專利名稱：超臨界二氧化碳發(fā)泡絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料的技術(shù)領(lǐng)域，是一種超臨界二氧化碳發(fā)泡絕 熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)方法及其漸變混煉式螺桿和背壓混煉式螺桿。
二背景技術(shù)：
通常的絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)工藝用氟里昂作發(fā)泡劑，由于氟里昂對(duì)大氣 臭氧層造成破壞，根據(jù)國(guó)際蒙特利爾公約，我國(guó)也禁止使用。目前，絕熱用擠塑聚苯乙烯 泡沫塑料板行業(yè)暫時(shí)使用含氟替代品R22和142B (R22和142B均為含氟化合物，由于對(duì) 臭氧層破壞系數(shù)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(fā)泡劑)進(jìn) 行過(guò)渡，到2030年將全面禁止。因此，尋找新型發(fā)泡劑及工藝，成為該行業(yè)的世界難題， 而目前采用具有環(huán)保性的超臨界二氧化碳替代氟里昂作發(fā)泡劑是首要選擇，但目前該項(xiàng)技 術(shù)難度很大尚未取得突破性進(jìn)展。
注超臨界二氧化碳狀態(tài)是指當(dāng)二氧化碳在溫度3rC、壓力7.38Mpa以上所處的狀 態(tài)為超臨界狀態(tài)，在該狀態(tài)下，二氧化碳性質(zhì)介于液態(tài)和氣態(tài)之間，其特性是與其他物質(zhì) 的滲透、相溶、共混性能最好。
通常氟里昂發(fā)泡生產(chǎn)中的絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料第一擠出機(jī)螺桿為推進(jìn)式螺
桿，長(zhǎng)徑比為30比1，電機(jī)功率較小，該螺桿運(yùn)行壓力小，物料推進(jìn)速度快，物料混煉 效果差，當(dāng)用于超臨界二氧化碳發(fā)泡時(shí)，由于第一擠出機(jī)混煉和分散效果較差，進(jìn)而影響 第二擠出機(jī)的混煉效果，導(dǎo)致最終產(chǎn)品發(fā)泡倍率低、產(chǎn)品容重高、質(zhì)量差，從而失去了商 品價(jià)值。
通常氟里昂發(fā)泡生產(chǎn)中的絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料第二擠出機(jī)螺桿為推進(jìn)式螺 桿，長(zhǎng)徑比為28比1，電機(jī)功率較小，該螺桿運(yùn)行壓力小，物料推進(jìn)速度快，物料混煉 效果差，當(dāng)用于二氧化碳發(fā)泡時(shí)，其混煉和分散效果較差，因而絕熱用聚苯乙烯泡沫塑料 發(fā)泡倍率較低，只有20至22倍，產(chǎn)品容重較重，為45 kg/tif至50kg/m3;空洞較多，質(zhì) 量差，因此失去了商品價(jià)值。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種超臨界二氧化碳發(fā)泡絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)方法，克服 了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其系統(tǒng)的解決了用超臨界二氧化碳替代氟里昂作發(fā)泡劑的技術(shù)難 題，實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保發(fā)泡生產(chǎn)新工藝。
本發(fā)明還提供了一種漸變混煉式螺桿，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn) 有推進(jìn)式螺桿在用于二氧化碳發(fā)泡時(shí)無(wú)法使產(chǎn)品達(dá)到合格質(zhì)量的問(wèn)題。
本發(fā)明還提供了一種背壓混煉式螺桿，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn) 有推進(jìn)式螺桿在用于二氧化碳發(fā)泡時(shí)無(wú)法使產(chǎn)品達(dá)到合格質(zhì)量的問(wèn)題。
本發(fā)明的技術(shù)方案之一是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的 一種超臨界二氧化碳發(fā)泡絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)方法，首先將重量比為4%。至7%。的成核劑、2%至5%的開(kāi)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(tài)混合物，然后固態(tài)混合物進(jìn) 入到第一擠出機(jī)內(nèi)，第一擠出機(jī)內(nèi)的壓力控制在16 Mpa至18Mpa之間，溫度控制在180 'C至20(TC之間，固態(tài)混合物被第一擠出機(jī)內(nèi)的漸變混煉式螺桿充分?jǐn)嚢杌鞜挷⒅饾u變成 液態(tài)混合物；壓力為16 Mpa至18Mpa、溫度為5(TC至6(TC的超臨界狀態(tài)的二氧化碳從第 一擠出機(jī)內(nèi)與漸變混煉式螺桿的熔體混煉段相對(duì)應(yīng)的二氧化碳進(jìn)口進(jìn)入到第一擠出機(jī)內(nèi) 與液態(tài)混合物充分混煉，然后一起進(jìn)入到第二擠出機(jī)內(nèi)被第二擠出機(jī)內(nèi)的背壓混煉式螺桿 充分?jǐn)嚢杌鞜挷⒅饾u變?yōu)楹卸趸嫉囊簯B(tài)混合物，第二擠出機(jī)的壓力控制在16 Mpa 至10Mpa之間，溫度控制在7(TC至IO(TC之間，含有二氧化碳的液態(tài)混合物從第二擠出機(jī) 擠入模頭，模頭內(nèi)的壓力控制在7Mpa至8Mpa之間，溫度控制在50'C至45'C之間，然后 含有二氧化碳的液態(tài)混合物從模頭擠出并在壓差作用下迅速膨脹發(fā)泡，經(jīng)展平機(jī)展平、冷 卻定型、牽引、定尺、旋切后包裝即成成品。
下面是對(duì)上述發(fā)明技術(shù)方案之一的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)
上述成核劑可為3500目至5500目的滑石粉；開(kāi)孔劑為乙烯苯乙烯均聚體；添加助劑 為單甘酯。
上述第一擠出機(jī)內(nèi)的漸變混煉式螺桿可包括第一轉(zhuǎn)動(dòng)頭和第一桿體，第一轉(zhuǎn)動(dòng)頭和第 一桿體固定在一起，在第一桿體上有外螺紋，第一桿體靠近第一轉(zhuǎn)動(dòng)頭的一端為進(jìn)料端， 第一桿體的另一端為出料端，該第一桿體分為6段，從第一桿體的進(jìn)料端至出料端依序?yàn)?第一塑化段、第二漸變徑塑化段、第三塑化段、熔體混煉段、發(fā)泡劑與物料混合段和混合 物輸出段；第三塑化段、熔體混煉段和混合物輸出段的底徑相同，第一塑化段的底徑小于 第三塑化段的底徑，第二漸變徑塑化段的底徑自靠近第一塑化段至靠近第三塑化段逐漸變 大，第二漸變徑塑化段靠近第一塑化段的一端的底徑與第一塑化段的底徑相同，第二漸變 徑塑化段靠近第三塑化段的一端的底徑與第三塑化段的底徑相同；發(fā)泡劑與物料混合段的 底徑自靠近熔體混煉段至靠近混合物輸出段逐漸變大，發(fā)泡劑與物料混合段靠近熔體混煉 段的一端的底徑與第一塑化段的底徑相同，發(fā)泡劑與物料混合段靠近混合物輸出段一端的 底徑與混合物輸出段的底徑相同。
上述發(fā)泡劑與物料混合段上的外螺紋的牙底上可有回流槽。
上述第一桿體的長(zhǎng)度與第一桿體外徑的比值可為36比1。
上述第一塑化段的底徑可為0. ll米，第三塑化段、熔體混煉段和混合物輸出段的底 徑為O. 135米，而第二漸變徑塑化段靠近第一塑化段的一端的底徑為O. ll米，第二漸變 徑塑化段靠近第三塑化段的一端的底徑為0.135米；發(fā)泡劑與物料混合段靠近熔體混煉段 的一端的底徑為0. 11米，發(fā)泡劑與物料混合段靠近混合物輸出段一端的底徑為0. 135米。
上述第二擠出機(jī)內(nèi)的背壓混煉式螺桿可包括第二轉(zhuǎn)動(dòng)頭和第二桿體，第二轉(zhuǎn)動(dòng)頭和第 二桿體固定在一起，在第二桿體上有外螺紋，第二桿體靠近第二轉(zhuǎn)動(dòng)頭的一端為進(jìn)料端， 第二桿體的另一端為出料端，該第二桿體分為5段，從第二桿體的進(jìn)料端至出料端依序?yàn)?高溫混煉段、降溫增加推進(jìn)力段、降溫混合段、熔體推進(jìn)增加背壓段和熔體混合強(qiáng)降溫段；各段的底徑均相同。
上述高溫混煉段上的外螺紋的牙底上可有回流槽，在降溫增加推進(jìn)力段的靠近高溫混 煉段的一側(cè)的外螺紋的牙底上有回流槽，在熔體推進(jìn)增加背壓段和熔體混合強(qiáng)降溫段的外 螺紋的牙底上有回流槽。
上述第二桿體的長(zhǎng)度與第二桿體外徑的比值可為35比1。
上述高溫混煉段、降溫增加推進(jìn)力段、降溫混合段、熔體推進(jìn)增加背壓段和熔體混合 強(qiáng)降溫段的底徑均可為0. 135米。
本發(fā)明的技術(shù)方案之二是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的 一種用于上述超臨界二氧化碳發(fā)泡 絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)方法中的漸變混煉式螺桿，其在第一擠出機(jī)內(nèi)的漸變混 煉式螺桿包括第一轉(zhuǎn)動(dòng)頭和第一桿體，第一轉(zhuǎn)動(dòng)頭和第一桿體固定在一起，在第一桿體上 有外螺紋，第一桿體靠近第一轉(zhuǎn)動(dòng)頭的一端為進(jìn)料端，第一桿體的另一端為出料端，該第
一桿體分為6段，從第一桿體的進(jìn)料端至出料端依序?yàn)榈谝凰芑巍⒌诙u變徑塑化段、 第三塑化段、熔體混煉段、發(fā)泡劑與物料混合段和混合物輸出段；第三塑化段、熔體混煉 段和混合物輸出段的底徑相同，第一塑化段的底徑小于第三塑化段的底徑，第二漸變徑塑 化段的底徑自靠近第一塑化段至靠近第三塑化段逐漸變大，第二漸變徑塑化段靠近第一塑 化段的一端的底徑與第一塑化段的底徑相同，第二漸變徑塑化段靠近第三塑化段的一端的 底徑與第三塑化段的底徑相同；發(fā)泡劑與物料混合段的底徑自靠近熔體混煉段至靠近混合 物輸出段逐漸變大，發(fā)泡劑與物料混合段靠近熔體混煉段的一端的底徑與第一塑化段的底 徑相同，發(fā)泡劑與物料混合段靠近混合物輸出段一端的底徑與混合物輸出段的底徑相同。 下面是對(duì)上述發(fā)明技術(shù)方案之二的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)
在上述發(fā)泡劑與物料混合段上的外螺紋的牙底上有回流槽；第一桿體的長(zhǎng)度與第一桿 體外徑的比值為36比1;第一塑化段的底徑為O. ll米，第三塑化段、熔體混煉段和混合 物輸出段的底徑為0.135米，而第二漸變徑塑化段靠近第一塑化段的一端的底徑為0.11 米，第二漸變徑塑化段靠近第三塑化段的一端的底徑為O. 135米；發(fā)泡劑與物料混合段靠 近熔體混煉段的一端的底徑為0.11米，發(fā)泡劑與物料混合段靠近混合物輸出段一端的底 徑為0.135米。
本發(fā)明的技術(shù)方案之三是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的 一種于上述超臨界二氧化碳發(fā)泡絕 熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)方法中的背壓混煉式螺桿，其在第二擠出機(jī)內(nèi)的背壓混煉 式螺桿包括第二轉(zhuǎn)動(dòng)頭和第二桿體，第二轉(zhuǎn)動(dòng)頭和第二桿體固定在一起，在第二桿體上有 外螺紋，第二桿體靠近第二轉(zhuǎn)動(dòng)頭的一端為進(jìn)料端，第二桿體的另一端為出料端，該第二 桿體分為5段，從第二桿體的進(jìn)料端至出料端依序?yàn)楦邷鼗鞜挾?、降溫增加推進(jìn)力段、降 溫混合段、熔體推進(jìn)增加背壓段和熔體混合強(qiáng)降溫段；各段的底徑均相同。
下面是對(duì)上述發(fā)明技術(shù)方案之三的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)
在上述高溫混煉段上的外螺紋的牙底上有回流槽，在降溫增加推進(jìn)力段的靠近高溫混 煉段的一側(cè)的外螺紋的牙底上有回流槽，在熔體推進(jìn)增加背壓段和熔體混合強(qiáng)降溫段的外 螺紋的牙底上有回流槽；第二桿體的長(zhǎng)度與第二桿體外徑的比值為35比1;高溫混煉段、降溫增加推進(jìn)力段、降溫混合段、熔體推進(jìn)增加背壓段和熔體混合強(qiáng)降溫段的底徑均為 0. 135米。
本發(fā)明生產(chǎn)方法用超臨界二氧化碳替代氟里昂發(fā)泡生產(chǎn)絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑 料，實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保發(fā)泡，消除氟里昂對(duì)大氣臭氧層的破壞，減少環(huán)境污染；其還極大地 降低了生產(chǎn)成本，噸產(chǎn)品成本降低約4000元；其質(zhì)量得到了極大地提高，板材的柔韌性 提高了 20%、壓縮強(qiáng)度提高了 20%、阻燃性穩(wěn)定。
本發(fā)明漸變混煉式螺桿結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，特別適用于超臨界二氧化碳發(fā)泡 生產(chǎn)絕熱用聚苯乙烯泡沫塑料第一擠出機(jī)專用螺桿，其增大了擠出機(jī)運(yùn)行壓力，提高了熔 融物料的混煉效果和超臨界二氧化碳在物料中的分散系數(shù)，使二氧化碳在熔融物料中分散 均勻，為二氧化碳發(fā)泡生產(chǎn)絕熱用聚苯乙烯泡沫塑料實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保發(fā)泡奠定了基礎(chǔ)。
本發(fā)明背壓混煉式螺桿結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，從進(jìn)料端到出料端全部為混煉式， 由于增大了擠出機(jī)運(yùn)行壓力和出口背壓，提高了熔融物料的混煉效果和超臨界二氧化碳在 物料中的分散系數(shù)，使二氧化碳在熔融物料中分散均勻；又增大了第二擠出機(jī)運(yùn)行壓力和 出口背壓，增大了?？趬翰詈桶l(fā)泡動(dòng)力；降低了模口物料溫度，提高物料粘度，阻止二氧 化碳在模口壓力釋放時(shí)逃逸，從而使絕熱用聚苯乙烯泡沫塑料產(chǎn)品發(fā)泡倍率提高到28.5 至31倍，容重降低為35 kg/nf至32kg/m3，柔韌性提高20%，壓縮強(qiáng)度提高20%，因此產(chǎn) 品的質(zhì)量得到了較大的提高，實(shí)現(xiàn)了二氧化碳綠色環(huán)保發(fā)泡生產(chǎn)絕熱用聚苯乙烯泡沫塑料 的目的。
四

附圖1為本發(fā)明最佳實(shí)施例的生產(chǎn)方法流程示意圖。 附圖2為本發(fā)明中漸變混煉式螺桿的主視結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖3為本發(fā)明中背壓混煉式螺桿的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中的編碼分別為l為第一轉(zhuǎn)動(dòng)頭，2為第一桿體，3為外螺紋，4為第二轉(zhuǎn)動(dòng)頭， 5為第二桿體，A為第一塑化段，B為第二漸變徑塑化段，C為第三塑化段，D為熔體混煉 段，E為發(fā)泡劑與物料混合段，F(xiàn)為混合物輸出段，G為第一桿體外徑，H為高溫混煉段， I為降溫增加推進(jìn)力段，J為降溫混合段,K為熔體推進(jìn)增加背壓段，L為熔體混合強(qiáng)降溫 段，M為第二桿體外徑。
五具體實(shí)施例方式
本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來(lái)確定具體的實(shí) 施方式。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述
如附圖1所示，首先將重量比為4%。至7%。的成核劑、2%至5%的開(kāi)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(tài)混合物，然后固態(tài)混合物進(jìn)入到第一擠出 機(jī)內(nèi)，第一擠出機(jī)內(nèi)的壓力控制在16Mpa至18Mpa之間，溫度控制在18(TC至20(TC之間， 固態(tài)混合物被第一擠出機(jī)內(nèi)的漸變混煉式螺桿充分?jǐn)嚢杌鞜挷⒅饾u變成液態(tài)混合物；壓力 為16 Mpa至18Mpa、溫度為50'C至6(TC的超臨界狀態(tài)的二氧化碳從第一擠出機(jī)內(nèi)與漸變混煉式螺桿的熔體混煉段相對(duì)應(yīng)的二氧化碳進(jìn)口進(jìn)入到第一擠出機(jī)內(nèi)與液態(tài)混合物充分 混煉，然后一起進(jìn)入到第二擠出機(jī)內(nèi)被第二擠出機(jī)內(nèi)的背壓混煉式螺桿充分?jǐn)嚢杌鞜挷⒅?漸變?yōu)楹卸趸嫉囊簯B(tài)混合物，第二擠出機(jī)的壓力控制在16 Mpa至10Mpa之間，溫 度控制在70'C至10(TC之間，含有二氧化碳的液態(tài)混合物從第二擠出機(jī)擠入模頭，模頭內(nèi) 的壓力控制在7 Mpa至8Mpa之間，溫度控制在5(TC至45'C之間，然后含有二氧化碳的液 態(tài)混合物從模頭擠出并在壓差作用下迅速膨脹發(fā)泡，經(jīng)展平機(jī)展平、冷卻定型、牽引、定 尺、旋切后包裝即成成品。
可根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)上述超臨界二氧化碳發(fā)泡絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)方法 作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)
如附圖1所示，成核劑為3500目至5500目的滑石粉；開(kāi)孔劑為乙烯苯乙烯均聚體， 添加助劑為單甘酯。
如附圖2所示，第一擠出機(jī)內(nèi)的漸變混煉式螺桿包括第一轉(zhuǎn)動(dòng)頭1和第一桿體2，第 一轉(zhuǎn)動(dòng)頭1和第一桿體2固定在一起，在第一桿體2上有外螺紋3，第一桿體2靠近第一 轉(zhuǎn)動(dòng)頭l的一端為進(jìn)料端，第一桿體2的另一端為出料端，該第一桿體2分為6段，從第 一桿體的進(jìn)料端至出料端依序?yàn)榈谝凰芑蜛、第二漸變徑塑化段B、第三塑化段C、熔 體混煉段D、發(fā)泡劑與物料混合段E和混合物輸出段F;第三塑化段C、熔體混煉段D和 混合物輸出段F的底徑相同，第一塑化段A的底徑小于第三塑化段C的底徑，第二漸變徑 塑化段B的底徑自靠近第一塑化段A至靠近第三塑化段C逐漸變大，第二漸變徑塑化段B 靠近第一塑化段A的一端的底徑與第一塑化段A的底徑相同，第二漸變徑塑化段B靠近第 三塑化段C的一端的底徑與第三塑化段C的底徑相同；發(fā)泡劑與物料混合段E的底徑自靠 近熔體混煉段D至靠近混合物輸出段F逐漸變大，發(fā)泡劑與物料混合段E靠近熔體混煉段 D的一端的底徑與第一塑化段A的底徑相同，發(fā)泡劑與物料混合段E靠近混合物輸出段F 一端的底徑與混合物輸出段F的底徑相同。
如附圖2所示，發(fā)泡劑與物料混合段E上的外螺紋3的牙底上有回流槽。 如附圖2所示，第一桿體2的長(zhǎng)度與第一桿體外徑G的比值為36比1。 如附圖2所示，第一塑化段A的底徑為0.11米，第三塑化段C、熔體混煉段D和混 合物輸出段F的底徑為0. 135米，而第二漸變徑塑化段B靠近第一塑化段A的一端的底徑 為O. ll米，第二漸變徑塑化段B靠近第三塑化段C的一端的底徑為O. 135米；發(fā)泡劑與 物料混合段E靠近熔體混煉段D的一端的底徑為0. 11米，發(fā)泡劑與物料混合段E靠近混 合物輸出段F —端的底徑為0.135米。
如附圖3所示，第二擠出機(jī)內(nèi)的背壓混煉式螺桿包括第二轉(zhuǎn)動(dòng)頭4和第二桿體5，第 二轉(zhuǎn)動(dòng)頭4和第二桿體5固定在一起，在第二桿體5上有外螺紋3，第二桿體5靠近第二 轉(zhuǎn)動(dòng)頭4的一端為進(jìn)料端，第二桿體5的另一端為出料端，該第二桿體5分為5段，從第 二桿體的進(jìn)料端至出料端依序?yàn)楦邷鼗鞜挾蜨、降溫增加推進(jìn)力段I、降溫混合段J、熔 體推進(jìn)增加背壓段K和熔體混合強(qiáng)降溫段L;各段的底徑均相同。
如附圖3所示，高溫混煉段H上的外螺紋的牙底上有回流槽，在降溫增加推進(jìn)力段I的靠近高溫混煉段H的一側(cè)的外螺紋的牙底上有回流槽，在熔體推進(jìn)增加背壓段K和熔體 混合強(qiáng)降溫段L的外螺紋的牙底上有回流槽。
如附圖3所示，第二桿體5的長(zhǎng)度與第二桿體外徑M的比值為35比1。
如附圖3所示，高溫混煉段H、降溫增加推進(jìn)力段I、降溫混合段J、熔體推進(jìn)增加 背壓段K和熔體混合強(qiáng)降溫段L的底徑均為0. 135米。
以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實(shí)施效果，可 根據(jù)實(shí)際需要增減非必要的技術(shù)特征，來(lái)滿足不同情況的需求。
本發(fā)明最佳實(shí)施例的生產(chǎn)流程首先將重量比為4%。至7%。的成核劑、2%至5%的開(kāi) 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(tài)混合物，然后固態(tài)混 合物進(jìn)入到第一擠出機(jī)內(nèi)，第一擠出機(jī)內(nèi)的壓力為16Mpa至18Mpa，溫度在180'C至200 'C，固態(tài)混合物在運(yùn)行中逐漸變?yōu)橐簯B(tài)，當(dāng)固態(tài)混合物進(jìn)入到漸變混煉式螺桿的第二漸變 徑塑化段B和第三塑化段C時(shí)，由于第一桿體2的桿徑逐漸變大，第一桿體2與第一擠 出機(jī)殼體之間的間距變小，從而使物料被擠壓而變得更加細(xì)小和均勻，而且還增加了推進(jìn) 力，在熔體混煉段D處，超臨界狀態(tài)的二氧化碳進(jìn)入第一擠出機(jī)內(nèi)，在發(fā)泡劑與物料混合 段E處與熔融物料充分的混合，由于發(fā)泡劑與物料混合段E的底徑變小，留有混煉空間， 而且還設(shè)有回流槽，使物料在向前運(yùn)行的同時(shí)還往回運(yùn)行，從而使二氧化碳在熔融物料中 分散均勻，隨著發(fā)泡劑與物料混合段E的底徑逐漸變大，至混合物輸出段F時(shí)第一桿體2 的推進(jìn)力增大，液態(tài)混合物被送出第一擠出機(jī)而進(jìn)入到第二擠出機(jī)內(nèi)，當(dāng)液態(tài)混合物依序 進(jìn)入到背壓混煉式螺桿的高溫混煉段H、降溫增加推進(jìn)力段I、降溫混合段J、熔體推進(jìn)增 加背壓段K和熔體混合強(qiáng)降溫段L時(shí)均能進(jìn)行混煉而使二氧化碳與物料充分分散和熔混， 將機(jī)身溫度控制在IO(TC至7(TC左右，出料端的模頭溫度控制在5(TC至45'C，機(jī)身壓力 控制在16 Mpa至10Mpa，模頭內(nèi)的壓力控制在7 Mpa至8Mpa。這樣，用低溫度提高物 料粘度和對(duì)二氧化碳親合、阻隔性能，防止二氧化碳在模頭壓力釋放時(shí)逃逸；提高模頭內(nèi) 的壓力至7Mpa，可增大模頭壓差，增強(qiáng)模頭擠出物料的發(fā)泡動(dòng)力，從而可提高發(fā)泡倍率， 降低產(chǎn)品容重。含有二氧化碳的液態(tài)混合物從模頭擠出并在壓差作用下迅速膨脹發(fā)泡，經(jīng) 展平機(jī)展平、冷卻定型、牽引、定尺寸、旋切后包裝即成成品。
權(quán)利要求
1、一種超臨界二氧化碳發(fā)泡絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)方法，其特征在于首先將重量比為4‰至7‰的成核劑、2％至5％的開(kāi)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(tài)混合物，然后固態(tài)混合物進(jìn)入到第一擠出機(jī)內(nèi)，第一擠出機(jī)內(nèi)的壓力控制在16Mpa至18Mpa之間，溫度控制在180℃至200℃之間，固態(tài)混合物被第一擠出機(jī)內(nèi)的漸變混煉式螺桿充分?jǐn)嚢杌鞜挷⒅饾u變成液態(tài)混合物；壓力為16Mpa至18Mpa、溫度為50℃至60℃的超臨界狀態(tài)的二氧化碳從第一擠出機(jī)內(nèi)與漸變混煉式螺桿的熔體混煉段相對(duì)應(yīng)的二氧化碳進(jìn)口進(jìn)入到第一擠出機(jī)內(nèi)與液態(tài)混合物充分混煉，然后一起進(jìn)入到第二擠出機(jī)內(nèi)被第二擠出機(jī)內(nèi)的背壓混煉式螺桿充分?jǐn)嚢杌鞜挷⒅饾u變?yōu)楹卸趸嫉囊簯B(tài)混合物，第二擠出機(jī)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(tài)混合物從第二擠出機(jī)擠入模頭，模頭內(nèi)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(tài)混合物從模頭擠出并在壓差作用下迅速膨脹發(fā)泡，經(jīng)展平機(jī)展平、冷卻定型、牽引、定尺、旋切后包裝即成成品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界二氧化碳發(fā)泡絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)方 法，其特征在于成核劑為3500目至5500目的滑石粉；開(kāi)孔劑為乙烯苯乙烯均聚體；添加 助劑為單甘酯。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超臨界二氧化碳發(fā)泡絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)方 法，其特征在于第一擠出機(jī)內(nèi)的漸變混煉式螺桿包括第一轉(zhuǎn)動(dòng)頭和第一桿體，第一轉(zhuǎn)動(dòng)頭 和第一桿體固定在一起，在第一桿體上有外螺紋，第一桿體靠近第一轉(zhuǎn)動(dòng)頭的一端為進(jìn)料 端，第一桿體的另一端為出料端，該第一桿體分為6段，從第一桿體的進(jìn)料端至出料端依 序?yàn)榈谝凰芑?、第二漸變徑塑化段、第三塑化段、熔體混煉段、發(fā)泡劑與物料混合段和 混合物輸出段；第三塑化段、熔體混煉段和混合物輸出段的底徑相同，第一塑化段的底徑 小于第三塑化段的底徑，第二漸變徑塑化段的底徑自靠近第一塑化段至靠近第三塑化段逐 漸變大，第二漸變徑塑化段靠近第一塑化段的一端的底徑與第一塑化段的底徑相同，第二 漸變徑塑化段靠近第三塑化段的一端的底徑與第三塑化段的底徑相同；發(fā)泡劑與物料混合 段的底徑自靠近熔體混煉段至靠近混合物輸出段逐漸變大，發(fā)泡劑與物料混合段靠近熔體 混煉段的一端的底徑與第一塑化段的底徑相同，發(fā)泡劑與物料混合段靠近混合物輸出段一 端的底徑與混合物輸出段的底徑相同。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超臨界二氧化碳發(fā)泡絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)方 法，其特征在于發(fā)泡劑與物料混合段上的外螺紋的牙底上有回流槽；第一桿體的長(zhǎng)度與第 一桿體外徑的比值為36比1;第一塑化段的底徑為O. ll米，第三塑化段、熔體混煉段和 混合物輸出段的底徑為0. 135米，而第二漸變徑塑化段靠近第一塑化段的一端的底徑為 0.11米，第二漸變徑塑化段靠近第三塑化段的一端的底徑為0. 135米；發(fā)泡劑與物料混 合段靠近熔體混煉段的一端的底徑為0.11米，發(fā)泡劑與物料混合段靠近混合物輸出段一 端的底徑為0. 135米。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的超臨界二氧化碳發(fā)泡絕熱用擠塑聚苯乙烯泡 沫塑料生產(chǎn)方法，其特征在于第二擠出機(jī)內(nèi)的背壓混煉式螺桿包括第二轉(zhuǎn)動(dòng)頭和第二桿 體，第二轉(zhuǎn)動(dòng)頭和第二桿體固定在一起，在第二桿體上有外螺紋，第二桿體靠近第二轉(zhuǎn)動(dòng) 頭的一端為進(jìn)料端，第二桿體的另一端為出料端，該第二桿體分為5段，從第二桿體的進(jìn)料端至出料端依序?yàn)楦邷鼗鞜挾?、降溫增加推進(jìn)力段、降溫混合段、熔體推進(jìn)增加背壓段 和熔體混合強(qiáng)降溫段；各段的底徑均相同。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超臨界二氧化碳發(fā)泡絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)方 法，其特征在于高溫混煉段上的外螺紋的牙底上有回流槽，在降溫增加推進(jìn)力段的靠近高 溫混煉段的一側(cè)的外螺紋的牙底上有回流槽，在熔體推進(jìn)增加背壓段和熔體混合強(qiáng)降溫段 的外螺紋的牙底上有回流槽；第二桿體的長(zhǎng)度與第二桿體外徑的比值為35比1;高溫混 煉段、降溫增加推進(jìn)力段、降溫混合段、熔體推進(jìn)增加背壓段和熔體混合強(qiáng)降溫段的底徑 均為0. 135米。
7、 一種用于權(quán)利要求1或2所述的超臨界二氧化碳發(fā)泡絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑 料生產(chǎn)方法中的漸變混煉式螺桿，其特征在于第一擠出機(jī)內(nèi)的漸變混煉式螺桿包括第一轉(zhuǎn) 動(dòng)頭和第一桿體，第一轉(zhuǎn)動(dòng)頭和第一桿體固定在一起，在第一桿體上有外螺紋，第一桿體 靠近第一轉(zhuǎn)動(dòng)頭的一端為進(jìn)料端，第一桿體的另一端為出料端，該第一桿體分為6段，從 第一桿體的進(jìn)料端至出料端依序?yàn)榈谝凰芑?、第二漸變徑塑化段、第三塑化段、熔體混 煉段、發(fā)泡劑與物料混合段和混合物輸出段；第三塑化段、熔體混煉段和混合物輸出段的 底徑相同，第一塑化段的底徑小于第三塑化段的底徑，第二漸變徑塑化段的底徑自靠近第 一塑化段至靠近第三塑化段逐漸變大，第二漸變徑塑化段靠近第一塑化段的一端的底徑與 第一塑化段的底徑相同，第二漸變徑塑化段靠近第三塑化段的一端的底徑與第三塑化段的 底徑相同；發(fā)泡劑與物料混合段的底徑自靠近熔體混煉段至靠近混合物輸出段逐漸變大， 發(fā)泡劑與物料混合段靠近熔體混煉段的一端的底徑與第一塑化段的底徑相同，發(fā)泡劑與物 料混合段靠近混合物輸出段一端的底徑與混合物輸出段的底徑相同。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的超臨界二氧化碳發(fā)泡絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)方 法中的漸變混煉式螺桿，其特征在于發(fā)泡劑與物料混合段上的外螺紋的牙底上有回流槽； 第一桿體的長(zhǎng)度與第一桿體外徑的比值為36比1;第一塑化段的底徑為O. ll米，第三塑 化段、熔體混煉段和混合物輸出段的底徑為O. 135米，而第二漸變徑塑化段靠近第一塑化 段的一端的底徑為0. 11米，第二漸變徑塑化段靠近第三塑化段的一端的底徑為0. 135米； 發(fā)泡劑與物料混合段靠近熔體混煉段的一端的底徑為0.11米，發(fā)泡劑與物料混合段靠近 混合物輸出段一端的底徑為0. 135米。
9、 一種用于權(quán)利要求1或2所述的超臨界二氧化碳發(fā)泡絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑 料生產(chǎn)方法中的背壓混煉式螺桿，其特征在于第二擠出機(jī)內(nèi)的背壓混煉式螺桿包括第二轉(zhuǎn) 動(dòng)頭和第二桿體，第二轉(zhuǎn)動(dòng)頭和第二桿體固定在一起，在第二桿體上有外螺紋，第二桿體 靠近第二轉(zhuǎn)動(dòng)頭的一端為進(jìn)料端，第二桿體的另一端為出料端，該第二桿體分為5段，從 第二桿體的進(jìn)料端至出料端依序?yàn)楦邷鼗鞜挾?、降溫增加推進(jìn)力段、降溫混合段、熔體推 進(jìn)增加背壓段和熔體混合強(qiáng)降溫段；各段的底徑均相同。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的超臨界二氧化碳發(fā)泡絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)方 法中的背壓混煉式螺桿，其特征在于高溫混煉段上的外螺紋的牙底上有回流槽，在降溫增 加推進(jìn)力段的靠近高溫混煉段的一側(cè)的外螺紋的牙底上有回流槽，在熔體推進(jìn)增加背壓段 和熔體混合強(qiáng)降溫段的外螺紋的牙底上有回流槽；第二桿體的長(zhǎng)度與第二桿體外徑的比值 為35比1;高溫混煉段、降溫增加推進(jìn)力段、降溫混合段、熔體推進(jìn)增加背壓段和熔體 混合強(qiáng)降溫段的底徑均為0. 135米。
全文摘要
一種超臨界二氧化碳發(fā)泡絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)方法及其漸變混煉式螺桿和背壓混煉式螺桿，該方法將成核劑、開(kāi)孔劑、添加助劑和聚苯乙烯混合均勻；第一擠出機(jī)壓力16Mpa至18Mpa，溫度180℃至200℃；第二擠出機(jī)壓力16Mpa至10Mpa，溫度70℃至100℃；模頭壓力7Mpa至8Mpa，溫度50℃至45℃；壓力為16Mpa至18Mpa、溫度為50℃至60℃的超臨界狀態(tài)的二氧化碳。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保發(fā)泡，消除氟里昂對(duì)大氣臭氧層的破壞，減少環(huán)境污染；其還極大地降低了生產(chǎn)成本，噸產(chǎn)品成本降低約4000元；其質(zhì)量得到了極大地提高，板材的柔韌性提高了20％、壓縮強(qiáng)度提高了20％、阻燃性穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C08J9/00GK101619139SQ20091011341
公開(kāi)日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者劉家全, 孔令軍, 全 張 申請(qǐng)人:新疆西龍土工新材料股份有限公司