聚苯乙烯泡沫薄片制造制造技术

一种制造泡沫产品用泡沫聚苯乙烯的方法包含用大气气体作发泡剂或将一或多种这类气体跟在挤塑温度是非挥发性的掺合剂混合，将混合物导入含核化剂的熔融聚苯乙烯树脂内并挤塑成泡沫体。成品泡沫基本没有残留发泡剂，室温下尺寸稳定，并在使用非挥发性掺合剂时可用小量发泡剂使融体冷却而不给挤塑机带来高负荷。泡沫体可跟一或多层热塑性薄膜共挤使成品适用于碟、杯、食品容器或包装与玻璃塑料容器标签以及在容器上收缩就位的标签。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及泡沫体的制造，尤其涉及聚苯乙烯泡沫体的制造。在聚苯乙烯泡沫体制造中，通常是利用各种诸如含氯氟烃的发泡剂，含氯氟烃可以单独使用或连同通常是戊烷或异戊烷的烷烃一起使用。这样的泡沫体一般采用挤塑方法制造。由于含氯氟烃和一些烷烃能溶解于聚苯乙烯中，使挤塑融体的粘度降低，这就允许融体有充份的冷却，因此，高载荷-以安培数表示-将不会加到挤塑机的驱动电机上。戊烷和含氯氟烃，例如氟利昂11和12，在聚苯乙烯中都是部分溶解的，这就降低了融体的粘度，从而使挤塑机能够适当地冷却和在较低载荷和温度下挤塑熔融的塑性材料，从而形成一种很平滑的泡沫体表面和良好的外观，控制了不透明度所需的小的泡孔尺寸和其它泡沫体的物理性能、如取向、收缩特性和劲度。但是，经过一段时间残留发泡剂会有损失，随着残留发泡剂的减少，片材将会发生收缩、厚度增加并且软化温度提高。当打算将泡沫体用作玻璃或塑料容器的、使用时收缩就位(shrunk in place)的标签时，这种泡沫材料是挤塑出来的，在一个方向上的拉伸比在另一方向上的要大些。最好是将这种标签材料跟塑料薄膜进行复合挤塑。残留发泡剂的逐渐损失将导致标签材料在收缩特性方面发生变化。美国专利4，424，287号旨在开发一种用于制造热成型制品的聚合物发泡方法，其中发泡剂包含至少一种大气气体和至少一种挥发性增塑发泡剂。如在此专利中所陈述的，对常态液体碳氢化合物和常态气体发泡剂进行混合的早期努力没有取得成功，而且，即使在这样一种混合物中使用诸如二氧化碳这样的高挥发性发泡剂来生产聚合物泡沫体，在操作时也必须非常地小心。因此，如在此专利中所举出的，其时认为需要将诸如二氧化碳的惰性气体和一种诸如戊烷的挥发性增塑有机发泡剂一起使用，并在挤塑之后立即进行制品的热成型。美国专利4，436，679号公开了一种制造泡沫体的方法，其中将水和天然气导入融体中。美国专利4，470，938号公开了一种利用大气气体来成形热成型制品的方法，其中该方法包括将一种来自具有较高压力的供气源的气体发泡剂导入在压力下的熔融树脂的一道装料中，所述导入是通过将分立的、均匀容积的气体装料导入所述树脂中，所述分立的容积装料是通过由所述供气源提供动力的自由活塞-气缸组合导入的。虽然此专利提到多种大气气体的使用，但没有关于对产品有甚么有益效果的权利要求，并且这样一种方法没有在商业上使用过。本专利技术的目的在于提供一种制造聚苯乙烯泡沫体的方法，这种方法利用大气中存在的大气气体作为发泡剂；当聚苯乙烯泡沫体进行挤塑时，发泡剂基本上完全释出；融体能够被冷却到正常的加工温度，就不会给挤塑机带来高负荷或由高的聚合物粘度导致的剪切热；收缩量可以根据泡沫体的最终使用要求进控制；密度和泡孔大小可以进行控制；而且该方法使用常规的挤塑设备。按照本专利技术，制造聚苯乙烯泡沫体的方法包括将一种诸如二氧化碳、氮气或空气的大气气体和最好是一种非挥发性的掺合剂进行混合，将该气体或该混合物导入一种含有诸如碳酸氢钠和柠檬酸的核化剂的熔融热塑性聚苯乙烯树脂中，和将该热塑性塑料挤塑成泡沫体的形式。所制成的泡沫体基本上无残留发泡剂，在室温下尺寸稳定，而且当使用非挥发性掺合剂，可以使用少量的发泡剂使融体冷却而不会在挤塑机上产生高负荷。该泡沫体可以跟一层或多层热塑性塑料薄膜进行复合挤塑，从而使最终产品适用于作成碟子、杯子、食品容器或包装物，和用作玻璃和塑料容器之类容器的标签，以及用作使用时收缩就位的标签。附图简要说明附图说明图1 是应用于本方法的挤塑设备的示意图；图2 是该挤塑设备的一部分的部分示意图；图3 是应用于挤塑机下游端的加工流程的一个装置的示意图；图4 是挤塑设备的一个改型的部分示意图。按照本专利技术，将一种大气气体、诸如二氧化碳、氮气或空气，单独地或者最好跟一种在挤塑温度下为非挥发性的、诸如一种在高温度下具有低挥发性的高分子量酯类的掺合剂结合导入熔融的热塑性聚苯乙烯融体中，并对该混合物进行挤塑。当采用大气气体和一种在挤塑温度下为非挥发性的掺合剂的混合物时，可以在导入之前将大气气体和非挥发性掺合剂进行混合，也可以分开导入。参看图1，大气气体通过一压力调整器、加热器、两级气体增压器与蓄压器、质量流量计控制阀、第二加热器与压力调整器，供应到串列挤塑机系统的第一级，供到第一或初级挤塑机段的熔融的大量的塑料材料中。当采用液体非挥发性掺合剂、诸如非挥发性酯类时，先将它泵入一个蓄压器内，然后通过一个质量流量计与控制阀注射到在大气气体注入部位下游端的塑料材料中。或者，可以将掺合剂与大气气体在一静态混合器中进行混合，并在一个单一的注入点注入。然后将掺合后的材料通向次级调理或冷却挤塑机挤塑成管状料，这管状料最好是内、外两侧都进行冷却。参看图2，在本专利技术的优选形式中，其上通过管形材料的内冷芯模M相对于挤塑机模头D要这样来设置，使截头锥状幅料W与挤塑机的轴线形成一个角度A，该角度最好大于45°，在45°至90°之间的范围内。此外，将冷却空气供给至管状的外侧紧靠挤塑机模头模唇处，使之平行于幅料来流动。具体地说，空气呈一锐气角B与幅料W成切向供给，随着，空气向外扩展以冷却幅料W的外表面。这股空气流导致更多的周围空气被吸入以补充通过紊流取得最大限度冷却所需的空气。对幅料进行冷却和使之沿一个大于45°的角度来运动，减少了并基本上消除了在制造泡沫材料中使用大气气体所发生的轴向伸展的波纹。在图4所示的本专利技术的结构形式中，在图2所示装置之外，还在靠近冷却芯模的前端设有一带锥度的冷却环R。冷却环R通过管道L进行冷却，并包括有环形凹槽R1和R2，这些凹槽通过管路P与排气阀V连通，通向大气。当幅料W与带锥度的冷却环R接触并从其上通过时(冷却环保持在一个不受芯模M的温度影响的温度下)，幅料W在一个比芯模直径小一些的直径部位进行进一步冷却。当幅料在冷却时，需要有一个力来牵拉幅料并将其拉伸覆在带锥度的冷却环上，在芯模M和常规使用的拉辊之间产生张力。当幅料通过冷却环与之接触时，环形凹槽装置R1与R2通过排气口排气而产生部份真空，使幅料跟冷却环R保持良好接触。使用排气阀可以提高或降低排气程度，这样就能够提高或降低真空度。经已发现，使用小于3%重量比的大气气体会产生满意的效果。经已发现，当同时采用一种非挥发性掺合剂、诸如一种酯类时，该方法能够通过冷却使聚苯乙烯融体容易加工而不会对挤塑机产生高负荷，从而使发泡剂在泡沫体的挤塑过程中基本上完全释出。最终产品具有受控制的收缩率，而在老化、泡孔大小、不透明度、劲度、平滑度、厚度、密度、低成本方面没有改变，但最重要的是环境保护方面是可接受的。此处所用的非挥发性掺合剂含有一种在300°-325°F的挤塑温度下是非挥发性的高分子量掺合剂。这种非挥发性掺合剂的分子量最好是在350和450之间的范围内。能够产生满意效果的非挥发性掺合剂包括有已二酸二异癸酯(DIDA)、已二酸双十三烷酯和偏苯三酸三辛酯。上述非挥发性掺合剂可以单独使用或者以混合物形式使用，以便进行粘度的控制和调整。这种热塑性材料必须包括一种核化剂，诸如碳酸氢钠和柠檬酸，这些在本专业技术中是公知的。用于挤塑具有适用于通过从一个成型套筒进行收缩以贴合到一个容器的外形轮廓上作为一个标签的特性的聚苯乙烯薄片的方法，包含使用其它的大气气体、诸如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造泡沫薄片的方法，包含：制备一种熔融热塑性塑料树脂，将大气气体作为发泡剂导入该熔融热塑性塑料树脂内以获得一种熔融热塑性塑料树脂与大气气体的混合物，将该熔融热塑性塑料树脂与气体的混合物通过一个挤塑机的一个环形模头（Ｄ）挤出， 其特征在于，所述大气气体通过质量流量计控制阀以一个在泡沫体中产生泡孔但在泡沫薄片材料中又基本上不留残留发泡剂、而使所产生的泡沫薄片在室温下尺寸基本上稳定所需的速率通过质量流量计控制阀导入，所述挤出实现成使之形成一个具有一个与挤塑 机轴线成一个角度（Ａ）的角度的截头锥状幅料（Ｗ），将冷却空气施加到该截头锥状幅料（Ｗ）的外侧上，将该截头锥状幅料（Ｗ）牵拉覆在一个内冷却芯模（Ｍ）上使之亦从内侧冷却并成形成一个具有低到足以拉伸的温度的管子的形状，并且，所述管子被拉伸到使 泡沫薄片获得一种在泡沫薄片贮存时基本上不起变化、但在高温下呈现的收缩性能，沿机器方向的收缩大于沿机械横向的收缩。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯A卡拉比迪恩，莫里斯W布莱克韦尔德，
申请(专利权)人：欧文斯伊利诺塑料制品有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]