发泡性聚苯乙烯系树脂粒子及其制造方法以及发泡成型体的制作方法_2

文档序号:8294259阅读:来源:国知局
得到的再生原料中适当选择重均分子量Mw为12万?27 万范围的原料,或者适当组合重均分子量Mw不同的多种再生原料来使用。
[0033] 并且,对于能够使用的再生原料,除将使用后的聚苯乙烯系树脂发泡成型体进行 再生处理而得到的材料外,还能将从家电产品(例如,电视机、冰箱、洗衣机、空调等)或办 公用设备(例如,复印机、传真机、打印机等)中分别回收的非发泡的聚苯乙烯系树脂成型 体粉碎,熔融混炼,重新制成颗粒来使用。
[0034] 本发明的发泡性聚苯乙烯系树脂粒子中,构成发泡性聚苯乙烯系树脂粒子的聚苯 乙烯系树脂的重均分子量Mw为12万?27万的范围,更优选14万?21. 5万的范围。并且, 更优选14万?18. 5万的范围。进而,进一步优选14万?17万的范围,最优选14. 0万? 16. 5万的范围。聚苯乙烯系树脂的重均分子量Mw不足上述范围时,发泡性聚苯乙烯系树脂 粒子的高压成型性降低,并且得到的发泡成型体的机械强度有可能降低。聚苯乙烯系树脂 的重均分子量Mw超过上述范围时,低压成型性降低,难以缩短发泡成型的加热时间。
[0035] 本发明的发泡性聚苯乙烯系树脂粒子中,作为聚苯乙烯系树脂中含有的发泡剂, 能够单独使用质量比为异戊烷:正戊烷=10:90?80:20的范围、更优选为20:80?40:60 的范围的戊烷(戊烷组合物),或者使用添加有其他挥发性发泡剂作为该戊烷的辅助成分 的发泡剂,特别优选单独使用上述戊烷组合物。另外,作为可添加到上述戊烷中的辅助成 分,可举出丙烷、正丁烷、异丁烷等脂肪族烃;苧烯、蒎烯等萜烯系烃;苯乙烯、甲苯、乙苯、 二甲苯等芳香族烃;环戊烷、环己烷等脂环族烃;氟化乙烷等卤代烃等。
[0036] 对于该发泡剂的异戊烷与正戊烷的比例,异戊烷比上述质量比的范围多的情况 下、或者仅使用异戊烷的情况下,在由发泡性聚苯乙烯系树脂粒子制造发泡成型体时,对模 腔内填充有预发泡粒子的成型模的模腔内吹入加热用水蒸汽进行加热后,将发泡成型体冷 却到能取出的温度所用的冷却时间显著增长,生产率降低。另一方面,正戊烷比上述质量比 的范围多的情况下、或者仅使用正戊烷的情况下,发泡性聚苯乙烯系树脂粒子的珠粒生命 期变短,不能长期保存,并且,因时间推移产生发泡倍数的降低。进而,低压成型性降低,不 能降低用于获得发泡成型体的发泡成型时的水蒸汽压力,不能实现节能。
[0037] 本发明的发泡性聚苯乙烯系树脂粒子中,对于聚苯乙烯系树脂所含有的上述发泡 剂的量,相对于1〇〇质量份聚苯乙烯系树脂,上述的戊烷(戊烷组合物)为3?8质量份的 范围,更优选为4?6质量份的范围,最优选为4. 0?5. 5质量份的范围。如果戊烷的量不 足上述范围,则在将该发泡性聚苯乙烯系树脂粒子发泡成型时,有可能不能达到充分的发 泡倍数。另一方面,如果戊烷的量超过上述范围,则发泡性能的改善会达到顶点,不适于实 现降低发泡剂使用量的目的。
[0038] 对于本发明的发泡性聚苯乙烯系树脂粒子,除上述发泡剂以外,根据需要还能在 聚苯乙烯系树脂中添加在发泡性聚苯乙烯系树脂粒子的制造中通常使用的其他添加剂,例 如滑石、硅酸钙、合成或者天然产出的二氧化硅、亚乙基双硬脂酰胺、甲基丙烯酸酯系共聚 物等发泡成核剂;六溴环十二烷、四溴双酚A-双(2, 3-二溴-2-甲基丙醚)、异氰脲酸三烯 丙醋八漠化物等阻燃剂;炭黑、氧化铁、石墨等着色剂;等添加剂。
[0039] 对于本发明的发泡性聚苯乙烯系树脂粒子的表面,能够像现有的对发泡苯乙烯系 树脂粒子通常进行的那样,涂布脂肪酸金属盐、脂肪酸酯、抗静电剂等表面处理剂,通过进 行表面处理剂的涂布,也能改善树脂粒子(珠)的流动性、预发泡特性等。相对于100质量 份发泡性聚苯乙烯系树脂粒子,上述表面处理剂的总添加量优选为〇. 01?2. 0质量份左右 的量。
[0040] 本发明的发泡性聚苯乙烯系树脂粒子的珠粒生命期长,只要在低温下,则即使保 存1个月左右之后,仍能维持充分的发泡性能。在由本发明的发泡性聚苯乙烯系树脂粒子 制造发泡成型体时,能够通过使用了发泡性聚苯乙烯系树脂粒子的通常的模内发泡成型方 法来实施。即,可以通过如下方式来制造:将发泡性聚苯乙烯系树脂粒子加热,制成预发泡 粒子,将其填充到具有用于将该预发泡粒子成型的形状的模腔的成型模的该模腔内,吹入 水蒸汽来加热,进行模内发泡成型,将成型模冷却后,取出发泡成型体。
[0041] 本发明的发泡成型体优选发泡粒的平均气泡径为IOOym?500ym的范围,更优 选150ym?300ym的范围。并且,该发泡成型体通常具有0.015?0.2g/cm3的密度。优 选密度为0. 0166?0. 05g/cm3的范围,更优选密度为0. 02?0. 033g/cm3的范围。该发泡 成型体的密度小于〇. 〇15g/cm3时,使预发泡粒子发泡而得到的发泡成型体的强度降低,所 以不是优选的。另一方面,发泡成型体的密度大于〇. 2g/cm3时,使预发泡粒子发泡而得到的 发泡成型体的质量增加,所以不是优选的。并且,用发泡倍数表示该密度时,发泡倍数(倍) =1/密度(g/cm3),所以该发泡成型体具有5?67(倍)的发泡倍数,优选的发泡倍数为 20?60 (倍),更优选的发泡倍数为30?50 (倍)。
[0042] 本发明的发泡性聚苯乙烯系树脂粒子能够通过以往公知的发泡性聚苯乙烯系树 脂粒子的制造方法、例如悬浮聚合法、熔融挤出法等制造,但从能够由再生原料容易地制造 发泡性聚苯乙烯系树脂粒子出发,优选采用熔融挤出法制造。熔融挤出法中,将发泡剂压 入到于挤出机内熔融了的聚苯乙烯系树脂中并进行混炼,从附设于挤出机前端的口模的小 孔将含有发泡剂的熔融树脂直接挤出到冷却用液体中,挤出的同时用高速旋转刀切断挤出 物,并且通过与液体接触来使挤出物冷却固化,从而得到发泡性聚苯乙烯系树脂粒子。
[0043] 图1是表示在本发明的发泡性聚苯乙烯系树脂粒子的制造方法中使用的制造装 置的一例的构成图。本例的制造装置的构成中具有:挤出机1 ; 口模2,其安装在挤出机1的 前端,并具有多个小孔;原料加料斗3,其向挤出机1内投入树脂原料等;高压泵4,其通过 发泡剂供给口 5将发泡剂压入到挤出机1内的熔融树脂中;切割室7,设置成使口模2的贯 穿设置有小孔的树脂吐出面与冷却水接触,并且,在室内循环供给冷却水;切割机6,设置 成能够切断从口模2的小孔挤出的树脂并能在切割室7内旋转;附带固液分离功能的脱水 干燥机10,其将从切割室7伴随冷却水的流动而被输送的发泡性粒子与冷却水分离,同时 将其脱水干燥,得到发泡性粒子;水槽8,其储存被附带固液分离功能的脱水干燥机10分离 出的冷却水;高压泵9,其将该水槽8内的冷却水送入切割室7 ;贮留容器11,其贮留经附带 固液分离功能的脱水干燥机10脱水干燥后的发泡性粒子。
[0044] 作为挤出机,能够使用应用了螺杆的挤出机或没有应用螺杆的挤出机中的任一 种。作为应用了螺杆的挤出机,可举出例如单螺杆式挤出机、多螺杆式挤出机、排气口式挤 出机、串联式挤出机等。作为没有应用螺杆的挤出机,可举出例如柱塞式挤出机、齿轮泵式 挤出机等。并且,任一挤出机都能使用静态混合器。这些挤出机中,从生产率方面出发,优 选应用了螺杆的挤出机。
[0045] 在使用该制造装置制造本发明的发泡性聚苯乙烯系树脂粒子时,首先,称量原料 聚苯乙烯系树脂、以及发泡成核剂等所需的添加剂,从原料加料斗3投入到挤出机1内。原 料聚苯乙烯系树脂可以制成粒料状或颗粒状并事先充分混合后从一个原料加料斗投入,或 者在例如使用多个漏斗(口 7卜)的情况下,可以从调整了各个漏斗的供给量的多个原料 加料斗投入,在挤出机内将它们混合。并且,在组合多个漏斗的再生原料来使用时,优选事 先将多个漏斗的原料充分混合,通过磁力分选或筛分、比重分选、送风分选等适当的分选方 法先除去杂质。
[0046] 在挤出机1内供给聚苯乙烯系树脂后,将该树脂加热熔融,利用高压泵4从发泡剂 供给口 5压入发泡剂,将发泡剂混合到熔融物中,通过在挤出机1内根据需要设置的用于除 去杂质的筛网后,在进一步混炼熔融物的同时使其移动到前端侧,将添加有发泡剂的熔融 物从附设在挤出机1前端的口模2的小孔中挤出。
[0047] 口模2的贯穿设置有小孔的树脂吐出面被配置在于室内循环供给冷却水的切割 室7内,并且,在切割室7内以能旋转的方式设置有切割机6,其能够将从口模2的小孔挤出 的树脂切断。若将添加有发泡剂的熔融物从附设在挤出机1前端的口模2的小孔中挤出, 则熔融物被切断成粒状,同时与冷却水接触而被骤冷,在发泡受到抑制的状态发生固化,成 为发泡性聚苯乙烯系树脂粒子。
[0048] 形成的发泡性聚苯乙烯系树脂粒子伴随冷却水的流动从切割室7被输送到附带 固液分离功能的脱水干燥机10,在此处,将发泡性聚苯乙烯系树脂粒子与冷却水分离,同时 脱水干燥。干燥后的发泡性聚苯乙烯系树脂粒子被贮留在贮留容器11中。
[0049] 本发明的发泡性聚苯乙烯系树脂粒子中,聚苯乙烯系树脂的重均分子量Mw设定 为12万?27万的范围,发泡剂以质量比为异戊烷:正戊烷=10:90?80:20范围的戊烷 为主体,所以能够削减为获得相同发泡倍数所需的发泡剂量。
[0050] 本发明的发泡性聚苯乙烯系树脂粒子因时间推移所致的发泡性降低小,珠粒生命 期长。
[0051] 本发明的发泡性聚苯乙烯系树脂粒子的低压发泡性优异,能够降低发泡成型时的 水蒸汽压力,能够实现节能。
[0052] 将本发明的发泡性聚苯乙烯系树脂粒子发泡成型而得到的发泡成型体具有充分 的机械强度,特别是在作为聚苯乙烯系树脂使用再生原料时也能获得与新料相近的机械强 度。
[0053] 实施例
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