[发明专利]一种超低发泡率的聚苯乙烯发泡板材生产工艺

说明书

本发明涉及一种超低发泡率的聚苯乙烯发泡板材生产工艺，通过将滑石粉的用量降至0.15~0.35重量份，然后挤出为3L～5L（L为目标厚度）泡孔直径为微米级、泡孔密度为10⁴~10⁵个/cm³的过渡发泡板材，再通过压板对过渡发泡板材施加垂直压力将过渡发泡板材压合到厚度为L的聚苯乙烯发泡板材，使得聚苯乙烯发泡板材具有较强的韧性，提高聚苯乙烯发泡板材的应用范围。

技术领域

本发明涉及材料发泡技术领域，尤其涉及一种超低发泡率的聚苯乙烯发泡板材生产工艺。

背景技术

聚苯乙烯发泡板材由于具有良好的绝热保温性能、以及抗压、抗冻融性能，广泛应用于各个领域。聚苯乙烯发泡板材的生产过程主要包括聚合物熔体-发泡剂均相溶液形成、气泡成核、气泡增长、固化定型4个主要阶段，具体过程是将聚苯乙烯和发泡剂、成核剂以及发泡助剂混合后，加入到挤出发泡机组中进行发泡，发泡制品从机头挤出后在进行整平、冷却、定型，形成最终的聚苯乙烯发泡板材。在上述4个主要阶段中，气泡的成核数量和分布状况决定了发泡板材最终泡孔的多少和分布状况，而在聚苯乙烯中加入成核剂能够有效地增大泡孔密度、减少泡孔直径，改善泡孔形态。

目前，滑石粉是聚苯乙烯发泡过程中比较常用的成核剂之一。根据《中国塑料》2016年2月所刊登的《成核剂对聚苯乙烯挤出发泡板材性能的影响》中记载（详见该期刊第66至68页），滑石粉的用量对聚苯乙烯发泡的泡孔直径和泡孔密度有一定的影响：未添加滑石粉时，泡孔平均尺寸超过2mm，泡孔密度为2.2×10³个/cm³；当添加0.5重量份的滑石粉后，由于异相成核点的存在，成核能垒降低，有利于气泡成核，泡孔平均尺寸降为313.8μm，泡孔密度增长到1.2×10⁶个/cm³；当滑石粉增加到1重量份时，泡孔平均尺寸降为107.3μm，泡孔密度增长到2.6×10⁷个/cm³，泡孔尺寸明显降低，泡孔密度明显增多；而滑石粉用量超过1重量份后，发泡的泡孔尺寸增加，但是泡孔密度反而变低，因为滑石粉含量较多时，虽然能够起到成核作用，但是过多的滑石粉会造成泡孔的破裂和合并，最终导致泡孔尺寸分布变宽。因此，为了取得较好的发泡效果，在聚苯乙烯发泡板材的实际生产过程中，一般采用0.8~1重量份的滑石粉作为成核剂，最终冷却定型的聚苯乙烯发泡板材的发泡率通常在15~25倍，并且发泡后的材料具有良好的回弹性能。但是，15~25倍发泡率的聚苯乙烯发泡板材存在韧性不足容易折断的缺陷，一般只能用作广告牌、灯箱等，难以应用于包装材料。

聚苯乙烯发泡板材的韧性取决于其泡孔直径和泡孔密度，一般情况下，泡孔直径小且泡孔密度小的聚苯乙烯发泡板材，也即是发泡率较低的，其韧性较大，较接近于原材料特性。从上述文献的实验数据可知，没有加入滑石粉等成核剂，其泡孔密度虽小，但其泡孔直径则高达2mm，随着滑石粉等成核剂的加入，虽然大幅度减小了泡孔直径，但是更大幅度提高了泡孔密度，单从发泡效果上看，确实大幅度提高了发泡效果，但聚苯乙烯发泡板材的韧性依然很低，正如，上述目前最常用的15~25倍聚苯乙烯发泡板材，存在韧性不足容易折断的缺陷，一般只能用作广告牌、灯箱等，这导致目前的聚苯乙烯发泡板材难以应用于包装材料。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种超低发泡率的聚苯乙烯发泡板材生产工艺，这种超低发泡率的聚苯乙烯发泡板材生产工艺能够使得聚苯乙烯发泡板材具有较强的韧性，提高聚苯乙烯发泡板材的应用范围。采用的技术方案如下：

一种超低发泡率的聚苯乙烯发泡板材生产工艺，其特征在于包括以下步骤：

（1）将聚苯乙烯和滑石粉均匀混合形成待发泡混合物，其中，每100重量份待发泡混合物中含有0.15~0.35重量份的滑石粉；

（2）将步骤（1）混合后的待发泡混合物加入到挤出发泡机中，再往挤出发泡机中充入丁烷气进行发泡；