[发明专利]可发性聚苯乙烯珠粒的制作方法以及使用该珠粒生产泡沫塑料的方法

说明书

本发明公开了一种可发性聚苯乙烯珠粒的制作方法以及使用该珠粒生产泡沫塑料的方法，其采用添加晶态成核剂制作的可发性聚苯乙烯珠粒，然后使用该可发性聚苯乙烯珠粒生产泡沫塑料，经过预发、熟化、成型制作成泡沫塑料制品。本发明在可发性聚苯乙烯珠粒加入的晶态成核剂，提高了可发性聚苯乙烯珠粒聚合的成品产出率，更为重要的是——加入的晶态成核剂使得可发性聚苯乙烯珠粒预发泡时的泡孔大小均匀，同时提高了可发性聚苯乙烯珠粒的泡孔结构稳定性，泡孔间抗压强度大、韧性好，提高可发性聚苯乙烯珠粒分子链的抗压强度，使其韧性更好。由此，较大地提高了可发性聚苯乙烯珠粒的预发、熟化、成型冷却等环节的速度，进而提高发泡塑料的生产效率。

技术领域：

本发明涉及泡沫塑料产品技术领域，特指一种用于电器包装用的泡沫塑料的制造方法。

背景技术：

可发性聚苯乙烯珠粒(Expandable Polystyrene Monomer简称EPS)是在聚苯乙烯珠粒中加入低沸点的液体发泡剂(如：戊烷)，在加温加压的条件下，渗透到聚苯乙烯珠粒中，使其溶胀，制成可发性聚苯乙烯(EPS)珠粒。可发性聚苯乙烯(EPS)珠粒在受热的情况下，聚苯乙烯软化而低沸点烷烃挥发导致聚苯乙烯珠粒膨胀。利用这一原理，将EPS珠粒经过预发、熟化、成型、烘干及切割等加工工艺制得可发性聚苯乙烯制品。它既可用于制成不同密度、不同形状的泡沫塑料制品，又可以生产出各种厚度的泡沫塑料板材，广泛用于建筑、包装、日用品、工业品等领域。

可发性聚苯乙烯(EPS)珠粒发泡成型的原理如下：

一、气泡核的形成

所谓气泡核就是指原泡，也就是气体分子最初聚集的地方。塑料发泡过程的初始阶段是在塑料熔体或液体中形成大量的气泡核，然后使气泡核膨胀成发泡体。根据分子架理论，在高分子聚合物的分子结构中存在压力为零的自由空间，不同的高分子聚合物具有不同大小的自由空间。有些高分子聚合物具有较大的自由空间，可以容纳某些发泡剂的渗入。一般来说，要同时具备以上两个条件才能形成气泡核。聚苯乙烯的可压缩性表明其分子架中存在着自由空间，其内压为零。温度低于Tg时，聚苯乙烯的自由空间约占13％。戊烷进入这些空间的最大量为6.5％～8.5％。实验及生产实践证明戊烷在聚苯乙烯中的饱和容量是8％～8.25％，形成气泡核必须注意满足以下条件：

A、作为泡沫塑料基体的聚合物，其分子架中应用足够量的自由空间，以供聚集足够量的发泡剂，形成气泡核。

B、发泡剂一般采用低沸点的有机液体，在一定条件下能渗入聚合物分子架的自由空间中，并受到较大的作用力，使其不易挥发散发。另外，还要求发泡剂的沸点必须低于聚合物的软化点。

C、聚集在聚合物分子架中的低沸点发泡剂，其分子在不停地进行扩散运动。因此，含有低沸点发泡剂的聚合物不应在大气中久放。

二、气泡的膨胀过程

气泡增长的近似计算式：R(t)＝kDCoT；其中，

R(t)––随时间t变化的气泡半径；

T––时间；

D––气体的扩散系数；

Co–––气体的初始溶液；

K–––修正系数(与聚合物粘度和弹性有关)。

三、气泡的稳定和固化过程

任何一气固或气液相共存的体系，多数是不稳定的。已经形成的气泡可以继续膨胀，也可能合并、塌陷或破裂，因此必须对气泡进行固化。

1、固化方法：为了防止气泡破裂，一方面可以从提高熔体的粘弹性入手，使气泡壁有足够的强度，不易破裂。另一方面，控制膨胀速度，兼顾气泡壁应力松弛所需的时间。