專利名稱：用于提高熱塑性泡沫體中的水蒸氣滲透度的聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物的制作方法
用于提高熱塑性泡沬體中的水蒸氣滲透度的聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物 本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域和工業(yè)實用性本發(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，所述泡沫體含有用聚環(huán)氧乙烷接枝的馬來酸酐-苯乙烯的共聚物，其中所述聚合物泡沫體具有改善的水蒸氣滲透度，并且不具有損耗臭氧的能力和具有低的全球變暖能力。還提供了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。當將發(fā)泡劑與聚合物熔體混合時，較高的發(fā)泡劑溶解度促進粘度的降低。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)越來越認識到CFC，和許多其它的鹵代烴具有嚴重的全球環(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?？紤]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，并且潛在性地進一步促使全球變暖。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，它們提供細菌、真菌、和/或霉菌在泡沫板中或上的生長的載體媒介。細菌、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已經(jīng)集中于限制在壁組件中液態(tài)水和水蒸氣冷凝的侵擾。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，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、用聚環(huán)氧乙烷接枝的馬來酸酐-苯乙烯的共聚物、和任選的紅外衰減劑。所述發(fā)泡劑可選自氫氟碳烴X1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、過氧化氫、及它們的組合。所述用聚環(huán)氧乙烷接枝的馬來酸酐-苯乙烯的共聚物給使用本發(fā)明的組合物制備的發(fā)泡的 產(chǎn)品提供I. I的滲透英寸(perm inch)或更大的水蒸氣滲透度。在示例性的實施方式中，所述能發(fā)泡的聚合物材料包含聚苯乙烯、發(fā)泡劑(包括HFC發(fā)泡劑)、和紅外衰減劑(包括石墨或者納米石墨)。所述用聚環(huán)氧乙烷接枝的馬來酸酐-苯乙烯的共聚物具有式I中所示的結(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，其包括 能發(fā)泡的聚合物材料； 至少ー種發(fā)泡劑；和 具有下式的聚苯こ烯/聚環(huán)氧こ烷共聚物，
2.權(quán)利要求I的組合物，還包含至少ー種紅外衰減劑。
3.權(quán)利要求2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、顆粒狀的浙青、碾碎的玻璃、玻璃纖維線束、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、活性碳、ニ氧化鈦、及它們的組合。
4.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，其選自聚氯こ烯、氯化聚氯こ烯、聚こ烯、聚丙烯、聚碳酸酷、聚異氰脲酸酯、聚醚酰亞胺、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酷、聚甲基丙烯酸甲酷、聚苯醚、聚氨酷、酚醛塑料、聚烯烴、苯こ烯丙烯腈共聚物、丙烯腈丁ニ烯苯こ烯共聚物、丙烯酸類/苯こ烯/丙烯腈嵌段三元共聚物、聚砜、聚氨酯、聚苯硫醚、縮醛樹脂、聚酰胺、聚芳酰胺、聚酰亞胺、聚丙烯酸酯、こ烯和丙烯的共聚物、苯こ烯和丁ニ烯的共聚物、こ酸こ烯酯和こ烯的共聚物、橡膠改性的聚合物、熱塑性聚合物共混物、及它們的組合。
5.權(quán)利要求I的組合物，其中所述至少ー種發(fā)泡劑選自氫氟碳烴、C1至C9脂肪族烴、C1至C3脂肪族醇、ニ氧化碳、丙酮、天然氣、空氣、水、酮類、醚類、甲酸甲酷、過氧化氫及它們的組合。
6.權(quán)利要求I的組合物，其中所述聚苯こ烯/聚環(huán)氧こ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。
7.權(quán)利要求2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60%至約95%，基于組合物的所有干組分的重量； 所述至少ー種發(fā)泡劑在所述組合物中存在的量為約6. 0%至約8. 5%，基于組合物的所有干組分的重量； 所述聚苯こ烯/聚環(huán)氧こ烷共聚物在所述組合物中存在的量為約0. 5%至約5. 0%，基于組合物的所有干組分的重量；和 所述紅外衰減劑在所述組合物中存在的量為約0. 01%至約5. 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 一種擠出的能發(fā)泡的組合物，所述能發(fā)泡的組合物包含能發(fā)泡的聚合物材料； 至少ー種發(fā)泡劑；和 具有下式的聚苯こ烯/聚環(huán)氧こ烷共聚物，
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、ニ氧化碳、丙酮、天然氣、空氣、水、酮類、醚類、甲酸甲酷、過氧化氫及它們的組合。
10.權(quán)利要求8的熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，其中所述聚苯こ烯/聚環(huán)氧こ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。
11.權(quán)利要求10的熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，還包括選自以下的紅外衰減劑納米石墨、炭黑、活性碳、粉末狀無定形碳、浙青、顆粒狀的浙青、碾碎的玻璃、玻璃纖維線束、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、活性碳、ニ氧化鈦、及它們的組 合。
12.權(quán)利要求10的熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，其中所述聚苯こ烯/聚環(huán)氧こ烷共聚物増加所述發(fā)泡的產(chǎn)品的水蒸氣滲透度，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)。
13.權(quán)利要求12的熱塑性聚合物泡沫體產(chǎn)品，其中所述聚苯こ烯/聚環(huán)氧こ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。
14.權(quán)利要求13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。
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和聚苯こ烯/聚環(huán)氧こ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； 在第一壓カ將ー種或多種發(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)品的壓カ擠出所述冷卻的聚合物熔體，所述泡沫體產(chǎn)品的水蒸氣滲透度為至少I. I滲透英寸， 其中所述聚苯こ烯/聚環(huán)氧こ烷共聚物具有下式
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、ニ氧化碳、丙酮、天然氣、空氣、水、酮類、醚類、甲酸甲酯、過氧化氫及它們的組
17.權(quán)利要求16的方法，其中所述加熱步驟還包括加熱紅外衰減劑，從而將所述紅外衰減劑結(jié)合到所述聚合物熔體中。
18.權(quán)利要求15的方法，其中將所述聚苯こ烯/聚環(huán)氧こ烷共聚物和所述至少ー種加エ助劑同時或者基本上同時添加到所述聚合物熔體中。
19.權(quán)利要求15的方法，還包括 在載體中配混所述聚苯こ烯/聚環(huán)氧こ烷共聚物； 將所述配混的聚苯こ烯/聚環(huán)氧こ烷造粒形成粒料； 和將所述粒料添加至所述聚合物熔體。
20.權(quán)利要求15的方法，其中所述聚苯こ烯/聚環(huán)氧こ烷共聚物是將聚環(huán)氧こ烷結(jié)合到所述聚合物熔體中的載體。
全文摘要
提供含有能發(fā)泡的聚合物材料、至少一種發(fā)泡劑、聚苯乙烯/聚環(huán)氧乙烷共聚物、和任選的、紅外衰減劑的聚合物泡沫體和聚合物泡沫體產(chǎn)品。在示例性的實施方式中，該發(fā)泡劑包括至少一種氫氟碳烴發(fā)泡劑。用聚環(huán)氧乙烷接枝的馬來酸酐-苯乙烯共聚物給擠出的泡沫體產(chǎn)品提供1.1滲透英寸或更大的水蒸氣滲透度，而不有害地影響產(chǎn)品的物理或熱性質(zhì)。此外，用聚環(huán)氧乙烷接枝的馬來酸酐-苯乙烯的共聚物對組合物中發(fā)泡劑的可加工性具有積極影響同時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/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C08K3/34GK102782029SQ201180011447
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, M·Z·維克里, 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