CN1536013A - 可发泡树脂组合物以及丙烯基树脂泡沫塑料 - Google Patents
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Abstract
一种可发泡树脂组合物,包含烯烃基共聚物(a)和与之捏合的热分解发泡剂(b),其中烯烃基共聚物由5-50%重量的衍生自丙烯的单体单元和95-50%重量的衍生自1-丁烯的单体单元形成。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于生产丙烯基树脂泡沫塑料的可发泡树脂组合物,以及使用该可发泡树脂组合物生产的丙烯基树脂泡沫塑料。
背景技术
丙烯基树脂泡沫塑料的需求量,如在包装材料、汽车材料方面已经增大。这是由于其优越的性能,如隔热性、质轻、耐热性和可回收利用性。人们尤其需要质量轻而强度高的泡沫塑料。为了减轻重量,泡沫塑料需要高发泡率。然而,随着发泡率的升高强度会降低,为了在一定的发泡率下形成具有高强度的泡沫塑料,泡沫塑料需带有细致的泡孔。
生产丙烯基树脂泡沫塑料的方法,通常是将发泡剂和丙烯基树脂熔融捏合而制得丙烯基树脂泡沫塑料。广泛使用受热分解的可发泡化合物,即热分解发泡剂,如柠檬酸、碳酸盐和碳酸氢盐。使用热分解发泡剂时,由于操作简单和分散性的改进,通常使用可发泡树脂组合物,该组合物通过捏合热塑性树脂和热分解发泡剂得到。例如,一种可发泡树脂组合物含有发泡剂和乙烯-1-丁烯共聚物(参见日本专利未审公开No.7-62131)。
然而,由于使用上述丙烯基树脂组合物生产的丙烯基树脂泡沫塑料泡孔粗糙,人们需要具有更小泡孔的丙烯基树脂泡沫塑料。
发明内容
考虑到上述情况,本发明人研发了含有细致泡孔的丙烯基树脂泡沫塑料。结果发现上述问题可以通过改进泡沫塑料生产中得到的可发泡树脂组合物而解决。由此,发明人实现了本发明。
本发明提供一种可发泡树脂组合物,包含烯烃基共聚物(a)和与之捏合的热分解发泡剂(b),其中烯烃基共聚物由5-50%重量的衍生自丙烯的单体单元和95-50%重量的衍生自1-丁烯的单体单元形成。本发明还提供一种使用上述可发泡树脂组合物生产的丙烯基树脂泡沫塑料。
附图说明
图1例举了一种生产本发明的丙烯基树脂泡沫塑料的装置。
图2例举了一种用于生产本发明的丙烯基树脂泡沫塑料的圆形口模的横截面形状。
附图中,引用的字母和数字含义如下:
1:生产丙烯基树脂泡沫塑料的装置;
2:50mmφ的双螺杆挤出机;
3:32mmφ的单螺杆挤出机;
4:圆形口模;
5:供给二氧化碳气体的泵;
6:心轴;
7:50mmφ的双螺杆挤出机头;
8:32mmφ的单螺杆挤出机头;
9a,9b,10a,10b,10c,10d:通道。
具体实施方式
烯烃基共聚物(a)为本发明的可发泡树脂组合物的一种组分,由5-50%重量的衍生自丙烯的单体单元和95-50%重量的衍生自1-丁烯的单体单元形成。使用上述组成的烯烃基共聚物,使得利用本发明的可发泡树脂组合物生产的丙烯基树脂泡沫塑料具有细致的泡孔。如果烯烃基共聚物含有的衍生自丙烯的单体单元低于5%重量时,会形成带粗糙泡孔的丙烯基树脂泡沫塑料,这是因为构成泡沫塑料的丙烯基树脂与构成可发泡树脂组合物的烯烃基共聚物之间的相容性差。如果衍生自丙烯的单体单元含量高于50%时,烯烃基共聚物将具有高熔点,从而在捏合热分解发泡剂和烯烃基共聚物以生产可发泡树脂组合物时,热分解发泡剂会分解。因此,可发泡树脂组合物无法产生足够量的气体以生产泡沫塑料。
本发明所用的热分解发泡剂(b)为受热时分解而产生气体的可发泡化合物。可以使用经常用于形成泡沫塑料的热分解发泡剂。例子包括柠檬酸、碳酸盐和碳酸氢盐。
热分解发泡剂(b)可以仅由一种可发泡化合物组成。然而优选热分解发泡剂(b)由分解温度为130-190℃的热分解发泡剂(b-1)和分解温度高于190℃但不高于230℃的热分解发泡剂(b-2)组成。使用不同分解温度的热分解发泡剂使得可发泡树脂组合物能够生产带细致泡孔的泡沫塑料。当热分解发泡剂(b-1)和(b-2)组合使用时,更优选热分解发泡剂(b-1)和(b-2)的分解温度差为10℃或更高。特别优选分解温度差为30℃或更高。
热分解发泡剂(b-1)和(b-2)均可以由一种成分组成,也可以由两种或两种以上成分组成。
关于(b-1)和(b-2)的比例,两者可以以适当的比例组合从而在需要的温度下产生足够量的气体。然而,(b-1)/(b-2)的重量比优选为10/90-90/10。
尤其优选热分解发泡剂(b-1)为选自下述(A)组的至少一种化合物,热分解发泡剂(b-2)为柠檬酸。使用包含上述发泡剂的可发泡树脂组合物可以生产具有非常细致泡孔的泡沫塑料。
(A)碱金属的碳酸氢盐,碱土金属的碳酸氢盐,碳酸氢铵,碱金属的碳酸盐,碱土金属的碳酸氢盐和碳酸铵。
(A)组的化合物中,优选碳酸钠或碳酸氢钠,因为使用上述化合物每单位重量能形成大量气体。
本发明的可发泡树脂组合物中含有的烯烃基共聚物和热分解发泡剂的含量不受限制。然而,当热分解发泡剂含量过多时,可发泡树脂组合物变脆而很难处理,或者构成泡沫塑料的丙烯基树脂与可发泡树脂组合物之间的相容性变差,使得泡沫塑料易具有较粗糙的泡孔。另一方面,当发泡剂含量过低时,形成的气体量会不足。因此热分解发泡剂通常以10-800重量份加入到100重量份的烯烃基共聚物中。
本发明的可发泡树脂组合物优选含有中和剂(c)和吸湿剂(d)中的任何一种,上述试剂取决于含有的热分解发泡剂(b)的种类。更优选同时加入中和剂(c)和吸湿剂(d)。加入中和剂(c)、吸湿剂(d)或者两者同时加入,可以控制分解温度或热分解发泡剂的分解速度。
优选碱金属或碱土金属的有机酸盐作为中和剂。有机盐更优选选自下述B组的化合物。
B组:草酸,甲酸,醋酸,丙酸,辛酸和硬脂酸。
尤其优选使用硬脂酸盐,如硬脂酸钠、硬脂酸钾和硬脂酸锌。
加入中和剂的情况下,它的加入量通常为0.1-20重量份,基于100重量份的烯烃基共聚物。
优选,诸如氯化钙、氯化钾的盐和诸如氧化钙和氧化钾的金属氧化物做为吸湿剂。在上述盐和氧化物中,尤其优选氧化钙。
在加入吸湿剂的情况下,它的加入量通常为0.1-20重量份,基于100重量份的烯烃基共聚物。
此外,本发明的可发泡树脂组合物,除烯烃基共聚物和热分解发泡剂外,还优选含有无机填料(e)。上述可发泡树脂组合物能产生在很宽范围的加工条件下稳定的具有细致泡孔的丙烯基树脂泡沫塑料,这是因为无机填料作为一种泡孔调节器,形成了泡核。加入过多的无机填料会抑制热分解发泡剂的分散而导致形成的泡孔不均匀。因此,无机填料的加入量优选最高达到200重量份,基于100重量份的热分解发泡剂。可使用的无机填料包括例如云母、粘土、二氧化硅和二氧化钛。尤其优选云母,因为由此可制得具有特别细致泡孔的泡沫塑料。使用云母时,所用颗粒尤其优选平均直径为1-10μm,因为上述颗粒具有很好的分散性,作为泡孔调节器时易产生具有均匀泡孔的泡沫塑料。
虽然取决于一些条件,如烯烃基共聚物和所用发泡剂的种类以及加入量,优选组合物中含有中和剂(c)、吸湿剂(d)和无机填料(d)中的任何一种。考虑到降低泡孔的尺寸,更优选组合物中同时含有全部上述组分。
本发明的可发泡树脂组合物可适当含有其他添加剂,只要本发明的效果不受影响。添加剂包括例如抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、增塑剂、抗静电剂、着色剂、脱模剂、流化剂和润滑剂。
本发明的可发泡树脂组合物除了由5-50%重量的衍生自丙烯的单体单元和95-50%重量的衍生自1-丁烯的单体单元形成的烯烃基共聚物外,还可含有其他热塑性树脂。其他热塑性树脂包括例如乙烯-乙烯基酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、丙烯腈树脂、聚(乙烯醇)和离聚物树脂。当可发泡树脂组合物含有上述附加的热塑性树脂时,该热塑性树脂的含量在不影响本发明效果的范围内,通常最高达10%重量。
本发明的可发泡树脂组合物的制备方法无任何特别限制,可以使用任何方法将烯烃基共聚物与热分解发泡剂捏合。例如,可用的方法包括加热烯烃基共聚物到高于或等于烯烃基共聚物的熔点,使其熔融塑化,然后添加热分解发泡剂,必要时可加入中和剂、吸湿剂、无机填料和其他添加剂,随后捏合混合物。
热分解发泡剂优选能均匀分散于可发泡树脂组合物中。因此生产可发泡树脂组合物时,优选在低于热分解发泡剂的分解温度下捏合烯烃基共聚物和热分解发泡剂,这样热分解发泡剂不会分解。更优选的捏合温度范围从(高出烯烃基共聚物熔点5℃的温度)到(低于热分解发泡剂分解温度10℃的温度)。
本发明的生产可发泡树脂组合物的方法,可使用已知的捏合装置。例如包括螺条混合器、高速混合器、捏合机、混炼机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和充分混合机。
本发明的丙烯基树脂泡沫塑料的生产可以通过熔融-捏合丙烯基树脂和本发明的可发泡树脂组合物进行,可采用常规方法使用可发泡树脂组合物作为发泡剂,然后发泡所述熔融捏合物。对本发明的泡沫塑料的生产方法没有特别限制。
使用挤出机挤出成型时,丙烯基树脂泡沫塑料的制备是通过挤出机熔融-捏合丙烯基树脂和本发明的可发泡树脂组合物,然后通过口模将捏合物挤出到空气中,使捏合物发泡。这样,丙烯基树脂泡沫塑料的生产还要(1)在熔融捏合过程中进一步添加热分解发泡剂,然后通过口模将捏合物挤压到空气中,使捏合物发泡;或者(2)熔融-捏合丙烯基树脂和本发明的可发泡树脂组合物,当可发泡树脂组合物中的热分解发泡剂分解后,进一步添加(或浇入)物理发泡剂并继续捏合,然后通过口模将捏合物挤压到空气中,使捏合物发泡。
在上述(1)和(2)的过程中,可发泡树脂组合物中的热分解发泡剂首先分解形成泡核。然后,通过过程(1)的其他热分解发泡剂或过程(2)的物理发泡剂的分解而形成的气体会在上述泡核周围发泡而形成泡孔。
本发明的可发泡树脂组合物与丙烯基树脂十分相容,以致均匀分散于丙烯基树脂中。从而分散的组合物周围形成的泡孔也很均匀。因此得到的丙烯基树脂泡沫塑料具有细致的泡孔。
方法(1)中进一步添加的热分解发泡剂可以是曾用作热分解发泡剂(b)被加入到本发明可发泡树脂组合物中的那种化合物。然而,通常使用的是这样的热分解发泡化合物,其分解温度高于可发泡树脂组合物所含热分解发泡剂的分解温度。
上述高温分解类型的热分解发泡化合物包括例如已知的热分解化合物,如分解形成氮气的热分解发泡剂(偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、二亚硝基五亚甲基四胺、对甲苯磺酰肼、P,P’-氧二(苯磺酰肼)以及热分解无机发泡剂(例如碳酸氢钠、碳酸铵和碳酸氢铵)。
进一步添加热分解发泡化合物时,考虑到操作简单,优选使用热分解发泡剂和树脂一起造粒得到的母粒。上述过程没有特别限制,可使用任何烯烃基树脂。然而优选乙烯基树脂或丙烯基树脂。
上述方法(2)使用的物理发泡剂可使用普通泡沫塑料生产常用的物理发泡剂,如丙烷、丁烷、水和二氧化碳气体。考虑到泡沫塑料生产工艺的安全性,优选高温下惰性或不易燃烧的物质,如水和二氧化碳气体。在生产丙烯基树脂泡沫塑料的过程中,尤其优选使用二氧化碳气体,因为其不易逸出,从而可得到带细致泡孔的泡沫塑料。
仅仅使用一种物理发泡剂生产丙烯基树脂泡沫塑料时,通常很难制得具有细致泡孔的泡沫塑料。然而,上述方法(2)中熔融-捏合丙烯基树脂、本发明的可发泡树脂组合物和物理发泡剂,然后使捏合物发泡,由此制得的丙烯基树脂泡沫塑料比没有添加可发泡树脂组合物制得的丙烯基树脂泡沫塑料的泡孔更细致。特别是,当二氧化碳气体作为物理发泡剂使用时,使用本发明的可发泡树脂组合物对减小细致泡孔尺寸的效果明显,从而制得极其细致泡孔的丙烯基树脂泡沫塑料。
用于本发明的丙烯基树脂泡沫塑料的丙烯基树脂包括例如丙烯均聚物和至少含50mol%丙烯单元的丙烯基共聚物。适用的丙烯基共聚物包括例如丙烯与乙烯或4-10个碳原子的α-烯烃的共聚物。4-10个碳原子的α-烯烃包括例如1-丁烯、4-甲基戊烯-1,1-己烯和1-辛烯。对于丙烯基共聚物中除丙烯外的单体单元的含量,乙烯优选高达15mol%,4-10个碳原子的α-烯烃高达30mol%。
使用长链支化丙烯基树脂(a-1)或重均分子量为1×105或更高的丙烯基树脂(a-2)作为丙烯基树脂,并占全部丙烯基树脂至少50%重量时,可能制得具有更为细致泡孔的丙烯基树脂泡沫塑料。
上述长链支化丙烯基树脂是指支化指数[A]满足0.20≤[A]≤0.98的丙烯基树脂。所用的丙烯基树脂包括丙烯均聚物和丙烯共聚物,共聚物由丙烯与选自乙烯和4-10个碳原子的α-烯烃中的至少一种单体形成。共聚物可以是嵌段共聚物、无规共聚物和接枝共聚物。
支化指数[A]满足0.20≤[A]≤0.98的长链支化丙烯基树脂的一个例子是丙烯PF-814,由Montell Co.制造。
支化指数表示聚合物的长链支化程度,由下式定义:
支化指数[A]=[η]Br/[η]Lin
式中,[η]Br表示长链支化丙烯基树脂的特性粘度。[η]Lin表示与长链支化丙烯基树脂具有相同单体单元组成和相同重均分子量的线性丙烯基树脂的特性粘度。
特性粘度,又称特性粘度值,其度量聚合物增强溶液粘度的能力。特性粘度尤其取决于分子量和聚合物分子的支化度。因此长链支化聚合物的特性粘度和与其具有相同重均分子量的线性聚合物的特性粘度之比可用来度量长链支化聚合物的支化度。丙烯基树脂的特性粘度可由已知的传统方法测定,如Elliott等在J.Appl.Polym.Sci.,14,2947-2963(1970)所描述的方法。例如,在135℃下将丙烯基树脂溶解在四氢化萘或邻二氯苯中测试其特性粘度。
丙烯基树脂的重均分子量(Mw)可以通过各种常规方法测定。特别优选M.L.McConnel等在American Laboratory,May,63-75(1978)中的文章《小角激光散射强度测试方法》所报道的方法。
重均分子量为1×105或更高的丙烯基树脂的聚合方法的一个例子是日本专利未审公开No.11-228629中描述的方法。
上述丙烯基树脂(a-1)和(a-2)中,优选满足下述条件的丙烯基树脂:使用单轴伸长粘度计(例如Rheometrics,Inc.制造的单轴伸长粘度计)在某一温度附近(高出熔点30℃的温度)、伸长应变速率为lsec-1时测试丙烯基树脂的单轴伸长粘度,η5与η0.1之比(η5/η0.1)满足η5/η0.1≥10,其中应变产生经过0.1秒时测试的单轴熔融伸长粘度用η0.1表示,应变产生经过5秒时测试的单轴熔融伸长粘度用η5表示。更优选满足η5/η0.1≥5的丙烯基树脂。使用满足该条件的丙烯基树脂,可生产具有特别细致泡孔的泡沫塑料。
关于生产本发明的丙烯基树脂泡沫塑料时,丙烯基树脂和本发明的可发泡树脂组合物加入量比率,最佳范围没有特别限制,可以根据各种条件选择,比如热分解发泡剂在可发泡树脂组合物中的含量,需要的丙烯基树脂泡沫塑料的发泡率,所用丙烯基树脂的物理性能以及熔融捏合温度。然而,本发明的可发泡树脂组合物一般用量为0.5-20重量份,每100重量份的丙烯基树脂。
如上所述,在熔融捏合丙烯基树脂和本发明的可发泡树脂组合物时另外添加的热分解发泡化合物和物理发泡剂的量取决于各种条件,没有特别限制。然而,当同时使用热分解发泡化合物时,本发明的可发泡树脂组合物和热分解发泡化合物一般用量分别为0.5-5重量份和1-10重量份,基于100重量份的丙烯基树脂。当同时使用物理发泡剂时,本发明的可发泡树脂组合物和物理发泡剂的一般用量分别为0.5-20重量份和0.1-5重量份,基于100重量份的丙烯基树脂。
本发明中,丙烯基树脂泡沫塑料中泡孔的细致度由泡沫塑料厚度方向的泡孔壁密度评定。泡沫塑料的泡孔壁密度采用下述方法测定的值来定义。首先泡沫塑料的横截面通过扫描电子显微镜(SEM)放大到每个泡孔都能清楚辨认的放大倍数。然后,在放大图象中,沿泡沫塑料的厚度方向划一直线,计算该直线穿过的泡孔壁数,即树脂壁限定的泡孔数。根据结果,得出沿同一层的厚度方向每毫米发泡层上存在的泡孔壁数。该方法中,通过5个点或更多点测定沿同一层的厚度方向每毫米发泡层上存在的泡孔壁数,每个点之间彼此间隔1mm或更多。泡孔壁数的平均值被定义为沿本发明丙烯基树脂泡沫塑料厚度方向的泡孔壁密度。泡孔壁密度越大,泡孔越细致。
本发明的丙烯基树胇泡沫塑料由于其含有细致的泡孔,在机械强度和隔热性能上具有优越性。上述丙烯基树脂泡沫塑料即使在二次成形,如真空模塑中也难以破坏泡孔。因此,由二次成形得到的模制品在机械强度和隔热性能上也具有优越性。
本发明的丙烯基树脂泡沫塑料可含其他热塑树脂层。当本发明的丙烯基树脂泡沫塑料含其他热塑树脂层时,计算泡孔壁密度是用发泡层厚度作为泡沫塑料厚度。
本发明的丙烯基树脂泡沫塑料必要时可以经过加工,如定型后再广泛应用。具体地,可用作食品容器,如盘子、碗、茶杯和盒子;隔热材料、体育用品或包装材料的缓冲材料;汽车部件,如汽车天花板材料;密封材料;以及建筑材料。尤其适用于利用丙烯基树脂的隔热性能形成的食品容器,如微波容器。
本发明的可发泡树脂组合物与丙烯基树脂有优良的相容性,这是因为该组合物由热分解发泡剂和特定的烯烃基共聚物构成。因此,使用可发泡树脂组合物作为发泡剂生产的丙烯基树脂泡沫塑料具有细致的泡孔。
参考以下实施例解释本发明。然而本发明不限于这些实施例。
【实施例1】
一种2类3层的丙烯基树脂泡沫塑料,由每面带非发泡层的丙烯基树脂发泡层组成,该树脂泡沫塑料由下述方法制备。
(制备可发泡树脂组合物的方法)
可发泡树脂组合物由下述方法制备。
在班伯里密炼机中,装入45重量份的烯烃基共聚物(a)(TAFMER BL2481由Mitsui Chemicals,Inc.制造,1-丁烯/丙烯重量比=80/20,熔点=75℃),在115℃通过捏合熔融。捏合过程中,顺序装入20重量份的热分解发泡剂(b)和30重量份的云母(e)(Talc MICRON WHITE#5000S,Hayashi Kasei Co.,Ltd.制造,平均颗粒直径=2.8μm),并继续捏合10分钟。(b)中碳酸氢钠(分解温度153℃)/柠檬酸(分解温度215℃)的重量比=10/10。将制得物装入40mmφ的单螺杆挤出机并挤压成股状,然后经造粒机切断,形成粒状可发泡树脂组合物。
(丙烯基共聚物的造粒)
在根据日本专利未审公开No.11-228629描述的方法制备的100重量份的丙烯基共聚物粉末中,加入0.1重量份的硬脂酸钙、0.05重量份的酚类抗氧化剂(商品名:Irganox 1010,由Ciba Specialty Chemicals制造)、0.2重量份的酚类抗氧化剂(商品名:Sumilizer BHT,由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造)并进行混合。在230℃捏合混合物,产生熔体流动速率为4.5g/10min(在230℃,2.16kgf载荷下)的母粒[i]。
制得的丙烯基共聚物的物理性能描述如下。
丙烯基共聚物的物理性能
成分(A)(该成分分子量高于根据日本专利未审公开No.11-228629描述的方法制备的丙烯基共聚物中所含两种成分的分子量)的特性粘度([η]A)=9.5dl/g;成分(A)中乙烯含量(C2 in A)=2.9%;成分(B)(该成分分子量低于根据日本专利未审公开No.11-228629描述的方法制备的丙烯基共聚物中所含两种成分的分子量)的特性粘度([η]B)=11dl/g;成分(B)中乙烯含量(C2 in B)=2.7%;η5=300000Pa.s,η0.1=2900Pa.s,180℃下使用Rheometrics,Inc.制造的单轴伸长粘度计测试。
(形成发泡层的材料)
由上述方法制得的丙烯基聚合物母粒[i]、[ii]聚丙烯1(聚丙烯R101,由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造,MFR=20g/10min(在230℃,2.16kgf载荷下))和[iii]聚丙烯2(聚丙烯U101E9,MFR=120g/10min(在230℃,2.16kgf载荷下))以重量比[i]/[ii]/[iii]=70/21/9干混,制得形成发泡层的材料。
(形成非发泡层的材料)
[iv]聚丙烯3(聚丙烯FS2011DG2,由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造,MFR=2.5g/10min(在230℃,2.16kgf载荷下))、[v]聚丙烯4(聚丙烯W151,由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造,MFR=8g/10min(在230℃,2.16kgf载荷下))、[vi]聚丙烯5(聚丙烯PF814,由Montell制造,MFR=3g/10min(在230℃,2.16kgf载荷下))、[vii]云母母料(聚丙烯基云母母料MF110,由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造,云母含量=70%重量)和[viii]二氧化钛母料(聚丙烯基二氧化钛母料SPEM7A1155,由Sumika Color Co.制造,二氧化钛含量=60%重量)以重量比[iv]/[v]/[vi]/[vii]/[viii]=21/30/20/29/5干混,制得形成非发泡层的材料。
(生产丙烯基树脂泡沫塑料的方法)
利用形成发泡层的材料、可发泡树脂组合物和形成非发泡层的材料,通过挤出成型制备出丙烯基树脂泡沫塑料,挤出成型是通过装置(1)实现,其中配有50mmφ的双螺杆挤出机(2)以挤压发泡层,32mmφ的单螺杆挤出机(3)以挤压非发泡层,以及90mmφ的圆形口模(4)。
由100重量份的形成发泡层的材料和2重量份的可发泡树脂组合物混合而成的原料,通过漏斗喂入50mmφ的双螺杆挤出机(2)中。然后,在加热到180℃的烘筒中捏合。
在50mmφ的双螺杆挤出机(2)中,当形成发泡层的材料和可发泡树脂组合物充分熔融捏合、彼此相容,同时可发泡树脂组合物中的热分解发泡剂也受热分解、发泡时,1重量份的二氧化碳气体作为物理发泡剂,通过与液态二氧化碳气罐相连的泵(5)被注入。注入二氧化碳气体后,捏合物通过进一步捏合被二氧化碳渗透,然后喂入到圆形口模(4)中。
在32mmφ的单螺杆挤出机(3)中,形成非发泡层的材料被熔融捏合,然后喂入到圆形口模(4)中。
圆形口模(4)中,通过50mmφ的双螺杆挤出机头(7)喂入口模的形成发泡层的材料,通过通道(9a)向口模出口传送。在通道(9a)的途中,该材料通过通路P的分流,也传送到通道(9b)中。
形成非发泡层的材料通过32mmφ的单螺杆挤出机头(8)喂入到口模中,然后分流到通道(10a)和(10b)中。分流后,该材料在供给输入的同时向口模出口传送,使其层压在通道(9b)的两边。在点(11a)处,获得层压材料。输入到通道(10a)和(10b)中的形成非发泡层的材料,通过类似于通路P的支路(未画出)分流,传送到通道(10c)和(10d)中。然后,该材料在供给输入的同时向口模出口传送,使其层压在通道(9a)的两边。在点(11b)处,获得层压材料。熔融树脂在(11a)和(11b)处被制成管状的2类3层结构,并通过圆形口模(4)的出口(12)被挤压。管状树脂在大气压力下释放,使得形成发泡层的材料中含有的二氧化碳气体发泡而形成气泡。如此,形成发泡层的那层材料成为发泡层。最终得到厚度为1.2mm的2类3层丙烯基树脂泡沫塑料。
通过口模挤压的2类3层泡沫塑料在通过最大直径为210mm的心轴(6)时被拉伸、冷却,形成管状。最终的管状泡沫塑料被纵向切成660mm宽的平板,然后通过牵伸辊拉伸,卷绕到卷绕辊上。
【实施例2】
除在添加20重量份的热分解发泡剂(b)和30重量份的云母(e)时进一步添加2重量份的硬脂酸钠(c)和0.6重量份的氧化钙(d)以外,以与实施例1同样的方式制备厚度为1.2mm的丙烯基树脂泡沫塑料。
【对比实施例1】
除使用由1-丁烯和乙烯按1-丁烯/乙烯重量比=83/17形成的共聚物作为烯烃基共聚物构成可发泡树脂组合物以外,以与实施例1同样的方式制备厚度为1.2mm的丙烯基树脂泡沫塑料。
(发泡率的测定)
丙烯基树脂泡沫塑料以20mm×20mm的大小取样,其比重使用插入式比重计(自动比重计,D-H100,由Toyo Seiki Seisaku-Sho Co.,Ltd.制造)测试。根据构成泡沫塑料材料的密度计算发泡率。
(对发泡层厚度方向泡孔壁密度的测定)
通过扫描电子显微镜对丙烯基树脂泡沫塑料中发泡层的横截面拍照。调整放大倍数,使得电子显微镜视野内每个泡孔都能清楚辨认。在得到的放大图象中,沿发泡层的厚度方向划一直线,计算该直线穿过的泡孔壁数。根据结果,得出沿同一层的厚度方向每毫米发泡层上存在的泡孔壁数。该方法中,通过5个点测定沿同一层的厚度方向每毫米发泡层上存在的泡孔壁数,每个点之间彼此间隔1mm或更多。所测泡孔壁数的平均值被定义为沿发泡层厚度方向的泡孔壁密度。发泡层厚度方向的泡孔壁密度越大,丙烯基树脂泡沫塑料的泡孔越细致。
实施例1-2和比较实施例1制备的丙烯基树脂泡沫塑料由上述方法评定。结果显示在表1中。相对于对比实施例1制备的丙烯基树脂泡沫塑料,实施例1和2制备的丙烯基树脂泡沫塑料具有更高的泡孔壁密度,也就是说,具有更细致的泡孔。
表1
项目 | 实施例1 | 实施例2 | 比较实施例1 | |
泡沫塑料 | 厚度(mm) | 1.2 | 1.2 | 1.2 |
发泡率(倍) | 3.0 | 3.0 | 3.0 | |
泡孔密度(壁/mm) | 17 | 23 | 13 |
Claims (6)
1.一种可发泡树脂组合物,包含烯烃基共聚物(a)和与之捏合的热分解发泡剂(b),其中烯烃基共聚物由5-50%重量的衍生自丙烯的单体单元和95-50%重量的衍生自1-丁烯的单体单元形成。
2.如权利要求1所述的可发泡树脂组合物,其中热分解发泡剂(b)包含分解温度为130-190℃的热分解发泡剂(b-1)和分解温度高于190℃但不高于230℃的热分解发泡剂(b-2)。
3.如权利要求1或2所述的可发泡树脂组合物,其中组合物包含中和剂(c)、吸湿剂(d)和无机填料(e)中的任何一种。
4.一种丙烯基树脂泡沫塑料,通过熔融捏合权利要求1-3中任意一项的可发泡树脂组合物和丙烯基树脂,并发泡组合物而制备。
5.如权利要求4所述的丙烯基树脂泡沫塑料,其中熔融捏合过程中还使用物理发泡剂。
6.如权利要求5所述的丙烯基树脂泡沫塑料,其中物理发泡剂为二氧化碳气体。
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