[發明專利]超臨界二氧化碳發泡絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產方法

有效

• 申請號: 200910113413.X
• 申請日: 2009-08-05
• 公開（公告）號: CN101619139A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 張全;劉家全;孔令軍
• 申請（專利權）人: 新疆西龍土工新材料股份有限公司
• 主分類號: C08J9/12
• 分類號: C08J9/12;C08L25/06;B29C47/92;B29C47/60;B29C47/62
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所
• 代理人: 湯建武;周星瑩

一、技術領域

本發明涉及絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料的技術領域，是一種超臨界二氧化碳發泡絕 熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產方法及其漸變混煉式螺桿和背壓混煉式螺桿。

二、背景技術

通常的絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產工藝用氟里昂作發泡劑，由于氟里昂對大氣 臭氧層造成破壞，根據國際蒙特利爾公約，我國也禁止使用。目前，絕熱用擠塑聚苯乙烯 泡沫塑料板行業暫時使用含氟替代品R22和142B(R22和142B均為含氟化合物，由于對 臭氧層破壞系數較小，目前用于替代氟利昂作絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料的發泡劑)進 行過渡，到2030年將全面禁止。因此，尋找新型發泡劑及工藝，成為該行業的世界難題， 而目前采用具有環保性的超臨界二氧化碳替代氟里昂作發泡劑是首要選擇，但目前該項技 術難度很大尚未取得突破性進展。

注：超臨界二氧化碳狀態是指當二氧化碳在溫度31℃、壓力7.38Mpa以上所處的狀 態為超臨界狀態，在該狀態下，二氧化碳性質介于液態和氣態之間，其特性是與其他物質 的滲透、相溶、共混性能最好。

通常氟里昂發泡生產中的絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料第一擠出機螺桿為推進式螺 桿，長徑比為30比1，電機功率較小，該螺桿運行壓力小，物料推進速度快，物料混煉 效果差，當用于超臨界二氧化碳發泡時，由于第一擠出機混煉和分散效果較差，進而影響 第二擠出機的混煉效果，導致最終產品發泡倍率低、產品容重高、質量差，從而失去了商 品價值。

通常氟里昂發泡生產中的絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料第二擠出機螺桿為推進式螺 桿，長徑比為28比1，電機功率較小，該螺桿運行壓力小，物料推進速度快，物料混煉 效果差，當用于二氧化碳發泡時，其混煉和分散效果較差，因而絕熱用聚苯乙烯泡沫塑料 發泡倍率較低，只有20至22倍，產品容重較重，為45kg/m³至50kg/m³；空洞較多，質 量差，因此失去了商品價值。

三、發明內容

本發明提供了一種超臨界二氧化碳發泡絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產方法，克服 了上述現有技術之不足，其系統的解決了用超臨界二氧化碳替代氟里昂作發泡劑的技術難 題，實現了綠色環保發泡生產新工藝。

本發明還提供了一種漸變混煉式螺桿，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現 有推進式螺桿在用于二氧化碳發泡時無法使產品達到合格質量的問題。

本發明還提供了一種背壓混煉式螺桿，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現 有推進式螺桿在用于二氧化碳發泡時無法使產品達到合格質量的問題。

本發明的技術方案之一是通過以下措施來實現的：一種超臨界二氧化碳發泡絕熱用擠 塑聚苯乙烯泡沫塑料生產方法，首先將重量比為4‰至7‰的成核劑、2％至5％的開孔劑、 0.8％至1.5％的添加助劑和余量的聚苯乙烯混合均勻形成固態混合物，然后固態混合物進 入到第一擠出機內，第一擠出機內的壓力控制在16Mpa至18Mpa之間，溫度控制在180 ℃至200℃之間，固態混合物被第一擠出機內的漸變混煉式螺桿充分攪拌混煉并逐漸變成 液態混合物；壓力為16Mpa至18Mpa、溫度為50℃至60℃的超臨界狀態的二氧化碳從第 一擠出機內與漸變混煉式螺桿的熔體混煉段相對應的二氧化碳進口進入到第一擠出機內 與液態混合物充分混煉，然后一起進入到第二擠出機內被第二擠出機內的背壓混煉式螺桿 充分攪拌混煉并逐漸變為含有二氧化碳的液態混合物，第二擠出機的壓力控制在16Mpa 至10Mpa之間，溫度控制在70℃至100℃之間，含有二氧化碳的液態混合物從第二擠出機 擠入模頭，模頭內的壓力控制在7Mpa至8Mpa之間，溫度控制在50℃至45℃之間，然后 含有二氧化碳的液態混合物從模頭擠出并在壓差作用下迅速膨脹發泡，經展平機展平、冷 卻定型、牽引、定尺、旋切后包裝即成成品。

下面是對上述發明技術方案之一的進一步優化或/和改進：

上述成核劑可為3500目至5500目的滑石粉；開孔劑為乙烯苯乙烯均聚體；添加助劑 為單甘酯。