[发明专利]一种用物理发泡剂制备热成型泡沫压片的方法

说明书

本发明涉及用诸如二氧化碳、水和/或氮气等物理发泡剂制备泡沫体的方法。

苯乙烯聚合物和烯属聚合物已经被用于食品包装中，例如用于乳品容器中的不发泡热成型压片。此类热成型压片现有的典型制备方法是使用一种传统的压片压出生产流水线，其中聚合物从一个平坦的压片冲模中被挤压到一个三辊抛光组套中，并且或被卷起或直接加入到热成型过程中。但是，由于施加于包装食品加工者的基于包装重量的费用，生态影响驱使着食品包装工业制造出更轻的包装材料。

一种减轻热成型压片重量的方法是混合一种发泡剂以制造一种高密度泡沫压片。此类泡沫压片典型的制造工艺是使用传统的压片压出生产流水线和化学发泡剂。但是，化学发泡剂价格昂贵且不能提供一致的或均匀的泡沫，从而导致制成的泡沫压片中的泡沫厚度和密度发生变化。

因此，仍然需要制造高密度泡沫包装材料的方法，特别是可以在传统的不发泡应用如乳品容器中使用的具有均一的厚度和密度的热成型泡沫压片。

本发明是一种用于制备热成型泡沫压片的方法，包括将熔融的单亚乙烯基芳族或烯族聚合物与物理发泡剂接触形成聚合物/发泡剂混合物、使混合物发泡进入一个低压区、压出发泡混合物以形成泡沫压片、拉压该压片以形成均匀厚度小于3mm的泡沫压片。

本发明还包括根据上述方法制备的热成型泡沫压片，和由此制造的热成型物品。

本发明的方法特别适用于制造高密度泡沫包装材料，特别是可以在传统的不发泡应用如乳品容器中使用的具有均一厚度和密度的热成型泡沫压片。

图1是本发明所用压片压出生产流水线的一种实施例的图示。将树脂与任选的成核剂(II)加入到具有一个混合头(III)、静态混合器(IX)、齿轮泵(VIII)和冲模(X)的压出机(I)中，其中物理发泡剂从一个储罐(VI)中通过压出机的注射阀加入，其中该储罐与一个带有减压装置(V)的正排代泵(IV)相连。泡沫压片被拉压到三辊抛光组套(XI)里并被卷成一卷泡沫压片。

在本发明中可用的热塑性聚合物包括聚烯烃，例如聚乙烯、聚丙烯、线形低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯，烯烃共聚物，例如乙烯-辛烯共聚物；含有以重量计至少70％的作为单体重复单元被掺入到最终树脂中的乙烯基芳香族单体的聚合物、共聚物和共聚体。乙烯基芳香族单体包括，但是不限于美国专利4,666,987、4,572,819和4,585,825中所描述的那些单体。优选的是，这些单体具有分子式：

其中，R是氢或甲基，Ar是一个含有1到3个带有或不带有烷基、卤或卤烷基取代的芳香环的芳环结构，其中所有烷基基团含有1到6个碳原子，并且卤烷基指的是一个卤素取代烷基基团。优选的是，Ar是苯基或烷基苯基，其中烷基苯基是指一个烷基取代苯基基团，苯基是最优选的。可用的典型的乙烯基芳香族单体包括：苯乙烯，α-甲基苯乙烯，乙烯基甲苯的所有同分异构体特别是对乙烯基甲苯，乙基苯乙烯的所有同分异构体，丙基苯乙烯，乙烯基联苯，乙烯基萘，乙烯基蒽及其混合物。乙烯基芳香族单体也可与其他可共聚单体结合。此类单体的例子包括，但是不限于丙烯酸单体，例如丙烯腈、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和甲基丙烯酸酯；马来酰亚胺、苯基马来酰亚胺和马来酐。另外，乙烯基芳香族单体的聚合可以在存在预溶解的高弹体的情况下进行，以制备抗冲改性的或含有接枝橡胶的产品，此类实例在美国专利号3,123,655、3,346,520、3,639,522和4,409,369中有所描述。明确地说，这种聚合物可以是一种高抗冲聚苯乙烯树脂。此外，本发明所述方法能利用任何上面提及的聚合物的掺合物或组合物。

用于本发明所述方法的发泡剂包括任何物理发泡剂，包括但是不限于二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、水(H₂O)或它们的组合物。在本说明书中，这些物理发泡剂应被限定为基本上是100％的物理发泡剂，不含化学发泡剂，即使该物理发泡剂可能含有微量杂质或微量的其他化合物。优选的发泡剂是100％的二氧化碳。

物理发泡剂可以是任何形态，优选为气态或液态。尽管在本发明实施中也可以使用二氧化碳气体，但是优选加入熔融聚合物中的是液态二氧化碳。虽然可以采用任何形态，优选加入聚合物的氮为气态，水通常以液态加入。典型的是，在发泡剂是组合物或混合物的情况下，使用分别计量系统，其中多成分流是在浇注—压出工艺的注射点前交汇。但是，发泡剂也能被预先混合，并用单一计量系统注入。