[发明专利]可用于制造泡沫聚酯片材、板材或管材的成套设备中的泡沫聚酯挤出方法和设备

说明书

本发明涉及泡沫聚酯挤出方法和设备。尤其，根据本发明的设备可用于生产泡沫聚酯优选是连续操作类型的片材、板材或管材的成套设备中。在泡沫聚合物挤出领域中，用于制造泡沫合成热塑性聚合物如PS、PE、PP和PU的片材或板材的成套设备比用于挤出泡沫聚酯的成套设备更普遍。

这是由于上述合成热塑性聚合物是具有高熔体强度和非常疏水特征并因此不进行水解的材料。因此它们能够保持足够高的绝对粘度和高熔体强度从而能够获得高品质的泡沫产品特性，适用于包装、涂覆等工业领域的最终应用。

尤其，高绝对粘度和高熔体强度确保在挤出方法的发泡步骤过程中形成的气泡，在材料仍为熔体时保持俘获在其中而不会破裂并因此释放气体。

相反地，由于聚酯是高吸湿性材料和由于其经历强水解，如果在挤出过程之前没有适当地除湿，其所具有的粘度和熔体强度特性不足以获得具有足够高品质的泡沫成品。

这是由于在挤出方法中，当有湿度的情况下，尤其是当材料为熔融状态时，发生强水解，导致材料由于降低聚酯的机械特性尤其是固有粘度、绝对粘度和熔体强度而劣化。

在使用与非泡沫聚酯共挤出或与各种热塑性材料膜层压的后消费回收材料或回收工业废料和泡沫或非泡沫热成型残余物的情况下，这种现象尤其应注意，其具有低固有粘度和绝对粘度以及非常高初始湿度。

为了避免这种现象，已知将聚酯进行预先干燥，目的是消除结合到各颗粒之内和之外的湿度，达20ppm。然而，这个步骤昂贵并获得一般的结果。

并且挤出泡沫聚酯的设备已知不要求使材料经历预先干燥步骤。

这种装置一般由串联到单螺杆挤出机的共旋双螺杆挤出机构成，其中双螺杆挤出机目的为熔融和混合纯和/或回收的聚酯与适于增加聚酯的分子量、粘度以及熔体强度的一些添加剂，并且尽可能从熔融材料中带走水分，而在单螺杆挤出机中，进行发泡剂的注入、它们与熔融材料的混合以及在挤出前材料的适度冷却。

已知设备具有缺点：由于没有预先干燥以及由于水分仅在材料已经融化时进行去除，因此获得具有低品质的最终产物。

另外，包含双螺杆挤出机和单螺杆挤出机的设备导致存在相当的复杂性、高设备成本以及更高的能量消耗、维护费用等。

本发明的目的是避免上述缺点，尤其是设想了一种能够提供高品质最终产物而不需要长时间和昂贵的预防干燥过程的泡沫聚酯挤出设备。

本发明的另一目的是提供泡沫聚酯挤出设备，其提供最佳挤出结果同时保持一般简单结构和不需要串联单螺杆挤出机。

本发明的再一目的是进行泡沫聚酯挤出过程，使得可通过大幅减少工作材料的水解而获得具有最佳特性的挤出产物。

本发明的这些和其他目的通过独立权利要求中所述的泡沫聚酯挤出设备和方法来达到。

泡沫聚酯挤出设备和方法的其他特性是从属权利要求的主题。

参考附图，根据以下描述，根据本发明的泡沫聚酯挤出设备和方法的特性和优点将变得更清楚，下面的说明以实施例给出但不用于限定目的，在附图中：

-图1是根据本发明的一种泡沫聚酯挤出设备的顶视图和部分截面；

-图2是利用本发明的挤出设备制造泡沫聚酯的片材、板材或管材的成套设备的顶视图；

-图3a是表示可由根据本发明的泡沫聚酯挤出设备和方法获得的第一产物的视图；

-图3b是表示可由根据本发明的泡沫聚酯挤出设备和方法获得的第二产物的视图；

-图4是图2细节的放大图。

根据这些图，示出一种泡沫聚酯挤出设备，整体用附图标记10表示。

这种用于挤出泡沫聚酯的设备10(下文简称为泡沫聚酯挤出机)用于制造泡沫聚酯片材、板材或管材的成套设备100中，其还包括：在泡沫聚酯挤出机10下游的过滤变换器30、齿轮泵40、分层装置50、挤出头60和用于冷却和形成片材、板材和管材的压延机70。

根据本发明的挤出泡沫聚酯的设备10包括例如使用油的温度调节框架11，其中两个共旋转螺杆12设置其中，即以相同旋转方向旋转，通过进料口14进料。优选地，共旋转螺杆12是平行啮合自洁式并且具有优选35-55，更优选42-52的L/D比(长/直径)。

聚酯材料的定量给料通过多个称重计量装置80进行，通过重力向泡沫聚酯挤出机10的进料口14进料。

所加的聚酯材料可全部由纯材料构成，也可为纯材料和回收材料的混合物，或者其可全部为回收材料。