一种易填充树脂发泡粒子及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种易填充树脂发泡粒子及其制备方法，以及一种发泡成型体。

背景技术：

聚烯烃系树脂常作为基材树脂的膜内发泡成形体，以其优异的柔软性、耐冲击性被用作包装箱、电气制品等的缓冲包装材料，保险杠等汽车的能量吸收材料，绝热材料等。这些模内发泡成形体一般通过模内填充发泡粒子，并导入蒸汽等加热熔融而成。

然而现有的热塑性树脂粒子作为填充材料使用时，容易出现填充不足的问题，进而导致材料出现缺陷，影响产品外观以及性能。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种易填充树脂发泡粒子及其制备方法以及一种发泡成型体，该树脂发泡粒子具有优异的填充效果。

本发明提供了一种易填充树脂发泡粒子，由树脂粒子经分散介质释放法制备而成；所述树脂粒子为柱体，且横截面为非正圆形，柱体高度为l，横截面通过中心的最长径向长度为d，通过中心的最短径向长度为d，1≤l/d≤5，0.2≤d/d<1。

本发明提供了上述易填充树脂发泡粒子的制备方法，包括以下步骤：

a)将热塑性树脂混合物熔融通过挤出机挤压成丝束，所述挤出机的模头孔数大于50，孔间距为0.6～5mm；

b)将步骤a)得到的丝束冷却，经辊压得到易填充丝束；所述易填充丝束横截面通过中心的最长径向长度为d，通过中心的最短径向长度为d，0.2≤d/d<1；

c)将步骤b)得到的易填充丝束切割得到树脂粒子；所述树脂粒子为柱体，重量为0.5～2mg，柱体高度为l，1≤l/d≤5；

d)将步骤c)得到的树脂粒子进行发泡得到易填充树脂发泡粒子。

优选的，所述步骤a)中，挤出机的挤出孔为椭圆形，扁圆形，圆角矩形或矩形。

优选的，所述步骤a)中，挤出机的机头温度为200～230℃，后段温度为190～220℃之间，使丝束与辊接触时保持较高温度，有利于变形。

优选的，所述步骤b)中，辊压的第一个辊位置固定，丝束在冷却水槽内第一个辊处受力变为非正圆形。

优选的，所述步骤b)中，辊压的第一个辊具有与步骤a)得到的丝束数目相应的槽。

优选的，所述步骤b)中，冷却的温度为30～60℃。

优选的，所述热塑性树脂混合物包括聚烯烃树脂和以下任意一种或几种助剂：

增韧剂、抗氧剂、防紫外线剂、抗静电剂、阻燃剂、金属钝化剂、颜料、染料、成核剂和气泡调整剂。

本发明对上述助剂的具体种类并无特殊限定，可以为本领域技术人员熟知的适用助剂。

优选的，所述发泡具体为：

将所述易填充树脂粒子与发泡剂、表面活性剂、分散剂、分散介质在密闭容器中混合得混合物料，搅拌下加热至比发泡温度低5～10℃的温度，保温10～60min，再升温至发泡温度，保温15～60min，然后将混合物料置于比所述密闭容器内的压力低的环境中，发泡得到易填充树脂发泡粒子。

本发明提供了一种树脂发泡成型体，为上述易填充树脂发泡粒子或上述制备方法制备的易填充树脂发泡粒子经模内发泡成型制备得到。

与现有技术相比，本发明提供了一种易填充树脂发泡粒子，由树脂粒子经分散介质释放法制备而成；所述树脂粒子为柱体，且横截面为非正圆形，柱体高度为l，横截面通过中心的最长径向长度为d，通过中心的最短径向长度为d，1≤l/d≤5，0.2≤d/d<1。上述易填充树脂发泡粒子横截面面积较小，有利于成型时的填充，获得的产品外观良好，避免了由于填充不足产生的缺陷。

附图说明

图1为本发明中树脂粒子的立体结构示意图；

图2为本发明中热塑性树脂混合物经挤出机挤出时，挤出孔的形状示意图；

图3为本发明制备的发泡粒子水蒸气成型后成型体照片；

图4为比较例1发泡粒子水蒸气成型后成型体由于填充不足产生的缺陷照片。

具体实施方式

本发明提供了一种易填充树脂发泡粒子，由树脂粒子经分散介质释放法制备而成；所述树脂粒子为柱体，且横截面为非正圆形，柱体高度为l，横截面通过中心的最长径向长度为d，通过中心的最短径向长度为d，1≤l/d≤5，0.2≤d/d<1。

所述树脂粒子的立体结构示意图见图1。

本发明提供的上述易填充树脂发泡粒子横截面面积较小，有利于成型时的填充，获得的产品外观良好，避免了由于填充不足产生的缺陷。现有技术中，填充不足导致的缺陷如图4所示。

本发明还提供了上述易填充树脂发泡粒子的制备方法，包括以下步骤：

a)将热塑性树脂混合物熔融通过挤出机挤压成丝束，所述挤出机的模头孔数大于50，孔间距为0.6～5mm；

b)将步骤a)得到的丝束冷却，经辊压得到易填充丝束；所述易填充丝束横截面通过中心的最长径向长度为d，通过中心的最短径向长度为d，0.2≤d/d<1；

c)将步骤b)得到的易填充丝束切割得到树脂粒子；所述树脂粒子为柱体，重量为0.5～2mg，柱体高度为l，1≤l/d≤5；

d)将步骤c)得到的树脂粒子进行发泡得到易填充树脂发泡粒子。

首先将热塑性树脂混合物熔融通过挤出机挤压成丝束，所述挤出机的模头孔数大于50，孔间距为0.6～5mm。

本发明对所述热塑性树脂混合物并无特殊限定，可以为本领域技术人员熟知的热塑性树脂的混合物，优选为聚烯烃系树脂。

所述聚烯烃系树脂优选为丙烯和除丙烯外的α-烯烃的共聚物，丙烯均聚物，乙烯均聚物，或乙烯和除乙烯外的α-烯烃的共聚物；更优选为丙烯均聚物、乙烯均聚物、乙烯-丙烯无规共聚物、丙烯-丁烯-1无规共聚物、乙烯-丙烯-丁烯-1无规共聚物和乙烯-辛烯嵌段共聚物中的一种或多种的混合。

优选的，所述热塑性树脂混合物还包括以下任意一种或几种助剂：增韧剂、抗氧剂、防紫外线剂、抗静电剂、阻燃剂、金属钝化剂、颜料、染料、成核剂和气泡调整剂。

本发明对上述助剂的具体种类并无特殊限定，可以为本领域技术人员熟知的适用助剂。

本发明对所述挤出机并无特殊限定，可以为本领域技术人员熟知的螺杆挤出机。

优选的，所述挤出机的挤出孔为椭圆形、扁圆形，圆角矩形或矩形。更利于得到非正圆形的丝束。所述挤出孔的形状如图2所示，依次为矩形、圆角矩形、椭圆形和扁圆形。

所述挤出机的机头温度优选为200～230℃，后段温度优选为190～220℃。该温度可以保证丝束与辊接触时保持较高的温度，有利于丝束的变形。

然后对丝束冷却，进行降温。本发明优选的，所述冷却具体为：

将所述丝束浸渍在含有水的冷却槽中。所述冷却的温度优选为30～60℃，即控制水槽内水温为30～60℃。

所述丝束再经辊压即得到非正圆形丝束。

具体的，所述丝束在冷却水槽内第一个辊处受力变为非正圆形。优选的，所述辊压的第一个辊位置固定，可以提高丝束的受力，更易定型。

优选的，所述辊压的第一个辊具有与丝束数目相应的槽。

得到的扁平状丝束，横截面通过中心的最长径向长度为d，通过中心的最短径向长度为d，0.2≤d/d<1。

最后将得到的扁平状丝束切割即可得到树脂粒子。所述树脂粒子为柱体，重量小于1mg，柱体高度为l，1≤l/d≤5。

然后将上述扁平树脂粒子进行发泡，即可得到易填充树脂发泡粒子。

具体的，将所述树脂粒子与水性介质、分散剂、发泡剂混合，经过发泡得到易填充树脂发泡粒子。

本发明优选的，先将所述树脂粒子与水性介质、分散剂混合加热，然后浸渍物理发泡剂，然后将得到的混合物从密闭容器内在低压区域放出，发泡，得到易填充树脂发泡粒子。

本发明提供的易填充树脂发泡粒子，由将热塑性树脂混合物熔融通过挤出机挤压成丝束，所述挤出机的模头孔数大于50，孔间距为0.6～5mm；得到的丝束冷却，经辊压得到横截面非圆形丝束；所述丝束横截面通过中心的最长径向长度为d，通过中心的最短径向长度为d，0.2≤d/d<1；得到的丝束切割得到树脂粒子；所述树脂粒子为柱体，重量为0.5～2mg，柱体高度为l，1≤l/d≤5。将所述树脂粒子与水性介质、分散剂、发泡剂混合，经过发泡得到易填充树脂发泡粒子。

本发明还提供了一种树脂发泡成型体，为上述易填充树脂发泡粒子或上述制备方法制备的易填充树脂发泡粒子经模内发泡成型制备得到。所述成型体的表观缺陷较少。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的易填充树脂粒子及其制备方法以及发泡粒子进行详细描述。

实施例1～6

易填充树脂发泡颗粒的制备：

挤出孔的形状如表1所示。向挤出机中加入聚丙烯系树脂，通过挤出机的机头挤出，在挤出机内220度熔融混炼，然后又从机头口模处挤出成为丝束，接着将丝束导入长3m、宽0.8m，深1m的冷却水槽中，水温30度，将丝束穿过水槽内压辊，压辊具有与丝束数目相应的槽，从冷却水槽提起时，风刀吹干附着于丝束表面的水后，用切粒机切断，得到树脂粒子。表1为获得的易填充树脂粒子的l/d，d/d数据。

向400l的高压釜中添加100重量份(1000g)上述树脂颗粒、300重量份水、0.05重量份十二烷基苯磺酸钠、0.3重量份高岭土和二氧化碳(充入的二氧化碳保证发泡温度下高压釜中的压力为6mpa)，边搅拌边升温至比发泡温度低5℃的温度，保温15min，再升温至发泡温度149℃，保温15min，发泡温度为149℃，发泡剂浸润树脂颗粒，然后，打开高压釜，并向高压釜内供给二氧化碳，保持高压釜内的压力在发泡剂的蒸汽压以上的同时，释放树脂颗粒、二氧化碳(发泡剂)、高岭土、十二烷基苯磺酸钠和水到大气压环境下，发泡，得到易填充发泡颗粒。

发泡成型体的制造：

使用所得熟化后的发泡粒子，在内尺寸为40cmx40cmx8cm的模内填充发泡粒子，在模内通入2.5kg压力的饱和蒸汽对发泡粒子预热后，通过3.3kg压力的饱和蒸汽对发泡粒子进行加热，接着冷却获得发泡成型体。所得发泡成型体在80℃气氛下加热熟化8小时，接着转移到23℃的氛围内放置1日后，对成型体的表面进行观察，记录表面缺陷数目情况，表面缺陷的评价见表1。

实施例2成型后成型体照片见图3，其中圆圈标出的位置为缺陷。

比较例1

将挤出孔改为圆形，获得的树脂颗粒为圆柱形，经过相同的发泡过程以及发泡成型体制造过程，成型体的表面缺陷情况如表1所示。

其由于填充不足产生的缺陷照片见图4，其中圆圈标出的位置为缺陷。

表1实施例1～6以及比较例1的实验条件及性能检测结果

由上述实施例可知，本发明制备的易填充树脂粒子发泡后，具有优异的填充效果。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。