膨胀颗粒的制备制造技术

本发明专利技术涉及一种由热塑性弹性体制备膨胀颗粒的方法，所述热塑性弹性体根据DIN EN ISO 527-2测得的断裂伸长率大于100％，所述方法包括以下步骤：(a)将含推进剂的聚合物熔体通过温度控制在150℃至280℃下的带孔板(18)压入造粒室(26)中，(b)使用切割装置(20)将通过带孔板(18)压出的聚合物熔体粉碎成单个的膨胀性粒状晶粒，(c)利用液体流(36)将所述粒状晶粒从造粒室(26)排出，其中所述推进剂包含CO2或N2或CO2和N2的结合，且在含推进剂的聚合物熔体中推进剂的量为0.5至2.0重量％，并且其中有温度控制在5℃至90℃、具有的压力高于环境压力0.1bar至20bar的液体流过造粒室(26)，其中选择造粒室(26)中液体的压力和温度以及带孔板(18)的温度以使所述粒状晶粒在加压液体中通过其含有的推进剂进行膨胀，以使膨胀的粒状晶粒具有封闭的表皮结果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种由热塑性弹性体制备膨胀颗粒的方法，所述热塑性弹性体根据DINENISO527-2测得的断裂伸长率大于100％。根据DINENISO527-2测得的断裂伸长率大于100％的热塑性弹性体的膨胀颗粒具有弹性和摩擦特性，并因此可用于各种应用中。相应的膨胀颗粒的用途的实例包括可重复使用的体操垫、防身器(bodyprotector)、汽车建筑物(automobilebuilding)中的装饰元件、消声器和减震器、包装或鞋底。颗粒部分的高弹性和良好的均匀性对所有这些领域具有至关重要的意义。发泡材料、特别是含珠粒泡沫的发泡材料早就已知且已广泛地记载在文献中，例如Ullmann的“EnzyklopadiedertechnischemChemie”，第4版，第20卷，416页及之后的页中。WO2007/082838公开了一种制备含发泡剂的膨胀热塑性聚氨酯的方法。该方法的第一步包括将热塑性聚氨酯挤压成颗粒。该颗粒在第二步中在压力下用发泡剂的水悬浮液浸渍，并在第三步中膨胀。在该方法的另一实施方案中，将该热塑性聚氨酯与发泡剂一起在挤出机中熔化，然后将该熔体在不使用防发泡的装置的情况下造粒。挥发性有机化合物在经由挤出的生产过程中用作发泡剂。EP-A0664197公开了使用水作为发泡剂来制备膨胀的热塑性弹性体以尽力避免有机发泡剂。替代的通过使用二氧化碳和氮气作发泡剂从热塑性弹性体制备泡沫的方法例如已知于WO2004/018551。另一种借助于WO2004/018551中记载的泡沫制备方法来生产膨胀热塑性弹性体的方法也在WO2007/044123中公开。然而，现有技术的已知文献中没有一个公开所述方法还可用于制备具有连续表皮的膨胀颗粒。使用挤出法制备TPU的膨胀颗粒允许连续化制备，并因此允许多种硬度的快速加工以及其他性能(例如所制备的膨胀珠粒的颜色)之间的快速转换。然而，通过挤出直接制备膨胀颗粒存在的问题在于，在该过程中珠粒膨胀却没有形成连续的表皮并且膨胀的珠粒发生塌缩，而使其不能产生低堆积密度(bulkdensity)的珠粒。同样不利的是，所使用的发泡剂是易燃的，并因此始终存在爆炸的危险而难以处理。此外，制备的膨胀颗粒必须贮存直到使用的易燃发泡剂挥发后才能运出。本专利技术的一个目的是提供一种由热塑性弹性体制备膨胀颗粒的方法，所述热塑性弹性体根据DINENISO527-2测得的断裂伸长率大于100％，所述膨胀颗粒具有连续表皮且没有现有技术已知的缺点。使用该方法制备的颗粒将具有均匀的形状、均匀的微孔结构和极低的堆积密度。同时，使用该方法将可获得大范围的各种密度。此外，应避免使用有机发泡剂。该目的通过一种由热塑性弹性体制备膨胀颗粒的方法实现，所述热塑性弹性体根据DINENISO527-2测得的断裂伸长率大于100％，所述方法包括以下步骤：(a)将含发泡剂的聚合物熔体挤压通过温度控制在150℃至280℃的带孔盘并压入造粒室中，(b)使用切割装置将通过控温的带孔盘压出的聚合物熔体粉碎成单个的膨胀性颗粒，(c)利用液体料流将颗粒从造粒室排出，其中，所述发泡剂包含CO2或N2或CO2与N2的结合，且发泡剂在含发泡剂的聚合物熔体中的量为0.5至2.5重量％，并且其中在造粒室中有温度控制在5℃至90℃且压力高于环境压力0.1bar至20bar的液体料流穿过，选择造粒室中液体的压力和温度以及带孔盘的温度以使所述颗粒在加压液体中通过其含有的发泡剂而膨胀，从而制备具有连续表皮的膨胀颗粒。出人意料地发现，没有如预期的那样在非常高的发泡剂的量下获得最低的堆积密度，而是发泡剂的量不多于2.5重量％、优选不多于2重量％且尤其不多于1.5重量％时会导致特别低的体积密度。当发泡剂的量小于0.5重量％时，堆积密度又会再增大。此处，各质量分数均基于其中含有发泡剂的聚合物熔体的总质量计。使用的发泡剂的最佳量取决于使用的热塑性弹性体以及取决于发泡剂的组成，但总是在0.5至2.5重量％的范围内。在所述方法的步骤(a)中，将与发泡剂和任选地其他掺合剂混合的聚合物熔体强行通过带孔盘。含发泡剂和任选地其他掺合剂的聚合物熔体的制备通常使用挤出机和/或熔体泵进行。这些装置也用于产生挤压聚合物熔体通过带孔盘所需的压力。当使用挤出机例如双螺杆挤出机时，聚合物首先被塑化并任选地与助剂混合。在混合过程中，将挤出机中的物料向控温的带孔盘方向传送。如果发泡剂没有在一开始与聚合物一起引入挤出机，则其可在聚合物在挤出机中移动了部分距离后加入聚合物中。发泡剂和聚合物随着它们移动通过挤出机中余下的距离而变得混合。在该过程中，熔体会被带至随后造粒所需的温度。将熔体挤压通过带孔盘所需的压力可通过例如熔体泵来施加。或者，所需的压力通过具有适合的几何结构的挤出机且特别是挤出机螺杆产生。造粒所需的压力和熔融所需的温度取决于使用的聚合物以及使用的助剂和使用的发泡剂，还进一步取决于组分间的混合比。聚合物熔体通过控温的带孔盘进入造粒室中。造粒室中有控温的液体料流穿过，所述液体料流的压力高于环境压力0.1bar至20bar。液体流过造粒室的压力优选高于环境压力0.1bar至5bar。在造粒室中，使强制通过控温的带孔盘的聚合物成型为束，并通过切割装置将其粉碎成单个的膨胀性颗粒。切割装置可具体为例如快速旋转的叶片。所得颗粒的形状取决于带孔盘中开口的形状和大小，以及熔体强制通过带孔盘的孔的压力和切割装置的速度。优选地，选择强制压力、切割装置的速度和带孔盘的孔的尺寸以使颗粒的形状基本为球形或椭圆形。在所述方法的最后一步中，颗粒通过流过造粒室的控温的液体而从造粒室中排出。选择控温的液体的压力和温度以使聚合物束/颗粒通过其所含有的发泡剂以受控的方式膨胀，并在颗粒表面形成连续的表皮。颗粒与控温液体一起流入干燥器中，在其中颗粒与液体分离。将最终的膨胀颗粒收集在容器中，而将液体过滤并通过泵返回造粒室中。在液体控温下的加压液体中造粒避免了含发泡剂的聚合物熔体经受不能形成连续表皮的不受控的膨胀。这种珠粒最初具有低堆积密度，但各自很快会再次塌陷。结果将成为高堆积密度和低弹性的不均匀珠粒。本发明的方法以受控的方式减缓了颗粒的膨胀，以制备具有连续表皮和在内部为多孔结构的结构化的颗粒，其中的孔尺寸在表面低而朝向中心增加。中心的孔的尺寸优选小于250μm。膨胀颗粒的堆积密度不大于250g/l。单个膨胀颗粒的最大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由热塑性弹性体制备膨胀颗粒的方法，所述热塑性弹性体根据DIN EN ISO 527‑2测得的断裂伸长率大于100％，所述方法包括以下步骤：(a)将含发泡剂的聚合物熔体挤压通过温度控制在150℃至280℃的带孔盘(18)并压入造粒室(26)中，(b)使用切割装置(20)将通过带孔盘(18)压出的聚合物熔体粉碎成单个的膨胀性颗粒，(c)利用液体料流(36)将所述颗粒从造粒室(26)排出，其中，所述发泡剂包含CO2或N2或CO2和N2的结合，且发泡剂在含发泡剂的聚合物熔体中的量为0.5至2.5重量％，并且其中在造粒室(26)中有温度控制在5℃至90℃且压力高于环境压力0.1bar至20bar的液体料流穿过，选择造粒室(26)中液体的压力和温度以及带孔盘(18)的温度以使所述颗粒在加压液体中通过其含有的发泡剂而膨胀，以制备具有连续表皮的膨胀颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.13 EP 13171855.31.一种由热塑性弹性体制备膨胀颗粒的方法，所述热塑性弹性体根
据DINENISO527-2测得的断裂伸长率大于100％，所述方法包括以下
步骤：
(a)将含发泡剂的聚合物熔体挤压通过温度控制在150℃至280℃的
带孔盘(18)并压入造粒室(26)中，
(b)使用切割装置(20)将通过带孔盘(18)压出的聚合物熔体粉
碎成单个的膨胀性颗粒，
(c)利用液体料流(36)将所述颗粒从造粒室(26)排出，
其中，所述发泡剂包含CO2或N2或CO2和N2的结合，且发泡剂在
含发泡剂的聚合物熔体中的量为0.5至2.5重量％，并且其中在造粒室(26)
中有温度控制在5℃至90℃且压力高于环境压力0.1bar至20bar的液体
料流穿过，选择造粒室(26)中液体的压力和温度以及带孔盘(18)的温
度以使所述颗粒在加压液体中通过其含有的发泡剂而膨胀，以制备具有连
续表皮的膨胀颗粒。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物熔体包含基于聚
醚酰胺、聚醚酯、聚酯酯或苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的热塑性弹性体。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述热塑性弹性体具有
的断裂伸长率根据DINEN...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·达斯赫雷恩，P·古特曼，F·普里索克，U·凯珀勒，J·阿利亚斯，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE