[发明专利]预膨胀的聚烯烃珠的后发泡方法

说明书

本发明涉及一种使高堆积密度的聚烯烃泡沫珠转变为低堆积密度的泡沫珠的方法。

聚烯烃泡沫颗粒物质是已知的；它们可由各种方法来制备，其共同的特征是在发泡剂存在下并在加压下加热含水的颗粒分散液，之后使热分散液通过一喷嘴排入一低压空间。在这里，颗粒进行发泡，其中膨胀速度主要依赖于颗粒的类型、发泡温度以及发泡剂的类型和用量。

与聚苯乙烯泡沫颗粒的制备方法相比，聚烯烃泡沫颗粒的制备有严重的缺点：实际上不可能在颗粒内保留发泡剂。因此可将已充满挥发性发泡剂的聚苯乙烯珠毫无困难地运输并可加工成泡沫，而聚烯烃却不能这样做。在这里首先要使后者发泡以达到最终的堆积密度，从而造成贮存和运输费用高。尽管有这种可能，即通过有目的的制备发泡的泡沫珠先制备较高堆积密度的泡沫，然后在加工前通过加压和释放压力进行加工时先发泡(DE-A-3922207；EP-A-0453836)，或者在一改进方法中，在加压后将再保持在该压力下的颗粒迅速加工成低密度模制品(EP-A-0734829)。然而如此获得的体积上的减小，只有在第一步可减少贮存和运输费用。

因此本发明的目的是制备发泡的重颗粒，通过合适的后处理方法可使该颗粒再发泡成发泡的轻颗粒。

可通过下面的方法实现本发明的目的，即在2-25bar、优选在3-10bar下，和在T_m-150℃至T_m-40℃的温度下并在1-48小时，优选5-20小时的时间内，用惰性气体填充堆积密度为20-450g/l的已发泡的聚烯烃颗粒，之后将加压的泡沫颗粒连续或间断地送入有流化床的装置中，其中颗粒在T_m-75℃至T_m+20℃的温度下继续发泡。

在本发明的一个实施方式中，使加压的泡沫颗粒通过闸进入温度保持在T_m-75℃至T_m+20℃下的未加压的装置内，之后除去发泡的颗粒。这里“未加压”是指在装置内的压力大约为大气压力。

在本发明的又一实施方式中，使加压的泡沫颗粒在密闭的装置内加热到在T_m-75℃至T_m+20℃的温度，然后将颗粒释放到大气环境中。

合适的聚烯烃的例子有丙烯聚合物，如丙烯-乙烯或丙烯-丁烯无规共聚物、乙烯、丙烯和1-丁烯的三元共聚物、乙烯-丙烯的嵌段共聚物和均聚丙烯，乙烯聚合物，如低、中、高密度聚乙烯、低密度直链聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基异丁烯酸酯共聚物、离聚物，和其它聚烯烃，如1-聚丁烯。优选使用具有1-15重量％乙烯的乙烯-丙烯无规共聚物。

在预膨胀过程中，这些聚合物为单个颗粒的形式存在，且具有的平均颗粒直径优选在0.5-5mm的范围内。为了获得最终发泡效果，必要时它们可以含有起成核剂作用的填料，这与现有技术相同。

分散剂优选水，但是醇，如甲醇或乙醇也是合适的。

为防止聚集，可将磨细的分散剂和/或表面活性剂化合物加入到聚合物颗粒和分散剂的混合物中。这些例子有磷酸钙、碱式碳酸镁、碱式碳酸锌、碳酸钙、氧化铝、硫酸钡、滑石、苯磺酸烷基酯、链烷烃磺酸酯和乙氧基化物。

为了调整泡沫珠的密度，加入挥发性发泡剂也是有利的。合适的发泡剂是现有技术中已知的，例子有饱和的酯族烃，如乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、戊烷或己烷，酯环烃，如环戊烷或环己烷，卤代烃，如三氯一氟甲烷、二氯二氟甲烷、二氯四氟乙烷、三氯三氟乙烷、二氯一氟甲烷、氯代甲烷、二氯甲烷和氯代乙烷，以及无机气体，如二氧化碳和氮，它们可分别单独或混合使用。

如果不加入挥发性发泡剂，那么分散剂本身作为发泡剂。尽管该方法只能达到中等的膨胀速度，但是在本发明中也可以直接使用。

在现有技术中将分散液加热然后通过膨胀喷嘴排入低压空间内，这期间颗粒发泡或具有细胞结构。

制备聚烯烃泡沫颗粒的合适方法，如公开于EP-A-0053333、EP-A-0630935和EP-A-0646619中。

在本发明的范围内，使用DSC测量方法测量晶形熔点T_m值。使一种聚烯烃试样以20℃/分钟的速率加热到210℃，然后以20℃/分钟的速率冷却到-30℃，接着再以20℃/分钟的速率进行加热。此期间所显示的最高峰值为T_m。