專(zhuān)利名稱(chēng)：：制備聚烯烴泡沫顆粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種制備基于聚烯烴的泡沫顆粒的方法，更具體而言，涉及一種聚烯烴泡沫顆粒的制備方法，其中使用一種不需要洗滌并且可以重復(fù)使用的獨(dú)特分散介質(zhì)，因此使得可以在沒(méi)有洗滌工藝的情況下制備具有極好模壓性能的泡沫顆粒，并且在發(fā)泡工藝中使用的分散介質(zhì)可以重復(fù)使用，因此使得可以降低制備成本。
背景技術(shù)：
：因?yàn)榕c其它模制泡沫材料相比，基于聚烯烴的模制泡沫材料具有極好的物理特性，例如抗沖擊性、柔韌性、彈性、耐化學(xué)性、耐熱性和絕熱性能等，所以基于聚烯烴的模制泡沫被應(yīng)用在各個(gè)方面。模制泡沫材料的制備方法主要分為使用擠出機(jī)以棒狀或片狀制備模制泡沫材料的方法和使用抗壓容器以泡沫顆粒的形式制備模制泡沫材料的方法。使用擠出機(jī)制備模制泡沫材料的方法能夠廉價(jià)地生產(chǎn)簡(jiǎn)單形狀的模制品。但是，其難以制備在實(shí)際工業(yè)場(chǎng)所需要的各種形狀的模制品。另一方面，使用抗壓容器制備模制泡沫材料的方法的優(yōu)勢(shì)在于，通過(guò)對(duì)應(yīng)于所期望的最終制品的形狀將所制備的泡沫顆粒塑模，該方法能夠生產(chǎn)各種形狀的制品。另外，因?yàn)槭褂门菽w粒的模制品可以便利地生產(chǎn)，具有比擠出模制品更好的物理性能，所以使用泡沫顆粒的模制品目前被廣泛使用。例如，采用泡沫聚丙烯顆粒的模制品具有極好的抗沖擊性、耐熱性等，因此該模制品被廣泛地用作需要高負(fù)荷的填充材料或者需要機(jī)械強(qiáng)度的機(jī)動(dòng)車(chē)結(jié)構(gòu)材料，并且對(duì)于該模制品的需求在逐漸增加。通常，基于聚烯烴的泡沫顆粒是如下制備的在一個(gè)抗壓容器(封閉容器)中將基于聚烯烴的樹(shù)脂顆粒分散在分散介質(zhì)中并同時(shí)使將要包含3(滲入)的發(fā)泡劑進(jìn)入樹(shù)脂顆粒中，同時(shí)使混合物保持在加熱/加壓氣氛下，并將該樹(shù)脂顆粒和分散介質(zhì)一起排出到壓力低于抗壓容器的內(nèi)部壓力的氣氛下(降低抗壓容器的壓力)。所述分散介質(zhì)是作為溶劑的分散介質(zhì)和用于防止樹(shù)脂顆粒之間融合的分散劑(防融合劑(fUsionpreventingagent))的混合物。例如，在韓國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)No.1999-0082531(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)中提出了用水作為分散介質(zhì)和用高嶺土、氧化鋁等作為分散劑(防融合劑)的技術(shù)。但是，包括專(zhuān)利文獻(xiàn)1在內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題在于制備工藝復(fù)雜，因?yàn)樵诎l(fā)泡工藝后需要洗滌工藝和廢水處理工藝，這導(dǎo)致額外的設(shè)備投資成本因此增加了制備成本。特別是，在現(xiàn)有技術(shù)中使用的分散介質(zhì)劣化了泡沫顆粒的模壓性能。更具體地說(shuō)，常規(guī)分散介質(zhì)的分散劑附著于泡沫顆粒的表面，使得當(dāng)塑模時(shí)降低了顆粒之間的粘合(融合)，因此導(dǎo)致模壓性能劣化。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的制備方法需要清除分散介質(zhì)(分散劑)的洗滌工藝。在洗滌工藝中使用了大量的水，而且通過(guò)廢水處理裝置處理用過(guò)的水(洗滌水)，因?yàn)椴豢赡苤貜?fù)使用用過(guò)的水(洗滌水)。圖l是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于制備基于聚烯烴的泡沫顆粒的制備設(shè)備的構(gòu)造圖。如圖1所示，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的制備設(shè)備包括其中注入樹(shù)脂顆粒和分散介質(zhì)的抗壓容器201,而當(dāng)進(jìn)行上述洗滌工藝時(shí)，另外安裝了洗滌水供應(yīng)罐202、洗滌器203和廢水處理裝置205。在圖1中，附圖標(biāo)記204表示用于干燥從洗滌器203排出的泡沫顆粒的干燥器，而參考符號(hào)M表示在容器201中安裝的用于驅(qū)動(dòng)攪拌器的馬達(dá)。同時(shí)，人們已經(jīng)努力通過(guò)減少在洗滌工藝中所使用的洗滌水的用量來(lái)減少所產(chǎn)生的廢水量。例如，在日本專(zhuān)利公開(kāi)No.2000-290419(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)中提出了采用熱水作為洗滌水的方法，該熱水中含有一種水溶性化合物，其在單個(gè)分和親水性官能團(tuán)。雖然在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中提出的方法通過(guò)向洗滌水中加入可與分散劑結(jié)合的水溶性化合物而不需要大量的洗滌水來(lái)去除附著在基于聚烯烴的泡沫顆粒的表面上的分散劑，但該方法還是附加有使用洗滌水的洗滌工藝。另夕卜，在日本專(zhuān)利公開(kāi)No.2001-164024(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)中提出了一種不需要洗滌工藝的方法，其中使用了一種分散介質(zhì)，該分散介質(zhì)如下制備將分散介質(zhì)(例如水)與分散劑(例如氧化鋁、硅鋁酸鹽和碳酸鎂)混合并進(jìn)一步向該混合物中加入一種分散增強(qiáng)劑(例如，氯化鎂、硝酸鎂和碳酸鎂)以增強(qiáng)該分散劑的可分散性。但是，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中提出的方法使其可能在不使用含有稀鹽酸等的洗滌水情況下只使用水進(jìn)行洗涂工藝，因此，該方法同樣附加有洗滌工藝。如上所述，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，因?yàn)樵谕瓿砂l(fā)泡工藝以后額外需要洗滌和廢水處理工藝，所以制備工藝復(fù)雜，并且因?yàn)榘殡S有附加設(shè)備例如洗滌水供應(yīng)罐202、洗滌器203和廢水處理裝置205，所以需要過(guò)多的設(shè)備投資成本。因此，增加了制備成本，并且存在由于廢水的產(chǎn)生導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題。另外，當(dāng)重復(fù)使用在發(fā)泡工藝中排出的高溫分散介質(zhì)時(shí)，該分散介質(zhì)可用作有用的能源。但是，指出的問(wèn)題是在現(xiàn)有技術(shù)中使用的分散介質(zhì)不能夠被重復(fù)使用。特別地，當(dāng)重復(fù)使用分散介質(zhì)自身和該分散介質(zhì)的高溫?zé)崃?廢熱)時(shí)，可以減少能量的使用。但是，現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題在于因?yàn)椴荒軌蛑貜?fù)使用分散介質(zhì)所以過(guò)多耗費(fèi)了能量并且由于對(duì)排出的分散介質(zhì)的處理導(dǎo)致產(chǎn)生了環(huán)境問(wèn)題。韓國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)No.l999-825315[專(zhuān)利文獻(xiàn)2]日本專(zhuān)利公開(kāi)No.2000-290419[專(zhuān)利文獻(xiàn)2]日本專(zhuān)利7>開(kāi)No.2001-164024
發(fā)明內(nèi)容[技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明是為了解決上述在現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題而構(gòu)思的。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種制備基于聚烯烴的泡沫顆粒的方法，其中使用一種不需要洗滌并且可以重復(fù)使用的特殊分散介質(zhì)，因此使其可以在沒(méi)有洗滌工藝的情況下制備具有極好模壓性能的泡沫顆粒，并且簡(jiǎn)化了制備工藝和減少了么.rh,t卜.卩備很了擊l么成本另夕卜，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制備基于聚烯烴的泡沫顆粒的方法，其中重復(fù)使用在發(fā)泡工藝中排出的高溫分散介質(zhì)，由此來(lái)減少能量使用并且因此顯著降低了制備成本。在將100重量份的乙烯-丙烯共聚物樹(shù)脂顆粒和300重量份的分散介質(zhì)加入到反應(yīng)罐中后，在使用磁力驅(qū)動(dòng)攪拌它們的同時(shí)，將6kg作為發(fā)泡劑的二氧化碳加入到該反應(yīng)罐中，將該混合物加熱并升高其溫度。在將該反應(yīng)罐加熱以將其溫度升高至152。C后，通過(guò)再次向其中加入二氧化碳而將反應(yīng)罐中的壓力調(diào)節(jié)到43kg/cm2。然后，在上述壓力下打開(kāi)該反應(yīng)罐的排出閥以將分散介質(zhì)和樹(shù)脂顆粒排出到大氣壓力下。當(dāng)排出分散介質(zhì)和樹(shù)脂顆粒時(shí)，向反應(yīng)罐中供應(yīng)二氧化碳以將反應(yīng)罐的壓力保持在43kg/cm2，直至將所有的樹(shù)脂顆粒和分散介質(zhì)排放出來(lái)。其后，將從該反應(yīng)罐中排放出的泡沫顆粒和分散介質(zhì)彼此分離，然后各自回收。在沒(méi)有洗滌泡沫顆粒的情況下通過(guò)將回收的泡沫顆粒經(jīng)干燥器干燥來(lái)制備根據(jù)這些實(shí)施例的泡沫顆粒樣品。在這些實(shí)施例中，使用水和分散劑的混合物作為分散介質(zhì)，其中作為分散劑，相對(duì)于100重量份的水，分別使用2.0重量份的聚氧乙烯(實(shí)施例1)、2.4重量份的失水山梨糖醇(實(shí)施例2)、3.15重量份的失水山梨糖醇和甜菜堿的混合物(實(shí)施例3)、2.15重量份的聚氧乙烯和甜菜堿的混合物(實(shí)施例4)、2.5重量份的山梨酸酯(實(shí)施例5)、1.4重量份的甜菜堿(實(shí)施例6)、2.4重量份的十二烷基二曱基氧化胺(實(shí)施例7)和3.0重量份的山梨酸酯和十二烷基二曱基氧化胺的混合物(實(shí)施例8)。在評(píng)價(jià)了這些實(shí)施例中制備的泡沫顆粒樣品的外觀后，其評(píng)價(jià)結(jié)果列在下面的表l中。以下面的方法通過(guò)棵眼觀察測(cè)定樣品外觀的滿(mǎn)意度沒(méi)有變色的球形泡沫顆粒評(píng)價(jià)為"o，，而由于分散介質(zhì)的滲入導(dǎo)致收縮或變色的泡沫顆粒評(píng)價(jià)為"x"。此外，為了檢查在泡沫顆粒的制備過(guò)程中泡沫顆粒是否彼此融合，在隨機(jī)提取IO升的泡沫顆粒后，評(píng)價(jià)其是否泡沫顆粒彼此融合，然后將評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)列于下面的表1中。以下面的方法評(píng)價(jià)在反應(yīng)罐中泡沫顆粒是否彼此融合沒(méi)有彼此融合的泡沫顆粒評(píng)價(jià)為"o"而彼此融合的泡沫顆粒評(píng)價(jià)為"x"。此外，在將所制備的泡沫顆粒單獨(dú)放在室溫和正常壓力下24小時(shí)并向該泡沫顆粒施加3kgf/cn^的壓力24小時(shí)后，將該泡沫顆粒填充在內(nèi)部尺寸為300mmx300mmx10mm的才莫具中并4吏用壓力為2.0-3.0kgf/cm2的蒸汽加熱和加壓以使泡沫制品成型。在將這樣制備的模制品在溫度為6(TC的供箱中干燥24小時(shí)并將該模制品切開(kāi)以檢查在該模制品中的顆粒的融合狀態(tài)后，觀察該模制品的橫截面以評(píng)價(jià)模壓性能，并將評(píng)價(jià)結(jié)果列在下面的表l中(在表1中的非洗滌模壓性能)。此時(shí)，以如下方法測(cè)定模壓性能其中至少80%的顆粒自身在其橫截面上被切開(kāi)的模制品被評(píng)價(jià)為"o"，而其中不大于80%的顆粒自身在其橫截面上被切開(kāi)的模制品尋皮i平《介為"x"。同時(shí)，將回收的分散介質(zhì)引入到新的泡沫顆粒制備工藝中并且重新樣的分散介質(zhì)、泡沫顆粒的外觀、是否泡沫顆粒彼此融合和泡沫顆粒的模壓性能。此時(shí)，以下面的方法確定是否分散介質(zhì)可以重復(fù)使用在上述標(biāo)準(zhǔn)下外觀、是否泡沫顆粒彼此融合和模壓性能都良好的泡沫顆粒評(píng)價(jià)為"o",而在上述標(biāo)準(zhǔn)下外觀、是否泡沫顆粒彼此融合和模壓性能中的至少之一有缺陷的泡沫顆粒評(píng)價(jià)為"x"，然后，測(cè)量結(jié)果列于下面的表1中。[比較實(shí)施例]除了使用的分散介質(zhì)不同于上述實(shí)施例之外，以與上述實(shí)施例中相同的方法進(jìn)行比較實(shí)施例。具體而言，通過(guò)混合分散劑與水使用分散介質(zhì)，其中，除了相對(duì)于100重量份的水分別使用2.0重量份的碳酸鎂(比較實(shí)施例1)、0.4重量份的磷酸4丐(比較實(shí)施例2)、0.3重量份的卵磷脂(比較實(shí)施例3)、0.3重量份的植物油(比較實(shí)施例4)和0.1重量份的高嶺土(比較實(shí)施例5)作為分散劑之外，通過(guò)以與上述實(shí)施例中相同的方法進(jìn)行比較實(shí)施例來(lái)制備泡沫顆粒。此時(shí)，在比較實(shí)施例2和比較實(shí)施例5中進(jìn)一步加入0.04重量份的十二烷基苯磺酸鈉作為分散助劑。在以與實(shí)施例中相同的方式評(píng)價(jià)根據(jù)各個(gè)比較實(shí)施例制備的泡沫顆粒的外觀、是否泡沫顆粒彼此融合、泡沫顆粒的非洗滌模壓性能和是否可以重復(fù)使用泡沫顆粒之后，將評(píng)價(jià)結(jié)果列在下面的表l中。[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>如表1所示，可以看出在使用根據(jù)本發(fā)明的特殊分散介質(zhì)的實(shí)施例的情況下，泡沫顆粒在外觀、是否泡沫顆粒彼此融合和具有非洗滌模壓性能等方面極好，并且泡沫顆?？梢灾貜?fù)使用。相反，可以看出在使用在現(xiàn)有技術(shù)中使用的分散介質(zhì)的情況下，泡沫顆粒外觀不好，泡沫顆粒在發(fā)泡工藝中彼此融合，并且泡沫顆粒不具有非洗滌;漠壓性能。特別是，可以看山"k左六*乂&1AA、力，'士繭石A;TCA仝殺智乂杰m丄1>Aku入7J力義骨jg!AA石法酸鎂(比較實(shí)施例1)、磷酸鈣(比較實(shí)施例2)和高嶺土(比較實(shí)施例5)之外，當(dāng)本發(fā)明的發(fā)明人使用作為脂肪酸的卵磷脂(比較實(shí)施例3)和作為植物油的蓖麻油(比較實(shí)施例4)時(shí)，可以看出，雖然使用卵磷脂的泡沫顆粒在是否泡沫顆粒彼此融合和非洗滌模壓性能方面極好，但是該泡沫顆粒的外觀劣化并且不能夠重復(fù)使用，而因?yàn)槭褂帽吐橛偷呐菽w粒彼此融合所以該泡沫顆粒不能夠重復(fù)使用。權(quán)利要求1、一種制備基于聚烯烴的泡沫顆粒的方法，包括如下步驟將基于聚烯烴的樹(shù)脂顆粒與分散介質(zhì)混合以制備分散液的分散步驟，該分散介質(zhì)包括選自山梨酸酯、脫水山梨糖醇、聚氧乙烯、氧化胺、甜菜堿及其衍生物中的至少一種；將發(fā)泡劑加入該分散液、將該混合物加熱來(lái)升高混合物的溫度和通過(guò)該加熱混合物的壓降來(lái)制備基于聚烯烴的泡沫顆粒的發(fā)泡步驟；和將所述分散介質(zhì)與制備的基于聚烯烴的泡沫顆粒分離以得到基于聚烯烴的泡沫顆粒的分離步驟。2、如權(quán)利要求1所述的方法，該方法進(jìn)一步包括回收在分離步驟中分離的分散介質(zhì)以在分散步驟中將回收的分散介質(zhì)用作分散介質(zhì)的重復(fù)使用步驟。3、如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，相對(duì)于100重量份用作溶劑的分散介質(zhì)，所述分散步驟的分散介質(zhì)包含0.1~5.0重量份選自山梨酸酯、脫水山梨糖醇、聚氧乙烯、氧化胺、甜菜堿及其衍生物中的至少一種。4、如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述聚烯烴樹(shù)脂為聚丙烯或聚丙烯共聚物。5、如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述發(fā)泡劑包括二氧化碳。6、如權(quán)利要求2所述的方法，其中，使用一種制備設(shè)備來(lái)實(shí)施所述方法，所述制備設(shè)備包括向其中加入分散介質(zhì)、基于聚烯烴的樹(shù)脂顆粒和發(fā)泡劑的容器；用于將從容器中排出的基于聚烯烴的泡沫顆粒和分散介質(zhì)彼此分離的分離器；用于干燥從分離器中排出的基于聚烯烴的泡沫顆粒的干燥器；和用于回收從分離器中排出的分散介質(zhì)并將該分散介質(zhì)傳送到所述容器中的循環(huán)線(xiàn)路。7、如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述分離器包括具有在其中形成有多孔的分離部分。全文摘要本發(fā)明涉及一種制備基于聚烯烴的泡沫顆粒的方法。更具體而言，本發(fā)明提供了一種制備基于聚烯烴的泡沫顆粒的方法，該方法包括如下步驟將基于聚烯烴的樹(shù)脂顆粒與分散介質(zhì)混合以制備分散液的分散步驟，該分散介質(zhì)包括選自山梨酸酯、脫水山梨糖醇、聚氧乙烯、氧化胺、甜菜堿及其衍生物中的至少一種；將發(fā)泡劑加入該分散液、將該混合物加熱來(lái)升高混合物的溫度和通過(guò)該加熱混合物的壓降來(lái)制備基于聚烯烴的泡沫顆粒的發(fā)泡步驟；和將分散介質(zhì)與制備的基于聚烯烴的泡沫顆粒分離以得到基于聚烯烴的泡沫顆粒的分離步驟。根據(jù)本發(fā)明，使用了一種不需要洗滌并且可以重復(fù)使用的分散介質(zhì)，因此不需要進(jìn)行洗滌工藝或廢水處理工藝，從而可以簡(jiǎn)化制備工藝，減少了制備設(shè)備，由此降低了制備成本。文檔編號(hào)C08J9/16GK101641401SQ200880000208公開(kāi)日2010年2月3日申請(qǐng)日期2008年3月4日優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日發(fā)明者李建旻,林承煥,洪寶那,鄭碬暎,金東均申請(qǐng)人:豪特克有限公司