[发明专利]采用CO2发泡的挤塑聚苯乙烯泡沫板的制备方法和制备装置

说明书

本发明公开了一种采用CO2发泡的挤塑聚苯乙烯泡沫板的制备方法：将聚苯乙烯原料、成核剂及发泡助剂混合后加入到挤出发泡机组，注入CO2发泡剂后中进行发泡；所述CO2发泡剂的注入方向沿螺杆的径向由内向外。本发明改变传统的由外向内加压来实现CO2发泡剂注入的方式，改为由内向外注入，CO2发泡剂在向外逃逸的过程中自动完成了与PS熔体的共混，提高了CO2在PS熔体中的混合度，使CO2能很好的满足作为发泡剂的工艺要求，为制备厚板、低密度板提供了技术前提。本发明还公开一种基于上述方法的制备装置。

本发明涉及螺杆挤出机技术领域，具体涉及到一种采用CO2发泡的挤塑聚苯乙烯泡沫板的制备方法和制备装置。

背景技术

XPS泡沫行业从上世纪九十年代末期起步，是一个新兴行业，使用HCFC-22/142b作为发泡剂。在中国，XPS泡沫基本是作为建筑保温材料使用，主要应用于房屋保温、铺设高速铁路、冷库保温、高原铁路路基、机场跑道隔热层以及野外移动通讯机房、通风管道，与其它材料复合后作为保温装饰（装修）材料等。

XPS泡沫行业作为中国HCFCs消费行业之一，被列入我国提交的工商制冷空调行业、房间空调器行业、聚氨酯泡沫行业、挤出聚苯乙烯泡沫行业等四个消费行业的第二阶段HCFCs淘汰管理计划中，其特点是拥有为数众多的中小企业，分布广泛。出于其技术水平、资金状况和管理能力的限制，以及对替代品安全性使用的要求，使得在XPS泡沫行业实施HCFCs淘汰面临很多困难。

XPS行业可供选择的替代技术已经在联合国环境署（UNEP）发布的泡沫行业报告中经过多次评估，最新的进展也编入了UNEP的年度更新资料中。XPS泡沫行业HCFCs发泡技术的主要替代技术是CO2/酒精/第三组分发泡剂组合发泡技术，即以CO2为主要发泡剂，辅以酒精和ODP值为0、GWP值较低的第三组分发泡剂为辅助发泡剂进行XPS发泡板材的制备。CO2的沸点非常低，为-78.5℃，常温下的蒸汽压高达6448kPa，且CO2的相对分子量低，扩散速度非常快，在挤出发泡过程中，为了遏制其在挤出机机筒和机头内的预发泡，系统的工作压力要高于采用HCFCs作为发泡剂的工作压力。此外，CO2与PS的相容性差，与HCFCs相比在PS熔体中的溶解度较低，也需要通过提升系统工作压力或者调整原料配方来提高其在PS中的溶解度。

综合上述，采用CO2为主发泡剂进行XPS发泡板材的制备，存在如下问题：

（1）现有的螺杆挤出机共混效果不理想，无法使CO2更好的分散在PS熔体里，难以满足CO2作为发泡剂的工艺要求；

（2）制备厚度大于60mm的板材有一定困难；

（3）产品密度高使用CO2生产出来的XPS板材的密度要高于使用HCFCs发泡的产品，导致产品的成本升高。

发明内容

为了克服以CO2为主发泡剂进行XPS发泡板材制备的上述缺陷，提高发泡过程中CO2与PS熔体的共混效果、提高CO2的溶解度，本发明提供了一种采用CO2发泡的挤塑聚苯乙烯泡沫板的制备方法和制备装置。

本发明采用的技术方案如下：

一种采用CO2发泡的挤塑聚苯乙烯泡沫板的制备方法：将聚苯乙烯原料、成核剂及发泡助剂混合后加入到挤出发泡机组，注入CO2发泡剂后中进行发泡；所述CO2发泡剂沿螺杆的径向由内向外扩散。

本发明的有益效果是：本发明改变传统的由外向内加压来实现CO2发泡剂注入的方式，改为由内向外注入，CO2发泡剂在向外逃逸的过程中自动完成了与PS熔体的共混，提高了CO2在PS熔体中的混合度，使CO2能很好的满足作为发泡剂的工艺要求，为制备厚板、低密度板提供了技术前提。

优选的：所述聚苯乙烯原料为聚苯乙烯共混苯乙烯-丙烯腈共聚物。

优选的：所述成核剂是指碳酸盐类成核剂。