[发明专利]具有改进的绝热能力的可膨胀乙烯基芳族聚合物的组合物、它们的制备方法和由其得到的膨胀制品

说明书

本发明涉及具有改进的绝热能力的可膨胀乙烯基芳族聚合物组合物、它们的制备方法和由其得到的膨胀制品。

更具体地，本发明涉及基于可膨胀乙烯基芳族聚合物，例如可膨胀苯乙烯聚合物的颗粒，其在膨胀后即使伴随着例如低于20g/l的低密度也具有降低的导热率，和由其得到的膨胀产品，即由所述乙烯基芳族组合物起始得到的挤出膨胀片材。

可膨胀乙烯基芳族聚合物，并且特别是可膨胀聚苯乙烯(EPS)是已知的长期用于制备可用于各种应用领域，其中最重要的一种是绝热的膨胀制品的产品。

这些膨胀产品通过首先在密闭环境中将用可膨胀流体，例如脂族烃如戊烷或己烷浸渍的聚合物颗粒溶胀，并且然后借助于压力和温度的同时作用使含于模具中的溶胀颗粒模塑而获得。颗粒的溶胀通常用保持在稍微高于聚合物的玻璃转变温度(Tg)的温度下的蒸汽或另外的气体进行。

膨胀聚苯乙烯的特定应用领域是在建筑工业中绝热，在其中其通常以平面片材的形式使用。通常使用具有约30g/l密度的平面膨胀聚苯乙烯片材，因为聚合物的导热率在这些值下最小。

即使在技术上可能，降到该极限以下也是不利的，因为这造成片材的导热率急剧增加，这必须通过增加其的厚度补偿。为了避免该缺陷，已经建议用绝热材料例如石墨、炭黑或铝填充聚合物。在实际中，绝热材料能够与放射性流相互作用，降低其的透过率和因此增加它们含于其中的膨胀材料的绝热性。

欧洲专利620,246例如描述一种包含分布于表面或者作为选择，引入颗粒本身内的绝热材料的可膨胀聚苯乙烯小球的制备方法。

国际专利申请WO1997/45477描述了基于包含苯乙烯聚合物、0.05-25％灯黑型炭黑和0.6-5％溴化添加剂以使得产品阻燃的可膨胀聚苯乙烯的组合物。

日本专利申请JP63183941描述了使用石墨改进聚苯乙烯泡沫的绝缘能力。

专利申请JP60031536描述了将炭黑用于制备可膨胀聚苯乙烯树脂。

国际专利申请WO2006/61571描述了基于包含具有150,000-450,000重均分子量Mw的苯乙烯聚合物、2-20重量％膨胀剂和0.05-少于1％、具有550-1,600m²/g表面积的炭黑的可膨胀聚苯乙烯的组合物。

膨胀石墨作为用于可膨胀苯乙烯聚合物的阻燃添加剂的应用也例如从US专利6,444,714获知。由包含单独的或者可能与磷衍生物混合的膨胀石墨的可膨胀聚苯乙烯颗粒/小球得到的膨胀聚苯乙烯制成的模制品仅能满足DIN 4102规定的阻燃性分类B1和B2的要求。

申请人现已发现使用文献中从未描述过的混合物-包含焦炭和膨胀石墨作为绝热添加剂，可以制备具有增强的绝热性能的基于可膨胀乙烯基芳族聚合物的组合物。实际上发现，当与焦炭组合使用时，膨胀石墨不仅允许降低传统阻燃剂例如卤素衍生物的浓度降低，而且发挥(与焦炭一起)完全不可预期的绝热剂作用。

因此，本发明的目的涉及例如颗粒或小球形式的可膨胀乙烯基芳族聚合物组合物，其包含：

a)通过使包含50-100重量％一种或多种乙烯基芳族单体和0-50重量％至少一种可共聚单体的基质聚合制备的基质；

b)相对于聚合物(a)计算，1-10重量％嵌入聚合物基质的膨胀剂；和包含以下的绝热填料：

c)相对于聚合物(a)计算，0-25重量％，优选0.05-25％，更优选0.5-10％的具有0.5-100μm，优选2-20μm平均粒径(d50)(尺寸)和根据ASTM D-3037/89(BET)测量的5-200m²/g，优选8-50m²/g表面积的粒状焦炭；和

d)相对于聚合物(a)计算，0.05-10重量％，优选0.5-5％的具有1-30μm，优选2-10μm平均粒径(尺寸)和根据ASTM D-3037/89(BET)测量的5-500m²/g，优选8-50m²/g表面积以及1.5-5g/cm³密度的粒状膨胀石墨。

如下面更好地说明，可以借助于以下获得本发明的聚合物组合物目的：

1.悬浮方法，其包括使绝热填料和可能的添加剂溶解/分散于单体中，随后在含水悬浮液中聚合并且加入膨胀剂；或

2.连续本体方法，其包括以下顺序步骤：

-将颗粒或粉末形式或者已经为熔融态的乙烯基芳族聚合物与绝热填料(原样或者母料的形式)和其他可能的添加剂混合；

-可能地，如果其没有已经处于熔融态，则将聚合物混合物加热至高于乙烯基芳族聚合物的熔点的温度；