專利名稱：用于泡沫體的聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物泡孔尺寸增大劑的制作方法
用于泡沬體的聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物泡孔尺寸增大劑 本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域和工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明總地涉及擠出的泡沫體產(chǎn)品，和更具體地，涉及聚苯乙烯泡沫體，所述泡沫體含有具有聚環(huán)氧乙烷的接枝的馬來(lái)酸酐-苯乙烯的共聚物，其中所述聚合物泡沫體具有增大的平均泡孔尺寸，并且不具有損耗臭氧的能力和具有低的全球變暖能力。也提供一種形成這種聚合物泡沫體的方法。
背景技術(shù)：
發(fā)泡的樹(shù)脂結(jié)構(gòu)體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(guò)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(huì)理解的是，聚合物、發(fā)泡劑、和添加劑的相對(duì)量，以及溫度、和壓力降低的方式將往往會(huì)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(diǎn)之一是它們?cè)谥圃旃に嚨倪^(guò)程中在聚合物熔體中的高溶解性。當(dāng)將發(fā)泡劑與聚合物熔體混合時(shí)，較高的發(fā)泡劑溶解性促使粘度的降低。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(diǎn)是，由于越來(lái)越多的環(huán)境考慮，世界上越來(lái)越多的政府已經(jīng)命令取消CFC和HCFC發(fā)泡劑。已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)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。化合物例如CFC和HCFC的臭氧損耗和全球變暖的影響分別是通過(guò)臭氧損耗能力(ODP)和全球變暖能力(GWP)測(cè)得的?？紤]到強(qiáng)制性逐步淘汰具有高ODP和高GWP的發(fā)泡劑，已經(jīng)開(kāi)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(duì)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(shí)間的過(guò)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)一步促使全球變暖的可能性。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)，取決于具體選擇的發(fā)泡劑。此外，通過(guò)這些通常環(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。例如，HFC-134a比HCFC_142b在聚苯乙烯熔體中的溶解度小得多，并且HFC-134a產(chǎn)生具有小泡孔尺寸的泡沫體，其相比于HCFC_142b來(lái)說(shuō)產(chǎn)生加工的困難。為了減少導(dǎo)熱性增加發(fā)泡的產(chǎn)品的絕緣值，紅外衰減劑(IAA)例如炭黑、粉末狀無(wú)定形碳、石墨、和二氧化鈦已經(jīng)用作聚合物泡沫體產(chǎn)品中的填料。但是，在能發(fā)泡的組合物中包含紅外衰減劑以及HFC發(fā)泡劑導(dǎo)致增加熔體流變能力并且減少泡沫體產(chǎn)品的泡孔尺寸。此外，當(dāng)存在這樣的紅外衰減劑和HFC發(fā)泡劑時(shí)，需要不期望的高模頭壓力。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(shí)具有增加的泡孔尺寸，其保持常規(guī)的擠出的聚苯乙烯泡沫體的有益物理性質(zhì)，其提供具有增加的絕緣值(R-值)的泡沫體產(chǎn)品，和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)明的目的是提供一種用于形成閉孔的、剛性熱塑性聚合物泡沫體的組合物，其包含能發(fā)泡的聚合物材料、至少一種發(fā)泡劑、紅外衰減劑、和用聚環(huán)氧乙烷接枝的馬來(lái)酸酐-苯乙烯的共聚物。所述發(fā)泡劑可選自氫氟碳烴、C1至C9脂肪族烴、C1至C3脂肪族醇、二氧化碳、丙酮、天然氣、空氣、水、酮類、醚類、甲酸甲酯、過(guò)氧化氫、及其組合。該紅外衰減劑可選自納米石墨、炭黑、活性炭、粉末狀無(wú)定形碳、浙青、顆粒狀的浙青、碾碎的玻璃、纖維玻璃線束、云母、氧化鐵黑、金屬薄片、碳納米管、納米石墨烯小片、碳納米纖維、活性炭、二氧化鈦、及其組合。該用聚環(huán)氧乙烷接枝的馬來(lái)酸酐-苯乙烯的共聚物提高混溶性和聚環(huán)氧乙烷作為泡孔尺寸增大劑的用途。此外，聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物提供一種載體，其用在擠出工藝的過(guò)程中將聚環(huán)氧乙烷結(jié)合到聚合物基質(zhì)/熔體中。此外，用聚環(huán)氧乙烷接 枝的馬來(lái)酸酐-苯乙烯的共聚物提高HFC在聚合物熔體中的溶解度。在示例性的實(shí)施方式 中，該能發(fā)泡的聚合物材料包括聚苯乙烯，該發(fā)泡劑包括HFC發(fā)泡劑，和所述紅外衰減劑包括納米石墨。用聚環(huán)氧乙烷接枝的馬來(lái)酸酐-苯乙烯的共聚物具有式I中所描述的結(jié)構(gòu)式
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，其包含 能發(fā)泡的聚合物材料； 至少一種發(fā)泡劑； 一種或多種紅外衰減劑；和 具有下式的聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物，
2.權(quán)利要求I的組合物，其中所述能發(fā)泡的聚合物材料是鏈烯基芳族聚合物材料。
3.權(quán)利要求2的組合物，其中所述能發(fā)泡的聚合物材料選自聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚異氰脲酸酯、聚醚酰亞胺、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯醚、聚氨酯、酚醛塑料、聚烯烴、苯乙烯丙烯腈共聚物、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、丙烯酸類/苯乙烯/丙烯腈嵌段三元共聚物、聚砜、聚氨酯、聚苯硫醚、縮醛樹(shù)脂、聚酰胺、聚芳酰胺、聚酰亞胺、聚丙烯酸酯、乙烯和丙烯的共聚物、苯乙烯和丁二烯的共聚物、乙酸乙烯酯和乙烯的共聚物、橡膠改性的聚合物、熱塑性聚合物共混物、及它們的組合。
4.權(quán)利要求I的組合物，其中所述至少發(fā)泡劑選自氫氟碳烴、C1至C9脂肪族烴、C1至C3脂肪族醇、二氧化碳、丙酮、天然氣、空氣、水、酮類、醚類、甲酸甲酯、過(guò)氧化氫及它們的組合。
5.權(quán)利要求I的組合物，其中所述聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物提高氫氟碳烴發(fā)泡劑在聚合物熔體中的溶解度。
6.權(quán)利要求I的組合物，其中所述一種或多種紅外衰減劑選自納米石墨、炭黑、粉末狀無(wú)定形碳、活性炭、浙青、顆粒狀的浙青、碾碎的玻璃、纖維玻璃線束、云母、氧化鐵黑、金屬薄片、碳納米管、納米石墨烯小片、碳納米纖維、活性炭、二氧化鈦、及它們的組合。
7.權(quán)利要求I的組合物，其中 所述能發(fā)泡的聚合物材料在所述組合物中存在的量為約O. 5%至約5. 0%，基于組合物的所有干組分的重量； 所述至少一種發(fā)泡劑在所述組合物中存在的量為約5. 0%至約10. 0%，基于組合物的所有干組分的重量； 所述一種或多種紅外衰減劑在所述組合物中存在的量為約O. 01%至約10. 0%，基于組合物的所有干組分的重量；和 所述聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物在所述組合物中存在的量為約1.0%至約15. 0%，基于組合物的所有干組分的重量。
8.一種剛性熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，其包含 擠出的能發(fā)泡的組合物，所述能發(fā)泡的組合物含有 能發(fā)泡的聚合物材料；
9.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、C1至C9脂肪族烴、C1至C3脂肪族醇、二氧化碳、丙酮、天然氣、空氣、水、酮類、醚類、甲酸甲酯、過(guò)氧化氫及它們的組合。
10.權(quán)利要求9的熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，其中所述聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物在所述聚合物泡沫體產(chǎn)品中提供約O. Imm至約O. 2mm的泡孔尺寸。
11.權(quán)利要求9的熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，其中所述能發(fā)泡的聚合物材料是鏈烯基芳族聚合物材料。
12.權(quán)利要求9的熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，其中所述一種或多種紅外衰減劑選自納米石墨、炭黑、活性炭、粉末狀無(wú)定形碳、浙青、顆粒狀的浙青、碾碎的玻璃、纖維玻璃線束、云母、氧化鐵黑、金屬薄片、碳納米管、納米石墨烯小片、碳納米纖維、活性炭、二氧化鈦、及它們的組合。
13.權(quán)利要求9的熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，其中所述聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物增加所述發(fā)泡的產(chǎn)品的泡孔尺寸，而不有害地影響所述發(fā)泡的產(chǎn)品的物理或者熱性質(zhì)。
14.權(quán)利要求9的熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，其中所述聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物增加氫氟碳烴發(fā)泡劑在聚合物熔體中的溶解度。
15.形成剛性、閉孔的泡沫體產(chǎn)品的方法，其包括 將至少一種鏈烯基芳族聚合物材料、至少一種紅外衰減劑、和聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物加熱至第一溫度，所述第一溫度足以將所述至少一種聚合物材料熔融并形成聚合物熔體； 在第一壓力將一種或多種發(fā)泡劑加入所述聚合物熔體中以形成能發(fā)泡的凝膠； 將所述能發(fā)泡的凝膠冷卻至第二溫度，所述第二溫度小于所述第一溫度；和 在足以形成剛性、閉孔的擠出的泡沫體產(chǎn)品的壓力擠出所述冷卻的聚合物熔體，其中所述聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物具有下式
16.權(quán)利要求15的方法，其中所述至少發(fā)泡劑選自氫氟碳烴、C1至C9脂肪族烴、C1至C3脂肪族醇、二氧化碳、丙酮、天然氣、空氣、水、酮類、醚類、甲酸甲酯、過(guò)氧化氫及它們的組口 O
17.權(quán)利要求15的方法，其中所述聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物和所述至少一種加工助劑同時(shí)或者基本上同時(shí)添加到所述聚合物熔體中。
18.權(quán)利要求15的方法，還包括 在載體中配混所述聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物；將所述配混的聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷造粒形成粒料；和將所述粒料添加至所述聚合物熔體。
19.權(quán)利要求15的方法，其中所述聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物在所述擠出的泡沫體產(chǎn)品中提供約O. Imm至約O. 2mm的泡孔尺寸和5. 0-7. O的R-值。
20.權(quán)利要求15的方法，其中所述聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物是將聚環(huán)氧乙烷結(jié)合到所述聚合物熔體中的載體。
全文摘要
本申請(qǐng)?zhí)峁┚酆衔锱菽w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，紅外衰減劑，和聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物。在示例性的實(shí)施方式中，該發(fā)泡劑含有HFC。用聚環(huán)氧乙烷接枝的馬來(lái)酸酐-苯乙烯共聚物增加聚合物泡沫體的泡孔尺寸，并且抵消或者甚至是排除了HFC發(fā)泡劑和/或紅外衰減劑導(dǎo)致的降低的泡孔尺寸。此外，用聚環(huán)氧乙烷接枝的馬來(lái)酸酐-苯乙烯的共聚物對(duì)于組合物中的發(fā)泡劑的可加工性具有積極效果，同時(shí)放寬加工窗口和增加發(fā)泡劑在聚合物熔體的溶解度。因此，存在于本發(fā)明的組合物中的聚苯乙烯/馬來(lái)酸酐接枝的聚環(huán)氧乙烷共聚物用作泡孔增大劑，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(hào)C08J9/14GK102791780SQ201180011450
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者B·巴泰爾, K·羅德里蓋斯, R·M·布賴恩德?tīng)? Y·德拉維茲 申請(qǐng)人:歐文斯科寧知識(shí)產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)有限公司, 阿克蘇諾貝爾化學(xué)國(guó)際有限責(zé)任公司