[发明专利]启动能膨胀的乙烯基芳族聚合物制造工艺的方法

说明书

技术领域

本发明涉及启动(start-up)能膨胀的(能发泡的，expandable)乙烯基芳族聚合物制造工艺的方法。能膨胀的乙烯基芳族聚合物，和其中特别是能膨胀的聚苯乙烯(EPS)，是早已用于制备可在各种应用领域中采用的膨胀制品的已知产品，在所述领域中最重要的领域之一是热绝缘领域。这些膨胀产品通过如下获得：在封闭模具中使以气体浸渍的能膨胀的聚合物的珠粒(bead)胀大(swell)，并通过压力和温度的同时作用对容纳在模具内的胀大颗粒(particle)进行模塑。颗粒的胀大通常使用保持在稍微高于聚合物玻璃化转变温度(Tg)的温度的蒸汽或另外的气体实施。

膨胀聚苯乙烯的特别的应用领域是在建筑工业中的热绝缘领域，其中其通常以平坦片材的形式使用。平坦的膨胀聚苯乙烯片材通常以约10-40g/l的密度使用，以获得导热性和其它性能之间的最佳平衡。

背景技术

如本说明书和权利要求中使用的术语“基于乙烯基芳族聚合物的能膨胀的珠粒(或丸粒(pellet))”是指包含膨胀体系和任选de1其它添加剂的粒料(granule)形式的乙烯基芳族聚合物。

由于它们的热绝缘性能，这些粒料形式的能膨胀的热塑性聚合物在膨胀和模塑之后特别地用于生产家用电器或其它工业设备、用于包装和建筑工业中的热绝缘。热塑性乙烯基芳族聚合物例如聚苯乙烯可通过在该聚合物基体(matrix)中引入能膨胀的试剂而成为能膨胀的。用于乙烯基芳族聚合物的典型膨胀剂包括至少一种包含3-7个碳原子的液态烃，卤代烃，二氧化碳或水。膨胀剂的量通常为2-15%重量。能膨胀的聚合物通常生产为珠粒或粒料，其在由例如蒸汽提供的热的作用下，首先膨胀直至达到期望的密度，并且在一定的陈化期间后，在封闭模具中烧结以产生块体或期望的最终产品。

这样的能膨胀珠粒的制造已描述在EP 126459、US 2006 211780、US2005 156344、US 6 783 710和WO 2008 141766中。

本发明涉及如下方法，其中将能膨胀的试剂和任选的添加剂引入到熔融状态的乙烯基芳族聚合物中，然后将包含能膨胀的试剂和任选的添加剂的所述乙烯基芳族聚合物挤出通过模板(die plate)并切割以得到丸粒。通常，将模板并入到称为“制粒机”或“造粒机”的机器中，所述机器包括：

引入包含能膨胀的试剂和任选的添加剂的熔融乙烯基芳族聚合物的装置，

模板，

制造丸粒的切割装置，

冷却和收取丸粒的装置，如循环水，和

将丸粒从水中分离的装置。

WO 2008141766描述了用于连续生产基于热塑性聚合物的粒料的这样的方法，所述热塑性聚合物包含至少一种能膨胀的试剂和任选的其它聚合物或添加剂，其中有不溶于聚合物基体的无机颜料，其中以熔融状态制备第一主料流，且熔融状态的第二料流将所述添加剂包入球中并且被加入到所述第一料流中。将所述混合物挤出通过模头(die)，其通过来自位于切刀后面的喷嘴的喷水冷却。

US 20090108480涉及用于在液体流动通过其且其压力高于环境压力的造粒室中对包含发泡剂的聚合物熔体进行造粒的方法和装置。对于造粒方法通常使用的另一术语是水下造粒，因为通常使用水作为流动通过所述造粒室的液体。举例来说，当由包含发泡剂的塑料生产丸粒时使用所述水下造粒方法。在所述造粒室中的升高的压力确保在所述造粒方法期间，所述塑料不膨胀。对于包含发泡剂的塑料，情况通常是所述发泡剂存在于聚合物熔体中，由所述聚合物熔体制造所述丸粒。在所述现有技术中在第一步骤中，将所述聚合物熔体注入到所述造粒室中，在第二步骤中，通过切割装置将所述聚合物熔体切割成单独丸粒，和在第三步骤中，将在所述造粒过程中生产的所述丸粒从所述造粒室与液体一起排出，然后与所述液体分离。该方法还包括如下步骤的至少一个：(a)在所述造粒室下游的粉碎机中或在所述切割装置下游的粉碎单元中，将超过规定最大尺寸的附聚物或丸粒进行粉碎，(b)在减压机中对所述液体进行减压，(c)在节流(throttle)装置中对所述液体进行减压，其中在所述节流装置的上游存在压力平衡容器，(d)将所述丸粒从所述液体分离，而不对所述液体以及其所包含的所述丸粒进行任何预先减压。