[发明专利]一种中空吹塑微发泡成型体、制备方法和制造设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种中空吹塑微发泡成型体，生产装置及其制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

吹塑成型是塑料工业中广泛使用的加工各种塑料制品的第三大加工工艺，占所有塑料制品成型工艺的10%，同时又是世界发展最快工业之一，可用于生产各种大小不等的包装容器、工业上不规则的中空制品。其中22%用于食物，20%用于饮料，15%用于家庭化学药品，12%用于化妆品，8%由用于健康，7%用于工业化学品，5%用于汽车，1%用于其它方面。

而吹塑发泡成型在2009年首次由日本京洛株式会社申请提出（专利申请号：200980119253.8），主要关于发泡吹塑成型体及其制造方法，采用超临界气体作为发泡剂，对设备和工艺都有非常苛刻的要求，需要专用压力容器和耐压防泄露管道，需要较高的安全防护和消防配置，所述的发泡成型体是车辆用空调管道，发泡倍率过大、泡孔开孔率高、刚性不够、表面平整度低、力学强度低等缺点和问题。

由于吹塑工艺是第三大加工工艺，据不完全统计，美国吹塑机大约6000台，中国是生产制造国，其生产吹塑机器是美国的数倍，而全球吹塑机器约超过100000台，如果采用上述专利申请所介绍的进行减重法，其设备要重新更换，对资源来讲是相当的浪费。

发明内容

本发明的目的在于解决吹塑发泡中存在的问题和不足，提供了一种中空吹塑成型体及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种中空吹塑微发泡成型体，是由以下原料按重量百分比制成：热塑性树脂30～99.5%，增容剂0～30%，柠檬酸系发泡剂0.5～5%、成核剂0～39%。

进一步，所述的中空微发泡成型体的发泡倍率为1.1～3，密度为0.33～0.8g/cm³，厚度为0.3～6mm。

优选，所述的热塑性树脂为聚烯烃树脂，更优选为聚丙烯、低压聚乙烯、高抗冲聚苯乙烯中一种或多种，最优选为熔融指数在0.5～5g/10min的歧化聚丙烯、均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、低压聚乙烯、高抗冲聚苯乙烯中一种或多种。

优选，所述的共聚聚丙烯为嵌段共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯中的一种。优选，所述的共聚聚丙烯为与长支链烯烃共聚的聚丙烯。

优选，所述的发泡剂、成核剂及增容剂为颗粒状或者粉状。

优选，增容树脂为POE、EPDM、SBS、SEBS、EVA中一种或多种，其作用是增加树脂的粘度、增强树脂与成核剂及发泡剂的相容性。

优选，所述的粉状成核剂为超细碳酸钙、超细滑石粉、立德粉、精致钛白粉中一种或多种，更优选的粉状成核剂细度为800目～3000目，所述的粒状成核剂为碳酸钙母粒、滑石粉母粒中一种或多种。

优选，所述的发泡剂为柠檬酸或者柠檬酸衍生物和碳酸钠或者碳酸氢钠的等摩尔混合物，所述的粉状发泡剂的细度为2000目。

本发明还提供了一种中空吹塑微发泡成型体的生产装置，包括挤出机、机头和口模，其特征为，所述的挤出机的螺杆直径为50～150毫米，长径比为22～50，压缩比为2～3，所述的挤出机的料筒可设有排气装置，所述的口模为收敛型，所述的机头无泄压段。

在工作时，设有排气装置的挤出机料筒的排气装置为完全关闭状态，机头无泄压段，而且口模为收敛型，可使发泡剂在整个料筒、机头及口模内压力稳定，处于超临界态。

本发明还提供了一种中空微发泡吹塑成型体的制备方法，包括以下步骤：

1）将上述的各组分称量，置于混料机中低速搅拌，5～20分钟后取出待用；

2）将步骤1）得到的预混料投入上述吹塑微发泡成型体的生产装置的加料口，挤出机的料筒温度为150～210℃，设有排气装置的挤出机料筒的排气装置为完全关闭状态，挤出机的口模温度为160～195℃，挤出机的螺杆转速为20～200转/分钟，经过吹塑成型模具，吹塑过程中的吹胀比为2:1～10:1得到中空吹塑成型体。

优选的，步骤2）吹塑过程中的吹胀比为2:1～3:1。

本发明中空吹塑发泡成型体的制备方法中，发泡剂、增容剂、成核剂可以是粉状也可以是颗粒状，当中空吹塑成型的螺杆直径小于等于50mm，长径比小于等于24时，混炼能力较差，发泡剂、成核剂及增容剂最好制成颗粒状，以方便助剂与主原料热塑性树脂的混合。颗粒可以通过市售获得，也可以通过将粉状制成颗粒状。制成颗粒状可采用公知方法，例如将粉状发泡剂、增容剂或成核剂在双螺杆造粒机中熔融挤出后造粒制得。

与现有技术相比本发明的有益效果是：