体的方法包括在挤出机的第一区处引入树脂，在挤出机的第二区处引入液体交联剂。第二区在第一区的下游。所述方法还包括在挤出机的第三区处引入化学发泡剂，并在挤出机的第四区处挤出结构体。在一些实施方案中，所述方法进一步包括辐照挤出结构体，以使挤出结构体中的树脂交联。在一些实施方案中，所述方法进一步包括使辐照的交联的结构体发泡，以形成泡沫结构体。在一些实施方案中，第三区在第二区的下游。
在一些实施方案中，挤出结构体包括30-80％的聚丙烯。在一些实施方案中，交联的组合物具有20-75％的交联度。
在一些实施方案中，采用具有大于20个螺杆直径的长度的同向旋转的双螺杆挤出机进行挤出。第一区在起始的4个螺杆直径以内。第二区在4-8个螺杆直径以内。第三区在16-20个螺杆直径以内。
在一些实施方案中，通过一种方法生产挤出结构体。所述方法包括将树脂引入到挤出机的进料器内，在进料器下游的位置处将液体交联剂引入到挤出机内，在挤出机内引入化学发泡剂，和从挤出机中挤出结构体。在该挤出结构体内，化学发泡剂具有各自的半径尺寸等于或小于16μm的区域。
附图简述
现参考附图，描述本发明的例举实施方案，其中：
图1示出了在制造辐射交联的聚丙烯泡沫体的常规方法中所使用的辅助组件；
图2是显示制造辐射交联的聚丙烯泡沫体的常规方法的流程图；
图3是显示根据本发明的实施方案，在没有常规方法所使用的粉碎和共混步骤情况下，制造辐射交联的聚丙烯泡沫体的方法的流程图；
图4是根据本发明的实施方案，直接配混挤出工艺所使用的同向旋转挤出机的示意图；
图5示出了根据本发明的实施方案，在生产配混的挤出结构体的方法中所使用的辅助组件；
图6示出了根据本发明的实施方案的同向旋转挤出机的内部部件；
图7阐述了根据本发明的实施方案，在挤出机内段和区的位置；
图8阐述了根据本发明的实施方案，挤出机的机筒部分的加热和冷却特征；
图9示出了根据本发明的实施方案，将交联剂注入到挤出机内所使用的注射器；
图10示出了根据本发明的实施方案，液体隔膜泵的实例；
图11包括根据本发明的实施方案，取决于在挤出机机筒内的注射位置，DVB的不良和良好混合的图像；
图12是显示根据本发明的实施方案，在挤出机的0-4D的位置处将液体交联剂注入到挤出机内的图像；和
图13是根据本发明的实施方案，在100X倍放大下检验的片材结构体的截面图像。
发明详述
本文描述了制造辐射交联的聚丙烯泡沫体的方法与工艺。在一些实施方案中，它包括挤出所有材料组分，其中包括液体交联剂，以制造挤出结构体以供生产辐射交联的聚丙烯泡沫体。可在一个位置处生产挤出结构体，在不同的位置处辐照，并在再一位置处转化成泡沫体。本文中提到的“挤出结构体”具有片材状形式，且可以是薄膜、网状物、片材或类似物。生产挤出的片材结构体的方法在本文中也可称为压片(sheeting)。因此，这一公开内容描述了挤出结构体的制造作为与辐照和发泡独立的方法，但在一些实施方案中，它们可以全部是相同工艺的一部分。
生产辐射交联的聚丙烯泡沫体的常规方法包括粉碎、在Henschel混合器内一起共混所有材料组分、使用具有短的长度与直径比(L/D)的逆向旋转挤出机挤出该共混材料、使用电子束交联该挤出结构体、和然后使用热传导介质以活化所述化学发泡剂而使交联的结构体发泡的单独步骤。
在常规的方法中，在一起混合粉化树脂与其他材料成分之前，将树脂粒料粉碎成粉末。树脂的粉末形式促进液体交联剂例如二乙烯基苯(DVB)吸附到混合物内。吸附是液体粘附到吸附剂表面上的过程，在这一情况下，所述吸附剂是粉化树脂。使用非粉化树脂可能防止液体交联剂被该混合物吸附，因为它沉降到混合器或储存容器的底部。粉化树脂还促进在该混合物内生成材料组分的均匀共混物，因为许多添加剂也被成型为微粉形式。例如，化学发泡剂偶氮二碳酰胺(ADCA)的尺寸为18-30微米。
图2是显示制造辐射交联的聚丙烯泡沫体的常规方法的流程图。在200处，树脂由粒料粉化成粉末形式。在202处，粉化树脂和其他材料成分被共混成混合物。在204处，使用挤出机，生产挤出结构体，例如片材。在206处，使用电子束生产辐射交联的结构体。在208处，将辐射交联的结构体转化成泡沫体产品。
与常规方法不同，所描述的方法和工艺便于由含树脂、交联剂和化学发泡剂的材料成分的混合物制造挤出结构体，所述材料成分全部直接输入到挤出机内。这是有利的，因为它省去了粉化树脂的需求，和省去了单独的混合器共混粉化树脂与其他材料成分的需求。这同样是有利的，因为可在没有要求在与其他材料的共混物内生成粉化树脂的那些额外步骤、劳力和资金的情况下，生产挤出结构体。操作成本进一步下降，因为省去了对粉化树脂的需求将省去对用于粉化比较软质的烯烃材料的低温液氮的需求。
图3是显示在没有图2所示的方法中的常规粉化和共混步骤情况下，制造辐射交联的聚丙烯泡沫体的方法的流程图。在300处，通过将所有材料成分直接引入到挤出机内，直接配混用于片材挤出，以生产挤出结构体。在302处，使用电子束来交联挤出结构体。在304处，发泡工艺将辐射交联的结构体转化成聚丙烯泡沫体。
粉化与共混
供应商常常提供粒料形式的树脂。粒料的尺寸范围可以是2-10mm。可以粉碎树脂粒料作为总的制造工艺的一部分，或者可在挤出和压片之前，在遥远的位置处粉化树脂粒料。低温粉碎机使用液氮，以在没有热量生成和结块的情况下促进软质烯烃材料粉碎。尽管使用液氮促进粉粹，但并不必须要求它来得到粉化树脂。树脂也可以以直接来自于聚合反应器的薄片形式或者粉末形式获得。反应器薄片或粉末可具有下表1中所示的粒度分布，这根据ASTM D5644测量。在一些情况下，较小尺寸的树脂不需要粉化且备用于共混。
表1
在粉碎粒料之后，树脂通常具有表2所示的粒度分布。因此，可将树脂的尺寸降低到小于约2mm。对于烯烃材料，例如聚丙烯或聚乙烯来说，粉碎之后的堆密度通常为25-55g/l 00cc，这根据ASTM D1895测量。
表2
可在混合器内结合粉化树脂与其他成分和添加剂，一起共混所有材料成分。混合器可以是例如Henschell型混合器。材料成分可以包括例如粉化树脂或反应器薄片、液体交联剂、化学发泡剂、抗氧剂包和任何其他类型的添加剂。将材料成分以精确的步骤顺序称重到混合器内，以便当混合材料成分批次时没有发生结块。这一批次的材料在低速下混合一段时间，然后在较高速度下混合。一般地，混合时间总计约9-10分钟/共混物批次。
挤出
挤出是生成具有固定截面轮廓的结构体所使用的工艺。使用挤出机生成挤出结构体。本文描述的方法和工艺省去了粉化树脂和预共混材料成分的步骤，因为所有材料成分可直接进料到挤出机内。材料成分可通过挤出机的单一端口进料，或者每一成分可通过单独的端口独立地进料到挤出机中，或者其组合。可进行预共混泡沫体组合物中的成分，以促进它们分散，但这不是必须的。Henshell混合器可用于这种预共混。
本文描述了一种挤出方法，所述方法包括将液体交联剂直接注入到挤出机内以供制造挤出结构体(例如泡沫体片材或薄膜)的步骤。在一些实施方案中，在将共混物引入到挤出机内之前，在没有粉碎材料并共混材料混合物的情况下，生产这些类型的配混片材。因此，在没有预先粉碎或预共混材料的情况下，挤出工艺用于制造辐射交联的聚丙烯配混泡沫体片材产品。
图4描绘了直接配混挤出工艺所使用的同向旋转挤出机的示意图。在一些实施方案中，不同的原材料组合被进料到图4所示的同向旋转挤出机400的不同端口中。取决于待生产的泡沫体产品，不同的原材料被直接进料到同向旋转的挤出机中，以实现制造具有特定目标厚度、密度和交联值的辐射交联的聚丙烯泡沫体所使用的配混挤出结构体。因此，各种因素影响挤出工艺，其中包括目标厚度，密度，和泡沫体类型等。
图4中的不同端口包括树脂用进料器402，液体交联剂用端口404(例如，DVB注射器)，化学发泡剂用端口408(例如，ADCA侧供料器)，和真空端口410。挤出机400也可包括排气口406。
挤出机400包括多个机筒段或区。每一机筒段代表例如4个直径的轴向长度(4D)。特别地，挤出机400描绘了进料段和在该进料段下游的10个其他段。尽管机筒数量可随不同实施方案而变化，但总的挤出机长度应当足以混合材料组分，以得到具有均匀分散性和分布性能的共混物。
图5示出了在生产配混的挤出结构体的总工艺中所使用的辅助组件。总的工艺包括制用于造挤出结构体的共混段和压片段。图5中所示的挤出机500对应于图4中所示的挤出机400的另一实施方案，但图5示出了额外的辅助组件(其也是制造工艺的一部分)。图4和5中所示的许多额外的辅助组件是可商购的。
压片段工艺包括高速和高能输入的同向旋转的双螺杆挤出机500。通过使用重力重量损失进料器502，将材料成分进料到挤出机500中。化学发泡剂(例如，ADCA)通过挤出机500的侧供料器504进料。侧供料器504可以是针对特定挤出机改变尺寸的标准单元。施加真空端口506到挤出机500上，以除去聚合物熔体内的挥发物或空气夹带物。除去这些杂质辅助防止挤出结构体内的气泡或空隙，所述气泡或空隙在发泡过程中形成为缺陷。典型的真空压力可以是在绝对真空下18-25torr。真空泵可以是干燥类型或液环类型泵，它们使用骤冷工艺水来维持密封。
在挤出机500的下游端，将熔体过滤通过含有过滤器510的破料板508。典型的过滤器可以粗糙至20目或者细至250目，这是塑料挤出工艺用的工业标准筛网。在熔体过滤之后，使用齿轮泵512(即，熔体泵)，加压并维持均匀输出挤出模头514。在一些实施方案中，挤出模头514具有涂层铅锤(coat-hanger)设计，这一设计制造了随后流延到在骤冷辊叠件上的均匀厚度及与宽度的片材。将液体交联剂通过注射器注入到挤出机500的上游端。液体交联剂从高压液体泵传输到注射器中，所述高压液体泵可以是针对特定液体和粘度规定的活塞或隔膜类型泵。
在没有粉碎和共混步骤情况下，通过将聚丙烯或其他树脂的粒料直接进料到挤出机500中，生产挤出结构体，例如片材。将化学发泡剂引入到挤出机500中，并将液体交联剂直接注入到挤出机500中。这一挤出工艺充分地混合并一起配混材料成分，以获得与发泡剂充分混合的均匀共混物。发泡剂有效地分散并分布在聚合物基体当中。在挤出工艺过程中，聚合物的熔体温度保持低于发泡剂的活化或分解温度，以防止过早发泡。
本文描述的工艺和方法可使用同向旋转的双螺杆挤出机，所述挤出机具有比常规方法所使用的挤出机更长的长径(L/D)比。也就是说，粉碎、共混和混合所要求的设备被可行使这些具体操作的挤出机500内的额外段或区替代。例如，当使用粉碎树脂和预共混材料时，L/D常常为20:1-24:1L/D。与常规工艺不同，用于直接配混挤出片材的挤出机长度可具有36:1-52:1，例如44:1的L/D比。因此，将粒料树脂进料到挤出机500的喉中，将化学发泡剂侧供料器到挤出机500内，和将液体交联剂直接注入到挤出机500内。
量化挤出机长度的常见方式是机筒长度对螺杆直径之比(L/D)。例如，若挤出机具有100mm的内螺杆直径和2000mm的长度，则这一挤出机的L/D比为20:1L/D。除了沿着轴的位置以外，挤出机的轴向长度也可用直径代表并报道。例如，在离进料端400mm位置处提到的具有20:1L/D的100mm直径的挤出机可表示为具有四个螺杆直径长度或4D(4X100mm)。这是沿着挤出机提到某些位置的常见和方便的方式，因为许多挤出机使用四个直径长度建造的多个模块机筒(modular barrel)。
可在加工含发泡剂的共混物的常规的方法中使用逆向旋转的挤出机，以最小化剪切和加热，以便没有因非故意活化化学发泡剂而引起过早发泡。这对应于发泡剂的过早分解。例如，片材状形式的挤出熔体温度优选比化学发泡剂的热分解起始温度低至少10℃。
图6示出了典型的同向旋转挤出机的内部部件，在这一实施例中，它具有36:1(L/D)。图7详细地描绘了位置和段或区，以及如何确定挤出机500的长度。挤出机的直径或尺寸可以例如从约27mm变化至100mm。小(例如27mm)的挤出机直径不可能产生充足的输出用于商业生产。另一方面，太大(例如远大于100mm)的直径可能牺牲混合，因为在相同RPM下，熔体细分(divisions)的数量/kg所加工的材料下降，这是因为更多的材料穿过挤出机500。因此，在一些实施方案中，对于商业生产挤出结构体来说，挤出机的直径优选为约40-80mm，或更优选约60-100mm。
使用L/D比太低或太高的挤出机可产生缺陷泡沫体。例如，20:1的L/D比不可能提供与计量元件结合的充分混合的元件来泵送材料。这可导致含未熔融材料的片材产品和/或尺寸减少的片材产品，因为添加剂没有均匀地分散在该片材产品内。这些缺陷片材产品在最终发泡工艺过程中将形成其他缺陷。另一方面，60:1的挤出机L/D比可能太长。太长的挤出机长度可导致聚合物在挤出机内太大的停留时间。增加的停留时间可导致降解和过早活化化学发泡剂。
挤出机可具有充分熔融聚合物组分的螺杆设计，如图7所示。所述挤出机实现了具有均匀分散和分部特征的一致混合物，以获得不具有未熔融部分和大颗粒等的均匀共混物。从混合物中除去这些缺陷有助于消除可在发泡工艺过程中形成的缺陷。
图13包括在100X放大倍率下检验的片材结构体的截面图像。左侧的图像是在挤出过程中“良好混合”的实例。每一粉末发泡剂区域的半径尺寸等于或小于约16μm或直径32μm。右侧的图像是在挤出过程中“不良混合”的实例。在这一情况下，化学发泡剂的区域大得多，半径大至46μm。当片材随后发泡时发泡剂的这些大区域引起缺陷。
挤出工艺包括可以控制的不同参数。这些参数包括进料速率，配方材料组分的百分比，挤出机螺杆RPM，机筒区温度和头压。本文中提到的头压是在挤出机500排放处的压力。图8描绘了挤出机500的机筒部分的加热和冷却特征，它可用于例如控制机筒温度。
与成分如何进料到挤出机内无关，在挤出机内部的剪切力和混合必须足以产生具有片材状形式的均匀的挤出结构体。片材状形式可以是薄膜、网状物或片材。在一些实施方案中，同向旋转的双螺杆挤出机通过挤出机机筒提供充足的剪切力和混合，以挤出具有均匀性能的片材。
片材状形式的挤出温度优选比化学发泡剂的热分解起始温度低至少10℃。若挤出温度超过化学发泡剂的热分解温度，则发泡剂将分解，这将导致非所需的过早发泡。
树脂
进料到挤出机500中的树脂可包括聚丙烯，或聚丙烯与其他相容材料的共混物。当期望共混物时，常常使用聚乙烯。在一些实施方案中，一起共混这两种材料，以实现任意一种挤出树脂本身不可能实现的所需的物理性能。通过一起共混两种或更多种材料，该组合物可具有协同效应。在一些实施方案中，可一起共混若干聚丙烯与多种聚乙烯类型的材料。
在一些实施方案中，挤出结构体包括约25-95重量份在230℃下熔体流动指数(MFI)为约0.1-25g/10min的至少一种聚丙烯基聚合物，和/或在190℃下熔体流动指数为约0.1-25g/10min的至少一种聚乙烯基聚合物。在一些实施方案中，树脂包括30-80％的聚丙烯和余量为聚乙烯。
值得注意的是，剪切应力与剪切速度粘度成正比。太高的熔体流动指数引起树脂粘度太低，这会导致在挤出工艺过程中较低的剪切应力来分散各成分，和最终会导致发泡过程中的缺陷。另一方面，太低的熔体流动指数导致太高的粘度，这会引起剪切加热和高的挤出压力。这可引起过早活化发泡剂和差的挤出输出。因此，优选聚丙烯和聚乙烯的熔体流动指数为0.5-8g/10min，或更优选0.5-3.5g/10min。
进料到挤出机500中的树脂可以是粒料形式，因为不需要粉碎。典型的粒料尺寸，就平均尺寸((长度+宽度)/2)来说，可从约2mm变化到约10mm，和普通的粒料尺寸为约4mm。粒料尺寸也可用每克的粒料数表示，对于烯烃来说，分别对于2mm-10mm的给定尺寸，可在200-10之间变化。使用较小的粒料尺寸可增加造粒成本。另一方面，在挤出工艺过程中，使用较大的粒料要求更多的分散能来破碎并完全熔融和均化材料。
将树脂在进料端口502，或者挤出机500的第一机筒部分内，在4D长度以内进料到挤出机500中，如图5所示。在挤出机500的进一步的下游进料树脂可能在挤出结构体内产生未熔融树脂，因为树脂将绕过挤出机500的进料螺杆的塑化(即，熔融和混合)段。因此，未熔融的树脂将导致在泡沫体内可产生缺陷的片材。
本文提到的聚丙烯是一种聚合物树脂，它包括聚丙烯，MAH-g-聚丙烯，冲击改性的聚丙烯，聚丙烯-乙烯共聚物，MAH-g-聚丙烯-乙烯共聚物，茂金属聚丙烯，茂金属聚丙烯-乙烯共聚物，具有控制嵌段顺序的茂金属聚丙烯烯烃嵌段共聚物，聚丙烯基聚烯烃塑性体，聚丙烯基聚烯烃弹性-塑性体，聚丙烯基聚烯烃弹性体，聚丙烯基热塑性聚烯烃共混物和聚丙烯基热塑性弹性体共混物。聚丙烯的另一实例是全同立构均聚丙烯。
本文提到的聚乙烯是一种聚合物基树脂，它包括LDPE，MAH-g-LDPE，LLDPE，MAH-g-LLDPE，VLDPE，VLLDPE，HDPE，MAH-g-HDPE，聚乙烯-丙烯共聚物，MAH-g-聚乙烯-丙烯共聚物，茂金属聚乙烯，MAH-g-茂金属聚乙烯，茂金属乙烯-丙烯共聚物，MAH-g-茂金属乙烯-丙烯共聚物，茂金属聚乙烯烯烃嵌段共聚物(具有控制嵌段序列)，EVOH，EVA，MAH-g-EVA，EMA，MAH-g-EMA，EGMA，MAH-g-EGMA，EBA，MAH-g-EBA，EEA，MAH-g-EEA，EAA，和MAH-g-EAA。
冲击改性的聚丙烯是具有乙烯-丙烯共聚物橡胶的均聚丙烯或聚丙烯-乙烯共聚物(无规PP共聚物)。该橡胶可以是无定形或半晶的，但用量不足以赋予材料任何塑性或弹性性能。可商购的冲击改性的聚丙烯的实例包括获自Braskem PP Americas的TI4015F和TI4015F2，以及获自LyondellBasell的8623和SB786。
聚丙烯-乙烯共聚物是具有无规乙烯单元的聚丙烯。可商购的聚丙烯-乙烯共聚物的实例是获自Total Petrochemicals USA的6232，7250FL和Z9421，以及获自Braskem PPAmericas的TR3020F。
交联剂
使用交联剂，在电子束辐射下，交联聚丙烯以及与聚乙烯的共混物，因为聚丙烯树脂在其自身上不会交联。相反，某些类型的聚乙烯，例如LDPE、VLDPE和其他共聚物在没有使用交联剂的情况下将交联。在一些实施方案中，聚丙烯基泡沫体可包括含某些部分PP树脂的烯烃泡沫体，它被交联且可包括与聚乙烯、EVA或类似物的共混物。
在一些实施方案中，将液体交联剂在第二机筒段处，或者直接在进料端口502处或者在进料端口502之后注入到挤出机500内。在一些实施方案中，可通过挤出机500上的排气口引入液体交联剂。交联剂的实例包括二乙烯基苯(DVB)或具有类似性能的其他组分。
在一些实施方案中，将液体交联剂例如二乙烯基苯(DVB)在4D-8D的轴向位置之间注入到挤出机500的第二机筒部分内。可使用变化纯度的DVB，且源自不同的商业供应商，例如Dow或Nippon。可商购的DVB通常包括一定百分比的DVB以及余量主要是乙基乙烯基苯(EVB)。当使用含有80％纯度的DVB液体(即，80wt％是二乙烯基苯和20％是乙基乙烯基苯)并制造聚丙烯泡沫体时，所注入的量通常为2-4phr(每100份树脂的份数)。取决于所需的交联水平，这一用量会变化。在一些实施方案中，DVB占2-3wt％的各材料成分。
在一些实施方案中，使用可商购的注射器，注入DVB。图9示出了将交联剂注入到挤出机500内可使用的注射器。例如，可使用具有弹簧阀(SLV)和冷却夹套以防止因热量导致DVB聚合的注射器，如图9左侧所示。特别地，可使用获自Specialty Extrusion Solutions的SLV系列注射器。在一些实施方案中，可使用其他类型的阀门，将DVB注入到挤出机内。例如可使用具有可调节流动的手控阀，如图9的中间所示。可使用的另一类阀门包括图9右侧所示的气压阀。可使用的其他类型的阀门包括具有在高压下足以泵送液体DVB到挤出机内的专门孔隙的区块或端口。
弹簧阀也可使用压力活化的注射。标准阀门在50-1500psig的压力范围内起作用且在预定压力下开启。这一构造提供一致的工艺控制。该阀门可包括允许精确注射压力调节的校正曲线。
在一些实施方案中，可使用隔膜泵，将液体交联剂泵送到挤出机内。隔膜泵的内部组件和密封件可具有对化学品例如DVB的抗性。隔膜泵是可商购的，例如Lewa LDC隔膜泵。图10示出了液体隔膜泵的实例。
若在螺杆的塑化段之后，例如在16D之后注射液体DVB，则可能发生液体DVB的分散不足。这可导致液体DVB在挤出结构体内的局部浓缩，所述局部浓缩在辐照过程中将形成不一致的交联水平和在发泡过程中形成缺陷，例如气泡或砂眼。
图11包括取决于在挤出机机筒的注射位置的不良和良好混合DVB的图像。两个上部的图像示出了不良混合的DVB。在这些实例中，液体DVB用黑色染料染色，并在16D之后在不存在任何发泡剂的情况下注射。然后在显微镜下在400X放大倍率下，检验所得配混的片材，以定性确定DVB在基础聚合物内如何好地混合(即分散)。显然，在16D之后注射导致在基础聚合物内没有很好地分散或混合的大的DVB区域。
另外，若在压力下将液体注入到挤出机的段内，则泵必须克服这一熔体压力，以防止注射器被聚合物堵塞或填塞。若DVB在4D-12D之间注入，则将实现DVB的良好混合与分散。在图11的底部上的图像示出了DVB的良好混合，这是在4D-12D之间注射的结果。在这一实例中没有观察到染色DVB的大区域。
若将DVB在0至4D之间直接加入到进料内，则可实现良好分散，然而，它可能润湿进料区域，从而引起聚合物和其他材料粘附并以团块状脱离。另外，它可具有在机筒底部处汇聚和累积的倾向。图12示出了在0至4D之间的位置处注射或递送液体交联剂。因此，在一些实施方案中，优选在4D至12D之间将液体DVB注入到挤出机内，和更优选在4D至8D之间，以通过将其置于螺杆的高剪切塑化段且不允许液体在进料区域内汇聚允许液体在聚合物内合适地分散。
其他合适的交联性单体包括可商购的双官能、三官能、四官能、五官能和更高官能度的单体。这种交联性单体以液体、固体、粒料和粉末形式获得。实例包括但不限于丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类，例如1,6-己二醇二丙烯酸酯，1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯，乙二醇二丙烯酸酯，乙二醇二甲基丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，四羟甲基甲烷三丙烯酸酯，1,9-壬二醇二甲基丙烯酸酯，和1,10-癸二醇二甲基丙烯酸酯；羧酸的烯丙酯(例如偏苯三酸三烯丙酯，均苯四酸三烯丙酯，和草酸二烯丙酯)；氰尿酸或异氰尿酸的烯丙酯，例如氰尿酸三烯丙酯，和异氰尿酸三烯丙酯；马来酰亚胺化合物，例如N-苯基马来酰亚胺和N,N'-间苯双马来酰亚胺；具有至少两个三键的化合物，例如邻苯二甲酸二炔丙酯和马来酸二炔丙酯；和二乙烯基苯。这些交联性单体可单独或结合使用。
可使用不同方法配混并挤出结构体，特别地当使用除了DVB以外的交联剂时。例如，交联剂可以是固体而不是液体，它不可能加入到材料成分的混合物中。若添加固体交联剂到该混合物中，则仍然期望粉碎树脂，得到树脂与粉末发泡剂之间的均匀共混物。然而，与使用固体交联剂相比，使用DVB液体作为交联剂将提供更加均匀和受控的交联。
发泡剂
在一些实施方案中，将化学发泡剂(即发泡剂)通过侧供料器504在第五机筒段处在沿着轴向长度的16D至20D之间进料到挤出机500中。特别地，通过重量分析的重量损失进料器，在上方进料化学发泡剂。在一些实施方案中，可通过将化学发泡剂引入到挤出机的喉或进料段(这对应于0至4D之间的第一机筒段)内，绕过侧供料器。然而，绕过侧供料器会增加在塑化(熔融并混合)段内过早活化发泡剂的可能性。挤出机500的塑化部分提供进攻性(aggressive)的捏合圆盘，所述圆盘产生分散剪切，使聚合物在机筒段2和3内熔融，且本身产生粘稠的热量生成。若改变螺杆的混合元件，以减少热量的生成，则对于高熔点和高粘度树脂来说，除了相对于发泡剂产生“不良混合”条件以外，还可发生不足的树脂熔融，如图13所示。因此，并不优选在进料段(例如第一机筒段)内添加化学发泡剂。
另一方面，在24D至32D之间下游太远处(例如，第七或第八段)添加化学发泡剂没有提供该试剂合适的分配混合，从而导致在发泡工艺过程中形成缺陷的大的浓度或团块。因此，优选在16D至26D之间，或更优选在16D至20D之间，侧供料器化学发泡剂，以实现“良好混合”以及合适地掺入到聚合物熔体内且没有过早活化或分解。引入发泡剂到挤出机的这些区内有助于“良好混合”并掺入且没有过早活化或分解，以避免图13所示的“不良混合”。
可在本文公开的挤出工艺中使用任何类型的化学发泡剂。化学发泡剂的实例包括偶氮化合物，肼化合物，卡巴肼，四唑类，亚硝基化合物和碳酸盐。可单独或以任何组合使用化学发泡剂。化学发泡剂的其他实例包括粉化的放热偶氮二碳酰胺(ADCA)，吸热的酸-碳酸盐体系，或其组合。
在一些实施方案中，偶氮二碳酰胺(ADCA)用作化学发泡剂。ADCA的热分解典型地在190-230℃的温度下发生。因此，挤出温度维持在等于或低于190℃，以防止ADCA在挤出机内热分解。ADCA的粒度通常为9-50微米，这取决于等级。
与酸-碳酸盐体系相比，ADCA是优选的发泡剂，因为它生成较高的气体体积。结果，与吸热的酸-碳酸盐体系相比，对于相同的膨胀来说，要求较少的发泡剂。在一些实施方案中，为了生产辐射交联的聚丙烯泡沫体，所使用的发泡剂的百分比为1-30份/100份树脂(phr)。在一些实施方案中，ADCA的用量占各材料成分的3-20％重量份。
挤出的温度下限是具有最高熔点的聚合物的熔点。若挤出温度低于具有最高熔点的聚合物的熔融温度，则在片材状型材内出现非所需的“未熔融体”。一旦发泡，则在比这一较低温度低的温度下挤出的挤出片材状型材会显示出不均匀的厚度，不均匀的泡孔结构，泡孔坍塌坑，和其他非所需的特性。
若可热分解的发泡剂的分解温度和具有最高熔点的聚合物的熔点之差大，则可使用用于发泡剂分解的催化剂。例举的催化剂包括但不限于氧化锌，氧化镁，硬脂酸钙，甘油和脲。
辐照
在辐照步骤中，在给定暴露下，用电离辐射线对挤出结构体进行辐照，以使组合物交联，进而获得交联的片材。
交联是聚合物链键合到彼此上的过程。可使用各种不同的技术生成交联点，且可在二者的分子间、在不同的聚合物分子之间、和在单一聚合物分子的一部分之间的分子内形成交联。这一技术包括独立于聚合物链提供交联性单体，和提供掺入含有官能团的交联性单体的聚合物链，其中所述官能团可形成交联点或者被活化以形成交联点。
用电离辐射线，在给定暴露下对挤出结构体进行辐照，以使组合物交联，进而获得交联的挤出结构体。电离辐射线产生具有优良的表面外观和均匀泡孔的挤出结构体。可添加交联性单体，以促进交联，因为电离辐射线在聚丙烯、聚丙烯基材料、一些聚乙烯和一些聚乙烯基材料上不能产生充足的交联度。
电离辐射线的实例包括但不限于α射线、β射线、γ射线和电子束。在它们当中，优选使用具有均匀能量的电子束来制备经辐照的挤出结构体。当用电子束辐照时的暴露时间、辐照频率和加速电压可宽泛地变化，这取决于所打算的交联度和挤出结构体的厚度。然而，范围通常应当为约10-500kGy，和优选约20-300kGy，和更优选约20-200kGy。
若辐照暴露太低，则当发泡时，泡孔稳定性得不到维持。若暴露太高，则所得泡沫体片材的可模塑性可能差。本文提到的“可模塑性”是当在热成形应用中使用泡沫体片材时的一种所需性能。聚合物组分也将因过度的聚合物断裂而降解。此外，一旦暴露于电子束辐射线下，则可通过放热释放，软化挤出结构体型材，使得可在没有过度暴露情况下使该结构体变形。
辐照频率优选不大于4倍，更优选不大于2倍，和甚至更优选仅仅1倍。若辐照频率大于约4倍，则聚合物组分可遭受降解，结果一旦例如发泡，则在所得泡沫体组合物内不会生成均匀的泡孔。
当片材状型材的厚度大于约4mm时，优选用电离辐射线辐照型材的每一主表面，使主表面和里层的交联度更加均匀。
用电子束辐照提供的优势在于，可通过控制电子的加速电压，有效地交联具有各种厚度的片材状型材。加速电压范围通常为约200-3000kV，和优选约400-1200kV，和更优选约600-1000kV。
若加速电压小于约200kV，则辐射线不可能到达片材状型材的内部部分。结果，一旦发泡，则在内部部分的泡孔可能粗糙和不均匀。另外，对于给定厚度来说，太低的加速电压降引起电弧，从而在发泡片材内导致“针孔”或“空穴”。另一方面，若加速电压大于约1500kV的话，则聚合物可能降解，且不可能实现作为截面函数的合适剂量。
与所选的电离辐射线的类型无关，进行交联，以便组合物交联20-75％，和更优选30-60％，这通过"Toray Gel Fraction Method"测量并以下部分中详细描述。
发泡
可通过用熔融盐、辐射加热器、垂直热空气烘箱、水平热空气烘箱、微波能或其任何组合，加热交联的结构体，活化挤出结构体内的发泡剂(即，化学发泡剂)，使该结构体中的聚合物膨胀，从而进行发泡。在一些实施方案中，可在高压釜内在浸渍工艺中使用例如氮气，接着借助熔融盐、辐射加热器、垂直热空气烘箱、水平热空气烘箱、微波能或其任何组合自由发泡，从而进行发泡。
在一些实施方案中，使用熔融盐和辐射加热器的组合来加热交联的片材状型材。在一些实施方案中，可在发泡之前预热来软化交联的片材状型材。预热辅助稳定发泡时片材状材料的膨胀。
通过加热交联的挤出结构体到比可热分解发泡剂的分解温度高的温度，进行发泡。对于可热分解的发泡剂ADCA来说，在连续工艺中，在约200-260℃或优选约220-240℃的温度下进行发泡。与生产连续泡沫体片材的间歇工艺相比，优选连续发泡工艺。
使用本文描述的方法和工艺生产的泡沫体可具有约20-250kg/m3，或优选约30kg/m3-125kg/m3的截面密度或总体密度，这通过JIS K6767测量。可通过发泡剂的用量和挤出结构体型材的厚度来控制截面密度。若片材的密度小于约20kg/m3，则该片材没有有效地发泡，因为实现所需的密度需要大量的化学发泡剂。因此，愈加难以控制膨胀，控制均匀的截面密度和厚度并防止泡孔坍塌。
不将泡沫体组合物限制为250kg/m3的截面密度。也可生产350kg/m3，450kg/m3或550kg/m3的泡沫体组合物。然而，优选密度小于250kg/m3的泡沫体组合物，因为较大的密度成本高，当与相同应用可使用的其他材料相比时。
本文公开的泡沫体组合物具有闭孔泡孔。优选地，至少90％的泡孔具有未损坏的泡孔壁，更优选至少95％，甚至更优选大于98％。平均泡孔尺寸优选为0.05-1.0mm，和最优选0.1-0.7mm。若平均泡孔尺寸低于0.05mm，则泡沫体密度典型地大于250kg/m3。若平均泡孔尺寸大于1mm，则泡沫体具有不均匀的表面。若在其中泡沫体被拉伸或者一些部分进行过辅助工艺的情况下泡沫体内泡孔数量不具有优选的平均泡孔尺寸，则还存在泡沫体组合物非所需地撕裂的可能性。在一些实施方案中，在泡沫体组合物内的泡孔尺寸可具有双峰分布，这代表在泡沫体组合物的芯内相对圆形的泡孔群体，和在泡沫体组合物的表面附近在表层内相对平坦、薄和/或长方形的泡孔群体。
在一些实施方案中，泡沫体组合物的厚度可以是约0.2mm-50mm，优选约0.4mm-约40mm，更优选0.6mm-30mm，和甚至更优选0.8mm-20mm。若厚度小于0.2mm，则因来自主表面的显著气体损失导致发泡不足。若厚度大于约50mm，则愈加难以控制膨胀和产生具有均匀截面密度和厚度的结构体。
在一些实施方案中，可对挤出结构体进行辅助工艺，其中包括但不限于压花、电晕或等离子体处理、表面糙化、表面光滑处理、穿孔或微穿孔、绞接、切片、削磨、成层、粘结和打孔等。可通过切片、削磨或粘结，获得挤出结构体，例如片材的所需厚度，以生产0.1mm至约100mm的厚度。
泡沫体组合物也可含有其他相容的添加剂。常见的添加剂包括但不限于有机过氧化物，抗氧剂，润滑剂，热稳定剂，着色剂，阻燃剂，抗静电剂，成核剂，增塑剂，抗微生物剂，抗真菌剂，光稳定剂，UV吸附剂，防粘连剂，填料，除味剂，增稠剂，泡孔尺寸稳定剂，金属失活剂，及其组合。
测量
根据下述测量本文描述的材料的性能。
通过使用"Toray Gel Fraction Method"，测量交联。根据这一方法，四氢化萘溶剂溶解未交联的材料，并以交联的材料wt％形式表达交联度。
测定聚合物交联百分比所使用的装置包括100目、0.0045英寸的线材直径；304型不锈钢袋；编号的线材和夹子；Miyamoto恒温油浴装置；分析天平；通风橱；气体燃烧器；高温烘箱；抗静电枪；和三个3.5升具有盖子的宽嘴不锈钢容器。测定交联百分比所使用的试剂与材料包括四氢化萘高分子量溶剂，丙酮和硅油。
特别地，测量空的丝网袋的重量并记录。对于每一样品来说，称取约2-10g±约5mg样品，并转移到丝网袋中。记录丝网袋和样品(典型地泡沫体切割物形式)的重量。将每一袋子附着在相应编号的线材和夹子上。当溶剂温度达到130℃时，将袋子和样品的组合浸渍在溶剂内。上下摇动样品约5或6次，以使任何气泡松散并充分地润湿样品。将样品附着在搅拌器上，并搅拌3小时，使溶剂溶解泡沫体。然后在通风橱内冷却样品。
通过在主丙酮容器内上下摇动约7或8次，洗涤样品。在第二次丙酮洗涤中，洗涤样品第二次。将洗涤过的样品再次在新鲜丙酮的第三容器内洗涤。然后将样品悬挂在通风橱内约1-约5分钟，以使丙酮蒸发。然后在干燥烘箱内，在120℃下干燥样品约1小时。冷却样品最小约15分钟。在分析天平上称取丝网袋的重量并记录该重量。
然后根据式100*(C-A)/(B-A)，计算交联，其中A＝空的丝网袋的重量；B＝丝网袋的重量+在四氢化萘内浸渍之前的泡沫体样品；和C＝丝网袋的重量+在四氢化萘内浸渍之后溶解的样品。
根据ASTM D1238，对于聚丙烯和聚丙烯基材料来说在230℃下，和对于聚乙烯和聚乙烯基材料来说在190℃下，使用2.16kg柱塞10分钟，定义并测量聚合物的熔体流动指数(MFI)值。对于相对高熔体流动树脂来说，可减少测试时间。
MFI提供聚合物的流动特征的量度且是聚合物材料的分子量与可加工性的指示。若MFI值太高(这对应于低粘度)，则根据本发明公开内容的挤出不可能满意地进行。与太高的MFI值有关的问题包括在挤出过程中的低压力，片材厚度设定的问题，因低熔体粘度导致的不均匀的冷却，差的熔体强度和/或机器问题。太低的MFI值包括在熔体加工、压延过程中高的压力，片材品质和型材问题，和引起发泡剂分解和活化风险的较高挤出温度。
MFI是发泡的良好量度，因为它反映了材料的粘度，和粘度对发泡具有影响。实现特定MFI值提供有效的泡沫组合物。较低MFI的材料可改进物理性能，因为分子链的长度较大，当施加应力时，这将产生链流动所需的较多能量。而且，较长的分子链(MW)具有可结晶的更多组分，以通过分子间连结提供更大的强度。然而，太低的MFI会引起粘度变得太高。
具有较高MFI值的聚合物具有较短的链。因此，相对于具有较低MFI的聚合物，具有较高MFI值的材料的体积具有更多的链端(它可旋转并产生自由体积，因为这种旋转需要空间)。例如，在聚合物的Tg或玻璃化转变温度以上发生旋转。这将增加自由体积，并使得在应力下能容易流动。对于这一公开内容来说，MFI应当在所需的范围内，以提供这些性能之间的合适折中。
根据ASTM D5644，测量粒度分布。特别地，筛分材料，并以百分比形式报道在特定目数(例如10，16，30，50，80和100目，和在底锅内捕获的那些)内捕获的数量。
比能定义为以kw为单位施加到通过挤出机500加工的材料上的能量，归一化为每千克。实质上，比能是在挤出过程中施加多少功和挤出工艺强度的指示。
施加的和比能计算如下：
比能＝KW(施加的)/进料速率(kg/hr)
KW(施加的)＝KW(电机功率)*(％最大可允许的扭矩)*RPM(实际运转的RPM)/最大RPM(挤出机能力)*0.97(变速箱效率)
根据JIS K6767，定义挤出结构体例如片材的密度，并测量截面或总密度，而不是芯密度。
实施例
实施例1
在44:1L/D同向旋转的双螺杆挤出机上，使用以下标记为“实施例1：配方”的表中所示的原材料配方，直接配混挤出片材，辐照并发泡，以生产密度为67kg/m3，厚度为2.5mm和交联值为40％的泡沫体。使用重量损失进料器，在与使用的挤出机尺寸成正比的速率下，将聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂母料和添加剂进料到进料段(即，第一机筒段或位置0-4D)内。使用侧供料器，在16D至20D之间进料ADCA，和使用在500psig的压力下操作的SLV型注射器，在4D至8D之间将DVB注入到机筒内。
在标记为“实施例1：挤出参数”的下述挤出参数表中示出了在实施例1中配混并挤出片材的条件。在这一实施例中使用20/40过滤器包，且熔体挤出通过2.0mm模头间隙开口，产生厚度为1.400mm的配混片材。还在下表中表示了每一机筒区、熔体适配器、齿轮泵和模头的温度。设定齿轮泵的入口压力，以维持550psi的压力。设定挤出机RPM为数值78，以实现充足数量的熔体细分，并实现充分分散和分布混合，以便在发泡过程中没有出现缺陷。在这些操作条件下，在挤出过程中树脂的熔体温度为约355°F，这在过滤器包之后并在齿轮泵之前测量，且在驱动器上的负载为52％。在这一实施例中赋予聚合物共混物的比能为0.141KW/(kg/hr)。
实施例1：配方
实施例1：挤出参数
过滤器包(目) 20/40
起始模唇间隙 2.0
单位 设定
片材厚度目标 μm 1400
单位 设定点
进料区 0F -
区#1 0F 375
区#2 0F 385
区#3 0F 375
区#4 0F 350
区#5 0F 300
区#6 0F 275
区#7 0F 265
区#8 0F 250
区#9 0F 235
区#10 0F 235
适配器 0F 325
GP(齿轮泵) 0F 345
模头温度 0F 355
挤出机RPM RPM 78
目标GP入口压力 psi 550
实施例2
在44:1L/D同向旋转的双螺杆挤出机上，使用以下标记为“实施例2：配方”的表中所示的原材料配方，直接配混挤出片材，辐照并发泡，以生产密度为50kg/m3，厚度为2.0mm和交联值为40％的泡沫体。使用重量损失进料器，在与使用的挤出机尺寸成正比的速率下，将聚丙烯、聚乙烯、抗氧剂母料和添加剂进料到进料段(即，第一机筒段或位置0-4D)内。使用侧供料器，在16D至20D之间进料ADCA，和使用在500ps ig的压力下操作的SLV型注射器，在4D至8D之间将DVB注入到机筒内。
在标记为“实施例2：挤出参数”的下述挤出参数表中示出了在实施例2中配混并挤出片材的条件。在这一实施例中使用20/40过滤器包，且熔体挤出通过1.2mm模头间隙开口，以产生厚度为0.850mm的配混片材。还在下表中表示了每一机筒区、熔体适配器、齿轮泵和模头的温度。设定齿轮泵的入口压力，以维持550psi的压力。设定挤出机RPM为数值98，以实现充分分散和分布混合，从而防止在发泡工艺过程中的缺陷。与实施例1相比，更高熔体温度的PP树脂要求更大的螺杆速度来实现合适的树脂混合与熔融，否则在配混的片材内会出现未熔融体。在这些操作条件下，在挤出过程中的熔体温度为约365°F，这在过滤器包之后并在齿轮泵之前测量，且在驱动器上的负载为47％。在这一实施例中赋予聚合物共混物的比能为0.150KW/(kg/hr)，这高于实施例1。
实施例2：配方
实施例2：挤出参数
过滤器包(目) 20/60
起始模唇间隙 1.2
单位 设定
片材厚度目标 μm 850
单位 设定点
进料区 0F -
区#1 0F 365
区#2 0F 390
区#3 0F 390
区#4 0F 360
区#5 0F 300
区#6 0F 300
区#7 0F 285
区#8 0F 275
区#9 0F 260
区#10 0F 260
适配器 0F 325
GP(齿轮泵) 0F 350
模头温度 0F 355
挤出机RPM RPM 98
目标GP入口压力 psi 550
其他应用
本文公开的泡沫组合物可用于各种额外的应用。软质且挠性的泡沫组合物可用作胶带或垫圈，以密封双窗格窗户，手持电子器件和家用器具。坚固和硬质泡沫体可以被热成形以供诸如机动车导气管之类的应用。
在一些实施方案中，可结合泡沫组合物与不同的层，例如薄膜和/或箔层。可在一面或两面上用这些材料层压泡沫体，且泡沫体可包括多层。可通过化学键、机械方式、电磁电荷、疏水或亲水吸引力或其组合连接各层。泡沫组合物和层压体组合物可用于机动车内部部件，例如门板，扶手，中央控制台和座位等。
在一些实施方案中，泡沫组合物也可用于家具，室内隔板，外壳和地板等。可使用压敏粘合剂，例如丙烯酸类聚合物，聚氨酯类，热塑性弹性体，嵌段共聚物，聚烯烃，硅酮类，橡胶基粘合剂，丙烯酸乙基己酯和丙烯酸的共聚物，丙烯酸异辛酯和丙烯酸的共聚物，丙烯酸类粘合剂的共混物，橡胶基粘合剂及其组合。泡沫层充当密封剂和提供均匀表面的缓冲垫。
上述说明在正文和附图中包括若干数值范围。所述数值范围支持在所公开的数值范围内的任何范围或数值，即使精确的范围极限没有在说明书中逐字描述，因为可在所公开的数值范围当中实践本发明的实施方案。
术语“基本上由…组成”是指所述组合物几乎仅仅由规定组分组成，除非也可存在不实质上影响本发明的基本和新型特征的额外的未规定组分物质。例如，共混的混合物可视需要包括稳定剂、着色剂、抗氧剂和其他添加剂，其用量使得不损害其固有的性能。
列出上述说明使得本领域技术人员能制造并利用本发明，且在特定应用及其要求的上下文中提供。对优选实施方案的各种改性对本领域技术人员来说，明显是显而易见的，和本文定义的通用原理可应用到其他实施方案和应用上，且没有脱离本发明的精神和范围。因此，并不打算将本发明限制到所示的实施方案上，而是与本文公开的原理和特征一致的最宽范围相符合。在本申请中提到的专利和出版物的全部公开内容在本文中因此通过参考引入。最后，可根据权利要求及其等价方案解释本发明。

Claims (29)

1.一种制造挤出结构体的方法，所述方法包括：
将树脂引入到挤出机的进料器内；
在进料器下游的位置处，将液体交联剂引入到挤出机内；
在其中液体交联剂引入到挤出机内的位置下游的位置处，将化学发泡剂引入到挤出机内；和
从所述挤出机中挤出结构体。
2.权利要求1的方法，进一步包括辐照挤出结构体，以生产交联的挤出结构体。
3.权利要求2的方法，进一步包括使交联的挤出结构体发泡，以生产泡沫结构体。
4.权利要求3的方法，其中发泡包括预热交联的挤出结构体。
5.权利要求4的方法，其中发泡包括使用盐浴作为热源，以活化交联的挤出结构体内的化学发泡剂。
6.权利要求3的方法，其中发泡包括使用辐射加热器、热空气烘箱或者微波能中的至少一种作为热源以活化交联的挤出结构体内的化学发泡剂。
7.权利要求1的方法，其中在液体交联剂引入到挤出机内的位置下游，通过侧供料器，将化学交联剂引入到挤出机内。
8.权利要求1的方法，其中引入到进料器内的树脂为非粉末形式。
9.权利要求8的方法，其中树脂被成型为粒料、颗粒、小片、薄片、珠粒、圆柱体或管状。
10.权利要求9的方法，其中树脂包括聚丙烯基聚合物，所述聚丙烯基聚合物包括MAH-g-聚丙烯、冲击改性的聚丙烯、聚丙烯-乙烯共聚物、MAH-g-聚丙烯-乙烯共聚物、茂金属聚丙烯、茂金属聚丙烯-乙烯共聚物、具有控制的嵌段序列的茂金属聚丙烯烯烃嵌段共聚物、聚丙烯基聚烯烃塑性体、聚丙烯基聚烯烃弹性-塑性体、聚丙烯基聚烯烃弹性体、聚丙烯基热塑性聚烯烃共混物和聚丙烯基热塑性弹性体共混物。
11.权利要求1的方法，其中挤出结构体具有片材状外形，且为薄膜、网状物或片材中的至少一种。
12.权利要求1的方法，其中采用同向旋转的双螺杆挤出机，进行挤出。
13.权利要求12的方法，其中挤出机具有36:1-52:1的长度与螺杆直径比。
14.权利要求12的方法，其中挤出机具有大于20个螺杆直径的长度。
15.权利要求14的方法，其中进料器位于起始的4个螺杆直径以内，在4-8个螺杆直径以内将液体交联剂引入到挤出机内，和在16-20个螺杆直径以内将发泡剂引入到挤出机内。
16.权利要求13的方法，其中每一双螺杆挤出机的直径为60-100mm。
17.权利要求1的方法，其中将挤出机内的温度维持在比化学发泡剂的热分解起始温度低至少10℃。
18.权利要求1的方法，其中化学发泡剂在挤出结构体内具有每一半径尺寸小于16μm的区域。
19.权利要求1的方法，其中液体交联剂是二乙烯基苯。
20.权利要求1的方法，其中化学发泡剂是偶氮二碳酰胺。
21.权利要求3的方法，其中泡沫体的密度为20-250kg/m3。
22.一种制造挤出结构体的方法，所述方法包括：
在挤出机的第一区处引入树脂；
在挤出机的第二区处引入液体交联剂，其中第二区在第一区的下游；
在挤出机的第三区处引入化学发泡剂；和
在挤出机的第四区处挤出结构体。
23.权利要求22的方法，进一步包括辐照挤出结构体，以使挤出结构体中的树脂交联。
24.权利要求23的方法，进一步包括使辐照过的交联的结构体发泡，以生产泡沫结构体。
25.权利要求22的方法，其中第三区在第二区下游。
26.权利要求22的方法，其中挤出结构体包括30-80％的聚丙烯。
27.权利要求22的方法，其中交联的组合物包括20-75％的交联度。
28.权利要求22的方法，其中采用具有20个螺杆直径的长度的同向旋转的双螺杆挤出机，进行挤出，第一区在起始的4个螺杆直径以内，第二区在4-8个螺杆直径以内，和第三区在16-20个螺杆直径以内。
29.一种挤出结构体，其通过包括下述步骤的方法生产：
将树脂引入到挤出机的进料器内；
在进料器下游的位置处，将液体交联剂引入到挤出机内；
将化学发泡剂引入到挤出机内；和
从所述挤出机中挤出结构体，其中化学发泡剂在挤出结构体内具有每一半径尺寸小于16μm的区域。
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