專利名稱：膨脹聚烯烴顆粒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在壓力和高溫下在懸浮液中使聚烯烴顆粒與揮發(fā)性發(fā)泡劑發(fā)生浸漬制備膨脹聚烯烴(EPO)顆粒的方法。
所說(shuō)的制備方法已為人知并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。EP-A53 333和EP-A 123 144公開(kāi)了用有機(jī)化合物如鹵代烴，比如二氯二氟甲烷，或者碳?xì)浠衔?，如丁烷，作為發(fā)泡劑。然而，這些有機(jī)發(fā)泡劑卻由于不同的原因例如由于它們低的環(huán)境相容性，它們的可燃性，或者它們的毒性而令人擔(dān)心。
因此EP-A 11 3 903和EP-A 1 68 954建議用二氧化碳作為發(fā)泡劑。然而，當(dāng)用CO2時(shí)制備過(guò)程必須在相當(dāng)高的壓力下進(jìn)行，這一點(diǎn)在許多情況下是不利的。
本發(fā)明的一個(gè)目的是為EPO生產(chǎn)提供一種可供選擇的揮發(fā)性發(fā)泡劑。
我們發(fā)現(xiàn)用氨作為發(fā)泡劑可以達(dá)到這個(gè)目的。
所以本發(fā)明提供了一種在壓力和高溫下在懸浮液中使聚烯烴顆粒與至少1％重量的氨發(fā)生浸漬并接著去壓來(lái)制備EPO顆粒的方法。
DE-A 38 00 650和39 23 91 3描述了泡沫體的制備，其中是將液態(tài)的二氧化碳或氨壓注到熔融的熱塑性塑料中，例如一種聚烯烴或聚苯乙烯，并且將熔體擠出發(fā)泡。這種制備方法是一種與本發(fā)明根本不同的發(fā)泡制備方法，這種擠出發(fā)泡方法的根本不利之處是它必須用改性聚合物(EP-A 0 588 321)，其時(shí)空收率低并且堆積密度只能在很窄的范圍內(nèi)變動(dòng)。用擠出技術(shù)得到的泡沫顆粒也有一個(gè)窄的加工范圍并且所得的泡沫模塑品有不令人滿意的力學(xué)性能。
在本發(fā)明的方法中，不應(yīng)排除其它發(fā)泡劑與氨混合使用，可以使用的輔助發(fā)泡劑有例如氮?dú)?，稀有氣體，二氧化碳和，少量的碳?xì)浠衔锶绫椋⊥?，戊烷，庚烷，辛烷，環(huán)戊烷，和環(huán)己烷。
適用于本發(fā)明的聚烯烴有a)均聚丙烯b)丙烯與0.1％到15％，優(yōu)選0.5％到12％重量的乙烯和/或C4-C10-α-烯烴的無(wú)規(guī)共聚物，優(yōu)選是丙烯與0.5％到6％重量的乙烯或與0.5％到15％重量的1-丁烯的共聚物或丙烯與0.5％到6％重量的乙烯和0.5％到6％重量的1-丁烯的三元共聚物，或c)a)或b)與0.1％到75％，優(yōu)選3％到50％重量的聚烯烴彈性體，例如含有30％到70％重量丙烯的乙烯/丙烯嵌段共聚物的混合物，d)聚乙烯(線型低密度聚乙烯，低密度聚乙烯，中密度聚乙烯，高密度聚乙烯)和e)從a)到d)中所列聚烯烴的混合物(如果需要可以添加增容劑)。
在a)到e)中所列聚烯烴的結(jié)晶熔點(diǎn)(DSC最大值)一般在90到170℃之間，用DSC方法測(cè)定它們的熔融熱優(yōu)選從20到300J/g，依照DIN 53 735的熔體流動(dòng)指數(shù)MFI(丙烯聚合物在230℃、2.16kp下，乙烯聚合物在190℃、2.16kp下)為從0.1到100g/10min.
EPO顆粒的生產(chǎn)是用平均直徑優(yōu)選從0.2到10mm，特別從0.5到5mm的聚烯烴顆粒開(kāi)始。在一個(gè)攪拌的反應(yīng)器中，100重量份的這種顆粒與從0.1到10重量份，優(yōu)選是1到7重量份的懸浮助劑一起分散到100到500重量份的液體，最好是水中。合適的懸浮助劑有磷酸三鈣，碳酸鈣，硅藻土和氧化鋁。所用懸浮液可以是醇，例如乙醇或者醇與水的混合物。
以100重量份的聚合物為基準(zhǔn)，注入至少1重量份，優(yōu)選是2到50份，特別為10到30份的發(fā)泡劑并將反應(yīng)器中的反應(yīng)物加熱。
發(fā)泡劑的加入可以在將反應(yīng)物加熱到卸壓溫度之前或之后(包括保溫時(shí)間)進(jìn)行。這可以在聚烯烴結(jié)晶熔點(diǎn)以下5℃到以上20℃之間進(jìn)行，最好是在結(jié)晶熔點(diǎn)以上2℃到10℃進(jìn)行，當(dāng)使用氨和一種或幾種其他發(fā)泡劑的混合物時(shí)，浸漬溫度在聚烯烴結(jié)晶熔點(diǎn)以上20℃到以下20℃范圍內(nèi)，取決于發(fā)泡劑混合物的成分。在所提到的聚丙烯聚合物中，所用溫度在110℃到180℃之間。
基于發(fā)泡劑的數(shù)量和種類，以及溫度高低，反應(yīng)器中的壓力一般調(diào)到高于2bar而不高于100bar。
浸漬溫度和發(fā)泡劑的選擇使得EPO顆粒的堆積密度可以控制。達(dá)到卸壓溫度后，反應(yīng)器卸壓，其中卸壓在優(yōu)選有0.5到5bar壓力的中間容器中進(jìn)行。氨和輔助發(fā)泡劑從中間容器中回收。
反應(yīng)器卸壓的結(jié)果是使得含有發(fā)泡劑的聚烯烴顆粒膨脹而形成平均直徑在1到20mm之間的EPO顆粒。
EPO顆粒的堆積密度可以被設(shè)置在10到300g/l范圍內(nèi)，尤其是從40到200g/l之間。本方法特別適用于制備60到150g/l之間較高堆積密度的EPO顆粒。EPO顆粒主要是閉孔的?？紫稊?shù)在1到5000個(gè)/mm2之間，優(yōu)選在2到3000個(gè)/mm2之間，特別在10到1500個(gè)/mm2之間。
可以通過(guò)常用方法用蒸汽或熱空氣將EPO顆粒焊接在一起制成泡沫模塑品，用在汽車，包裝和休閑工業(yè)上。
實(shí)施例實(shí)施例1在一個(gè)攪拌反應(yīng)器中，100重量份的含有2.2％重量乙烯的丙烯/乙烯無(wú)規(guī)共聚物和4重量份的磷酸三鈣分散到180重量份45℃的水中。然后將反應(yīng)器密封并注入20重量份的氨。在50分鐘內(nèi)將反應(yīng)器加熱到152℃。這使得反應(yīng)器中的壓力上升到大約10bar反應(yīng)器中的反應(yīng)物通過(guò)底部的一個(gè)閥卸壓至已有1.7bar壓力的中間容器中，在減壓過(guò)程中，通過(guò)不斷地注入氮?dú)馐菇n容器中的壓力保持在20bar。將磷酸三鈣除去并干燥后，得到的EPP顆粒的堆積密度為62g/l。
實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例1，但反應(yīng)器中的反應(yīng)物加熱到151.5℃，得到的EPP顆粒的堆積密度為74g/l。
實(shí)施例3重復(fù)實(shí)施例1，但是加入2重量份的氨并將反應(yīng)器中的反應(yīng)物加熱到154℃，得到的泡沫顆粒的堆積密度為295g/l。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)將聚烯烴顆粒與至少1％重量的揮發(fā)性發(fā)泡劑在懸浮液中在壓力和高溫下發(fā)生浸漬并接著卸壓來(lái)制備膨脹聚烯烴(EPO)顆粒的方法，其中所用發(fā)泡劑為氨。
2.如權(quán)利要求1中所述的制備EPO顆粒的方法，其中在水性懸浮液中發(fā)生浸漬。
3.如權(quán)利要求1中所述的制備膨脹EPO顆粒的方法，其中聚丙烯顆粒在水性懸浮液中在110℃-180℃用氨浸漬。
4.如權(quán)利要求1中所述的制備膨脹EPO顆粒的方法，其中氮?dú)饣蚨趸加米鬏o助發(fā)泡劑。
5.用權(quán)利要求1的方法得到的EPO顆粒生產(chǎn)泡沫模塑品的用途。
全文摘要
在懸浮體系中,在壓力下聚烯烴顆粒與揮發(fā)性發(fā)泡劑發(fā)生浸漬并接著卸壓來(lái)制備膨脹聚烯烴顆粒。所用發(fā)泡劑為氨。
文檔編號(hào)C08J9/18GK1185794SQ96194202
公開(kāi)日1998年6月24日 申請(qǐng)日期1996年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月26日
發(fā)明者W·科格爾, I·德·格雷夫, K·哈恩, J·費(fèi)希爾 申請(qǐng)人:巴斯福股份公司