[发明专利]含有碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯或碳酸亚丁酯作为加工助剂的挤出聚苯乙烯泡沫

说明书

本发明的技术领域和工业实用性

本发明总体上涉及挤出泡沫产品，而且更具体地涉及含有至少一种氢氟烃(hydrofluorocarbon，HFC)发泡剂，一种或多种红外衰减剂(infrared attenuating agent，IAA)和在发泡产品中用来提高绝热能力和降低热导率的碳酸亚丙酯的聚苯乙烯泡沫。还提供一种形成该聚合物泡沫的方法。

背景技术

发泡树脂结构可用于多种应用，如绝热、缓冲、作为包装和作为吸附剂。通常，通过将聚合物和任何所需的添加剂一起熔融以形成聚合物熔体来制造挤出泡沫。将发泡剂与聚合物熔体在合适的温度与压力下进行混合以产生可发泡的凝胶混合物。然后，将可发泡的凝胶混合物冷却，并挤出到减压区域，从而导致凝胶发泡并形成所需的挤出泡沫产品。可以理解的是，聚合物(一种或多种)、发泡剂(一种或多种)和添加剂的相对数量，以及温度和将压力降低的方式都往往会影响所得泡沫产品的质量和性能。

用于挤出泡沫产品的常规发泡剂包括氯氟烃(chlorofluorocarbon，CFC)和氢氯氟烃(hydrochlorofluorocarbon，HCFC)。CFC和HCFC发泡剂两者的优点之一是在制造工艺过程中，其在聚合物熔体中的溶解度高。当将发泡剂与聚合物熔体混合时，较高的发泡剂溶解度促进粘度的降低。进而，较低的粘度导致较低的用于混合的能量需求。另一方面，这些常规发泡剂的主要缺点是由于逐渐增长的环境关注，越来越多的世界各国政府已经明令消除CFC和HCFC发泡剂。由于CFC和一些其它卤代烃能导致平流层臭氧消耗和全球变暖，所以它们已经被认为严重威胁全球环境。化学品例如CFC和HCFC的臭氧消耗和全球变暖影响分别通过臭氧消耗潜在可能性(ODP)和全球变暖潜在可能性(GWP)来测定。

考虑到逐步淘汰具有高ODP和高GWP的发泡剂的强制性形势，已经有在绝热泡沫应用中采用更加环境友好的发泡剂，例如氢氟烃(HFC)和CO₂来取代常规发泡剂的倾向。尽管与HFC和CO₂相比，HCFC提供了优异的热阻挡层，但是存在于HCFC中的氯仍然具有臭氧消耗潜在可能性。另外，随着时间的推移，泡沫中剩余的氯氟烃气相释放到大气中，从而降低了泡沫的绝热值(insulative value)，并可能进一步有助于全球变暖潜在可能性。此外，依赖于所选的特定发泡剂，每种“非常规”发泡剂均导致不同的泡孔尺寸和形态。另外，通过这些通常环境友好的发泡剂生产的泡沫的泡孔尺寸太小以致于不能给发泡产品提供可接受的绝热值，并且通常导致较高的密度和更昂贵的产品。例如，HFC-134a比HCFC-142b更少地溶于聚苯乙烯熔体中。相比于HCFC-142b，HFC-134a生成具有小的泡孔尺寸的泡沫，其在加工中制造困难。

为了降低发泡产品的热导率和提高发泡产品的绝热值，已经在聚合物泡沫产品中使用诸如炭黑、粉末状无定形碳、石墨和二氧化钛的红外衰减剂(IAA)作为填料。但是，在可发泡组合物中与HFC发泡剂结合地包含红外衰减剂倾向于提高熔体流变性能和减小泡沫产品的泡孔尺寸。另外，当存在该红外衰减剂和HFC发泡剂时，需要不希望的高的模头压力。

尽管以前试图利用红外衰减剂来改进绝热性能，在本领域中仍然需要获得一种挤出聚合物泡沫，其在使用非HCFC发泡剂时具有提高的泡孔尺寸，并保持常规挤出聚苯乙烯泡沫的积极的物理性能，以及提供具有提高的绝热值(insulation value)(R-值)的泡沫产品。

发明内容

发明概述

本发明的一个目的是提供一种用于形成闭孔硬质热塑性聚合物泡沫的组合物，其包括可发泡聚合物材料，至少一种选自氢氟烃、C₁至C₉脂族烃、C₁至C₃脂族醇、天然气体和它们的组合的发泡剂，一种或多种纳米尺寸(nanosize)的红外衰减剂，以及选自碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯和它们的组合的加工助剂。

本发明的另外一个目的是提供一种组合物，其中所述可发泡聚合物材料以组合物重量的60wt％至95wt％的量存在于组合物中，所述至少一种发泡剂以组合物重量的0.1wt％至12.0wt％的量存在于组合物中，所述一种或多种纳米尺寸的红外衰减剂以组合物重量的0.10wt％至2.0wt％的量存在于组合物中，以及所述加工助剂以组合物重量的0.1至1.0wt％的量存在于组合物中。