专利名称：热塑性泡沫体及用二氧化碳生产这种泡沫体的方法
背景技术：
本发明涉及热塑性泡沫体及使用二氧化碳发泡剂制造这种热塑性泡沫体的方法。更具体说，本发明涉及使用二氧化碳发泡剂制造泡沫体的方法，用这种方法使用某些添加剂制造出具有改进质量的泡沫体。
一般以串联挤塑的方法(两台挤塑机串联)制造热塑性泡沫体。第一台挤塑机使聚合物熔融，得到聚合物熔体。高压计量泵在靠近第一挤塑机端部将发泡剂注入熔体，在这里开始了混合，然后进入第二挤塑机，在这里进一步混合，发生发泡剂和聚合物熔体的冷却。在从第二挤塑机排出后，聚合物熔体通过一个一般是环形的口模，并在那里形成泡沫体结构。这种泡沫体结构一般呈环形管子的形状，然后在成型模芯上牵伸。从模芯上下来的环状管被纵向切开并打开，形成一个片，然后将其收集在一个或几个辊上。卷在辊上的泡沫体片一般要陈化预定的一段时间，然后将其热成型成为泡沫制品，比如包装托盘。
目前最常使用的发泡剂包括脂族烃，比如C3-C6的烷烃、全卤代或部分卤代的烃类，比如氯代烃和/或氟代烃。这样的常规发泡剂方法具有或者说会引起一种或多种不希望的发泡特性污染、对臭氧层有潜在的危害、易燃、热成型性不好、太脆、成本高以及需要一个很长的陈化期，以使得一部分或全部发泡剂在热成型之前从泡沫体片中扩散出去。因此，人们一直在寻找一种不同于上述发泡剂的发泡剂。
一种这样的发泡剂就是二氧化碳，它避免了上述常规发泡剂的大多数或全部不希望的特性。然而，由于二氧化碳的挥发性极大，蒸气压又极高，这种发泡剂难于使用，经常在泡沫体片中形成中断的泡孔、表面缺陷(如裂纹)和褶皱，即在泡沫体片中的厚度变化，这都造成起伏和波浪状的表面性状。上述的每一件都有损于泡沫体的物理性能(比如强度)以及其外观的美感。
因此，在先有技术中就需要一种改进的从二氧化碳发泡剂制造热塑性泡沫体的方法，这种方法可以生产出高质量，及极少有中断泡孔、表面缺陷和褶皱的产品。
发明概述本发明满足了这种需要，它提出了一种制造热塑性泡沫体的方法，该方法包括(a)使热塑性聚合物熔融，得到聚合物熔体；(b)向聚合物熔体内加入含有二氧化碳的发泡剂；(c)在聚合物熔体中加入一种或几种选自下面的添加剂(1)聚硅氧烷，和(2)矿物油，以及(d)将聚合物熔体、发泡剂和一种或几种添加剂挤塑、发泡，得到热塑性泡沫体。
发泡剂优选基本由二氧化碳组成，即100％是二氧化碳。还优选在聚合物熔体中既加入聚硅氧烷也加入矿物油。也可以在聚合物熔体中加入聚烯烃作为额外的添加剂。
按照本发明的另外一个侧面，提供一种热塑性泡沫体，它含有(a)一种包括了热塑性聚合物和一种或几种选自下面材料的聚合物基质(1)聚硅氧烷，和(2)矿物油；以及(b)许多分布在聚合物基质中的泡孔，其中含有包括了二氧化碳，优选100％的二氧化碳的发泡剂。
这种热塑性泡沫体可以加工成为热塑性泡沫体制品，比如包装托盘或碗。如果需要的话，可以在此热塑性泡沫体上贴上不透氧的薄膜，得到具有氧阻隔性能的包装托盘或碗。
本发明人发现，由二氧化碳，特别是100％的二氧化碳发泡剂制造的泡沫体，在挤塑和发泡的过程中，通过加入一种或几种上述的添加剂，即聚硅氧烷、矿物油和任选的聚烯烃到聚合物熔体中，可以明显地改进泡沫体的质量。与使用二氧化碳发泡剂，但缺少本发明的添加剂制造的相当的泡沫体相比，这样的泡沫体很少有中断的泡孔、表面裂纹和褶皱。与使用二氧化碳和脂族或卤代发泡剂的混合物相反，当使用100％的二氧化碳时，本发明的改进特别明显。
附图简述
图1是按照本发明的优选的挤塑和发泡系统的示意图；以及图2是在图1的系统上制造的热塑性泡沫体的示意图，它被切成两片并卷在辊上，然后去热成型。
优选实施方案的详细叙述参照图1和图2，将要叙述实施本发明方法的一个优选挤塑/发泡系统。一般是粒状的热塑性聚合物通过料斗12加到第一挤塑机10当中。该聚合物可以是任何能够发泡的热塑性聚合物，比如像聚苯乙烯、聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯(如APET、CPET或PETG)。第一挤塑机10是一种螺杆型挤塑机，它将热塑性聚合物加热、混合和熔融，形成聚合物熔体。在料斗12中与聚合物一起，可以任选地将成核剂如柠檬酸、碳酸氢钠或滑石粉加到第一挤塑机10中。
聚合物熔体按照在图1中的箭头所指的方向，通过第一挤塑机10、交叉段16和第二挤塑机20。二氧化碳发泡剂，即含有二氧化碳的发泡剂通过注入口14加到在第一挤塑机10中的聚合物熔体中。该发泡剂优选主要含有二氧化碳。这就是说，该发泡剂优选是100％的二氧化碳，尽管有任何少量杂质或其它可能在二氧化碳中存在的物质。优选100％的二氧化碳使得可以避免如上面讨论的常规脂族烃或卤代烃发泡剂的不良作用。然而，如果需要的话，可以用或多或少数量的其它发泡剂与二氧化碳混合。这样的其它发泡剂可以包括氮气或通常的脂族烃或卤代烃，比如二氟乙烷(已知的商品名为Freon152A)。
在聚合物熔体中的二氧化碳发泡剂是数量优选为约0.1-约15％(重量)，更优选为约1-约3％(重量)，重量百分数的基准是聚合物熔体的总重量。二氧化碳发泡剂优选通过泵系统送到注入口14中，该泵系统能产生约5,000-约5,500psi的压力。
聚合物熔体在第一挤塑机10中与二氧化碳发泡剂混合，然后通过交叉段16进入第二挤塑机20中，在那里聚合物熔体/发泡剂混合物进一步混合并被冷却。虽然在第一挤塑机和第二挤塑机中的精确温度和压力将取决于比如聚合物的种类、聚合物推入挤塑机的速度等而变化，在第一挤塑机10中的典型压力为约1,800-约3,600psi，而在第二挤塑机20中的压力为约1,800-约3,100psi。在第一挤塑机10中的温度通常为约250-约440°F，而在第二挤塑机20中的温度为约150-约300°F。
第二挤塑机20推动聚合物熔体/发泡剂混合物通过一个环状口模30。环状口模30的温度一般为大约250-350°F，而压力为约800-约2,000psi。在走出口模时，聚合物熔体/发泡剂混合物的温度和压力突然下降到环境的温度和压力。温度和压力的下降，引起聚合物熔体开始硬化成为聚合物基质。同时，二氧化碳发泡剂在聚合物中的的溶解度也急剧下降。这两个同时发生的现象的结果是，凭借着二氧化碳发泡剂膨胀成为在聚合物基质中分布的许多泡孔，聚合物熔体/发泡剂混合物转变成环状泡沫体管40。
在送出口模30以后，环状泡沫体管40在成型和冷却模芯50上被牵伸(用虚线表示)。在模芯50上的泡沫体管40的直径与刚排出口模30的管的直径比，一般称作吹涨比，可以为约2∶l-约10∶1，但是优选约3.5∶1-约5∶1。
更清楚地如图2所示，当环状泡沫体管40离开模芯50时，它被纵切机60切开成为两个泡沫体片70和80。引出辊72、74和82、84分别引导泡沫体片70和80，并分别缠绕到缠绕辊76和86上。从辊76和86出来的泡沫体片70和80被热成型，并被切割成发泡制品比如包装托盘、果蔬容器等。最好是使用100％的二氧化碳发泡剂，只需要或根本不需要陈化时间，就能在热成型之前使发泡剂从泡孔中扩散出去。使用通常的脂族烃或卤代烃发泡剂，在泡沫体片能够热成型之前需要比如3-7天的陈化时间。
在热成型工艺中，一卷泡沫体片被送入一个烘箱中，加热使其接近软化点。然后把热的泡沫体片被真空、压缩空气或机械压力送入一个模具(比如托盘模具)中。然后将模压的泡沫体片送入冲边机中，在那里冲头和口模机械刀将单个的热成型制品从泡沫体片上切下。
如上所述，二氧化碳是一种很难于使用的发泡剂，主要是由于它的挥发性极大，在给定温度下的蒸气压极高。当如上面所叙述的在工业串联挤塑/发泡系统使用二氧化碳发泡剂时，经常会导致具有中断泡孔，以及褶皱、表面裂纹和其它缺陷的泡沫体片。本发明人发现，当在挤塑的过程中向聚合物熔体中加入一种或多种选自聚硅氧烷、矿物油和任选地聚烯烃时，就消除了，至少是明显地减轻了与二氧化碳发泡剂有关的上述的问题。用这种方法可以用二氧化碳发泡剂生产出高质量的泡沫体。
虽然通过使用上述的添加剂改善泡沫体质量的原因还不清楚，从理论上讲，添加剂是通过降低聚合物熔体的净(sheer)能来降低挤塑机中的热积累。净能是由于二氧化碳与聚合物熔体混合并溶解于其中时，由于二氧化碳穿过聚合物分子而产生的摩擦力而引起的。一般说来，发泡剂的蒸气压正比于聚合物熔体的温度，而聚合物熔体的粘度反比于聚合物熔体的温度。如果二氧化碳发泡剂的蒸气压太高，而聚合物熔体的粘度太低，则二氧化碳将具有迅速地从排出口模的泡沫体中扩散出的倾向，这样就会导致中断的泡孔、褶皱和断裂或开裂的表面外观。由于二氧化碳的挥发性极大，它就具有即使在适中的温度下也产生很高的蒸气压的倾向。因此，本发明人发现，在第二挤塑机20中就难于充分地冷却聚合物熔体/发泡剂混合物，难于避免二氧化碳迅速地从泡沫体中扩散出去。然而，使用一种或几种上述的本发明添加剂，表现出能“润滑”聚合物，由于降低了在聚合物熔体中的摩擦力(净能)，使得二氧化碳能伴随者较少的产热来与聚合物熔体混合并溶解于其中。这样一来，就能够更好地控制聚合物熔体的粘度和发泡剂的蒸气压。用这种方法，当泡沫体管挤出口模时，二氧化碳就膨胀进入比较小而且均匀的泡孔中，没有中断的泡孔，也不会在泡沫体的表面上产生开裂和/或褶皱。结果，按照本发明制造的泡沫体是高质量的，即它具有高度的泡孔完整性和光滑性，具有美观悦目的外观。
这些添加剂也意外地使得用二氧化碳发泡剂制造出更厚的、密度更低的泡沫体，而不会产生褶皱。一般地会发现，由于用二氧化碳制造的泡沫体密度较小而且较厚时，褶皱的严重性会增大。然而发现，使用一种或更多种本发明的添加剂会避免此情况发生，因此可以用二氧化碳发泡剂制造较厚的(即120-150mil)的泡沫体而没有褶皱。在本发明的一个实施方案中，加入到聚合物熔体中的添加剂是聚硅氧烷。优选的聚硅氧烷是聚二甲基硅氧烷，特别优选的聚硅氧烷是在机改性的聚二甲基硅氧烷，它购自联合碳化物化学药品和塑料公司(UnionCarbide Chemicals and Plastics Co.)商品名UCARSILTMPA-1PA-1可以以在线型低密度聚乙烯载体上的形式而得到，同时与硅藻土和二氧化硅在一起，购自西弗吉尼亚州，顿巴尔市，249信箱的专用聚合物公司(Speciality Polymer Co.)，商品名SPC-D55。发现SPC-D55可以作为成核剂(而且由于它含有PA-1可以提高泡沫体的质量)。因此，当使用SPC-D55(与硅藻土和二氧化硅在一起的有机改性聚二甲基硅氧烷)作为本发明方法的添加剂时，就不需要额外的成核剂如柠檬酸或碳酸氢钠。
在聚合物熔体中的聚硅氧烷的数量可以是任何达到所需泡沫体质量水平的有效数量。以重量百分数计，聚合物熔体中的聚硅氧烷优选为1.0％或更少，更优选以聚合物熔体重量计的大约2×10-5至大约0.1％。
在本发明的另一个实施方案中，使用矿物油即液体石油衍生物或提取液作为由二氧化碳发泡剂制造泡沫体的添加剂。任何矿物油都可以使用。在聚合物熔体中的矿物油的数量可以是任何达到所需泡沫体质量水平的有效数量。但是若以聚合物熔体的重量为基础，优选大约0.03至大约0.5％，矿物油的含量更优选大约为0.2％。除了改善由二氧化碳发泡剂制造的泡沫体质量以外，还发现矿物油有利于改善泡沫体的柔软性，所以泡沫体就不脆。
在一个最优选的实施方案中，在聚合物熔体中既加入聚硅氧烷也加入矿物油，各自的加入量都在上述的各自给定的重量百分数范围之内。
在本发明的另一个实施方案中，与聚硅氧烷和/或矿物油在一起，在聚合物熔体中还包括一种或几种聚烯烃。该聚烯烃可以选自乙烯/α一烯烃共聚物、聚丙烯、丙烯/乙烯共聚物、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和乙烯/乙烯醇共聚物。在聚合物熔体中的聚烯烃的数量可以是任何达到所需泡沫体质量水平的有效数量。但是若以聚合物熔体的重量为基础，优选大约1％至大约15％(重量)，加入的聚烯烃的量更优选大约为8.5％(重量)。
再参照图1，将要叙述向聚合物熔体中加入本发明的添加剂。一般说来，可以在工艺的任意方便的一点上加入添加剂。然而更优选地是在注入口14加入二氧化碳发泡剂的同时或以前向聚合物熔体加入添加剂。
在使用聚硅氧烷时，此添加剂优选在加入二氧化碳发泡剂之前加入到聚合物熔体中。在料斗12中将聚硅氧烷与热塑性聚合物一起加到第一挤塑机就最方便做到这一点。这可以将聚硅氧烷(或者在SPC-D55中的聚硅氧烷混合物)在聚合物加入到料斗之前与聚合物颗粒混合来做到，也可以将聚硅氧烷与聚合物同时，但分别加入到料斗中来做到。
在使用矿物油时，优选将此添加剂与加入二氧化碳发泡剂同时在注入口14加入到聚合物熔体中。为此，可以在注入口14上加一个T形接斗(图上未表示)，藉此由T形物的一个分支注入二氧化碳，而通过T形物的另一个分支将矿物油进入注入口。二氧化碳和矿物油优选用分别的泵系统输送到注入口14，它们能产生大约5,000-5,500psi的压力。在这样的压力下，可以给聚合物熔体供应所需体积的二氧化碳和矿物油。
向聚合物熔体提供聚烯烃的最方便的形式是回收并加到料斗12中的“阻隔泡沫体托盘”边角粒料，它可以单独使用，也可以与新鲜热塑性聚合物的颗粒混合使用，得以加工成为本发明方法的泡沫体。阻隔泡沫体托盘是一种泡沫体包装托盘，在其上面粘有一层柔软的氧阻隔膜，由此就提供了一种具有氧阻隔性能的包装托盘。在比如美国专利4,847,148和4,935,089中，以及未决美国专利No.08/326,176中都叙述了泡沫体阻隔托盘，他们都引在本文作为参考。
这种氧阻隔薄膜一般含有一种或更多种聚烯烃，包括以聚烯烃为主要成分的共聚物，比如乙烯/α-烯烃共聚物、聚丙烯、丙烯/乙烯共聚物、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和乙烯/乙烯醇共聚物(一种优选的氧阻隔材料)。用以粘结到泡沫体包装托盘上的氧阻隔薄膜优选包括苯乙烯/丁二烯共聚物和/或乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的粘结层(这一层与泡沫体托盘相接触并提供对托盘的粘结)、乙烯/乙烯醇共聚物、1，1-二氯乙烯及其与丙烯腈的共聚物、和/或聚酰氨的氧阻隔层，以及聚乙烯、聚丙烯、丙烯/乙烯共聚物和乙烯/α-烯烃共聚物的外层，后者包括均质的和非均质的乙烯/α-烯烃共聚物，比如线型低密度聚乙烯。其他的比如聚烯烃内层包括烯烃共聚物，如线型低密度聚乙烯或乙烯/醋酸乙烯酯共聚物可以被包括在氧阻隔薄膜中，以赋予所需的加工优越性或最终使用性能。用于粘结到聚苯乙烯泡沫体托盘上的一种特别优选的氧阻隔薄膜包括苯乙烯/丁二烯共聚物的粘结层、乙烯/乙烯醇共聚物的氧阻隔层和线型低密度聚乙烯或苯乙烯/丁二烯共聚物的外层。
在制造阻隔泡沫体托盘时，泡沫体片是按照上面的叙述得到的。然后将柔软的氧阻隔薄膜粘结到泡沫体片上，粘结的方法是在热和压力下，同时使用电晕处理或适当的粘结剂将薄膜层合到泡沫体片上。然后将得到的泡沫体片/薄膜复合物进行热成型成为托盘等制品，再将托盘从泡沫体片上切下。泡沫体片的剩下部分，即将托盘切下并除去后的部分成为需要回收的边角料。另外的可回收边角料来自由于质量管理原因而丢弃的和由挤塑机中由于开车和尺寸差或颜色差而丢弃的托盘。这些边角料被研碎并造粒，由此得到再生的颗粒料。这种再生粒料包括形成泡沫体的材料，比如聚苯乙烯，以及聚烯烃及其他形成氧阻隔薄膜的材料。然后将这种再生粒料放入料斗12中，可以同时加入也可以不同时加入新鲜聚合物粒料，进行挤塑并发泡成为泡沫体片，这种泡沫体片含有聚烯烃以及主要用其形成泡沫体的热塑性聚合物。在美国专利5,118,561和5,330,596中进一步详细地叙述了上述的回收方法，它们的内容都引入本文作为参考。
让人惊奇而意外地发现，用如同前面刚刚叙述的回收阻隔泡沫体托盘，使用二氧化碳发泡剂，特别是100％二氧化碳发泡剂制造的泡沫体好于用新鲜聚合物(即不使用回收阻隔泡沫体材料，因此不含有聚烯烃)制造的二氧化碳泡沫体。这就是说，发现了通过再生粒料加入到聚合物熔体中的聚烯烃消除或减轻了表面裂纹、褶皱和泡孔中断的发生。当在聚合物熔体中还存在着聚硅氧烷和/或矿物油时，这种改善特别明显。如果需要的话，可以在聚合物熔体中加入纯的，即不是呈再生粒料形式的聚烯烃。
无论使用上述的哪一种或哪几种添加剂，本发明的方法都导致了热塑性泡沫体，优选是泡沫体片，它们含有的聚合物基质包括了热塑性聚合物和一种或更多种选自聚硅氧烷、矿物油和任选地聚烯烃的材料。许多均匀地分布在整个聚合物基质中的(非中断)泡孔，至少在刚刚发泡后含有优选是100％二氧化碳的二氧化碳发泡剂。这些泡孔的尺寸优选为约0.25-约0.45mm。然而，也可以形成更大或更小的泡孔，这取决于热塑性聚合物的种类、发泡剂的种类、添加剂的种类和加工条件等。泡沫体片的厚度可以为约40-约200mil，但优选约100-约140mil(1mil＝0.001英寸)。
泡沫体片可以热成型为各种泡沫体制品，比如包装托盘或碗，用于比如肉类、禽类、果蔬、乳酪等。按照所包装的产品对氧的敏感性不同，可能希望泡沫制品具有如上所述的粘结于其上的氧阻隔薄膜。
在下面的实施例中将要更具体地叙述本发明，它只是用于说明而不是限制本发明的范围。
实施例在下面的每个实施例当中，按照如上所述的，在图1和图2中说明的优选挤塑/发泡方法制造出泡沫体片。在这些实施例当中，泡沫体片产品或热成型制品的“质量”指的是定性的从1到5的数字标度，其中1表示质量很差，5表示质量优异。
实施例1(对照例)二氧化碳发泡剂不加添加剂聚合物a.成分聚苯乙烯b.流量6951b/hr(PPH)发泡剂a.成分100％二氧化碳b.数量2.8％(重量)(基于聚苯乙烯的流量)添加剂无成核剂a.柠檬酸(0.7PPH)b.碳酸氢钠(0.49PPH)加工条件a.第一挤塑机1)温度范围355-415°F2)压力3600psib.第二挤塑机1)温度范围180-270°F2)压力3700psic.口模1)温度270°F2)压力2500psi泡沫体片产品a.平均泡孔尺寸0.25mmb.平均片材厚度100milc.质量1)褶皱22)开口泡孔1
3)表面裂纹2热成型未试验实施例2聚合物a.成分聚苯乙烯b.流量7791b/hr(PPH)发泡剂a.成分100％二氧化碳b.数量3.3％(重量)(基于聚苯乙烯的流量)添加剂成分矿物油数量20-25PPH成核剂a.成分柠檬酸和碳酸氢钠b.数量0.025％(重量)(基于聚苯乙烯的流量)加工条件a.第一挤塑机1)温度范围356-444°F2)压力2923psib.第二挤塑机1)温度范围150-270°F2)压力2183psic.口模1)温度260°F2)压力1348psi泡沫体片产品a.平均泡孔尺寸0.1225mmb.平均片材厚度74milc.质量1)褶皱32)开口泡孔3
3)表面裂纹3热成型未试验实施例3聚合物a.成分聚苯乙烯b.流量2381b/hr(PPH)发泡剂a.成分100％二氧化碳b.数量1.5％(重量)(基于聚苯乙烯的流量)添加剂成分有机改性的聚二甲基硅氧烷(联合碳化物公司的UCARSILTMPA-1)，与LLDPE、硅藻土和二氧化硅混合(来自SpecialityPolymer Co．，商品名SPC-D55)数量8×10-4％(重量)(基于聚苯乙烯的流量)成核剂无加工条件a.第一挤塑机1)温度范围295-355°F2)压力3000psib.第二挤塑机1)温度范围182-212°F2)压力2900psic.口模1)温度310°F2)压力2000psi泡沫体片产品a.平均泡孔尺寸0.35-0.41mmb.平均片材厚度140milc.质量1)褶皱3
2)开口泡孔33)表面裂纹4热成型a.热成型制品托盘b.质量4实施例4聚合物a.成分聚苯乙烯b.流量2401b/hr(PPH)发泡剂a.成分100％二氧化碳b.数量1.5％(重量)(基于聚苯乙烯的流量)添加剂-下面的混合物a.有机改性的聚二甲基硅氧烷(联合碳化物公司的UCARSILTMPA-1)，与LLDPE、硅藻土和二氧化硅混合(来自Speciality Polymer Co．，商品名SPC-D55)，聚合物熔体中的含量，0.0025％(重量)(基于聚苯乙烯的流量)b.矿物油在聚合物熔体中的数量0.2％(重量)(基于聚苯乙烯的流量)成核剂无加工条件a.第一挤塑机1)温度范围297-349°F2)压力3100psib.第二挤塑机1)温度范围164-196°F2)压力2900psic.口模1)温度范围278-302°F泡沫体片产品a.平均泡孔尺寸0.37-0.47mm
b.平均片材厚度140milc.质量1)褶皱52)开口泡孔53)表面裂纹5热成型a.热成型制品托盘b.质量5实施例5聚合物a.成分聚苯乙烯b.流量2501b/hr(PPH)发泡剂a.成分100％二氧化碳b.数量2.4％(重量)(基于聚苯乙烯的流量)添加剂，下面的混合物a.聚烯烃；在聚合物熔体中的数量15％(重量)(基于聚苯乙烯的流量)b.矿物油；在聚合物熔体中的数量0.4％(重量)(基于聚苯乙烯的流量)成核剂a.成分滑石粉b.数量0.19％(重量)(基于聚苯乙烯的流量)加工条件a.第一挤塑机1)温度范围250-348°F2)压力2300psib.第二挤塑机1)温度范围174-217°F2)压力2300psic.口模1)温度范围306-314°F
2)压力1900psi泡沫体片产品a.平均片材厚度125milb.质量1)褶皱42)表面裂纹4热成型a.热成型制品托盘b.质量3上面的实施例说明使用本发明的添加剂制造的二氧化碳泡沫体优于不使用这样的添加剂制造的二氧化碳泡沫体。
虽然参照说明性的实施例叙述了本发明，本领域的专业人员都理解，只要不超出如下的权利要求的范围，可以对上述本发明进行各种改变。
权利要求
1.一种制造热塑性泡沫体的方法，它包括(a)使热塑性聚合物熔融，得到聚合物熔体；(b)向所述聚合物熔体内加入含有二氧化碳的发泡剂；(c)在所述聚合物熔体中加入一种或更多种选自下面的添加剂(1)聚硅氧烷，和(2)矿物油；以及(d)将所述聚合物熔体、发泡剂和一种或更多种添加剂挤塑、发泡，得到热塑性泡沫体。
2.如权利要求1的方法，其中所述发泡剂基本上由二氧化碳组成。
3.如权利要求1的方法，进一步还包括将所述热塑性泡沫体热成型成为泡沫制品的步骤。
4.如权利要求1的方法，其中热塑性泡沫体含有许多尺寸为约0.25-约0.45mm的泡孔。
5.如权利要求1的方法，其中所述发泡剂在所述聚合物熔体中的含量以所述聚合物熔体的重量为基础，为约0.1-约15％(重量)。
6.如权利要求1的方法，其中所述热塑性聚合物选自聚苯乙烯、聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。
7.如权利要求1的方法，其中所述的聚硅氧烷是用有机化合物改性的聚二甲基硅氧烷。
8.如权利要求1的方法，其中所述的聚硅氧烷在所述聚合物熔体中的含量，以所述聚合物熔体的重量为基础是不大于约1.0％(重量)。
9.如权利要求1的方法，其中所述的一种或更多种添加剂同时包含聚硅氧烷和矿物油。
10.如权利要求1的方法，其中所述矿物油在所述聚合物熔体中的数量，以所述聚合物熔体的重量为基础，是约0.03-约0.5％(重量)。
11.如权利要求1的方法，还包括在所述聚合物熔体中加入聚烯烃。
12.如权利要求11的方法，其中所述聚烯烃选自乙烯/α-烯烃共聚物、聚丙烯、丙烯/乙烯共聚物、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和乙烯/乙烯醇共聚物。
13.如权利要求11的方法，其中所述聚烯烃在所述聚合物熔体中的数量，以所述聚合物熔体的重量为基础，是约1-约15％(重量)。
14.如权利要求1的方法，其中在将所述发泡剂加入到所述聚合物熔体之前将所述一种或更多种添加剂加入到所述聚合物熔体中。
15.如权利要求1的方法，其中在将所述发泡剂加入到所述聚合物熔体中的同时将所述一种或更多种添加剂加入到所述聚合物熔体中。
16.如权利要求1的方法，进一步还包括在所述热塑性泡沫体上粘结上氧阻隔薄膜的步骤。
17.如权利要求16的方法，其中所述的氧阻隔薄膜包括(a)包含选自苯乙烯/丁二烯共聚物、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和上述材料混合物的材料的粘结层；(b)包含选自乙烯/乙烯醇共聚物、1，1-二氯乙烯及其与丙烯腈的共聚物、聚酰胺和上述的材料混合物的材料的氧阻隔层；以及(c)包含选自聚乙烯、聚丙烯、丙烯/乙烯共聚物、乙烯/α-烯烃共聚物和上述材料混合物的材料的外层。
18.一种热塑性泡沫体，它包括(a)一种包含热塑性聚合物和一种或更多种选自下面材料的聚合物基质(1)聚硅氧烷，和(2)矿物油；以及(b)许多分布在所述聚合物基质中，其中含有包括二氧化碳的发泡剂的泡孔。
19.如权利要求18的热塑性泡沫体，其中所述发泡剂基本上由二氧化碳组成。
20.如权利要求18的热塑性泡沫体，其中所述热塑性泡沫体是一种热成型的制品。
21.如权利要求18的热塑性泡沫体，其中所述的热塑性泡沫体含有许多尺寸为约0.25-约0.45mm的泡孔。
22.如权利要求18的热塑性泡沫体，其中所述热塑性聚合物选自聚苯乙烯、聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。
23.如权利要求18的热塑性泡沫体，其中所述聚硅氧烷是用有机化合物改性的聚二甲基硅氧烷。
24.如权利要求18的热塑性泡沫体，其中在所述聚合物基质中同时含有聚硅氧烷和矿物油。
25.如权利要求18的热塑性泡沫体，其中所述的聚合物基质中进一步还包括聚烯烃。
26.如权利要求25的热塑性泡沫体，其中所述的聚烯烃选自乙烯/α-烯烃共聚物、聚丙烯、丙烯/乙烯共聚物、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和乙烯/乙烯醇共聚物。
27.如权利要求18的热塑性泡沫体，其中还进一步包括粘结在所述热塑性泡沫体上的氧阻隔薄膜。
28.如权利要求26的热塑性泡沫体，其中所述的氧阻隔薄膜包括(a)包含选自苯乙烯/丁二烯共聚物、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和上述材料混合物的材料的粘结层；(b)包含选自乙烯/乙烯醇共聚物、1，1-二氯乙烯及其与丙烯腈的共聚物、聚酰胺和上述材料混合物的材料的氧阻隔层；以及(c)包含选自聚乙烯、聚丙烯、丙烯/乙烯共聚物和乙烯/α-烯烃共聚物和上述材料混合物的材料的外层。
全文摘要
本发明提供了一种制造热塑性泡沫体的方法,它包括:(a)使热塑性聚合物熔融,得到聚合物熔体;(b)向所述聚合物熔体内加入二氧化碳发泡剂;(c)在所述聚合物熔体中加入一种或更多种选自下面的添加剂:(1)聚硅氧烷,和(2)矿物油,以及(d)将所述聚合物熔体、发泡剂和一种或更多种添加剂挤塑、发泡,得到热塑性泡沫体。得到的热塑性泡沫体可以热成型成为各种泡沫体制品,比如泡沫体包装托盘。已经发现,通过在挤塑和发泡的过程中,向聚合物熔体中加入了一种或更多种上述的添加剂,即聚硅氧烷、矿物油和任选地加入聚烯烃明显地改善了用二氧化碳发泡剂,特别是100%二氧化碳制造的泡沫体的质量。与使用二氧化碳发泡剂而不使用本发明的添加剂制造的相应泡沫体相比较,这样的泡沫体中断的泡孔、表面裂纹和褶皱都大为减少。
文档编号C08J9/12GK1209148SQ96180047
公开日1999年2月24日 申请日期1996年12月18日 优先权日1995年12月18日
发明者G·G·古萨瓦格, H·G·施尔梅, T·A·赫森 申请人:克里奥瓦克公司