可发泡聚烯烃颗粒制造技术

本发明专利技术涉及含有发泡剂的可发泡聚烯烃颗粒，其中所述颗粒涂覆有０．０１－３重量％长链脂肪酸的盐和／或酯，优选硬脂酸钙，以防止在发泡过程中结块。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种为防止在发泡过程中结块而被涂敷的可发泡聚烯烃颗粒。聚烯烃泡沫颗粒以日益增长的量用于生产汽车结构、包装和休闲领域中的泡沫模制品。发泡聚丙烯泡沫颗粒(EPP)在工业上通过在超计大气压下用挥发性发泡剂在水悬浮液中浸渍聚丙烯粒料，然后减压来生产，当减压时浸渍过的颗粒发泡。工业上使用的发泡剂是丁烷、二氯二氟甲烷和CO2。由于这些发泡剂较快地再次从聚丙烯中渗出，因此人们认为包含发泡剂且以此方式生产的聚丙烯颗粒不能储存。德国专利申请199 50 420和100 03 021第一次描述了包含发泡剂且堆积密度大于400g/l的可发泡聚烯烃颗粒，其能够长期储存而不会发生任何显著量发泡剂的逃逸。因此可以使用过热蒸汽将它们在超计大气压下发泡至堆积密度低于200g/l。DE 199 50 420通过在高温下在压力容器中使用有机发泡剂、优选戊烷将聚烯烃粒料浸渍在水悬浮液中并在减压前将该混合物冷却至100℃以下来生产颗粒。DE 100 03 021将聚丙烯粒料与有机发泡剂和成核剂在挤出机中混合，并在避免发泡的温度和压力条件下进行挤出和造粒。现已发现可发泡聚烯烃颗粒在发泡过程中趋于结块和团集，尤其当在较高温度下，即在高蒸汽压力下进行操作以获得低于100g/l的堆积密度时。由于通过利用发泡剂在水悬浮液中浸渍来生产可发泡颗粒总是需要加入较大量的金属碳酸盐或金属磷酸盐作为分散剂以防止所用聚烯烃粒料在该悬浮液内结块，因此显而易见的方法是要避免除去这些分散剂并允许它们保留在所得可发泡颗粒中。然而，金属碳酸盐和金属磷酸盐会损害发泡后所得泡沫颗粒的熔合，因此必须将它们通过复杂的酸洗方法从泡沫颗粒中除去，从而产生其中存在盐的废水。因此，本专利技术的目的是提供不会在发泡过程中结块且可以毫无困难地熔合得到泡沫模制品的可发泡聚烯烃颗粒。我们发现该目的通过用0.01-3重量％长链脂肪酸的盐和/或酯涂敷可发泡聚烯烃颗粒而实现。该涂层可以在发泡之后保留在泡沫颗粒上，因为它不会或仅非常小地损害为得到泡沫体而进行的熔合工艺。DE-C 19541725描述了可发泡苯乙烯聚合物，其上涂敷有三硬脂酸甘油酯和疏水性硅酸盐的混合物以降低吸水性。对本专利技术而言，聚烯烃是a)均聚丙烯，b)含0.1-15重量％、优选0.5-12重量％乙烯和/或C4-C10α-烯烃的丙烯无规共聚物，优选含0.5-6重量％乙烯或含0.5-15重量％1-丁烯的丙烯共聚物，或由丙烯、0.5-6重量％乙烯和0.5-6重量％1-丁烯制成的三元共聚物，或c)a)或b)与0.1-75重量％、优选3-50重量％聚烯烃弹性体(例如含有30-70重量％丙烯的乙烯-丙烯嵌段共聚物)的混合物，或d)聚乙烯(LLDPE、LDPE、MDPE、HDPE)，或e)在a)-d)下提到的聚烯烃的混合物(或合适的话，加入有相容剂)。在a)-e)下所列的聚烯烃的结晶熔点(DSC最大值)通常为90-170℃，通过DSC测定的其熔化焓优选为20-300J/g，并且熔体流动指数MFI(对丙烯聚合物为230℃和2.16kp，对乙烯聚合物为190℃和2.16kp)根据DIN 53 735优选为0.1-100g/10min。优选的聚烯烃是含至多15重量％乙烯和/或1-丁烯的丙烯均聚物或丙烯共聚物，特别优选含1-5重量％乙烯的丙烯-乙烯共聚物。它们的熔点为130-160℃且密度(在室温下)为约900g/l。烯烃聚合物可以与基于其重量为至多50％的玻璃化转变温度(DSC曲线中的拐点)低于180℃且不同类型的热塑性塑料共混。合适的热塑性塑料的实例是聚酰胺，其量为5-40重量％。可以向该混合物中加入常用相容剂，例如嵌段共聚物如Exxelor P 1015(EXXON)。已发现本专利技术也可不混入任何不同类型的热塑性塑料而实施。这是优选的，因为外来热塑性塑料的存在损害聚烯烃的重复利用能力以及由其生产的泡沫体的重复利用能力。对本专利技术而言，不认为可加入用来增塑的弹性乙烯-丙烯共聚物是不同类型的。聚烯烃可以包含常用添加剂，如抗氧化剂、稳定剂、阻燃剂、蜡、成核剂、填料、颜料和染料。制备本专利技术可发泡聚烯烃颗粒的原料是聚烯烃粒料，其优选具有的平均直径为0.2-10mm，尤其是0.5-5mm。这些大多数情况下呈圆柱形或圆形的小粒料通过挤出聚烯烃，合适的话与待混入的热塑性塑料和其它添加剂一起挤出，以及合适的话进行冷却和造粒而制备。小粒料应优选包含0.001-10重量％、优选0.1-5重量％、尤其0.5-3重量％的成核剂。这些合适成核剂的实例是滑石和/或蜡，以及还有碳黑、石墨和热解法二氧化硅。它们使得能够生产小孔泡沫体且在很多情况下不使用它们将不能进行很好的发泡。在制备可发泡颗粒的优选方法中，在搅拌反应器中将粒料分散在悬浮介质中。优选的悬浮介质是水。在此必须加入悬浮剂以确保小粒料在悬浮介质中均匀分布。合适的悬浮剂是水不溶性无机稳定剂，如磷酸三钙、焦磷酸镁、金属碳酸盐以及还有聚乙烯醇和表面活性剂如十二烷基芳基磺酸钠。它们的常用量为0.05-10重量％。像WO-A 99/10419中一样若悬浮介质的密度低于悬浮粒料的密度，则可以省去加入悬浮稳定剂。例如在悬浮介质为乙醇或乙醇与至多50％水的混合物时情况就是如此。发泡剂的沸点应为-5℃至150℃，尤其是25-125℃。发泡剂优选为链烷烃、链烷醇、酮、醚或酯。特别优选戊烷类和己烷类，尤其是仲戊烷、3，3-二甲基-2-丁酮和4-甲基-2-戊酮。还可以使用发泡剂混合物。发泡剂优选不含卤素。然而，不应排除包含少量、优选低于10重量％、尤其低于5重量％的含卤素发泡剂如二氯甲烷或氟代烃的发泡剂混合物。发泡剂的用量基于粒料优选为2-50重量％，尤其是5-30重量％。发泡剂可以在加热反应器内容物之前、之中或之后加入。可以一次或分批引入。在浸渍工艺过程中，温度应处于聚烯烃软化点附近。该温度可以比聚烯烃的熔点(结晶熔点)高40-25℃，但优选应低于该熔点。在聚丙烯的情况下，优选的浸渍温度为120-160℃。取决于发泡剂的用量和性质以及温度，在反应器中建立的压力通常高于2巴，但不高于40巴。浸渍时间通常为0.5-10小时。在减压和从搅拌的反应器中取出之前，例如通过将冷却水通入反应器夹套而将悬浮液冷却至100℃以下，优选冷却至10-50℃。然后有利地通过加入酸而溶解低溶解性悬浮剂。一旦压力降低并从反应器中排出批料，就从悬浮介质中分离出包含发泡剂的颗粒并进行洗涤。在制备可发泡颗粒的另一方法中，将100重量份聚烯烃粒料与3-30重量份挥发性有机发泡剂和0.01-8、优选0.1-5重量份细颗粒成核剂以及合适的话还有其它常规添加剂一起引入挤出机中，并在挤出机中于包含发泡剂的混合物熔融的温度下、优选于160-220℃下混合。合适成核剂的实例是滑石、聚烯烃蜡、石墨粉末、热解法二氧化硅、柠檬酸酯以及还有未改性或改性的膨润土。其它可以使用的添加剂是抗氧化剂、稳定剂、阻燃剂、填料和颜料。借助位于挤出机下游的泵计量加入3-30、优选5-25重量份挥发性有机发泡剂。还可以将成核剂和合适的话，其它添加剂与发泡剂一起在该点而不是上游加入，在这种情况下有利的是添加剂在发泡剂中呈悬浮液或溶液状态。根据本专利技术，为了防止熔体在从挤出机中排出的过程中发泡，挤出和挤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种堆积密度大于４００ｇ／ｌ的可发泡聚烯烃颗粒，包含１－４０重量％的挥发性有机发泡剂，并且基于其重量涂覆有０．０１－３％长链羧酸的盐和／或酯和／或酰胺以防止结块。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C马勒茨寇，U凯珀勒，K哈恩，I德格拉弗，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]