專利名稱：：高發(fā)泡倍率的聚苯乙烯發(fā)泡成形體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明有關(guān)一種高發(fā)泡倍率的聚苯乙烯發(fā)泡成形體及其制造方法。
背景技術(shù)：
：—般慣用的聚苯乙烯發(fā)泡成形體由于具有優(yōu)異的斷熱及緩沖效果，而廣泛使用在用以保護易碎物品的包裝用途或用于對食品等斷熱的保溫用途。如欲獲得輕量的聚苯乙烯，可藉由提高發(fā)泡倍率而使其密度變低。但若發(fā)泡倍率大，即成形體的密度小，則會有發(fā)泡成形體的表面易脆裂、機械強度降低等缺點，導(dǎo)致自外部摩擦或沖擊時，易遭受擦傷或破壞，故而一般聚苯乙烯發(fā)泡體其發(fā)泡倍率大多在50倍左右。此外，聚苯乙烯發(fā)泡成形體表面易發(fā)生靜電而易于附著灰塵，且遭受油污染或使用過后污物容易附著于發(fā)泡體表面并滲入發(fā)泡體內(nèi)，而無法以水洗凈，故而其用途受到限制。為克服這些缺點，有研究聚苯乙烯材料本身的性質(zhì)，例如分子量、分子量分布、樹脂粒徑等的改良技術(shù)，但這些改良技術(shù)的加工成本高，且其緩沖性能仍受到限制。若能以更高發(fā)泡倍率使聚苯乙烯發(fā)泡，同時能達(dá)到優(yōu)異的機械強度，將可以較少的聚苯乙烯原料量獲得相同體積的發(fā)泡成形體，就節(jié)省物料且節(jié)省成本的經(jīng)濟觀點而言，將具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟以及環(huán)保效益。為了達(dá)到以高發(fā)泡倍率獲得機械強度仍優(yōu)異的聚苯乙烯發(fā)泡成形體，發(fā)明人等經(jīng)廣泛研究，因而完成本發(fā)明的創(chuàng)作。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是有關(guān)一種高發(fā)泡倍率的聚苯乙烯發(fā)泡成形體，其特征為該聚苯乙烯發(fā)泡成形體的表面包覆一橡膠樹脂層，且發(fā)泡倍率大于50倍。本發(fā)明又有關(guān)一種高發(fā)泡倍率的聚苯乙烯發(fā)泡成形體的制造方法，包括于聚苯乙烯顆粒表面附著橡膠樹脂，接著在蒸汽壓力0.51.5kg/cm^加熱溫度8012(TC、發(fā)泡劑存在下進行發(fā)泡，獲得發(fā)泡倍率大于50倍、優(yōu)選為75至90倍的聚苯乙烯發(fā)泡成形體。與發(fā)泡倍率50倍的現(xiàn)有慣用產(chǎn)品相比，本發(fā)明的聚苯乙烯發(fā)泡成形體發(fā)泡至75倍時，原料可減少30%;若發(fā)泡倍率達(dá)80倍，則原料可減少37%;若發(fā)泡倍率達(dá)90倍，原料則可減少45%。因此，依據(jù)本發(fā)明的制品，于聚苯乙烯粒子表層藉由橡膠樹脂提供一覆膜層，即使在高如7590倍的發(fā)泡倍率下發(fā)泡成發(fā)泡成形體，也可達(dá)到較高的耐沖擊強度、彎曲強度及彈性回復(fù)性，且緩沖性能以及斷熱性能均無虞。S卩，以沖擊強度加速度G值作測定比較時，包裝物品直接受以沖擊時其值做比較，數(shù)值若是越低，則表示物品受到?jīng)_擊的指數(shù)愈少；而彎曲強度則可作為判別制品耐負(fù)荷力程度的測定。再者，藉由橡膠樹脂提供聚苯乙烯發(fā)泡成形體表面的黏結(jié)力，在發(fā)泡成形體受到?jīng)_擊時，亦無粒子剝離問題。此外，該聚苯乙烯發(fā)泡成形體表面藉橡膠樹脂所包覆，可提供聚苯乙烯發(fā)泡成形體的難燃性，且該橡膠樹脂不含卣素，故亦具有環(huán)保優(yōu)勢。本發(fā)明中所使用的聚苯乙烯粒子可為任何聚苯乙烯粒子，亦可為經(jīng)改質(zhì)的各種聚苯乙烯粒子。圖1為本發(fā)明的制作流程示意圖。圖2為本發(fā)明的沖擊試驗(G值試驗)中的試驗片示意圖，其中，l、w、h分別代表試驗片的長、寬、高。圖3為本發(fā)明沖擊試驗的結(jié)果曲線圖。圖4為本發(fā)明的彎曲強度試驗中依據(jù)JIS9511的方法對樣品彎曲強度進行測試的示意圖，其中，d表示兩支點間距離。圖5為本發(fā)明彎曲強度試驗的結(jié)果曲線圖。圖6為本發(fā)明簡易接地狀態(tài)試驗的結(jié)果曲線圖。具體實施例方式本發(fā)明是有關(guān)一種高發(fā)泡倍率的聚苯乙烯發(fā)泡成形體，其主要技術(shù)為該聚苯乙烯發(fā)泡成形體的表面是利用橡膠樹脂(GumResin)予以包覆黏結(jié)，且發(fā)泡倍率大于50倍。請參閱圖l，本發(fā)明還涉及一種高發(fā)泡倍率的聚苯乙烯發(fā)泡成形體的制造方法，包括于攪拌槽中置入發(fā)泡性聚苯乙烯粒子(ExpendablePolystyreneParticles，EPS，聚苯乙烯顆粒)，接著加入橡膠樹脂，并以機械裝置進行均勻涂布，使各聚苯乙烯顆粒表面附著該橡膠樹脂，然后置入預(yù)發(fā)泡機內(nèi)，在蒸汽壓力0.51.5kg/cm^加熱溫度8012(TC下，在發(fā)泡劑存在下進行發(fā)泡，并依形狀要求進行射出成形，獲得發(fā)泡倍率大于50倍、優(yōu)選為75至90倍的聚苯乙烯發(fā)泡成形體。由于橡膠樹脂涂布于加入發(fā)泡劑的聚苯乙烯粒子的表面，形成一覆蓋層之后再進行發(fā)泡，使得發(fā)泡劑在加熱發(fā)泡的過程中，其揮發(fā)的比例降低，而可保留較多的發(fā)泡劑，使聚苯乙烯粒子的發(fā)泡倍率增加，故可使本發(fā)明的聚苯乙烯發(fā)泡成形體達(dá)到較高的發(fā)泡倍數(shù)。本發(fā)明方法中所使用的聚苯乙烯粒子可為任何一種可發(fā)泡的聚苯乙烯粒子，例如為聚苯乙烯或苯乙烯與可與其共聚合的單體的共聚物等?？膳c苯乙烯共聚合的單體可舉例有例如a-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等苯乙烯衍生物，甲基丙烯酸甲酯等甲基丙烯酸烷基酯、丙烯腈、丁二烯、丙烯酸丁酯以及乙烯、丙烯等烯烴。其使用量相對于單體總量最好小于30重量％。本發(fā)明方法中所使用的發(fā)泡劑，有丙烷、丁烷、戊烷、己烷等脂肪族烴。將發(fā)泡劑含于聚苯乙烯樹脂中的方法，為本領(lǐng)域中熟知的技術(shù)，可為懸浮聚合法或擠出發(fā)泡法等。本發(fā)明方法中所使用的橡膠樹脂包含合成橡膠乳膠、丙烯酸酯共聚物乳液及蠟質(zhì)乳液。合成橡膠乳膠包含變性丙烯腈_丁二烯共聚物、變性丙烯酸酯_丁二烯共聚物、變性苯乙烯_丁二烯共聚物、變性甲基丙烯酸酯_丁二烯共聚物等。這些橡膠樹脂可單獨使用一種或組合多種使用，視用途而定。本發(fā)明方法中，聚苯乙烯粒子與橡膠樹脂的使用比例，只要可使聚苯乙烯樹脂粒子表面上均勻被覆有橡膠樹脂，則可為任何比例。本發(fā)明方法中，發(fā)泡是在蒸汽壓力0.51.5kg/cm^加熱溫度8012(TC的條件下，進行發(fā)泡40至70分鐘。本發(fā)明方法中，使聚苯乙烯粒子表面上涂布橡膠樹脂的方法，并無特別限制，可為任何涂布方法，例如使用涂膜機等機械裝置，使其表面均勻涂布一橡膠樹脂層。本發(fā)明方法中，于完成該覆蓋有橡膠樹脂層的聚苯乙烯發(fā)泡成形體后，亦可視需要以熱風(fēng)烘干，以去除聚苯乙烯樹脂粒子表面上的水分，或在常溫下放置一段時間，令聚苯乙烯樹脂粒子表面上的水分自然蒸發(fā)。本發(fā)明方法中，亦可視情況于橡膠樹脂中添加各種改質(zhì)劑。這些改質(zhì)劑可舉例有例如為了改善橡膠樹脂與苯乙烯樹脂粒子或與發(fā)泡樹脂成形品的密著性的濕潤性增進劑、用以獲得均勻涂布面的觸變性賦予劑、用以使成形品著色的染料或顏料、用以賦予抗菌性的抗菌劑、用以保持鮮度的鮮度保持劑、用以賦予導(dǎo)電性的導(dǎo)電劑等。本發(fā)明將以下列實施例與比較例的測試數(shù)據(jù)進一步說明本發(fā)明，這些實施例僅為用以說明本發(fā)明的目的，而非用以限制本發(fā)明的范圍。以下各比較例中所使用的發(fā)泡性聚苯乙烯粒子為一般可購得的發(fā)泡級聚苯乙烯，橡膠樹脂則使用一般可購得的變性丙烯酸酯_丁二烯共聚物乳膠及其它添加劑。比較例1比較例1是購自A公司出產(chǎn)的發(fā)泡性聚苯乙烯粒子，以下標(biāo)號為EPS-A。除了不使用橡膠樹脂以外，其余同一般發(fā)泡工藝進行預(yù)發(fā)泡及以發(fā)泡倍率50倍進行發(fā)泡并成形，獲得聚苯乙烯發(fā)泡體。比較例2比較例2是購自B公司出產(chǎn)的發(fā)泡性聚苯乙烯粒子，以下標(biāo)號為EPS-B。除了不使用橡膠樹脂以外，其余同一般發(fā)泡工藝進行預(yù)發(fā)泡及以發(fā)泡倍率50倍進行發(fā)泡并成形，獲得聚苯乙烯發(fā)泡體。實施例1將B公司出產(chǎn)的發(fā)泡性聚苯乙烯粒子(EPS-B)11公斤放入攪拌槽內(nèi)，加入100克橡膠樹脂，以涂膜機均勻涂布后，放入1000公升的預(yù)發(fā)泡機中，在蒸汽壓力1.2kg/cn^，于ll(TC的加熱溫度下，以發(fā)泡倍率80倍進行發(fā)泡，獲得特制發(fā)泡合成物(SpeciallyFoamComposite,SFC)，以下標(biāo)號為SFC-B。比較例3比較例3為加強抗靜電級的發(fā)泡性聚苯乙烯粒子，以下標(biāo)號為EPS-C。沖擊試驗(G倌試驗)試驗測定條件試驗片100mm(1)X100mm(w)X50mm(h)(請參見圖2)試驗片面積100cm2落下重量17.Okg落下高度60cm測定方法連續(xù)重復(fù)5次依據(jù)一般落下試驗，使用落下試驗機，測定立方體發(fā)泡體各面的落下試驗G值，本發(fā)明的聚苯乙烯發(fā)泡體的G值于各面均小于50.0，相反地，各比較例的聚苯乙烯發(fā)泡體的G值于各面均大于50.0。請參閱表一及圖3，為返復(fù)落下沖擊G值的推移比較表，以二種由不同廠牌制造的產(chǎn)品EPS-A、EPS-B與本發(fā)明的SFC-B進行返復(fù)落下沖擊試驗可獲得一試驗結(jié)果表，其中，本發(fā)明是將前述的EPS-B通過本發(fā)明的工藝方法所制成的特制發(fā)泡合成物SFC-B，以連續(xù)重復(fù)5次的落下沖擊試驗后，因該G值的數(shù)值越低則代表包裝物品所受到的沖擊愈少，由表一中的數(shù)值可明顯得知本發(fā)明SFC制品的耐受沖擊效果是最好的。表一返復(fù)落下沖擊G值的推移比較表\沖擊\次數(shù)1次2次3次4次5次制品^^^^^EPS-A35.165.379.588.093.0EPS-B35.666.281.089.594.6SFC-B32.558.875.385.490.1彎曲強度試驗試驗測定條件試驗速度10mm/min支點間距離100mm測定方法JIS9511請參閱圖4，依據(jù)JIS9511的方法，對實施例1的聚苯乙烯發(fā)泡體以及比較例的聚苯乙烯發(fā)泡體，以距離支點100mm處，以彎曲速度10mm/min進行測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的聚苯乙烯發(fā)泡體的彎曲強度均優(yōu)于比較例的聚苯乙烯發(fā)泡體。請參閱表二及圖5，為彎曲強度比較表，將EPS-A、EPS-B與本發(fā)明的SFC-B以JIS9511進行制品耐負(fù)荷力程度的測定試驗可獲得一彎曲強度的比較結(jié)果表，彎曲強度為一可比較制品的耐負(fù)荷力程度的試驗，由表二中可得知，相較于EPS-A與EPS-B，本發(fā)明SFC-B的彎曲強度方面是相對的大為提升的，藉由本發(fā)明SFC制品的表面包覆的橡膠樹脂層的黏結(jié)力，可大幅提高其彎曲強度。表二彎曲強度比較表(kg/m3)彎曲強度\^^*@101520制品SFC-B0.030.210,40EPS層A0.020.140.26EPS-B0.020.150.27彈性回復(fù)率試驗依據(jù)JISK-7220的方法，短時間壓縮65%，測量72小時，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的聚苯乙烯發(fā)泡體的彈性回復(fù)率均高于90%，反之，比較例的聚苯乙烯發(fā)泡體的彈性回復(fù)率僅82%左右。表g抗靜電測l定試驗測定條件試驗片100mmXI00mmX50mm測定機器數(shù)位靜電測定器2050(Hugleelectronics制)請參閱表三及表四以及圖6，分別為表面靜電初期狀態(tài)比較表與簡易接地狀態(tài)試驗結(jié)果比較表，將一般級EPS-A、抗靜電產(chǎn)品EPS-C與本發(fā)明的SFC-B以數(shù)字靜電測定器2050(Hugleelectronics制)進行初期狀態(tài)和簡易接地狀態(tài)試驗，其中，該EPS-C為一抗靜電級制品，通過初期狀態(tài)和簡易接地狀態(tài)試驗的試驗，可分別獲得一表面靜電初期狀態(tài)試驗結(jié)果比較表(表三)與一簡易接地狀態(tài)試驗結(jié)果比較表(表四)，由表面靜電初期狀態(tài)試驗結(jié)果比較表(表三)可得知，本發(fā)明SFC-B在初期狀態(tài)下，可自然發(fā)揮出帶有安定的抗靜電效果，而于簡易接地狀態(tài)試驗結(jié)果比較表(表四)中，本發(fā)明SFC抗靜電效果雖無法優(yōu)于抗靜電級制品EPS-C，然與一般級制品EPS-A比較下，可清楚顯示本發(fā)明SFC-B帶靜電數(shù)值減少十位數(shù)以上，而具備有近似抗靜電級材料的特性，可以抑制表面靜電發(fā)生。表三表面靜電初期狀態(tài)比較表(-V)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表四簡易接地狀態(tài)試驗結(jié)果比較表(-V)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(sec)依據(jù)本發(fā)明的高發(fā)泡倍率的聚苯乙烯發(fā)泡體，于各聚苯乙烯發(fā)泡粒的表面形成橡膠樹脂層予以被覆黏結(jié)，使得發(fā)泡后的聚苯乙烯成形體的結(jié)構(gòu)更加堅固，因此其耐沖擊性優(yōu)異，且即使受外力沖擊，粒子亦不會脫落，故無粒屑分散現(xiàn)象；而所得的聚苯乙烯發(fā)泡體由于具有抗靜電特性，故不會有粒屑附著在衣服上難以清除的問題。依據(jù)本發(fā)明，可以更高的發(fā)泡倍率獲得耐沖擊性、彎曲強度以及彈性回復(fù)率均優(yōu)異的聚苯乙烯發(fā)泡體，故而適用于各種產(chǎn)品的包裝，而可節(jié)省制造材料的用量，達(dá)到節(jié)省成本的目的；且藉由以不含鹵素材料的環(huán)保技術(shù)制成的橡膠樹脂包覆于該聚苯乙烯發(fā)泡成形體表面，可提供聚苯乙烯發(fā)泡成形體的難燃性，可有效避免火勢的蔓延與結(jié)構(gòu)的變形，達(dá)到結(jié)合環(huán)保意識、節(jié)省地球資源的效用；此外，本發(fā)明的聚苯乙烯發(fā)泡成形體由于具有優(yōu)異的斷熱及緩沖效果，亦可有效達(dá)到斷熱的保溫用途。綜上所述，本發(fā)明的高發(fā)泡倍率的聚苯乙烯發(fā)泡成形體以及其制造方法可有效改善發(fā)泡級聚苯乙烯的各種缺點，其可利用SFC的特殊材質(zhì)，使該SFC制品具有優(yōu)異耐沖擊性、優(yōu)異彎曲強度、優(yōu)異彈性回復(fù)率的優(yōu)點以及近似抗靜電級材料的特性，故而適用于各種產(chǎn)品的包裝，進而使本發(fā)明的產(chǎn)品能達(dá)到更便利、更實用、更符合使用者所須，確已符合專利申請須具備之新穎性、進步性以及產(chǎn)業(yè)利用性的要件，爰依法提出專利申請。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實施的范圍；凡依本發(fā)明申請專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。權(quán)利要求一種高發(fā)泡倍率的聚苯乙烯發(fā)泡成形體，其特征為該聚苯乙烯發(fā)泡成形體的表面包覆一橡膠樹脂層，且發(fā)泡倍率大于50倍。2.如權(quán)利要求1所述的聚苯乙烯發(fā)泡成形體，其中所述橡膠樹脂包含合成橡膠乳膠、丙烯酸酯共聚物乳液及蠟質(zhì)乳液。3.如權(quán)利要求2所述的聚苯乙烯發(fā)泡成形體，其中所述合成橡膠乳膠選自變性丙烯腈_丁二烯共聚物、變性丙烯酸酯_丁二烯共聚物、變性苯乙烯_丁二烯共聚物、變性甲基丙烯酸酯_丁二烯共聚物中的一種或多種。4.如權(quán)利要求2所述的聚苯乙烯發(fā)泡成形體，其中于該橡膠樹脂中添加各種改質(zhì)劑，所述改質(zhì)劑為濕潤性增進劑、觸變性賦予劑、抗菌劑、鮮度保持劑或?qū)щ妱?.如權(quán)利要求1所述的聚苯乙烯發(fā)泡成形體，其中聚苯乙烯粒子與橡膠樹脂的使用比例為任意比例。6.—種高發(fā)泡倍率的聚苯乙烯發(fā)泡成形體的制造方法，該方法包括使聚苯乙烯顆粒表面附著橡膠樹脂，接著在蒸汽壓力0.51.5kg/cm^加熱溫度8012(TC、發(fā)泡劑存在下進行發(fā)泡，獲得發(fā)泡倍率大于50倍的聚苯乙烯發(fā)泡成形體。7.如權(quán)利要求6所述的聚苯乙烯發(fā)泡成形體的制造方法，其中所述橡膠樹脂包含合成橡膠乳膠、丙烯酸酯共聚物乳液及蠟質(zhì)乳液。8.如權(quán)利要求7所述的聚苯乙烯發(fā)泡成形體的制造方法，其中所述合成橡膠乳膠選自變性丙烯腈_丁二烯共聚物、變性丙烯酸酯_丁二烯共聚物、變性苯乙烯_丁二烯共聚物、變性甲基丙烯酸酯_丁二烯共聚物中的一種或多種。9.如權(quán)利要求7所述的聚苯乙烯發(fā)泡成形體的制造方法，其中于該橡膠樹脂中添加改質(zhì)劑，所述改質(zhì)劑為濕潤性增進劑、觸變性賦予劑、抗菌劑、鮮度保持劑或?qū)щ妱?0.如權(quán)利要求6所述的聚苯乙烯發(fā)泡成形體的制造方法，其中聚苯乙烯粒子與橡膠樹脂的使用比例為任意比例。11.如權(quán)利要求6所述的聚苯乙烯發(fā)泡成形體的制造方法，其中于聚苯乙烯粒子表面上涂布橡膠樹脂的方法，是使用涂膜機機械裝置，使其表面均勻涂布一橡膠樹脂層。12.如權(quán)利要求6所述的聚苯乙烯發(fā)泡成形體的制造方法，其中該包覆有橡膠樹脂層的聚苯乙烯發(fā)泡成形體完成后，是以熱風(fēng)烘干或?qū)⑵浞胖糜诔叵伦匀桓稍铩Ｈ恼景l(fā)明有關(guān)一種高發(fā)泡倍率的聚苯乙烯發(fā)泡成形體及其制造方法，所述的方法包括涂布橡膠樹脂于發(fā)泡性聚苯乙烯顆粒表面形成覆蓋層，使聚苯乙烯顆粒表面附著該橡膠樹脂后進行發(fā)泡，獲得發(fā)泡倍率大于50倍的聚苯乙烯發(fā)泡成形體。依據(jù)本發(fā)明的方法，由于聚苯乙烯發(fā)泡成形體表面上包覆有橡膠樹脂層增強其黏結(jié)力，使得即使以高至75至90倍的發(fā)泡倍率進行發(fā)泡所得的成形體，亦可獲得較高的沖擊強度、彎曲強度以及彈性回復(fù)率等，達(dá)到可利用較少的聚苯乙烯材料獲得與傳統(tǒng)相同體積的發(fā)泡成形體，而可節(jié)省材料成本并達(dá)到環(huán)保效益。文檔編號C08J9/04GK101747520SQ200910132409公開日2010年6月23日申請日期2009年3月27日優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日發(fā)明者涂集勝申請人:劦井實業(yè)股份有限公司