[发明专利]生产可倾注的球弓型塑料填充颗粒的方法

说明书

本发明涉及一生产方法，用来生产可倾注的（Pourablc）具有外凸内凹表面的球弓形塑料填充颗粒。塑性材料与添加剂例如成泡剂（bubble-formingagent）、着色剂或类似物质相混合。经过一进料漏斗，从套在挤塑螺杆外的套筒的开口处进入挤塑机。塑性物质在通过挤塑机时被理化。由于物流横截面上各点速度不同，物流从口模流出时呈曲面形，挤出的塑性物质在发生明显膨胀之前即在口模出口处被直接切断。

美国专利3，961，000（US-PS3，961，000）已述及此种类型加工方法。在该方法中，可膨胀聚苯乙烯与添加剂相混合。添加剂包含有成泡剂，例如，碳酸氢铵和碳酸氢钠或类似物质，以及着色剂。

混合物经过进料漏斗进入挤塑装置。挤塑螺杆将混合物传送通过挤塑机，内于挤塑螺杆是特别设计的，即杆芯直径逐渐增大并且伴有一适当的温度分布，所以塑性物质在通过挤塑机时就被塑化，当塑性物质从口模出口流出后，立刻就被一个切断装置切断。于是，切下的颗粒在初步膨胀过程中就可能膨胀成外表面凸内表面凹的特殊形状，填充颗粒连续经数次膨胀过程才被加工成最终产品。

聚苯乙烯是苯的衍生物苯乙烯的聚合产物，按聚合条件不同，聚苯乙烯的链长可以不同，链长主要由聚合过程中彼此相连的苯乙烯单元数目确定。

链长基本上确定了塑性材料的物理特性，为了适合于用挤塑机加工，塑性材料必须是“热塑性”的，也就是说，塑性材料在一定温度下（通常是室温）呈固态，当温度升高时，呈可塑态（软化的、可模塑的），并且能被加工成一定形状，冷却后又恢复其固态。

用挤塑机加工，可以采用二种不同主要类型的聚苯乙烯：

1.所谓标准的聚苯乙烯;

2.含膨胀剂（expandingagent）的聚苯乙烯。

标准聚苯乙烯是一种纯聚合物，即不含添加剂的纯聚苯乙烯。含膨胀剂的聚苯乙烯则在聚合物基体（buck）中含有膨胀剂。当温度升高时，膨胀剂沸腾从而使聚合物发泡。这样的膨胀剂最好选用低沸点烃类、氟化烃类或水。

标准聚苯乙烯以及含膨胀剂的聚苯乙烯都适于用挤塑机加工成泡沫塑料。当采用标准聚苯乙烯时，须在加工过程中将膨胀剂添加到挤塑机中去。人们称这种情况为所谓直接发泡。

膨胀剂使塑化的物质在离开挤塑机后发泡。

在挤塑机中，膨胀剂在压力下离析，以气体形式存在于塑化的塑性物流之中。基于挤塑机中存在的条件（压力、温度），含气体的塑性物流处于过饱和状态，也就是说相对于正常条件膨胀剂析出更多的气体。

当物流离开挤塑机后，膨胀剂发泡并膨胀以达到正常压力。包围着膨胀剂的粘稠的塑性物流阻止膨胀的气体逸入大气从而形成了泡沫结构。

冷却呈指定形状的塑性物质，即制得具有典型结构的泡沫材料件。

大体积泡沫材料件，如保温板，气泡体积较大而且这些气泡的直径变化幅度也较大。

本方法是用来生产小型填充颗粒的。颗粒直径大约可达三厘米。这些小型填充颗粒中气泡的体积自然必须比上述制件中气泡的体积小的多，以确保填充颗粒的稳定性。在小型填充颗粒中，即使少量大气泡也会降低颗粒的稳定性，甚至在弱应力下也会导致颗粒的破碎。大气泡，特别是在具有外凸内凹表面的填充颗粒的边缘区域存在的大气泡会导致该区域存在相当程度的破损危险，因此会由于运输过程中不断地磨擦，最终产生擦落的雪状细粒。

在再次膨胀过程中，也存在毁坏性危险。例如，经过上述加工过程，假若物流中已产生了个别的大气泡，则这些大气泡在再次膨胀过程中将变的更大从而毁坏填充颗粒。

为了生成更加均匀一致的气泡，可以添加所谓成核剂（nucleationagent）。这些成核剂引起塑化的塑性物质中形成泡核，从化学观点看，泡核的形成是由于固体成核剂在挤塑机中发生分解而产生了气体。

气体的释放是为了在塑化的塑性物流中形成大量的泡核。此术语所指气体必须与发泡气（propellant）明确区分开。在塑性物质中，在压力下离析的发泡气扩散进入小气泡内并且使成核剂分解产生的泡核扩大。

加工工艺中使用的成核剂应优先采用那些可分解产生二氧化碳、氮或类似无害气体的物质。