專利名稱：含有共聚單體的苯乙烯類聚合物泡沫材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可發(fā)泡的苯乙烯類聚合物凝膠，它可以用二氧化碳發(fā)泡劑發(fā)泡形成一種閉孔泡沫結(jié)構(gòu)；本發(fā)明還涉及一種制造上述泡沫結(jié)構(gòu)的方法。
由于對(duì)使用可能減少臭氧的發(fā)泡劑或可燃性發(fā)泡劑而出現(xiàn)的對(duì)環(huán)境的關(guān)心，所以最好是用含二氧化碳的發(fā)泡劑制造苯乙烯類聚合物泡沫結(jié)構(gòu)。在美國(guó)專利4455272，4559367和歐洲專利申請(qǐng)89114160.8中，可以看到用二氧化碳發(fā)泡的此類泡沫結(jié)構(gòu)。
用二氧化碳作為苯乙烯類聚合物泡沫結(jié)構(gòu)的發(fā)泡劑存在的問題是，它在苯乙烯類聚合物熔體中相對(duì)較低的溶解性。低溶解性導(dǎo)致高的系統(tǒng)壓力，表現(xiàn)為高的壓力降和過高的模具壓力。降低壓力降和模具壓力可節(jié)省能源，改進(jìn)表皮的質(zhì)量，并減少加工設(shè)備的壓力負(fù)載要求。低的二氧化碳溶解性還產(chǎn)生小的泡孔尺寸和高密度。提高二氧化碳溶解性則使泡孔尺寸變大，密度降低，從而產(chǎn)生較大的可能的發(fā)泡橫截面。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種能形成閉孔泡沫結(jié)構(gòu)的可發(fā)泡苯乙烯類聚合物凝膠，它包含a)苯乙烯類聚合物材料的可流動(dòng)熔體，該材料含有基于其總重50％以上的苯乙烯類單體單元和0.1—40％的含氧單體單元；和b)發(fā)泡劑，含有基于其總重5％或更多的二氧化碳。用二氧化碳作發(fā)泡劑時(shí)，含氧共聚單體在苯乙烯類聚合物材料熔體中的存在可以使加工的操作壓力比沒有含氧共聚單體存在時(shí)顯著減少。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種制造苯乙烯類聚合物泡沫結(jié)構(gòu)的方法，該方法包含a)加熱苯乙烯類聚合物材料；b)在升高的壓力下將發(fā)泡劑加入到熔融的聚合物材料中，形成可發(fā)泡的凝膠；和c)在減壓下使可發(fā)泡的凝膠發(fā)泡，形成泡沫結(jié)構(gòu)。最好是將可發(fā)泡的凝膠冷卻到最佳發(fā)泡溫度，然后將其通過模具擠出發(fā)泡，形成泡沫結(jié)構(gòu)。發(fā)泡劑含有基于其總重量計(jì)5％或更多的二氧化碳。苯乙烯類聚合的含有基于其總重量50％以上的苯乙烯類單體單元和0.1—40％的含氧單體單元。
本發(fā)明的泡沫結(jié)構(gòu)包含苯乙烯類聚合物材料。適合的苯乙烯類聚合物材料包括苯乙烯類均聚物以及苯乙烯類化合物與可共聚的烯屬不飽和共聚單體的共聚物。苯乙烯類聚合物材料還可以包括較小比例的非苯乙烯類聚合物。苯乙烯類聚合物材料可以只由一種或多種苯乙烯類共聚物、一種或多種苯乙烯類均聚物(例如聚苯乙烯)和一種或多種苯乙烯類共聚物的共混物、或者上述任何一種物質(zhì)與非苯乙烯類聚合物的共混物組成。無(wú)論如何組合，苯乙烯類聚合物材料包含占重量50％以上，優(yōu)選70％以上的苯乙烯類單體單元。最優(yōu)選的是，苯乙烯類聚合物材料包含苯乙烯類共聚物和苯乙烯類均聚物的共混物。根據(jù)尺寸排阻色譜法的測(cè)試，優(yōu)選的苯乙烯類聚合物的重均分子量為100000—350000。
可聚合形成苯乙烯類聚合物材料中有用的苯乙烯類聚合物的適合的苯乙烯類單體包括那些由鏈烯基芳族化合物衍生出的物質(zhì)，例如苯乙烯、α—甲基苯乙烯、α—乙基苯乙烯、乙基苯乙烯、乙烯基苯、乙烯基甲苯、氯苯乙烯和溴苯乙烯。
在本發(fā)明中，最好是選擇其熔體具有較高的二氧化碳溶解性的苯乙烯類聚合物材料。提高二氧化碳的溶解性可以使制造泡沫結(jié)構(gòu)的操作壓力降低?？梢越档蛿D出機(jī)壓力、混合機(jī)壓力、口模壓力和擠出機(jī)或混合機(jī)與口模之間的壓力降。
苯乙烯類聚合物材料含有基于其總重量計(jì)0.1—40％，優(yōu)選0.3—30％，更優(yōu)選2—20％的含氧單體(OCM)單元。OCM將是一種不同于苯乙烯類共聚單體或苯乙烯類化合物的化合物，并且OCM將與它們共聚。相對(duì)于不含OCM單體單元含量的相應(yīng)的苯乙烯類聚合物材料，苯乙烯類聚合物材料的OCM含量可提高該材料中二氧化碳的溶解性。
適合的OCM包括以下通式的化合物 其中R1和R2是H(氫)或C1-8烷基。適合的OCM包括C1-8烷基的酸、酯和酸酐，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、馬來酸、衣康酸、馬來酸酐、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯。其它適合的OCM包括C1-8脂族醇，例如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、正戊醇、異戊醇、新戊醇、正己醇、h—庚醇和正辛醇。優(yōu)選的苯乙烯類聚合物材料是具有OCM含量的那些，例如含有苯乙烯/丙烯酸共聚物、苯乙烯/丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯以及聚苯乙烯與上述任何一種或所有種類物質(zhì)的混合物的那些。
也可以使用除OCM以外的較小量的其它可共聚的單烯屬不飽和化合物，例如離聚物衍生物、C4-6二烯和C2-8烯烴。適合的可共聚化合物的例子包括丙烯腈、乙烯醇、酰胺、丁二烯、馬來酰亞胺、乙烯基硅氧烷、戊二烯、己二烯、乙烯、丙烯、己烯和辛烯。
泡沫結(jié)構(gòu)通常是這樣形成的使苯乙烯類聚合物材料熔融和混合，形成聚合物材料熔體，將發(fā)泡劑加入到該熔體中，形成可發(fā)泡的凝膠，通過模具擠出可發(fā)泡的凝膠，形成泡沫結(jié)構(gòu)。在熔融和混合過程中，聚合物被加熱到該聚合物材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或高于此溫度。借助于該技術(shù)中已知的任何裝置來完成聚合物材料與任何添加劑的熔融和混合，例如用擠出機(jī)、混合機(jī)或摻混機(jī)。同樣，通過上述任何一種裝置，將發(fā)泡劑加入或摻混到聚合物材料的熔體中。在升高的壓力下將發(fā)泡劑與聚合物材料的熔體摻混，這個(gè)壓力足以防止形成的塑料凝膠真正發(fā)泡或者足以防止可發(fā)泡凝膠內(nèi)的發(fā)泡劑失去通常均勻的分散。以每100份要被發(fā)泡的聚合物加入1—30份，優(yōu)選加入2—18份的重量比例，將發(fā)泡劑加入到熔體中。優(yōu)選以液體、氣體或蒸汽的形式，將發(fā)泡劑加到熔體中。最好使發(fā)泡凝膠通過冷卻器或冷卻區(qū)，以降低該凝膠的溫度至最佳發(fā)泡溫度。對(duì)于苯乙烯類聚合物，典型的最佳發(fā)泡溫度范圍為110℃—135℃。然后使冷卻了的凝膠通過模具進(jìn)入降低或減小壓力的區(qū)域，形成泡沫結(jié)構(gòu)。降低壓力區(qū)域的壓力低于可發(fā)泡凝膠通過模具擠出前所保持的壓力。這個(gè)降低的壓力可以是超過大氣壓的或低于大氣壓(真空)的，但優(yōu)選的是在大氣壓力的水平。
本發(fā)明中所用的發(fā)泡劑含有基于其總重量5％或更多，優(yōu)選10％或更多，更優(yōu)選20％或更多，最優(yōu)選大于70％的二氧化碳。發(fā)泡劑也可以全部由二氧化碳組成。
最理想的是使發(fā)泡劑中二氧化碳的比例達(dá)到最大。二氧化碳將泡沫結(jié)構(gòu)增塑到低于典型的有機(jī)發(fā)泡劑的程度，因此用二氧化碳制成的泡沫結(jié)構(gòu)比用有機(jī)發(fā)泡劑制成的泡沫結(jié)構(gòu)有較高的熱畸變溫度。最好是使熱畸變溫度達(dá)到最高，以使泡沫結(jié)構(gòu)對(duì)熱不太敏感。更理想的是，因?yàn)槎趸急容^經(jīng)濟(jì)而且不損害環(huán)境，所以在發(fā)泡劑中使用二氧化碳，同時(shí)還能制出理想的泡沫結(jié)構(gòu)。
可與二氧化碳共同使用的第二種發(fā)泡劑包括無(wú)機(jī)發(fā)泡劑、有機(jī)發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑。適合的無(wú)機(jī)發(fā)泡劑包括氮?dú)?、氬氣、水、空氣和氦氣。有機(jī)發(fā)泡劑包括C1-9脂族烴、C1-4的完全和部分鹵化的脂族烴、以及C1-6脂族醇。脂族烴包括甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷和新戊烷。完全或部分鹵化的脂族烴包括含氟烴、含氯烴和含氯氟烴。含氟烴的例子包括氟代甲烷、全氟甲烷、氟代乙烷、1，1—二氟乙烷、1，1，1—三氟乙烷(HFC—143a)、1，1，1，2—四氟乙烷(HFC—134a)、五氟乙烷、二氟甲烷、全氟乙烷、2，2—二氟丙烷、1，1，1—二氟丙烷、全氟丙烷、二氯丙烷、二氟丙烷、全氟丁烷、全氟環(huán)丁烷。用于本發(fā)明中的部分鹵化的含氯烴和含氯氟烴包括氯代甲烷、二氯甲烷、氯代乙烷、1，1，1—三氯乙烷、1，1—二氯—1—氟乙烷(HCFC—141b)、1—氯—1，1—二氟乙烷(HCFC—142b)、1，1，—二氯—2，2，2—三氟乙烷(HCFC—123)和1—氯—1，2，2，2—四氟乙烷(HCFC—124)。完全鹵化的含氯氟烴包括三氯一氟甲烷(CFC—11)、二氯二氟甲烷(CFC—12)、三氯三氟乙烷(CFC—113)、1，1，1—三氟乙烷、五氟乙烷、二氯四氟乙烷(CFC—114)、一氯五氟丙烷和二氯六氟丙烷、C1-6脂族醇包括乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、正戊烷、異戊烷、新戊烷、正己醇和異己醇?；瘜W(xué)發(fā)泡劑包括偶氮二酰胺、偶氮二異丁腈、苯磺酰肼、4，4—羥苯磺酰氨基脲、對(duì)—甲苯磺酰氨基脲、偶氮二羧酸鋇、N，N′—二甲基—N，N′—二亞硝基對(duì)苯二甲酰胺和三肼基三嗪。
優(yōu)選的第二種發(fā)泡劑是異戊烷、乙醇和它們的混合物。
盡管制造本發(fā)明結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方法是擠出法，但是應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，也可以通過珠粒料的發(fā)泡來形成上述結(jié)構(gòu)，珠粒料在發(fā)泡時(shí)被模塑，形成各種形狀的結(jié)構(gòu)。由模塑的可發(fā)泡的珠粒料形成的絕熱板通常被稱為珠粒板。
本發(fā)明的泡沫結(jié)構(gòu)在泡孔尺寸的分布上可以是單峰或雙峰的。單峰的泡孔尺寸分布是，就擠出的泡沫而論，除了表皮區(qū)域外整個(gè)泡沫結(jié)構(gòu)的泡孔尺寸通常是均勻的那種情況。雙峰的泡孔尺寸分布是，有一組較大的通常尺寸均勻的第一種泡孔和另一組較小的通常尺寸均勻的第二種泡孔，第二種泡孔的平均泡孔尺寸范圍是第一種泡孔的平均泡孔尺寸的5％至50％。第二種泡孔可以位于第一種泡孔的孔壁或支撐內(nèi)，或者可以單獨(dú)地或兩個(gè)或更多個(gè)一組地位于第一種泡孔的外面或與第一種泡孔相鄰。支撐是三個(gè)或更多個(gè)泡孔壁的接合處。第一種泡孔通常可以分散遍及第二種泡孔，以致整個(gè)泡沫結(jié)構(gòu)通常具有兩種類型泡孔的均勻分布。用含有基于其總重1％或更多的水的發(fā)泡劑，可以形成雙峰的結(jié)構(gòu)。使用其中水含量足夠少的發(fā)泡劑時(shí)，可以形成單峰的結(jié)構(gòu)。用于制造本發(fā)明的泡沫結(jié)構(gòu)的發(fā)泡劑可以含有水或不含水。其目的在于具有雙峰泡孔分布的泡沫結(jié)構(gòu)及其制造方法的另外一些論述，可以在以下專利文獻(xiàn)中看到，美國(guó)專利4455272和4559367，1992年6月9日中請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)07/895970號(hào)和1992年6月9日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)07/896025號(hào)，以及歐洲專利申請(qǐng)89114160.8號(hào)。
泡沫結(jié)構(gòu)可以含有另外一些添加劑，例如顏料、填料、抗氧化劑、成核劑、擠出助劑、成核劑、穩(wěn)定劑、抗靜電劑、阻燃劑或除酸劑。
泡沫結(jié)構(gòu)是閉孔的，并且根據(jù)ASTM D—2856—87，其閉孔含量為至少90％。
本發(fā)明的泡沫結(jié)構(gòu)基本上是不交聯(lián)的，或者是基本上無(wú)交聯(lián)的。但是允許本發(fā)明的泡沫結(jié)構(gòu)有輕度交聯(lián)，這種交聯(lián)可以在不使用交聯(lián)劑或輻射的情況下自然地發(fā)生。
根據(jù)ASTM D1622—88，泡沫結(jié)構(gòu)的優(yōu)選密度為16—80kg/m3。根據(jù)ASTM D3576—77，泡沫成分進(jìn)一步優(yōu)選的平均泡孔尺寸為0.05—2.4mm。優(yōu)選的泡沫結(jié)構(gòu)是全部用二氧化碳發(fā)泡的，其平均泡孔尺寸為0.5mm或更小。
通過將由本發(fā)明的結(jié)構(gòu)成型的絕熱板施加到表面上，可以將該泡沫結(jié)構(gòu)用于各種表面的絕熱。這種絕熱板可用于任何常規(guī)的絕熱用途，例如屋頂、建筑物和電冰箱的絕熱。
還可以將該泡沫結(jié)構(gòu)制成許多分離的泡沫顆粒形狀，用于常規(guī)的緩沖填充和包裝用途。
以下是本發(fā)明的實(shí)施例，不應(yīng)將它們看做是對(duì)本發(fā)明的限制。除非另有說明，所有的百分?jǐn)?shù)、份數(shù)或比例都是按重量計(jì)的。除非另有說明，術(shù)語(yǔ)“pph”是指按重量計(jì)相對(duì)于每100份聚合物或聚合物混合物的份數(shù)。
閉孔的苯乙烯類聚合物泡沫結(jié)構(gòu)是按照以下實(shí)施例中的本發(fā)明方法制造的。
一些物理性能是按以下方法測(cè)得的密度按ASTM D1622—88，泡孔尺寸按ASTM D3576—77，開孔含量按ASTM D2856—87，環(huán)境尺寸變化(E.D.C.)按ASTM C—578—83，水蒸汽滲透率(WVP)按BS—4370(方法8)。實(shí)施例1和對(duì)比例1用苯乙烯—丙烯酸丁酯共聚物(SBA)與二氧化碳和水的發(fā)泡劑制備閉孔苯乙烯類聚合物泡沫結(jié)構(gòu)。還制備了不含該共聚物的對(duì)比泡沫結(jié)構(gòu)。
所用的設(shè)備包括串聯(lián)的1.25英寸(3.2cm)直徑的擠出機(jī)、混合機(jī)、冷卻器和模具。按表1中所示的量，將二氧化碳和水注入到混合機(jī)中。將冷卻區(qū)的溫度調(diào)到最佳的均勻發(fā)泡溫度。
在試驗(yàn)1中，對(duì)比泡沫結(jié)構(gòu)用聚苯乙烯樹脂制成，根據(jù)尺寸排阻色譜法(SEC)，該樹脂的重均分子量為200000。共聚物中丙烯酸丁酯的含量為6％。在表1中列出了加工條件和物理特性值。
令人驚奇的是，與對(duì)比泡沫結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的泡沫結(jié)構(gòu)具有較低的密度和較大的泡孔尺寸。橫截面也比較大。實(shí)施例2和對(duì)比例2按本發(fā)明的方法，用聚苯乙烯與苯乙烯—丙烯酸丁酯共聚物的共混物和二氧化碳發(fā)泡劑制備閉孔苯乙烯聚合物泡沫結(jié)構(gòu)。還制備了不含共聚物的對(duì)比泡沫結(jié)構(gòu)。
使用實(shí)施例1的設(shè)備。使用按重量計(jì)75％的聚苯乙烯和25％的苯乙烯—丙烯酸丁酯共聚物，根據(jù)SEC，其中聚苯乙烯的重均分子量為172000，其中共聚物的重均分子量為200000。按重量計(jì)，該共聚物含有88％的苯乙烯單體單元和12％的丙烯酸丁酯單體單元。按表2所示的不同的量，將不同量的二氧化碳注入到混合機(jī)中。調(diào)整加工溫度以獲得最佳的均勻發(fā)泡溫度。表2中包括了加工條件和物理特性值。
與試驗(yàn)3的對(duì)比泡沫結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的泡沫結(jié)構(gòu)(試驗(yàn)4)顯示出較低的壓力降、較低的密度和較好的表皮質(zhì)量。實(shí)施例3和對(duì)比例3根據(jù)本發(fā)明的方法，用聚苯乙烯、苯乙烯—丙烯酸丁酯共聚物和/或聚α—甲基苯乙烯(PAMS)的共混物，制備閉孔苯乙烯聚合物的泡沫結(jié)構(gòu)。制備不含該共聚物的對(duì)比泡沫結(jié)構(gòu)。用二氧化碳作為發(fā)泡劑。
使用實(shí)施例1中的設(shè)備。以表3中所示的不同的量，將二氧化碳加到混合機(jī)中。
對(duì)比泡沫結(jié)構(gòu)由聚苯乙烯組成，以及由80/20重量比的聚苯乙烯和低分子量聚α—甲基苯乙烯的共混料組成。按SEC，這種聚α—甲基苯乙烯的重均分子量為11900，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度按差示掃描量熱法為142℃。該聚α—甲基苯乙烯被用于降低凝膠的管線壓力。上述聚苯乙烯的重均分子量按SEC為200000。
與只用聚苯乙烯的情況相比，通過與苯乙烯—丙烯酸丁酯共聚物和聚α—甲基苯乙烯的結(jié)合使用，較大地降低了壓力降。此外，可以使用較高的二氧化碳含量，以形成較低的密度。實(shí)施例4和對(duì)比例4用苯乙烯—丙烯酸共聚物(SAA)與二氧化碳和水的發(fā)泡劑，制備閉孔苯乙烯聚合物泡沫結(jié)構(gòu)。用聚苯乙烯代替SAA，來制備對(duì)比的泡沫結(jié)構(gòu)。
除了共聚物是苯乙烯—丙烯酸共聚物，基于共聚物重量丙烯酸含量為3％以外，設(shè)備和配方與實(shí)施例1的相同。調(diào)節(jié)冷卻區(qū)的溫度，以獲得132℃—137℃的最佳均勻發(fā)泡溫度。表4中表示了加工條件和物理特性值。按SEC，用于對(duì)比結(jié)構(gòu)的聚苯乙烯的重均分子量為200000。
與不用SAA的情況相比，SAA的使用大幅度地減小了壓力降。此外，與不用SAA的情況相比，用SAA形成了較大橫截面的泡沫結(jié)構(gòu)。實(shí)施例5和對(duì)比例5根據(jù)本發(fā)明的方法，用苯乙烯—丙烯酸丁酯共聚物，以及用該共聚物與聚苯乙烯的摻混物，制備閉孔苯乙烯類聚合物泡沫結(jié)構(gòu)。還制備了對(duì)比的聚苯乙烯的泡沫結(jié)構(gòu)。
設(shè)備包括串聯(lián)的2英寸(5.1cm)擠出機(jī)、混合機(jī)、冷卻器和模具。發(fā)泡劑是不同量的二氧化碳?；谙鄳?yīng)的苯乙烯—丙烯酸丁酯(SBA)共聚物的總重量，SBA共聚物的丙烯酸丁酯含量為4％和13％。聚苯乙烯為普通用途的聚苯乙烯，根據(jù)SEC，其重均分子量為200000。
用高于由聚苯乙烯組成的對(duì)比結(jié)構(gòu)(試驗(yàn)11)的二氧化碳含量，可以制備用SBA共聚物構(gòu)成的本發(fā)明泡沫結(jié)構(gòu)(試驗(yàn)12—16)，而且仍然獲得了優(yōu)良的表皮質(zhì)量和大的泡孔尺寸。由于高的二氧化碳含量通常會(huì)造成差的表皮質(zhì)量和小的泡孔尺寸，所以這是不平常的。此外，該泡沫顯示出低于對(duì)比泡沫結(jié)構(gòu)的密度和與對(duì)比泡沫結(jié)構(gòu)相同的機(jī)械特性。該泡沫結(jié)構(gòu)的熱性能優(yōu)良并且抗水蒸汽。實(shí)施例6和對(duì)比例6按本發(fā)明的方法，用SBA共聚物制備閉孔苯乙烯類聚合物泡沫結(jié)構(gòu)。用聚苯乙烯制備對(duì)比結(jié)構(gòu)。發(fā)泡劑是二氧化碳和乙醇(E-tOH)。
按照實(shí)施例3制備泡沫結(jié)構(gòu)。在本試驗(yàn)中所用的SBA共聚物中丙烯酸丁酯的含量占該共聚物總重量的4％。按SEC，聚苯乙烯的重均分子量為200000。
與對(duì)比泡沫結(jié)構(gòu)(試驗(yàn)17)相比，可以用非常低的混合機(jī)壓力、模頭壓力和壓力降，制備本發(fā)明的泡沫結(jié)構(gòu)(試驗(yàn)18—20)。本發(fā)明的泡沫結(jié)構(gòu)的密度低于對(duì)比結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的表皮質(zhì)量和優(yōu)良的物理特性。實(shí)施例7和對(duì)比例7按本發(fā)明的方法，用苯乙烯—丙烯酸丁酯(SBA)共聚物制備苯乙烯類聚合物泡沫結(jié)構(gòu)。還用聚苯乙烯制備對(duì)比泡沫結(jié)構(gòu)。
設(shè)備包括串聯(lián)的8英寸擠出機(jī)、混合機(jī)、冷卻器和模具。共聚物含有占該共聚物總重量3％的丙烯酸丁酯。按SEC，該共聚物的重均分子量為160000。發(fā)泡劑包括二氧化碳和異戊烷的混合物，或者二氧化碳和乙醇的混合物。按SEC，聚苯乙烯的重均分子量為200000。
用高于對(duì)比結(jié)構(gòu)(試驗(yàn)24—26)的二氧化碳含量，可以制備含有SBA共聚物的本發(fā)明泡沫結(jié)構(gòu)(試驗(yàn)21—23)。此外，與對(duì)比結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的泡沫結(jié)構(gòu)顯示出較低的密度和通常相同的機(jī)械特性。
表1實(shí)施例1的泡沫結(jié)構(gòu)
*對(duì)比例1.pph按重計(jì)，相對(duì)于每100份聚合物的發(fā)泡劑份數(shù)2.表皮質(zhì)量(G＝優(yōu)良，A＝中，P＝差)
表2實(shí)施例2的泡沫結(jié)構(gòu)<
>*對(duì)比例1.按SEC聚苯乙烯的重均分子量為172000。
2.苯乙烯/丙烯酸丁酯共聚物(丙烯酸丁酯占共聚物重量的12％)3.pph相對(duì)于每100份聚合物重量的發(fā)泡劑份數(shù)4.表皮質(zhì)量(G＝優(yōu)良；A＝中；P＝差)
表3實(shí)施例3的泡沫結(jié)構(gòu)
對(duì)比例1.按SEC聚苯乙烯的重均分子量為200000。
2.苯乙烯/丙烯酸丁酯共聚物(丙烯酸丁酯占共聚物重量的12％)3.聚α—甲基苯乙烯4.pph＝相對(duì)于每100份聚合物重量的發(fā)泡劑份數(shù)5.表皮質(zhì)量(G＝優(yōu)良；A＝中；P＝差)
表4實(shí)施例4的泡沫結(jié)構(gòu)
*對(duì)比例1.pph＝相對(duì)于每100份聚合物重量的發(fā)泡劑份數(shù)2.表皮質(zhì)量(G＝優(yōu)良；A＝中；P＝差)
表5實(shí)施例5的泡沫結(jié)構(gòu)
>*對(duì)比泡沫結(jié)構(gòu)1.添加劑是硬脂酸鋇(BaSt)、染料濃縮物、聚乙烯和滑石2.表皮質(zhì)量3.垂直方向(V)、擠出方向(E)、heighth方向(H)的壓縮強(qiáng)度和總壓縮強(qiáng)度(千帕斯卡(KPa)4.30天的水平方向(V)、擠出方向(E)和heighth方向(H)的環(huán)境尺寸變化(％)5.水蒸汽滲透性(W.V.P.)
表6實(shí)施例6的泡沫結(jié)構(gòu)<
*對(duì)比泡沫結(jié)構(gòu)1—5所表示的含義與表5的相同表7實(shí)施例7的泡沫結(jié)構(gòu)
*對(duì)比泡沫結(jié)構(gòu)1.添加劑是六溴環(huán)十二烷(HBCD)、硬脂酸鋇、焦磷酸四鈉(TSPP)和聚乙烯2.垂直方向(V)、擠出方向(E)和heighth方向(H)的壓縮強(qiáng)度及總壓縮強(qiáng)度(千帕斯卡(KPa))
權(quán)利要求
1.制備苯乙烯類聚合物泡沫結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括a)加熱按重量計(jì)含有50％以上苯乙烯類單體單元的苯乙烯類聚合物，形成熔融的聚合物材料；b)在升高的壓力下將發(fā)泡劑加到熔融聚合物材料中，形成可發(fā)泡的凝膠；和c)在減壓下使可發(fā)泡的凝膠發(fā)泡，形成泡沫結(jié)構(gòu)；該方法的特征在于上述苯乙烯類聚合物材料含有基于其總重量0.1—40％的含氧單體單元；該方法的進(jìn)一步的特征在于上述發(fā)泡劑含有基于苯乙烯類聚合物材料總重量5％或更多的二氧化碳。
2.權(quán)利要求1的方法，其中使可發(fā)泡的凝膠冷卻到最佳發(fā)泡溫度，然后通過模具將其擠出發(fā)泡，形成泡沫結(jié)構(gòu)。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中將成核劑加到熔融的聚合物材料中。
4.權(quán)利要求1或2的方法，其中的發(fā)泡劑是基于其總重量計(jì)10％或更多的二氧化碳。
5.權(quán)利要求1或2的方法，其中的發(fā)泡劑是基于其總重量計(jì)20％或更多的二氧化碳。
6.權(quán)利要求1或2的方法，其中的發(fā)泡劑是基于其總重量計(jì)70％以上的二氧化碳。
7.權(quán)利要求1或2的方法，其中的發(fā)泡劑完全是二氧化碳。
8.權(quán)利要求1或2的方法，其中的含氧單體單元選自C1-8烷基酸、C1-8烷基酯和C1-8烷基酸酐。
9.權(quán)利要求1或2的方法，其中的含氧單體單元選自苯乙烯/丙烯酸、苯乙烯/丙烯酸丁酯和苯乙烯/甲基丙烯酸丁酯。
10.權(quán)利要求1或2的方法，其中的發(fā)泡劑還包含包括C1-6脂族醇的第二種發(fā)泡劑。
11.權(quán)利要求10的方法，其中的C1-6脂族醇是乙醇。
12.權(quán)利要求1或2的方法，其中的發(fā)泡劑還包含包括C1-9脂族烴的第二種發(fā)泡劑。
13.權(quán)利要求12的方法，其中的C1-9脂族烴是異戊烷。
14.按權(quán)利要求1或2的方法獲得的泡沫結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備苯乙烯類聚合物泡沫結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括a)加熱苯乙烯類聚合物材料形成熔融的聚合物材料，該材料含有基于其總重量50％以上的苯乙烯類單體單元和0.1—40％的含氧單體單元；和b)將發(fā)泡劑加到熔融的聚合物材料中，該發(fā)泡劑含有基于其總重量5％或更多的二氧化碳。本發(fā)明還公開了一種按上述方法獲得的泡沫結(jié)構(gòu)。與不含共聚單體的苯乙烯類聚合物材料相比，用二氧化碳作發(fā)泡劑時(shí)，苯乙烯類聚合物材料中的含氧共聚單體含量能大大地降低加工操作壓力。該泡沫結(jié)構(gòu)具有低密度和優(yōu)良的質(zhì)量。
文檔編號(hào)C08J9/12GK1124969SQ94192336
公開日1996年6月19日 申請(qǐng)日期1994年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月4日
發(fā)明者C·V·沃, A·N·帕奎特 申請(qǐng)人:陶氏化學(xué)公司