可發泡樹脂組合物以及丙烯基樹脂泡沫塑料的制作方法

專利名稱：可發泡樹脂組合物以及丙烯基樹脂泡沫塑料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于生產丙烯基樹脂泡沫塑料的可發泡樹脂組合物，以及使用該可發泡樹脂組合物生產的丙烯基樹脂泡沫塑料。
背景技術：
丙烯基樹脂泡沫塑料的需求量，如在包裝材料、汽車材料方面已經增大。這是由于其優越的性能，如隔熱性、質輕、耐熱性和可回收利用性。人們尤其需要質量輕而強度高的泡沫塑料。為了減輕重量，泡沫塑料需要高發泡率。然而，隨著發泡率的升高強度會降低，為了在一定的發泡率下形成具有高強度的泡沫塑料，泡沫塑料需帶有細致的泡孔。
生產丙烯基樹脂泡沫塑料的方法，通常是將發泡劑和丙烯基樹脂熔融捏合而制得丙烯基樹脂泡沫塑料。廣泛使用受熱分解的可發泡化合物，即熱分解發泡劑，如檸檬酸、碳酸鹽和碳酸氫鹽。使用熱分解發泡劑時，由于操作簡單和分散性的改進，通常使用可發泡樹脂組合物，該組合物通過捏合熱塑性樹脂和熱分解發泡劑得到。例如，一種可發泡樹脂組合物含有發泡劑和乙烯-1-丁烯共聚物(參見日本專利未審公開No.7-62131)。
然而，由于使用上述丙烯基樹脂組合物生產的丙烯基樹脂泡沫塑料泡孔粗糙，人們需要具有更小泡孔的丙烯基樹脂泡沫塑料。

發明內容
考慮到上述情況，本發明人研發了含有細致泡孔的丙烯基樹脂泡沫塑料。結果發現上述問題可以通過改進泡沫塑料生產中得到的可發泡樹脂組合物而解決。由此，發明人實現了本發明。
本發明提供一種可發泡樹脂組合物，包含烯烴基共聚物(a)和與之捏合的熱分解發泡劑(b)，其中烯烴基共聚物由5-50％重量的衍生自丙烯的單體單元和95-50％重量的衍生自1-丁烯的單體單元形成。本發明還提供一種使用上述可發泡樹脂組合物生產的丙烯基樹脂泡沫塑料。


圖1例舉了一種生產本發明的丙烯基樹脂泡沫塑料的裝置。
圖2例舉了一種用于生產本發明的丙烯基樹脂泡沫塑料的圓形口模的橫截面形狀。
附圖中，引用的字母和數字含義如下1生產丙烯基樹脂泡沫塑料的裝置；250mmφ的雙螺桿擠出機；332mmφ的單螺桿擠出機；4圓形口模；5供給二氧化碳氣體的泵；6心軸；750mmφ的雙螺桿擠出機頭；832mmφ的單螺桿擠出機頭；9a，9b，10a，10b，10c，10d通道。
具體實施例方式
烯烴基共聚物(a)為本發明的可發泡樹脂組合物的一種組分，由5-50％重量的衍生自丙烯的單體單元和95-50％重量的衍生自1-丁烯的單體單元形成。使用上述組成的烯烴基共聚物，使得利用本發明的可發泡樹脂組合物生產的丙烯基樹脂泡沫塑料具有細致的泡孔。如果烯烴基共聚物含有的衍生自丙烯的單體單元低于5％重量時，會形成帶粗糙泡孔的丙烯基樹脂泡沫塑料，這是因為構成泡沫塑料的丙烯基樹脂與構成可發泡樹脂組合物的烯烴基共聚物之間的相容性差。如果衍生自丙烯的單體單元含量高于50％時，烯烴基共聚物將具有高熔點，從而在捏合熱分解發泡劑和烯烴基共聚物以生產可發泡樹脂組合物時，熱分解發泡劑會分解。因此，可發泡樹脂組合物無法產生足夠量的氣體以生產泡沫塑料。
本發明所用的熱分解發泡劑(b)為受熱時分解而產生氣體的可發泡化合物。可以使用經常用于形成泡沫塑料的熱分解發泡劑。例子包括檸檬酸、碳酸鹽和碳酸氫鹽。
熱分解發泡劑(b)可以僅由一種可發泡化合物組成。然而優選熱分解發泡劑(b)由分解溫度為130-190℃的熱分解發泡劑(b-1)和分解溫度高于190℃但不高于230℃的熱分解發泡劑(b-2)組成。使用不同分解溫度的熱分解發泡劑使得可發泡樹脂組合物能夠生產帶細致泡孔的泡沫塑料。當熱分解發泡劑(b-1)和(b-2)組合使用時，更優選熱分解發泡劑(b-1)和(b-2)的分解溫度差為10℃或更高。特別優選分解溫度差為30℃或更高。
熱分解發泡劑(b-1)和(b-2)均可以由一種成分組成，也可以由兩種或兩種以上成分組成。
關于(b-1)和(b-2)的比例，兩者可以以適當的比例組合從而在需要的溫度下產生足夠量的氣體。然而，(b-1)/(b-2)的重量比優選為10/90-90/10。
尤其優選熱分解發泡劑(b-1)為選自下述(A)組的至少一種化合物，熱分解發泡劑(b-2)為檸檬酸。使用包含上述發泡劑的可發泡樹脂組合物可以生產具有非常細致泡孔的泡沫塑料。
(A)堿金屬的碳酸氫鹽，堿土金屬的碳酸氫鹽，碳酸氫銨，堿金屬的碳酸鹽，堿土金屬的碳酸氫鹽和碳酸銨。
(A)組的化合物中，優選碳酸鈉或碳酸氫鈉，因為使用上述化合物每單位重量能形成大量氣體。
本發明的可發泡樹脂組合物中含有的烯烴基共聚物和熱分解發泡劑的含量不受限制。然而，當熱分解發泡劑含量過多時，可發泡樹脂組合物變脆而很難處理，或者構成泡沫塑料的丙烯基樹脂與可發泡樹脂組合物之間的相容性變差，使得泡沫塑料易具有較粗糙的泡孔。另一方面，當發泡劑含量過低時，形成的氣體量會不足。因此熱分解發泡劑通常以10-800重量份加入到100重量份的烯烴基共聚物中。
本發明的可發泡樹脂組合物優選含有中和劑(c)和吸濕劑(d)中的任何一種，上述試劑取決于含有的熱分解發泡劑(b)的種類。更優選同時加入中和劑(c)和吸濕劑(d)。加入中和劑(c)、吸濕劑(d)或者兩者同時加入，可以控制分解溫度或熱分解發泡劑的分解速度。
優選堿金屬或堿土金屬的有機酸鹽作為中和劑。有機鹽更優選選自下述B組的化合物。
B組草酸，甲酸，醋酸，丙酸，辛酸和硬脂酸。
尤其優選使用硬脂酸鹽，如硬脂酸鈉、硬脂酸鉀和硬脂酸鋅。
加入中和劑的情況下，它的加入量通常為0.1-20重量份，基于100重量份的烯烴基共聚物。
優選，諸如氯化鈣、氯化鉀的鹽和諸如氧化鈣和氧化鉀的金屬氧化物做為吸濕劑。在上述鹽和氧化物中，尤其優選氧化鈣。
在加入吸濕劑的情況下，它的加入量通常為0.1-20重量份，基于100重量份的烯烴基共聚物。
此外，本發明的可發泡樹脂組合物，除烯烴基共聚物和熱分解發泡劑外，還優選含有無機填料(e)。上述可發泡樹脂組合物能產生在很寬范圍的加工條件下穩定的具有細致泡孔的丙烯基樹脂泡沫塑料，這是因為無機填料作為一種泡孔調節器，形成了泡核。加入過多的無機填料會抑制熱分解發泡劑的分散而導致形成的泡孔不均勻。因此，無機填料的加入量優選最高達到200重量份，基于100重量份的熱分解發泡劑。可使用的無機填料包括例如云母、粘土、二氧化硅和二氧化鈦。尤其優選云母，因為由此可制得具有特別細致泡孔的泡沫塑料。使用云母時，所用顆粒尤其優選平均直徑為1-10μm，因為上述顆粒具有很好的分散性，作為泡孔調節器時易產生具有均勻泡孔的泡沫塑料。
雖然取決于一些條件，如烯烴基共聚物和所用發泡劑的種類以及加入量，優選組合物中含有中和劑(c)、吸濕劑(d)和無機填料(d)中的任何一種。考慮到降低泡孔的尺寸，更優選組合物中同時含有全部上述組分。
本發明的可發泡樹脂組合物可適當含有其他添加劑，只要本發明的效果不受影響。添加劑包括例如抗氧化劑、光穩定劑、紫外線吸收劑、增塑劑、抗靜電劑、著色劑、脫模劑、流化劑和潤滑劑。
本發明的可發泡樹脂組合物除了由5-50％重量的衍生自丙烯的單體單元和95-50％重量的衍生自1-丁烯的單體單元形成的烯烴基共聚物外，還可含有其他熱塑性樹脂。其他熱塑性樹脂包括例如乙烯-乙烯基酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚苯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、丙烯腈樹脂、聚(乙烯醇)和離聚物樹脂。當可發泡樹脂組合物含有上述附加的熱塑性樹脂時，該熱塑性樹脂的含量在不影響本發明效果的范圍內，通常最高達10％重量。
本發明的可發泡樹脂組合物的制備方法無任何特別限制，可以使用任何方法將烯烴基共聚物與熱分解發泡劑捏合。例如，可用的方法包括加熱烯烴基共聚物到高于或等于烯烴基共聚物的熔點，使其熔融塑化，然后添加熱分解發泡劑，必要時可加入中和劑、吸濕劑、無機填料和其他添加劑，隨后捏合混合物。
熱分解發泡劑優選能均勻分散于可發泡樹脂組合物中。因此生產可發泡樹脂組合物時，優選在低于熱分解發泡劑的分解溫度下捏合烯烴基共聚物和熱分解發泡劑，這樣熱分解發泡劑不會分解。更優選的捏合溫度范圍從(高出烯烴基共聚物熔點5℃的溫度)到(低于熱分解發泡劑分解溫度10℃的溫度)。
本發明的生產可發泡樹脂組合物的方法，可使用已知的捏合裝置。例如包括螺條混合器、高速混合器、捏合機、混煉機、單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機和充分混合機。
本發明的丙烯基樹脂泡沫塑料的生產可以通過熔融-捏合丙烯基樹脂和本發明的可發泡樹脂組合物進行，可采用常規方法使用可發泡樹脂組合物作為發泡劑，然后發泡所述熔融捏合物。對本發明的泡沫塑料的生產方法沒有特別限制。
使用擠出機擠出成型時，丙烯基樹脂泡沫塑料的制備是通過擠出機熔融-捏合丙烯基樹脂和本發明的可發泡樹脂組合物，然后通過口模將捏合物擠出到空氣中，使捏合物發泡。這樣，丙烯基樹脂泡沫塑料的生產還要(1)在熔融捏合過程中進一步添加熱分解發泡劑，然后通過口模將捏合物擠壓到空氣中，使捏合物發泡；或者(2)熔融-捏合丙烯基樹脂和本發明的可發泡樹脂組合物，當可發泡樹脂組合物中的熱分解發泡劑分解后，進一步添加(或澆入)物理發泡劑并繼續捏合，然后通過口模將捏合物擠壓到空氣中，使捏合物發泡。
在上述(1)和(2)的過程中，可發泡樹脂組合物中的熱分解發泡劑首先分解形成泡核。然后，通過過程(1)的其他熱分解發泡劑或過程(2)的物理發泡劑的分解而形成的氣體會在上述泡核周圍發泡而形成泡孔。
本發明的可發泡樹脂組合物與丙烯基樹脂十分相容，以致均勻分散于丙烯基樹脂中。從而分散的組合物周圍形成的泡孔也很均勻。因此得到的丙烯基樹脂泡沫塑料具有細致的泡孔。
方法(1)中進一步添加的熱分解發泡劑可以是曾用作熱分解發泡劑(b)被加入到本發明可發泡樹脂組合物中的那種化合物。然而，通常使用的是這樣的熱分解發泡化合物，其分解溫度高于可發泡樹脂組合物所含熱分解發泡劑的分解溫度。
上述高溫分解類型的熱分解發泡化合物包括例如已知的熱分解化合物，如分解形成氮氣的熱分解發泡劑(偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈、二亞硝基五亞甲基四胺、對甲苯磺酰肼、P，P’-氧二(苯磺酰肼)以及熱分解無機發泡劑(例如碳酸氫鈉、碳酸銨和碳酸氫銨)。
進一步添加熱分解發泡化合物時，考慮到操作簡單，優選使用熱分解發泡劑和樹脂一起造粒得到的母粒。上述過程沒有特別限制，可使用任何烯烴基樹脂。然而優選乙烯基樹脂或丙烯基樹脂。
上述方法(2)使用的物理發泡劑可使用普通泡沫塑料生產常用的物理發泡劑，如丙烷、丁烷、水和二氧化碳氣體。考慮到泡沫塑料生產工藝的安全性，優選高溫下惰性或不易燃燒的物質，如水和二氧化碳氣體。在生產丙烯基樹脂泡沫塑料的過程中，尤其優選使用二氧化碳氣體，因為其不易逸出，從而可得到帶細致泡孔的泡沫塑料。
僅僅使用一種物理發泡劑生產丙烯基樹脂泡沫塑料時，通常很難制得具有細致泡孔的泡沫塑料。然而，上述方法(2)中熔融-捏合丙烯基樹脂、本發明的可發泡樹脂組合物和物理發泡劑，然后使捏合物發泡，由此制得的丙烯基樹脂泡沫塑料比沒有添加可發泡樹脂組合物制得的丙烯基樹脂泡沫塑料的泡孔更細致。特別是，當二氧化碳氣體作為物理發泡劑使用時，使用本發明的可發泡樹脂組合物對減小細致泡孔尺寸的效果明顯，從而制得極其細致泡孔的丙烯基樹脂泡沫塑料。
用于本發明的丙烯基樹脂泡沫塑料的丙烯基樹脂包括例如丙烯均聚物和至少含50mol％丙烯單元的丙烯基共聚物。適用的丙烯基共聚物包括例如丙烯與乙烯或4-10個碳原子的α-烯烴的共聚物。4-10個碳原子的α-烯烴包括例如1-丁烯、4-甲基戊烯-1，1-己烯和1-辛烯。對于丙烯基共聚物中除丙烯外的單體單元的含量，乙烯優選高達15mol％，4-10個碳原子的α-烯烴高達30mol％。
使用長鏈支化丙烯基樹脂(a-1)或重均分子量為1×105或更高的丙烯基樹脂(a-2)作為丙烯基樹脂，并占全部丙烯基樹脂至少50％重量時，可能制得具有更為細致泡孔的丙烯基樹脂泡沫塑料。
上述長鏈支化丙烯基樹脂是指支化指數[A]滿足0.20≤[A]≤0.98的丙烯基樹脂。所用的丙烯基樹脂包括丙烯均聚物和丙烯共聚物，共聚物由丙烯與選自乙烯和4-10個碳原子的α-烯烴中的至少一種單體形成。共聚物可以是嵌段共聚物、無規共聚物和接枝共聚物。
支化指數[A]滿足0.20≤[A]≤0.98的長鏈支化丙烯基樹脂的一個例子是丙烯PF-814，由Montell Co.制造。
支化指數表示聚合物的長鏈支化程度，由下式定義
支化指數[A]＝[η]Br/[η]Lin式中，[η]Br表示長鏈支化丙烯基樹脂的特性粘度。[η]Lin表示與長鏈支化丙烯基樹脂具有相同單體單元組成和相同重均分子量的線性丙烯基樹脂的特性粘度。
特性粘度，又稱特性粘度值，其度量聚合物增強溶液粘度的能力。特性粘度尤其取決于分子量和聚合物分子的支化度。因此長鏈支化聚合物的特性粘度和與其具有相同重均分子量的線性聚合物的特性粘度之比可用來度量長鏈支化聚合物的支化度。丙烯基樹脂的特性粘度可由已知的傳統方法測定，如Elliott等在J.Appl.Polym.Sci.，14，2947-2963(1970)所描述的方法。例如，在135℃下將丙烯基樹脂溶解在四氫化萘或鄰二氯苯中測試其特性粘度。
丙烯基樹脂的重均分子量(Mw)可以通過各種常規方法測定。特別優選M.L.McConnel等在American Laboratory，May，63-75(1978)中的文章《小角激光散射強度測試方法》所報道的方法。
重均分子量為1×105或更高的丙烯基樹脂的聚合方法的一個例子是日本專利未審公開No.11-228629中描述的方法。
上述丙烯基樹脂(a-1)和(a-2)中，優選滿足下述條件的丙烯基樹脂使用單軸伸長粘度計(例如Rheometrics，Inc.制造的單軸伸長粘度計)在某一溫度附近(高出熔點30℃的溫度)、伸長應變速率為lsec-1時測試丙烯基樹脂的單軸伸長粘度，η5與η0.1之比(η5/η0.1)滿足η5/η0.1≥10，其中應變產生經過0.1秒時測試的單軸熔融伸長粘度用η0.1表示，應變產生經過5秒時測試的單軸熔融伸長粘度用η5表示。更優選滿足η5/η0.1≥5的丙烯基樹脂。使用滿足該條件的丙烯基樹脂，可生產具有特別細致泡孔的泡沫塑料。
關于生產本發明的丙烯基樹脂泡沫塑料時，丙烯基樹脂和本發明的可發泡樹脂組合物加入量比率，最佳范圍沒有特別限制，可以根據各種條件選擇，比如熱分解發泡劑在可發泡樹脂組合物中的含量，需要的丙烯基樹脂泡沫塑料的發泡率，所用丙烯基樹脂的物理性能以及熔融捏合溫度。然而，本發明的可發泡樹脂組合物一般用量為0.5-20重量份，每100重量份的丙烯基樹脂。
如上所述，在熔融捏合丙烯基樹脂和本發明的可發泡樹脂組合物時另外添加的熱分解發泡化合物和物理發泡劑的量取決于各種條件，沒有特別限制。然而，當同時使用熱分解發泡化合物時，本發明的可發泡樹脂組合物和熱分解發泡化合物一般用量分別為0.5-5重量份和1-10重量份，基于100重量份的丙烯基樹脂。當同時使用物理發泡劑時，本發明的可發泡樹脂組合物和物理發泡劑的一般用量分別為0.5-20重量份和0.1-5重量份，基于100重量份的丙烯基樹脂。
本發明中，丙烯基樹脂泡沫塑料中泡孔的細致度由泡沫塑料厚度方向的泡孔壁密度評定。泡沫塑料的泡孔壁密度采用下述方法測定的值來定義。首先泡沫塑料的橫截面通過掃描電子顯微鏡(SEM)放大到每個泡孔都能清楚辨認的放大倍數。然后，在放大圖象中，沿泡沫塑料的厚度方向劃一直線，計算該直線穿過的泡孔壁數，即樹脂壁限定的泡孔數。根據結果，得出沿同一層的厚度方向每毫米發泡層上存在的泡孔壁數。該方法中，通過5個點或更多點測定沿同一層的厚度方向每毫米發泡層上存在的泡孔壁數，每個點之間彼此間隔1mm或更多。泡孔壁數的平均值被定義為沿本發明丙烯基樹脂泡沫塑料厚度方向的泡孔壁密度。泡孔壁密度越大，泡孔越細致。
本發明的丙烯基樹胇泡沫塑料由于其含有細致的泡孔，在機械強度和隔熱性能上具有優越性。上述丙烯基樹脂泡沫塑料即使在二次成形，如真空模塑中也難以破壞泡孔。因此，由二次成形得到的模制品在機械強度和隔熱性能上也具有優越性。
本發明的丙烯基樹脂泡沫塑料可含其他熱塑樹脂層。當本發明的丙烯基樹脂泡沫塑料含其他熱塑樹脂層時，計算泡孔壁密度是用發泡層厚度作為泡沫塑料厚度。
本發明的丙烯基樹脂泡沫塑料必要時可以經過加工，如定型后再廣泛應用。具體地，可用作食品容器，如盤子、碗、茶杯和盒子；隔熱材料、體育用品或包裝材料的緩沖材料；汽車部件，如汽車天花板材料；密封材料；以及建筑材料。尤其適用于利用丙烯基樹脂的隔熱性能形成的食品容器，如微波容器。
本發明的可發泡樹脂組合物與丙烯基樹脂有優良的相容性，這是因為該組合物由熱分解發泡劑和特定的烯烴基共聚物構成。因此，使用可發泡樹脂組合物作為發泡劑生產的丙烯基樹脂泡沫塑料具有細致的泡孔。
參考以下實施例解釋本發明。然而本發明不限于這些實施例。
實施例1一種2類3層的丙烯基樹脂泡沫塑料，由每面帶非發泡層的丙烯基樹脂發泡層組成，該樹脂泡沫塑料由下述方法制備。
(制備可發泡樹脂組合物的方法)
可發泡樹脂組合物由下述方法制備。
在班伯里密煉機中，裝入45重量份的烯烴基共聚物(a)(TAFMER BL2481由Mitsui Chemicals，Inc.制造，1-丁烯/丙烯重量比＝80/20，熔點＝75℃)，在115℃通過捏合熔融。捏合過程中，順序裝入20重量份的熱分解發泡劑(b)和30重量份的云母(e)(Talc MICRON WHITE#5000S，Hayashi Kasei Co.，Ltd.制造，平均顆粒直徑＝2.8μm)，并繼續捏合10分鐘。(b)中碳酸氫鈉(分解溫度153℃)/檸檬酸(分解溫度215℃)的重量比＝10/10。將制得物裝入40mmφ的單螺桿擠出機并擠壓成股狀，然后經造粒機切斷，形成粒狀可發泡樹脂組合物。
(丙烯基共聚物的造粒)在根據日本專利未審公開No.11-228629描述的方法制備的100重量份的丙烯基共聚物粉末中，加入0.1重量份的硬脂酸鈣、0.05重量份的酚類抗氧化劑(商品名Irganox 1010，由Ciba Specialty Chemicals制造)、0.2重量份的酚類抗氧化劑(商品名Sumilizer BHT，由Sumitomo Chemical Co.，Ltd.制造)并進行混合。在230℃捏合混合物，產生熔體流動速率為4.5g/10min(在230℃，2.16kgf載荷下)的母粒[i]。
制得的丙烯基共聚物的物理性能描述如下。
丙烯基共聚物的物理性能成分(A)(該成分分子量高于根據日本專利未審公開No.11-228629描述的方法制備的丙烯基共聚物中所含兩種成分的分子量)的特性粘度([η]A)＝9.5dl/g；成分(A)中乙烯含量(C2 in A)＝2.9％；成分(B)(該成分分子量低于根據日本專利未審公開No.11-228629描述的方法制備的丙烯基共聚物中所含兩種成分的分子量)的特性粘度([η]B)＝11dl/g；成分(B)中乙烯含量(C2 in B)＝2.7％；η5＝300000Pa.s，η0.1＝2900Pa.s，180℃下使用Rheometrics，Inc.制造的單軸伸長粘度計測試。
(形成發泡層的材料)由上述方法制得的丙烯基聚合物母粒[i]、[ii]聚丙烯1(聚丙烯R101，由Sumitomo Chemical Co.，Ltd.制造，MFR＝20g/10min(在230℃，2.16kgf載荷下))和[iii]聚丙烯2(聚丙烯U101E9，MFR＝120g/10min(在230℃，2.16kgf載荷下))以重量比[i]/[ii]/[iii]＝70/21/9干混，制得形成發泡層的材料。
(形成非發泡層的材料)[iv]聚丙烯3(聚丙烯FS2011DG2，由Sumitomo Chemical Co.，Ltd.制造，MFR＝2.5g/10min(在230℃，2.16kgf載荷下))、[v]聚丙烯4(聚丙烯W151，由Sumitomo Chemical Co.，Ltd.制造，MFR＝8g/10min(在230℃，2.16kgf載荷下))、[vi]聚丙烯5(聚丙烯PF814，由Montell制造，MFR＝3g/10min(在230℃，2.16kgf載荷下))、[vii]云母母料(聚丙烯基云母母料MF110，由Sumitomo Chemical Co.，Ltd.制造，云母含量＝70％重量)和[viii]二氧化鈦母料(聚丙烯基二氧化鈦母料SPEM7A1155，由Sumika Color Co.制造，二氧化鈦含量＝60％重量)以重量比[iv]/[v]/[vi]/[vii]/[viii]＝21/30/20/29/5干混，制得形成非發泡層的材料。
(生產丙烯基樹脂泡沫塑料的方法)利用形成發泡層的材料、可發泡樹脂組合物和形成非發泡層的材料，通過擠出成型制備出丙烯基樹脂泡沫塑料，擠出成型是通過裝置(1)實現，其中配有50mmφ的雙螺桿擠出機(2)以擠壓發泡層，32mmφ的單螺桿擠出機(3)以擠壓非發泡層，以及90mmφ的圓形口模(4)。
由100重量份的形成發泡層的材料和2重量份的可發泡樹脂組合物混合而成的原料，通過漏斗喂入50mmφ的雙螺桿擠出機(2)中。然后，在加熱到180℃的烘筒中捏合。
在50mmφ的雙螺桿擠出機(2)中，當形成發泡層的材料和可發泡樹脂組合物充分熔融捏合、彼此相容，同時可發泡樹脂組合物中的熱分解發泡劑也受熱分解、發泡時，1重量份的二氧化碳氣體作為物理發泡劑，通過與液態二氧化碳氣罐相連的泵(5)被注入。注入二氧化碳氣體后，捏合物通過進一步捏合被二氧化碳滲透，然后喂入到圓形口模(4)中。
在32mmφ的單螺桿擠出機(3)中，形成非發泡層的材料被熔融捏合，然后喂入到圓形口模(4)中。
圓形口模(4)中，通過50mmφ的雙螺桿擠出機頭(7)喂入口模的形成發泡層的材料，通過通道(9a)向口模出口傳送。在通道(9a)的途中，該材料通過通路P的分流，也傳送到通道(9b)中。
形成非發泡層的材料通過32mmφ的單螺桿擠出機頭(8)喂入到口模中，然后分流到通道(10a)和(10b)中。分流后，該材料在供給輸入的同時向口模出口傳送，使其層壓在通道(9b)的兩邊。在點(11a)處，獲得層壓材料。輸入到通道(10a)和(10b)中的形成非發泡層的材料，通過類似于通路P的支路(未畫出)分流，傳送到通道(10c)和(10d)中。然后，該材料在供給輸入的同時向口模出口傳送，使其層壓在通道(9a)的兩邊。在點(11b)處，獲得層壓材料。熔融樹脂在(11a)和(11b)處被制成管狀的2類3層結構，并通過圓形口模(4)的出口(12)被擠壓。管狀樹脂在大氣壓力下釋放，使得形成發泡層的材料中含有的二氧化碳氣體發泡而形成氣泡。如此，形成發泡層的那層材料成為發泡層。最終得到厚度為1.2mm的2類3層丙烯基樹脂泡沫塑料。
通過口模擠壓的2類3層泡沫塑料在通過最大直徑為210mm的心軸(6)時被拉伸、冷卻，形成管狀。最終的管狀泡沫塑料被縱向切成660mm寬的平板，然后通過牽伸輥拉伸，卷繞到卷繞輥上。
實施例2除在添加20重量份的熱分解發泡劑(b)和30重量份的云母(e)時進一步添加2重量份的硬脂酸鈉(c)和0.6重量份的氧化鈣(d)以外，以與實施例1同樣的方式制備厚度為1.2mm的丙烯基樹脂泡沫塑料。
對比實施例1除使用由1-丁烯和乙烯按1-丁烯/乙烯重量比＝83/17形成的共聚物作為烯烴基共聚物構成可發泡樹脂組合物以外，以與實施例1同樣的方式制備厚度為1.2mm的丙烯基樹脂泡沫塑料。
(發泡率的測定)丙烯基樹脂泡沫塑料以20mm×20mm的大小取樣，其比重使用插入式比重計(自動比重計，D-H100，由Toyo Seiki Seisaku-Sho Co.，Ltd.制造)測試。根據構成泡沫塑料材料的密度計算發泡率。
(對發泡層厚度方向泡孔壁密度的測定)通過掃描電子顯微鏡對丙烯基樹脂泡沫塑料中發泡層的橫截面拍照。調整放大倍數，使得電子顯微鏡視野內每個泡孔都能清楚辨認。在得到的放大圖象中，沿發泡層的厚度方向劃一直線，計算該直線穿過的泡孔壁數。根據結果，得出沿同一層的厚度方向每毫米發泡層上存在的泡孔壁數。該方法中，通過5個點測定沿同一層的厚度方向每毫米發泡層上存在的泡孔壁數，每個點之間彼此間隔1mm或更多。所測泡孔壁數的平均值被定義為沿發泡層厚度方向的泡孔壁密度。發泡層厚度方向的泡孔壁密度越大，丙烯基樹脂泡沫塑料的泡孔越細致。
實施例1-2和比較實施例1制備的丙烯基樹脂泡沫塑料由上述方法評定。結果顯示在表1中。相對于對比實施例1制備的丙烯基樹脂泡沫塑料，實施例1和2制備的丙烯基樹脂泡沫塑料具有更高的泡孔壁密度，也就是說，具有更細致的泡孔。
表1

權利要求
1.一種可發泡樹脂組合物，包含烯烴基共聚物(a)和與之捏合的熱分解發泡劑(b)，其中烯烴基共聚物由5-50％重量的衍生自丙烯的單體單元和95-50％重量的衍生自1-丁烯的單體單元形成。
2.如權利要求1所述的可發泡樹脂組合物，其中熱分解發泡劑(b)包含分解溫度為130-190℃的熱分解發泡劑(b-1)和分解溫度高于190℃但不高于230℃的熱分解發泡劑(b-2)。
3.如權利要求1或2所述的可發泡樹脂組合物，其中組合物包含中和劑(c)、吸濕劑(d)和無機填料(e)中的任何一種。
4.一種丙烯基樹脂泡沫塑料，通過熔融捏合權利要求1-3中任意一項的可發泡樹脂組合物和丙烯基樹脂，并發泡組合物而制備。
5.如權利要求4所述的丙烯基樹脂泡沫塑料，其中熔融捏合過程中還使用物理發泡劑。
6.如權利要求5所述的丙烯基樹脂泡沫塑料，其中物理發泡劑為二氧化碳氣體。
全文摘要
一種可發泡樹脂組合物，包含烯烴基共聚物(a)和與之捏合的熱分解發泡劑(b)，其中烯烴基共聚物由5－50％重量的衍生自丙烯的單體單元和95－50％重量的衍生自1－丁烯的單體單元形成。
文檔編號C08L23/10GK1536013SQ20041003300
公開日2004年10月13日 申請日期2004年3月4日 優先權日2003年3月6日
發明者高畑弘明, 花田曉, 黑田龍磨, 磨, 高 弘明 申請人:住友化學工業株式會社