[其他]多孔聚氯乙烯塑料的生产方法

说明书

目前有数种已知的生产多孔聚氯乙烯塑料（泡沫塑料）的方法。我们将叙述三种基本不同的方法，这三种方法与本发明由聚氯乙烯（PVC）生产多孔塑料（泡沫塑料）的方法有很大的关系。

1.高压生产闭孔的PVC泡沫塑料的方法。此法包括数个步骤：将PVC塑料与一种化学发泡剂、稳定剂，可能还有工艺过程中可以接受的其它调节物质及添加剂混合。这些组分在较低的温度下充分地混合，可分数步进行。将充分混合了的物料注入模具中，并在高压（约180巴）下使该模具保持密闭，例如，利用很强的机械模压机，同时将塑料加热至约170℃。在此温度下化学发泡剂分解并气化，与此同时，塑料混合物被塑化并达到一定程度的均化（胶化）。这现象是在物料静置于模具中时发生的。当将塑料充分加热，并使其在高压下维持足够长的时间，通常需40-60分钟时，为了防止塑料在外压除掉之后膨胀，应将模具和塑料冷却至塑料的玻璃态化温度以下，即使塑料现在仍含有处于气相的高内压的发泡剂也需要这样做。将制得的刚性的半成品（塑料物品）从模中移走，并贮存一段时间。然后再将塑料物品加热至约100℃。因此，当发泡剂的内压稍为增加的同时，塑料被塑化。这使塑料物品膨胀，直到塑料内部的膨胀压力与张力之间平衡为止。由于在分解阶段耗掉塑料混合物中大量的热稳定剂，因此在膨胀阶段通常不可使用高于约100℃的温度，否则可能会使PVC塑料降解。

按这方法生产的PVC产品为闭孔的泡沫塑料，其重量可低至约40公斤/米³。按本方法亦可生产重量高达约600公斤/米³的产品。但由于发泡剂在分解阶段需要有较高的恒定的比压，在实践中使最终产品的尺寸受到很大的限制。而且，通过加热模具中的塑性物质，使各部分接受较均等的热量也产生困难。

通常，采用放热型发泡剂。在所有的塑性物质接受足够的与发泡剂分解有关的热能之前，会造成巨大的燃烧危险并使若干部分塑性物质降解。由此使欲加热的塑性物质的厚度受到限制。另外，该工艺要求严格，因而在技术设备方面需要的投资较高。

2.另一种广泛用于生产PVC泡沫塑料的方法是将包括PVC塑料、化学发泡剂、稳定剂，以及需要加入的工艺过程调节剂及添加剂的塑料混合物挤压，根据此法，可在混合物输入挤压机之前（一般以粉状或粒状混合物的形式送入），先将上述组分在较低的温度（例如110℃）下混合好。在挤压机内，这些组分在高温（例如180℃）下充分混合，转化成较均匀的熔体（胶化），与此同时，由于有足够的热量供给发泡剂，发泡剂开始分解。可控制工艺过程，以保证发泡剂的分解基本发生在挤压机（包括附件）外（挤压之后）。离开挤压机之后，由于逐渐分解的发泡剂内的高压，会使塑性物质膨胀，直到内压和塑性物质的张力之间达到平衡为止。

这方法是连续的并且可自动化的程度很高。它可以较低的技术设备投资提供巨大的生产率。然而，按此法生产的泡沫塑料通常具相当多的开孔。而且，按此法不可能生产出其重量约为450公斤/米³以下的PVC泡沫塑料。这一点可通过下列事实说明：在按此法生产的PVC泡沫塑料中，泡孔是由较大浓度的提供大量独立泡孔的发泡剂形成的。这意味着如果加入的发泡剂太多，则浓度较大的发泡剂会在每一个单泡孔内提供膨胀力，这些膨胀力很高，以致超过塑性物质阻止膨胀气体的能力，结果造成气体击穿泡孔表面并逸散的事实。因此最终产品可能会比发泡剂用量小的产品的比重高，除了表面会被击穿之外，在许多情况下也是不能令人满意的。通常，限定质量要求及工艺条件的目的在于，获得表面令人满意的产品的同时，尽可能降低产品的比重。

3.第三种生产PVC泡沫塑料的方法是将由PVC塑料、稳定剂和工艺过程可能采用的调节物质，以及添加剂所组成的塑料混合物挤压。将塑料混合物输入挤压机之前，先将各种组分在较低的温度（例如110℃）下混合好。混合物在挤压机内，于较高的温度下熔融，并且得到了均化。熔融之后，在高压下将气体（如CO₂或N₂）加入熔体中。气体被分散在熔体中，致使塑性物质在离开挤压机之后，由于外压减小而膨胀。这方法是很合理的并且可获得比重非常低（约为30kg/m³）的PVC产品。然而，最终产品具开孔，因此即使在非常低的压力之下都会吸收水份之类的物质。

在很多情况下，需要闭孔的PVC泡沫塑料，使其对液体的吸收率降至最小，此外可使泡沫塑料显示非常好的隔热性能。在很多情况下，其物理性能也会得到改进。