[发明专利]一种发泡塑料制品的生产方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种发泡塑料产品的生产方法，尤其涉及一种聚烯烃发泡塑料产品的生产方法及其设备。

背景技术

目前应用塑料挤出机连续生产高聚烯烃泡沫塑料使用的物理发泡剂通常是丁烷，液化石油气等低沸点液化气体，其性能易燃易爆，往往容易给人们的生命和财产带来危险和损失。如何寻找一种安全、环保的物理发泡剂替代目前的易燃易爆发泡剂，是非常需要和迫切的问题。

超临界流体是一种物质状态，当物质在超过临界温度及临界压力以上，气体与液体的性质会趋近于类似，最后会达成一个均匀相之流体现象。超临界流体的密度接近液体，且比气体大数百倍，且超临界流体具有与液体溶剂相近的溶解能力。超临界流体溶解在聚合物中，可使聚合物溶胀，增大其自由体积，降低其玻璃化温度，使其分子链有更大的活动空间，不但宏观上降低了聚合物熔体的黏度，且微观上增强了聚合物分子链的扩链能力。

目前，应用较为广泛的超临界CO₂是低沸点液化气体物理发泡剂较为理想的替代品，但由于其特性与低沸点气体有所不同，因此在发泡挤出装置和工艺上要有新的突破。而现有技术应用超临界CO₂生产发泡塑料还存在设备和工艺上的难题，在技术上尚未取得进展。

就现有制备发泡塑料制品的生产方法及挤出设备而言，生产过程中挤出机的螺杆长径比小，转速慢，剪切力不足，不能保证超临界CO₂在螺杆中能充分剪切混合分散，从而影响发泡挤出机的混合冷却效果，导致发泡塑料制品密度较高，发泡孔分布不均匀，成型困难。而且，由于生产的泡沫塑料制品厚度为20～120mm，现有设备和工艺都不能满足制品的冷却定型要求，无法实现泡沫塑料制品的工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供一种聚烯烃发泡塑料产品的生产方法，以解决现有技术的生产工艺对聚烯烃塑料的混合冷却效果较差导致聚烯烃发泡塑料产品密度相对较高，发泡孔分布不均匀，质量差、产品瑕疵多及无法实现泡沫塑料制品工业化生产的问题。

本发明的另一目的在于提供一种生产聚烯烃发泡塑料产品的设备，按照上述聚烯烃发泡塑料产品的生产方法采用该设备生产聚烯烃发泡塑料产品。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种聚烯烃发泡塑料产品的生产方法，包括以下步骤：

将聚烯烃原料与泡孔成核剂的混合物采用加热挤出方式进行熔融塑化；再在熔融塑化阶段加入超临界CO₂和抗缩剂后继续熔融混合，得到熔融物料；

将所述熔融物料进行混炼降温处理后挤出发泡成型，得到发泡成型制品；

将所述发泡成型制品依次进行控温冷却处理、牵引切割处理以及强化冷却处理及定型后，得到所述聚烯烃发泡塑料产品。

以及，一种生产聚烯烃发泡塑料产品的设备，包括超临界CO₂输送装置、第一挤出机、具有冷却功能的第二挤出机、冷却装置、牵引切割装置和定型装置，所述冷却装置包括控温冷却装置与强化冷却装置，所述超临界CO₂输送装置、第一挤出机、第二挤出机、控温冷却装置、牵引切割装置、强化冷却装置和定型装置依次顺接。

上述聚烯烃发泡塑料产品的生产方法以超临界CO₂流体为物理发泡剂在高聚物中具有较强的溶解能力，促进物料完全熔融成均相体系，且安全环保；同时通过逐级冷却，满足产品冷却定型的要求。这样，制备的聚烯烃发泡塑料产品相对密度低，发泡孔分布均匀，易于成型，进一步提高产品的良率。

上述生产聚烯烃发泡塑料产品的设备将第一挤出机与第二挤出机串联，增强混合物料在挤出机中的剪切混合力，使超临界CO₂在螺杆中能充分剪切混合分散，从而控制挤出机的混合效果。同时，经过第二挤出机混炼降温、控温冷却装置、强化冷却装置及定型装置的逐级协同冷却作用，满足产品冷却定型的要求。由此，采用该设备可实现聚烯烃发泡塑料产品的工业化生产。

附图说明

图1为本发明实施例的生产工艺流程图；

图2为本发明实施例的设备结构示意图；

图3为本发明实施例的第二挤出机的单螺杆示意图；

图4为控温冷却装置的结构示意图；

图5为强化冷却装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。