專利名稱：在熱塑性泡沫體中改善水蒸氣滲透度和提高泡孔尺寸的添加劑共混物的制作方法
在熱塑性泡沬體中改善水蒸氣滲透度和提高泡孔尺寸的添加劑共混物發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域和工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明總體涉及擠出的泡沫體產(chǎn)品，和更具體地，涉及含有乙氧基化聚環(huán)氧乙烷和苯乙烯/馬來酸酐共聚物的共混物的聚苯乙烯泡沫體，其中所述聚合物泡沫體具有改善的水蒸氣滲透度，具有增大的平均泡孔尺寸，并且不具有消耗臭氧能力和具有低的全球變暖能力。還提供了形成這種聚合物泡沫體的方法。
背景技術(shù)：
發(fā)泡的樹脂結(jié)構(gòu)可用于寬泛的各種應(yīng)用，例如熱絕緣，墊子中 ，作為包裝，和作為吸附劑。擠出的泡沫體通常通過如下步驟制造將聚合物與任何期望的添加劑一起熔融混合從而產(chǎn)生聚合物熔體。將發(fā)泡劑在合適的溫度和壓力與聚合物熔體混合，從而產(chǎn)生能發(fā)泡的凝膠混合物。然后將該能發(fā)泡的凝膠混合物冷卻，并擠出到減壓的區(qū)域中，這導(dǎo)致凝膠的發(fā)泡，和形成期望的擠出的泡沫體產(chǎn)品。將會理解的是，聚合物、發(fā)泡劑、和添加劑的相對量，以及溫度，和壓力降低的方式將往往會影響得到的泡沫體產(chǎn)品的品質(zhì)和性質(zhì)。用于擠出的泡沫體產(chǎn)品的常規(guī)的發(fā)泡劑包括氯氟碳烴(CFC)和氫氯氟碳烴(HCFC)。CFC和HCFC發(fā)泡劑二者的優(yōu)點之一是它們在制造工藝的過程中在聚合物熔體中的高溶解度。當(dāng)將發(fā)泡劑與聚合物熔體混合時，較高的發(fā)泡劑溶解性促進(jìn)粘度的降低。既而，較低的粘度導(dǎo)致混合需要較低的能量。另一方面，這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑的主要缺點是，由于越來越多的環(huán)境考慮，世界上越來越多數(shù)目的政府已經(jīng)命令取消CFC和HCFC發(fā)泡劑。已經(jīng)越來越認(rèn)識到CFC和許多其它的鹵代烴具有嚴(yán)重的全球環(huán)境威脅，這是由于它們導(dǎo)致平流層的臭氧損耗和全球變暖的能力?；衔锢鏑FC和HCFC的臭氧損耗和全球變暖的影響分別是通過臭氧損耗能力(ODP)和全球變暖能力(GWP)測得的。考慮到強制性逐步淘汰具有高ODP和高GWP的發(fā)泡劑，已經(jīng)開始在絕緣泡沫體應(yīng)用中用更多的環(huán)境友好的發(fā)泡劑例如氫氟碳烴(HFC)和CO2代替常規(guī)的發(fā)泡劑。雖然HCFC提供相對于HFC和CO2更優(yōu)的熱障，但是存在于HCFC中的氯具有臭氧損耗能力。此外，隨著時間的過去，保持在泡沫體中的氯氟碳烴氣相釋放到大氣中，由此降低泡沫體的絕緣值，并且可能進(jìn)一步促進(jìn)臭氧消耗和全球變暖。此外，每種〃非常規(guī)的〃發(fā)泡劑都導(dǎo)致不同的泡孔尺寸和形態(tài)，取決于選擇的具體發(fā)泡劑。此外，通過這些總體上環(huán)境友好的發(fā)泡劑生產(chǎn)的泡沫體的泡孔尺寸太小而不能給發(fā)泡的產(chǎn)品提供可接受的絕緣值，并且通常導(dǎo)致較高的密度和更高成本的產(chǎn)品。此外，使用HCFC生產(chǎn)的泡沫體的水蒸氣滲透度通常具有I. 0或更小的水蒸氣滲透度。理想地，擠出的泡沫板的水蒸氣滲透度為大于I. 0滲透英寸。改善擠出的泡沫板中的水蒸氣滲透度正在變成建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計和應(yīng)用中的重要因素。擠出的泡沫板的水蒸氣滲透度在抑制冷凝的能力以及泡沫板上的和泡沫板所用于的墻壁系統(tǒng)中的霉菌和真菌方面是重要的因素。當(dāng)水、灰塵、和其它的微生物營養(yǎng)物污染泡沫板時，它們提供細(xì)菌、真菌、和/或霉菌在泡沫板中或上的生長的載體媒介。細(xì)菌、真菌、和/或霉菌生長可導(dǎo)致氣味、脫色、和/或產(chǎn)品劣化。以前消除霉菌生長的嘗試專注于限制在壁組件中液態(tài)水和水蒸氣冷凝的侵?jǐn)_。盡管以前已經(jīng)有減少ODP和GWP的嘗試，仍然需要本領(lǐng)域中獲得擠出的聚合物泡沫體，其當(dāng)使用非-HCFC發(fā)泡劑時具有改善的水蒸氣滲透度，其保持常規(guī)的擠出的聚苯乙烯泡沫體的積極物理性質(zhì)，其提供具有增加的絕緣值(R-值)的泡沫體產(chǎn)品，并且其滿足減少全球變暖能力和臭氧損耗能力的苛刻要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供用于形成閉孔、剛性熱塑性聚合物泡沫體的組合物，該組合物包括能發(fā)泡的聚合物材料、至少一種發(fā)泡劑、聚環(huán)氧乙烷和苯乙烯/馬來酸酐共聚物的添加劑共混物、和任選的紅外衰減劑。發(fā)泡劑可選自氫氟碳烴、C1至C9脂族烴X1至C3脂族醇、二氧化碳、丙酮、天然氣、空氣、水、酮類、醚類、甲酸甲酯、過氧化氫
權(quán)利要求
1.用于形成閉孔、剛性熱塑性聚合物泡沫體的組合物，包含 能發(fā)泡的聚合物材料； 至少ー種發(fā)泡劑；和 添加劑共混物，該添加劑共混物包含具有下式的聚環(huán)氧こ烷
2.權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述聚環(huán)氧こ烷為具有下式的こ氧基化聚環(huán)氧こ烷
3.權(quán)利要求I所述的組合物，進(jìn)ー步包含至少ー種紅外衰減劑。
4.權(quán)利要求3所述的組合物,其中所述ー種或多種紅外衰減劑選自納米石墨、炭黑、粉末狀無定形碳、活性碳、浙青、粒狀浙青、磨碎玻璃、玻璃纖維線束、云母、氧化鐵黑、金屬薄片、金屬氧化物、碳納米管、納米石墨烯小片、碳納米纖維、活性碳、ニ氧化鈦和它們的組合。
5.權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述至少ー種發(fā)泡劑選自氫氟碳烴、C1-C9脂族烴、C1-C3脂族醇、ニ氧化碳、丙酮、天然氣、空氣、水、酮類、醚類、甲酸甲酷、過氧化氫和它們的組合 O
6.權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述添加劑共混物改善聚合物熔體中氫氟碳烴發(fā)泡劑的溶解性。
7.權(quán)利要求3所述的組合物，其中 所述能發(fā)泡的聚合物材料以所述組合物的總干組分的約60重量％-約95重量％的量存在于所述組合物中； 所述至少一種發(fā)泡劑以的所述組合物的總干組分約4. 0重量％-約10. 0重量％的量存在于所述組合物中； 所述添加劑共混物以所述組合物的總干組分約0. 5重量％-約5. 0重量％的量存在于所述組合物中；以及 所述紅外衰減劑以所述組合物的總干組分約0. 01重量％-約5. 0重量％的量存在于所述組合物中。
8.剛性熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，包含 擠出的能發(fā)泡組合物，所述能發(fā)泡組合物包含 能發(fā)泡的聚合物材料；至少ー種發(fā)泡劑；和 添加劑共混物，所述添加劑共混物包含具有下式(I)的聚環(huán)氧こ烷，
9.權(quán)利要求8的熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，其中所述聚環(huán)氧こ烷為具有下式(III)的こ氧基化聚環(huán)氧こ烷
10.權(quán)利要求8的熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，其中所述至少發(fā)泡劑選自氫氟碳烴X1-C9脂族烴、C1-C3脂族醇、ニ氧化碳、丙酮、天然氣、空氣、水、酮類、醚類、甲酸甲酷、過氧化氫和它們的組合。
11.權(quán)利要求8的熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，進(jìn)ー步包含紅外衰減劑，其選自納米石墨、炭黒、活性碳、粉末狀無定形碳、浙青、粒狀浙青、磨碎玻璃、玻璃纖維線束、云母、氧化鐵黑、金屬薄片、金屬氧化物、碳納米管、納米石墨烯小片、碳納米纖維、活性碳、ニ氧化鈦和它們的組合。
12.權(quán)利要求11的熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，其中與沒有所述添加劑共混物但包含所述紅外衰減劑形成的泡沫體產(chǎn)品相比，所述添加劑共混物提高包含所述紅外衰減劑的所述泡沫體產(chǎn)品的平均泡孔尺寸。
13.權(quán)利要求8的熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，其中所述添加劑共混物提高所述發(fā)泡的產(chǎn)品的水蒸氣滲透度，并且不會有害地影響所述發(fā)泡的產(chǎn)品的物理或熱學(xué)性質(zhì)。
14.權(quán)利要求13的熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，其中所述添加劑共混物改善聚合物熔體中氫氟碳烴發(fā)泡劑的溶解性。
15.權(quán)利要求8的熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，其中所述添加劑共混物在所述聚合物泡沫體產(chǎn)品中提供約0. Imm-約0. 2mm的泡孔尺寸。
16.形成剛性、閉孔泡沫體產(chǎn)品的方法，包括 加熱至少一種鏈烯基芳族聚合物材料和添加劑共混物到足以熔化所述至少一種聚合物材料并形成聚合物熔體的第一溫度，所述添加劑共混物包含具有下式的聚環(huán)氧こ烷，
17.權(quán)利要求16所述的方法，其中所述聚環(huán)氧こ烷為具有下式的こ氧基化聚環(huán)氧こ烷
18.權(quán)利要求16所述的方法，其中所述至少發(fā)泡劑選自氫氟碳烴、C1-C9脂族烴、C1-C3脂族醇、ニ氧化碳、丙酮、天然氣、空氣、水、酮類、醚類、甲酸甲酷、過氧化氫和它們的組合。
19.權(quán)利要求16所述的方法，其中所述加熱步驟進(jìn)一歩包括加熱紅外衰減劑以將所述紅外衰減劑摻入所述聚合物熔體。
20.權(quán)利要求16所述的方法，其中所述添加劑共混物和所述至少ー種加工助劑被同時或基本上同時加入所述聚合物熔體。
21.權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)ー步包括 在載體中配混所述添加劑共混物； 對所述經(jīng)配混的添加劑共混物造粒以形成粒料；以及 將所述粒料加入所述聚合物熔體。
22.用于形成閉孔、剛性熱塑性聚合物泡沫體的組合物，包含 具有下式的苯こ烯馬來酸酐共聚物
23.權(quán)利要求22所述的組合物，其中所述聚環(huán)氧こ烷為具有下式的こ氧基化聚環(huán)氧こ
24.權(quán)利要求22所述的組合物，進(jìn)ー步包含至少ー種紅外衰減劑。
25.權(quán)利要求23所述的組合物,其中所述ー種或多種紅外衰減劑選自納米石墨、炭黑、粉末狀無定形碳、活性碳、浙青、粒狀浙青、磨碎玻璃、玻璃纖維線束、云母、氧化鐵黑、金屬薄片、金屬氧化物、碳納米管、納米石墨烯小片、碳納米纖維、活性碳、ニ氧化鈦和它們的組
26.權(quán)利要求22所述的組合物，其中所述至少發(fā)泡劑選自氫氟碳烴X1-C9脂族烴、C1-C3脂族醇、ニ氧化碳、丙酮、天然氣、空氣、水、酮類、醚類、甲酸甲酷、過氧化氫和它們的組合。
27.權(quán)利要求22所述的組合物，其中所述組合物不含加入的聚苯こ烯。
28.權(quán)利要求22所述的組合物，其中所述苯こ烯/馬來酸酐共聚物中的苯こ烯與馬來酸酐配給比例(S MA)的范圍在70 :30 (S MA) -99 1(S MA)。
全文摘要
提供聚合物泡沫體和聚合物泡沫體產(chǎn)品，其含有能發(fā)泡的聚合物材料，至少一種發(fā)泡劑，聚苯乙烯和馬來酸酐的共聚物和聚環(huán)氧乙烷的添加劑共混物，和任選的，紅外衰減劑。在示例性的實施方式中，所述聚環(huán)氧乙烷是乙氧基化的聚環(huán)氧乙烷。此外，在至少一種實施方式中，所述發(fā)泡劑包括至少一種氫氟碳烴發(fā)泡劑。乙氧基化的聚環(huán)氧乙烷和聚苯乙烯和馬來酸酐的共聚物的共混物在擠出的泡沫體產(chǎn)品中提供1.1滲透英寸或更大的水蒸氣滲透度，并且提高泡沫體產(chǎn)品的平均泡孔尺寸，并且不會有害地影響產(chǎn)品的物理或者熱性質(zhì)。此外，該添加劑用作泡孔增大劑，水蒸氣滲透度提高劑，增塑劑，和加工助劑。也提供形成擠出的泡沫體產(chǎn)品的方法。
文檔編號C08J9/04GK102782038SQ201180011446
公開日2012年11月14日 申請日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者J·F·小布丁斯卡克, R·M·布賴恩德爾, Y·德拉維茲 申請人:歐文斯科寧知識產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)有限公司