[发明专利]聚乙烯泡沫体

说明书

本发明涉及物理吹制的聚乙烯泡沫体。

在Heinz Weber  等人的Ullmann′s  Encyclopedia“Foamed Plastics”(2002；Wiley VCH Verlag)中公开了聚乙烯泡沫体。这些 泡沫体被分类为低密度和高密度泡沫体。这些泡沫体可以是未交联或 交联泡沫体。大多数聚烯烃泡沫体和大多数聚乙烯泡沫体由低密度聚 乙烯(LDPE)制造。

基于低密度聚乙烯的泡沫体可成型为不同的半成品，例如片材、 棒材、型材和管道。LDPE的发泡导致聚乙烯密度显著下降。作为泡沫 体用原料采用的LDPE的比重例如为约915-935kg/m³，和PE泡沫体的 平均密度例如为约20-300kg/m³。除了在发泡工艺过程中重量改变以 外，发泡状态下的PE获得的其他性能也共同导致所得泡沫体的许多应 用。

可例如通过挤出技术，生产LDPE泡沫体。在这一方法中，发泡气 体在压力下直接注入到PE熔体内并均匀地溶解和混合到熔融聚乙烯 内。需要最小的压力以保持气体溶解在PE熔体内，其中所述最小的压 力取决于所使用的气体和占主导的熔体温度。需要通过挤出机维持这 一压力，以便防止气体过早从熔体中膨胀。一旦从模头中离开，则熔 体压力下降到大气压，和溶解的气体立即从熔体状态中膨胀，形成泡 沫体。

泡沫体内的泡孔可以是开孔或闭孔。在闭孔中，气体密闭在PE 膜内。与开孔或部分开孔的泡沫体相比，闭孔泡沫体具有较好的绝热 性能和较好的缓冲性能。

泡孔尺寸一方面是泡孔内气体压力和通过粘度强加在聚合物上的 抗这一气体压力之间的平衡，另一方面，取决于核(＝成核剂颗粒)的数 量并因此取决于所形成的泡孔数量。当聚乙烯熔体达到其结晶温度和 熔体变化为固相的时刻，泡孔的增长中止。为了增加熔体内的粘度并 缩短泡孔增长的时间，在挤出机和/或特殊的熔体冷却器内聚乙烯熔体 的温度下降到正好高于聚乙烯结晶温度。

泡沫体生产商倾向于实现具有闭孔结构的较小的泡孔尺寸并因此 获得较好的光学、较好的绝热和较高的压缩变定。为了实现主要闭孔 的泡沫体，该熔体必须具有高的粘度。在片材泡沫体中，在烘箱内发 泡之前，目前通过交联挤出物来实现。一般地，在昂贵的化学发泡剂 存在下，进行片材发泡工艺。

由于摩擦引入的热量导致难以在挤出机内直接发泡低熔体流动速 度(MFR)的LDPE。摩擦热越高，则必须耗散更多的热量，以引起模头 处的熔体温度接近于结晶温度。因此，发泡用的LDPE的理想组合物必 须具有熔体强度和可加工性之间的良好平衡。

由于需要平衡熔体强度和可加工性，因此不得不为了其他更理想 的性能牺牲完工的泡沫体的一些性能。例如，在通过直接挤出工艺制 备的泡沫体片材和管道中，波纹是不理想的现象。波纹可存在于所有 直接挤出的泡沫产品内，它以周期性带状物形式凸现，所述周期性带 状物横跨挤出方向在挤出的泡沫体内取向，其宽度为1-5cm，这取决 于泡沫体的厚度、泡沫体的密度和泡孔的尺寸。一般来说，例如随着 泡沫体密度、泡孔尺寸、泡沫体厚度、管状泡沫体的气泡膨胀比的下 降和注塑模头宽度的增加，波纹的数量和高度将增加。波纹不仅有损 于美观，而且降低由该泡沫体制备的部件的整体机械性能。作为实例， 在混凝土上或者在木地板上，片材泡沫体内的波浪使得难以在其上施 加木条镶花(parquet)。

本发明的目的是防止波纹同时维持泡沫体的其他所需的特征。

本发明的聚乙烯泡沫体基于：

a.含95.5wt％-99.5wt％低密度聚乙烯和0.5wt％-4.5wt％高密度 聚乙烯的共混物，和

b.成核剂

wt％是相对于含HDPE和LDPE的共混物内的低密度聚乙烯(LDPE) 和高密度聚乙烯(HDPE)的总量。

采用例如管状泡沫体工艺或气泡泡沫体工艺获得的本发明的聚乙 烯泡沫体，相对于波纹导致了改进的行为，因为含特定量低密度聚乙 烯和高密度聚乙烯的特定聚合物组合物导致泡孔的横向发泡和因吹胀 比导致的气泡直径膨胀同步。

采用注塑模头工艺获得的本发明的聚乙烯泡沫体，相对于波纹导 致了改进的行为，因为含特定量低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的特定 聚合物组合物导致泡孔的横向发泡和挤出泡沫体的脱下(pull off)同 步。

本发明的聚乙烯泡沫体是不含波纹的泡沫体。