[发明专利]一种可用于泡沫塑料板材的发泡方法

说明书

技术领域

本发明涉及发泡材料领域，尤其是涉及一种可用于泡沫塑料板材的发泡方法。

背景技术

一般泡沫塑料板材的发泡工艺为：将树脂和发泡剂以低于发泡剂分解温度的温度混炼并成型为初坯，经化学交联或辐射交联处理后，再加热到发泡剂的分解温度以上使发泡剂分解放气，就制成了泡沫塑料板材。

而目前国内在制备泡沫塑料板材过程中的加热方式大部分以热传导或对流传热为主，如模压发泡、发泡炉发泡和挤出发泡等。采用模压发泡时，塑料板材与发泡设备之间以接触的形式进行热传导，使得塑料板材受热由表及里，即塑料板材的表面温度与芯层温度存在温度差。当塑料板材越厚时，表层和芯层达到温度均匀的时间也就越长，塑料板材发泡的均匀性越差。同样地，采用发泡炉发泡时，塑料板材的受热是通过空气流动传热的，这种传热方式也是由表及里的。与此同时，热空气的流动，会使塑料板材在受热发泡过程中容易出现氧化分解现象，严重影响最终泡沫塑料板材的力学性能。

含发泡剂的塑料板材用上述的热传导或对流传热方式进行发泡时，易存在内部材料受热不均匀影响发泡均匀性的问题，很难使塑料板材尤其是塑料厚板材受热均匀，因此对待发泡的塑料板材的厚度有一定限制。而且加热设备费用高，生产成本高。

中国专利CN102964720A公开了一种交联聚氯乙烯结构泡沫材料及其制备方法，其中交联聚氯乙烯结构泡沫材料是通过将聚氯乙烯和助剂的混合物经电子束辐射后，通过油浴、盐浴、模压或热风发泡，发泡温度为160～220℃，处理时间为3～30分钟发泡而成的。由于发泡方式采用模压或热风传热发泡，因此同样存在发泡受热不均匀的问题，且限制了待发泡材料的厚度。

因此，如何克服泡沫塑料板材，特别是泡沫塑料厚板材在制备过程中发泡时因热传导或对流传热导致材料受热由表及里而使塑料板材发泡不均匀，成为业界需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的不足，提供一种可用于泡沫塑料板材的发泡方法，同时适用于泡沫塑料厚板材的发泡。

本发明所采取的技术方案是：一种可用于泡沫塑料板材的发泡方法，其工艺流程为：

(1)制备含发泡剂的塑料板材，待用；

(2)将安装有辐射器的保温箱预热；

(3)将步骤(1)中含发泡剂的塑料板材置于保温箱中，升温，使含有发泡剂的塑料板材在辐射下受热发泡，得半成品；

(4)将半成品取出置于定型器上进行冷却定型，切割，得成品。

其中步骤(3)中所述辐射的辐射类型选自中波红外辐射、短波红外辐射、微波辐射中的至少两种。

上述中波红外辐射容易被塑料吸收，并直接转换成热能，例如PVC和PE的主要吸收波段均在中波范围内。而短波红外辐射能穿透一些固体材料，确保塑料板材能均匀受热。一般用于发泡的塑料，在微波场下是比较难以受热的，因此为了使其能在微波场中受热，需要添加微波敏化剂，而微波辐射，就是针对添加有微波敏化剂(如Ni₂O₃，MnO₂，SnO₂中的一种或几种)的含发泡剂的塑料板材而设置的。在微波场作用下，微波敏化剂内部产生极化，其极化强度矢量落后于电场的一个角度，从而产生与电场同相的电流，使敏化剂内部的功率耗散转变为热能。由于是超变频波动，因此敏化剂在短时间内温度得到迅速的升高。将敏化剂与树脂、发泡剂和其它的助剂均匀共混，在微波场作用下，共混材料的温度在短时间内能迅速升高，而且，此温度快速升高的现象，是直接深入材料内部的，在微波辐射场下加热的材料，其横截面是热均质的，其温度梯度可视为零，与常规的由表及里的传热方式不同。

将中波红外辐射、短波红外辐射和微波辐射结合用于辐射发泡，使制备泡沫塑料板材过程中的受热改变了传统的传热方式，即由材料表面至内部逐渐传递的过程，改变了受热材料横截面存在较大的温度梯度的缺陷，使含发泡剂的塑料板材能均匀受热，得到发泡均匀的泡沫塑料板材。

作为上述方案的进一步改进，所述中波红外辐射的波长范围为2～4μm，短波红外辐射的波长范围为0.76～2.0μm，微波辐射的波长范围为10³～10⁶μm。

作为上述方案的进一步改进，所述中波红外辐射采用标准中波辐射器、快中波辐射器、碳中波辐射器中的至少一种。

作为上述方案的进一步改进，所述短波红外辐射采用短波辐射器，微波辐射采用微波辐射器。