一种聚烯烃材料发泡颗粒及其生产方法
【专利摘要】本发明提供一种聚烯烃材料发泡颗粒及其生产方法，所述聚烯烃材料发泡颗粒的原料组分及其含量如下：聚烯烃材料100重量份、轻质碳酸辛丐15?30重量份、活性纳米氧化锌2?3重量份、过氧化二异丙苯0.7?1.2重量份、AC发泡剂2?2.5重量份、碳酸氢铵0.2?0.4重量份、硬脂酸钙1?3重量份、硬脂酸锌1?3重量份以及TMPTA为2?3重量份；将上述原料混合后经过密炼、开炼、造粒后，由螺旋给料机送入第一沸腾床，在130°C的热风下完成交联与预发泡；然后送入第二沸腾床，在160?180°C的热风下完成发泡；再送入第三沸腾床，在82?10CTC的冷风下冷却固化；最后收集、称重分装即可。本发明能够在常压高温化学发泡，可实现连续生产，同时较模压发泡更加均匀，大大提高了生产效率和聚烯烃材料发泡颗粒的用途。
【专利说明】一种聚烯烃材料发泡颗粒及其生产方法 【【技术领域】】
[0001] 本发明涉及一种聚烯烃材料发泡颗粒及其生产方法。 【【背景技术】】
[0002] 聚烯烃材料包括PE、EVA等碳氢化合物组成的高分子材料，一般采用化学发泡法， 聚烯烃材料在发泡及分解温度下，本身熔体强度不够，需要通过交联提高其本身强度使发 泡剂分解时保持气泡壁有一定的强度。通常聚烯烃发泡均在有压情况下进行，先交联后发 泡，在有压情况下可保证气体不外漏而形成含完全气泡的发泡体（俗称闭孔发泡），所以聚 烯烃发泡几乎不能连续进行，而必须在模内间隙生产，生产效率低。 【
【发明内容】
】
[0003] 本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种聚烯烃材料发泡颗粒，其能够在常 压高温化学发泡，可实现连续生产，同时较模压发泡更加均匀，大大提高了聚烯烃材料发泡 颗粒的用途。
[0004] 本发明是这样实现上述技术问题之一的：
[0005] -种聚烯烃材料发泡颗粒，所述聚烯烃材料发泡颗粒的原料组分及其含量如下： 聚烯经材料100重量份、轻质碳酸興15?30重量份、活性纳米氧化锌2?3重量份、过氧 化二异丙苯〇. 7?1. 2重量份、AC发泡剂2?2. 5重量份、碳酸氢铵0. 2?0. 4重量份、硬 脂酸钙1?3重量份、硬脂酸锌1?3重量份以及TMPTA为2?3重量份。
[0006] 本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种聚烯烃材料发泡颗粒的生产方法， 该方法能够在常压高温下对聚烯烃材料进行化学发泡，并可实现连续生产，提高了生产效 率，有助于工业化的发展，同时整个生产过程简单易操作。
[0007] 本发明是这样实现上述技术问题之二的：
[0008] -种聚烯烃材料发泡颗粒的生产方法，所述聚烯烃材料发泡颗粒的原料组分及其 含量如下：聚烯经材料100重量份、轻质碳酸興15?30重量份、活性纳米氧化锌2?3重 量份、过氧化二异丙苯〇. 7?1. 2重量份、AC发泡剂2?2. 5重量份、碳酸氢铵0. 2?0. 4 重量份、硬脂酸1丐1?3重量份、硬脂酸锌1?3重量份以及TMPTA为2?3重量份；
[0009] 将上述原料混合后经过密炼、开炼、造粒后，由螺旋给料机送入第一沸腾床，在 130°C的热风下完成交联与预发泡；然后送入第二沸腾床，在160?180°C的热风下完成发 泡；再送入第三沸腾床，在82?KKTC的冷风下冷却固化；最后收集、称重分装即可。
[0010] 进一步地，上述原料颗粒在各沸腾床的停留时间如下：第一沸腾床的停留时间为 180?240s，第二沸腾床的停留时间为150?300s。 toon] 进一步地，各所述沸腾床内的风量大小需将沸腾床内的物料颗粒吹起呈沸腾状。 [0012] 本发明具有如下优点：
[0013] 本发明的聚烯烃材料发泡颗粒原料采用比常规用量高一倍的活性纳米氧化锌用 量，能够使物料内部的传热性能能大为增加，交联速度增快；本发明添加少量碳酸氢铵作为 低温发泡剂，使物料在前期交联过程中有一个松弛的内部结构，避免交联后结构过于紧密 而影响AC的发泡效率；本发明采用TMPTA作为架桥助剂，在不增加 DCP的情况下，加快了交 联速度，使物料在计划时间段内，保证了最终的发泡颗粒所要达到的弹性和发泡的强度。
[0014] 本发明方法采用了阶梯温度沸腾床分段沸腾发泡工艺，使聚烯烃类材料颗粒连续 发泡成为可能，发泡均匀性提高，发泡倍率为1. 6?1. 8,大大提高了聚烯烃发泡材料颗粒 的用途。 【【专利附图】
【附图说明】】
[0015] 下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0016] 图1为可用于生产本发明聚烯烃材料发泡颗粒的沸腾发泡设备示意图。
[0017] 图2为沸腾发泡设备的布风板的示意图。
[0018] 附图标识说明：
[0019] 1、螺旋进料机 2、第一沸腾床
[0020] 3、第二沸腾床 4、第三沸腾床
[0021] 5、袋式过滤器 6、送风机
[0022] 7、热风机 8、电加热器
[0023] 9、温风机 10、刀片式搅拌器
[0024] 11、进风箱 12、布风板
[0025] 13、第一管道 14、第二管道
[0026] 15、第三管道 16、第四管道
[0027] 17、第五管道 18、第一排气管
[0028] 19、第二排气管 21、第一进料口
[0029] 22、第一出料口 23、温风出口
[0030] 31、第二进料口 32、第二出料口
[0031] 33、热风出口 41、第三进料口
[0032] 42、第三出料口 51、乏气出口
[0033] 121、进风口 122、遮挡部
[0034] 131、第一阀门 141、第二阀门
[0035] 151、第三阀门 161、第四阀门
[0036] 171、第五阀门 191、第六阀门
[0037] 100、第一吸气口 101、第二吸气口 【【具体实施方式】】
[0038] 请参阅图1和2所示，对本发明的实施例进行详细的说明。
[0039] 本发明涉及一种聚烯烃材料发泡颗粒，所述聚烯烃材料发泡颗粒的原料组分及其 含量如下：聚烯经材料100重量份、轻质碳酸興15?30重量份、活性纳米氧化锌2?3重 量份、过氧化二异丙苯〇. 7?1. 2重量份、AC发泡剂2?2. 5重量份、碳酸氢铵0. 2?0. 4 重量份、硬脂酸1丐1?3重量份、硬脂酸锌1?3重量份以及TMPTA为2?3重量份。
[0040] 本发明还涉及上述一种聚烯烃材料发泡颗粒的生产方法，将聚烯烃材料100重量 份、轻质碳酸钙15?30重量份、活性纳米氧化锌2?3重量份、过氧化二异丙苯0. 7?I. 2 重量份、AC发泡剂2?2. 5重量份、碳酸氢铵0. 2?0. 4重量份、硬脂酸興1?3重量份、 硬脂酸锌1?3重量份以及TMPTA为2?3重量份原料混合后经过密炼、开炼、造粒后，由 螺旋给料机送入第一沸腾床，在130°C的热风下完成交联与预发泡；然后送入第二沸腾床， 在160?180°C的热风下完成发泡；再送入第三沸腾床，在82?100°C的冷风下冷却固化； 最后收集、称重分装即可。
[0041] 上述原料颗粒在各沸腾床的停留时间如下：第一沸腾床的停留时间为180? 240s，第二沸腾床的停留时间为150?300s。
[0042] 各所述沸腾床内的风量大小需将沸腾床内的物料颗粒吹起呈沸腾状。并让满足满 足要求的颗粒吹至下一个沸腾床及袋式过滤器。根据各段工艺所需的风量和风温不同，通 过热量平衡计算，尽量采用循环风。
[0043] 以下结合具体实施例对本发明作进一步地的说明。
[0044] 实施例1、以聚烯烃材料中的PE材料为例：
[0045] 聚烯烃材料（PE2426) 100重量份，生产厂家：北京燕山石油化工有限公司；轻质碳 酸钙10?30重量份；活性纳米氧化锌2. 5重量份，生产厂家：泉州斯达纳米科技发展有限 公司；过氧化二异丙苯（DCP) 1重量份，生产厂家：上海高桥化工厂；AC发泡剂2. 4重量份， 生产厂家：海信化工有限公司，碳酸氢铵0. 2重量份；硬脂酸钙1重量份，生产厂家：泉州 斯达纳米科技发展有限公司；硬脂酸锌1重量份，生产厂家：泉州斯达纳米科技发展有限公 司；以及TMPTA为2重量份，生产厂家：江苏南京手牵手化工科技责任有限公司。
[0046] 实施例2、以聚烯烃材料中的EVA材料为例：
[0047] 聚烯烃材料（EVA) 100重量份，生产厂家：北京燕山石油化工有限公司；轻质碳酸 钙20重量份；活性纳米氧化锌2. 2重量份，生产厂家：泉州斯达纳米科技发展有限公司；过 氧化二异丙苯（DCP) 0. 8重量份，生产厂家：上海高桥化工厂；AC发泡剂2. 2重量份，生产厂 家：海信化工有限公司，碳酸氢铵〇. 3重量份；硬脂酸钙1. 2重量份，生产厂家：泉州斯达纳 米科技发展有限公司；硬脂酸锌1. 3重量份，生产厂家：泉州斯达纳米科技发展有限公司； 以及TMPTA为2. 3重量份，生产厂家：江苏南京手牵手化工科技责任有限公司。
[0048] 实施例3、以聚烯烃材料中的POE材料为例：
[0049] 聚烯烃材料（POE) 100重量份，生产厂家：北京燕山石油化工有限公司；轻质碳酸 钙30重量份；活性纳米氧化锌2. 5重量份，生产厂家：泉州斯达纳米科技发展有限公司；过 氧化二异丙苯（DCP) 1. 2重量份，生产厂家：上海高桥化工厂；AC发泡剂2. 5重量份，生产厂 家：海信化工有限公司，碳酸氢铵〇. 3重量份；硬脂酸钙2重量份，生产厂家：泉州斯达纳米 科技发展有限公司；硬脂酸锌2重量份，生产厂家：泉州斯达纳米科技发展有限公司；以及 TMPTA为2. 5重量份，生产厂家：江苏南京手牵手化工科技责任有限公司。
[0050] 重点参阅图1，本发明可以在下述沸腾发泡设备中进行连续发泡生产，所述沸腾发 泡设备包括螺旋进料机1、第一沸腾床2、第二沸腾床3、第三沸腾床4、袋式过滤器5、送风机 6、热风机7、电加热器8以及温风机9 ;所述第一沸腾床2、第二沸腾床3以及第三沸腾床4 内均设有一刀片式搅拌器10,且所述第一沸腾床2、第二沸腾床3以及第三沸腾床4的底部 均设有一进风箱11，各进风箱11内侧设有一横向的布风板12,各布风板12上开设有复数 的进风口 121 ;
[0051] 所述螺旋进料机1与第一沸腾床2的第一进料口 21相连，所述第一沸腾床2的第 一出料口 22与第二沸腾床3的第二进料口 31相连，所述第二沸腾床3的第二出料口 32与 第三沸腾床4的第三进料口 41相连，所述第三沸腾床4的第三出料口 42连接至袋式分离 器5 ;所述第一出料口 22高于第二进料口 31，所述第二出料口 32高于第三进料口 41 ;
[0052] 所述袋式分离器5的乏气出口 51通过第一排气管18与送风机6进风口相连，所 述送风机6的出风口通过一第一管道13连接至第三沸腾床4的进风箱11，并通过一第二 管道14连接至第二沸腾床3的进风箱11，所述第一管道13上设置有一第一阀门131，所述 第二管道14上依次设有一第二阀门141和电加热器8 ;-第三管道15的一端与第二沸腾 床3的热风出口 33相连接，另一端则与第二管道14连接，所述第三管道15上依次设有第 三阀门151和热风机7 ;-第四管道16的一端与第一沸腾床2的温风出口 23相连接，另一 端则连接至第一沸腾床2的进风箱11，所述第四管道16上依次设有一第四阀门161和温风 机9 ;所述第三管道15和第四管道16之间还连通有一第五管道17,所述第五管道17上设 置有一第五阀门171。
[0053] 所述第四管道16连接一第二排气管19,所述第二排气管19上设置有一第六阀门 191，所述第二排气管19的另一端连接至送风机6的进风口，所述送风机6进风口处连接有 一第一吸气口 100,所述温风机9的进风口处连接有一第二吸气口 101。
[0054] 所述第一沸腾床2、第二沸腾床3以及第三沸腾床4的容积比为I :1. 8?2 :1. 5? 2〇
[0055] 重点参阅图2,各所述进风口 121均设有遮挡部122。
[0056] 使用方法如下：
[0057] 将所述聚烯烃材料发泡颗粒的原料混合后经过密炼、开炼、造粒后，由螺旋给料机 1从第一进料口 21送入第一沸腾床2,在第一沸腾床2底部的进风箱11送入的130°C的热 风吹动下，成沸腾状翻滚，并在130°C的热风下完成交联与预发泡，完成交联与预发泡的物 料颗粒比重变轻，在风力和风向的作用下，依次沿的第一出料口 22和第二进料口 31进入第 二沸腾床3 ;
[0058] 被送入第二沸腾床3的物料颗粒，在进风箱11送入的160?180°C的热风吹动 下成沸腾状翻滚，并完成发泡，完成发泡后的物料颗粒比重继续变轻，在风力和风向的作用 下，依次沿第二出料口 32和第三进料口 41进入第三沸腾床4 ;
[0059] 送入第三沸腾床4的物料颗粒，在进风箱11送入的82?100°C的冷风下成沸腾状 翻滚，一边冷却固化，一边被吹入袋式分离器5,最后从袋式分离器5的收集口收集成品、称 重分装即可。
[0060] 沸腾发泡设备的送风过程如下：
[0061] 所述袋式分离器5的乏气出口 51出来的乏气由送风机6送入第三沸腾床4底部 的进风箱11中，同时通过电加热器8加热后再送入第二沸腾床3底部的进风箱11中，第 二沸腾床3内热风小部分进入第三沸腾床4,大部分则通过热风出口 33进入第三管道15， 最后由热风机7继续抽送至第二沸腾床3底部的进风箱11中，第二沸腾床3内的热风自循 环，并且可通过电加热器8来补充损失的热气；第一沸腾床2内的热风由温风出口 23进入 第四管道16,再由温风机9抽送至第一沸腾床2底部的进风箱11，并且所述第三管道15和 第四管道16之间还连通有一第五管道17,可将第二沸腾床3内的高温度热风引入第一沸 腾床2,以此来补充损耗的热量，因此第一沸腾床2内的热风也是自循环，并且可以从第二 沸腾床3内引入损失的热气和热量，当第一沸腾床2内的压力过大时，可通过第二排气管排 掉部分热气；上述风量的控制是通过各管道的阀门来调节的，送风机6进风口处连接第一 吸气口 100,用以补充损失的气体，温风机9进风口处连接第二吸气口 101，用以调节风温。 所述第一沸腾床上部的风速可控制在9?12m/s，进风口风速大于12m/s ;所述第二沸腾床 上部的风速可控制在6?9m/s，进风口风速大于9m/s ;所述第三沸腾床上部的风速可控制 在9?12m/s，进风口风速大于12m/s ;各沸腾床的上部为一圆筒状，下部则为一漏斗状，且 下部开口大的部分与上部相接，
[0062] 本发明的聚烯烃材料发泡颗粒原料采用比常规用量高一倍的活性纳米氧化锌用 量，能够使物料内部的传热性能能大为增加，交联速度增快；本发明添加少量碳酸氢铵作为 低温发泡剂，使物料在前期交联过程中有一个松弛的内部结构，避免交联后结构过于紧密 而影响AC的发泡效率；本发明采用TMPTA作为架桥助剂，在不增加 DCP的情况下，加快了交 联速度，使物料在计划时间段内，保证了最终的发泡颗粒所要达到的弹性和发泡的强度。 [0063] 本发明方法采用了阶梯温度沸腾床分段沸腾发泡工艺，使聚烯烃类材料颗粒连续 发泡成为可能，发泡均匀性提高，发泡倍率为1. 6?1. 8,大大提高了聚烯烃材料颗粒的用 途。
[0064] 虽然以上描述了本发明的【具体实施方式】，但是熟悉本【技术领域】的技术人员应当理 解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本 领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的 权利要求所保护的范围内。
【权利要求】
1. 一种聚烯烃材料发泡颗粒，其特征在于：所述聚烯烃材料发泡颗粒的原料组分及其 含量如下：聚烯经材料100重量份、轻质碳酸興15?30重量份、活性纳米氧化锌2?3重 量份、过氧化二异丙苯〇. 7?1. 2重量份、AC发泡剂2?2. 5重量份、碳酸氢铵0. 2?0. 4 重量份、硬脂酸1丐1?3重量份、硬脂酸锌1?3重量份以及TMPTA为2?3重量份。
2. -种聚烯烃材料发泡颗粒的生产方法，其特征在于：所述聚烯烃材料发泡颗粒的原 料组分及其含量如下：聚烯烃材料100重量份、轻质碳酸钙15?30重量份、活性纳米氧化 锌2?3重量份、过氧化二异丙苯0. 7?1. 2重量份、AC发泡剂2?2. 5重量份、碳酸氢铵 0. 2?0. 4重量份、硬脂酸钙1?3重量份、硬脂酸锌1?3重量份以及TMPTA为2?3重 量份； 将上述原料混合后经过密炼、开炼、造粒后，由螺旋给料机送入第一沸腾床，在130°C的 热风下完成交联与预发泡；然后送入第二沸腾床，在160?180°C的热风下完成发泡；再送 入第三沸腾床，在82?KKTC的冷风下冷却固化；最后收集、称重分装即可。
3. 如权利要求2所述的一种聚烯烃材料发泡颗粒的生产方法，其特征在于：上述原料 颗粒在各沸腾床的停留时间如下：第一沸腾床的停留时间为180s?240s，第二沸腾床的停 留时间为150s?300s。
4. 如权利要求2或3所述的一种聚烯烃材料发泡颗粒的生产方法，其特征在于：各所 述沸腾床内的风量大小需将沸腾床内的物料颗粒吹起呈沸腾状。
【文档编号】C08K3/22GK104212036SQ201410452828
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】许绿丝, 李贝 申请人:华侨大学