[发明专利]能膨胀的乙烯基芳族聚合物

说明书

技术领域

本发明涉及具有增强的热绝缘能力且包含聚异丁烯(PiB)的能膨胀的乙烯基芳族聚合物。

能膨胀的乙烯基芳族聚合物和这些中特别是能膨胀的聚苯乙烯(EPS)是已经长期用于制备可在各种应用领域(其中，最重要的领域是热绝缘领域)中采用的膨胀制品的已知产品。这些膨胀产品通过如下获得：使以气体浸渍的能膨胀聚合物的珠粒(bead)胀大(swell)，和通过压力和温度的同时作用对包含在封闭的模具内的胀大颗粒(particle)进行模塑。颗粒的胀大通常用保持在略微高于聚合物的玻璃化转变温度(Tg)的温度下的水蒸汽或另外的气体实现。

膨胀聚苯乙烯的特别的应用领域是在建筑工业中的热绝缘领域，其中其通常以平坦片材的形式使用。平坦的膨胀聚苯乙烯片材通常以约15-30g/l的密度使用。

背景技术

本说明书和权利要求书中使用的术语“基于乙烯基芳族聚合物的能膨胀的珠粒”指的是包含膨胀体系和其它添加剂的粒料(granule)形式的乙烯基芳族聚合物。

这些粒料形式的能膨胀的热塑性聚合物由于它们的热绝缘性质而在膨胀和模塑之后特别地用于制造家用电器或其它工业设备、用于包装和建筑工业中的热绝缘。热塑性乙烯基芳族聚合物例如聚苯乙烯可以通过在该聚合基质中引入膨胀剂而制成能膨胀的。用于乙烯基芳族聚合物的典型的膨胀剂包括至少一种包含3-7个碳原子的液态烃、卤代烃、二氧化碳或水。膨胀剂的量通常为2-15重量%。能膨胀的聚合物通常制造为珠粒或粒料，所述珠粒或粒料在热(其例如通过蒸汽提供)的作用下首先膨胀直至达到期望的密度，并且在一定的陈化时期之后，在封闭模具中烧结以产生块体或期望的最终产品。

在EP126459、US2006211780、US2005156344、US6783710和WO2008141766中已经描述了这样的能膨胀珠粒的制造。

由于在挤出/造粒和发泡工艺的容易性和用烧结的膨胀珠粒制造的块体(绝缘板等)的抗压性(compression resistance)之间所需的平衡，所以制造引入戊烷的PS珠粒是困难的。

当进行造粒以制造珠粒时，包含填料的聚合物混合物的流动性是关键的，尤其是如果必须生产微珠的话。改变流变学和降低粘度的通常方法是降低分子量。由于缺少低分子量链的缠结，该技术正显示出局限性。替代方案是添加油，然而当在泡沫体应用中使用包含油的材料时，抗压性降低。本发明使用聚异丁烯(也称为PiB)代替油。PiB允许降低聚合物的粘度，同时保持相同或更高的10%抗压性。例如，MFI(参见实施例中测量标准)增加0.5-2.5单位。于是可有利地使用更高的分子量。

EP770632B1描述了具有改善的耐环境应力开裂性的包含抗冲的橡胶改性的单乙烯基芳族聚合物的高抗冲单乙烯基芳族聚合物配混物，所述聚合物配混物是通过在橡胶和基本上由低/中到高分子量聚异丁烯(如通过在99℃下从约48到约4380cst的粘度度量的)组成的添加剂的存在下单乙烯基芳族化合物的聚合而形成的。其还描述了具有改善的耐环境应力开裂性的基本上由抗冲的橡胶改性的聚合物组成的高抗冲单乙烯基芳族聚合物配混物，所述聚合物是通过在橡胶和约相等份的两种添加剂的混合物存在下单乙烯基芳族化合物的聚合而形成的，所述两种添加剂包括矿物油和聚异丁烯。所述现有技术没有涉及能膨胀的单乙烯基芳族聚合物。

DE2019945描述了通过挤出而制造的聚苯乙烯泡沫体。将聚苯乙烯、邻苯二甲酸二异癸酯、PiB、戊烷和柠檬酸的混合物在挤出机中混合并且发泡。所述现有技术没有涉及能膨胀的单乙烯基芳族聚合物。

US3929686描述了用于制备能膨胀的苯乙烯聚合物的组合物和方法，其中使用基于该苯乙烯聚合物为约0.02-约0.15重量%的量的低分子量异丁烯聚合物作为成核剂以制造具有非常小的平均泡孔尺寸(孔度，cell size)的膨胀苯乙烯聚合物。没有提及所获得的绝缘板和其抗压性。

发明内容

本发明是能膨胀的乙烯基芳族聚合物，其包括：

a)乙烯基芳族聚合物的基质，

b)相对于所述聚合物(a)计算的1-10重量%的包在该聚合物基质中的膨胀剂，

c)相对于所述聚合物(a)计算的0.1-5重量%的均匀分布在该聚合物基质中的PiB(聚异丁烯)，

d)相对于所述聚合物(a)计算的0-20重量%的均匀分布在该聚合物基质中的不同于PiB的一种或多种填料，