[发明专利]改进的能膨胀的乙烯基芳族聚合物

说明书

技术领域

本发明涉及含有与蜡结合的特定滑石和炭黑粉末的能膨胀的乙烯基芳族聚合物特别是能膨胀的聚苯乙烯粒料(granulate)(EPS)。

本发明还涉及通过由该能膨胀的乙烯基芳族聚合物得到的膨胀颗粒的烧结获得的泡沫体并且特别是具有增强的热绝缘(隔热，heat-insulation)性能的绝缘板(隔热板，insulation board)。

背景技术

在建筑工业中，长期以来已知能膨胀的乙烯基芳族聚合物用于制备热绝缘板/片材。这些板通过如下获得：通过压力和温度使能膨胀的聚合物的经浸渍的珠粒(bead)膨胀并且对经膨胀的珠粒进行模塑。EPS颗粒的膨胀通常是在略高于聚合物玻璃化转变温度的温度下使用蒸汽进行的。

热塑性乙烯基芳族聚合物例如聚苯乙烯可通过在该聚合物基体中引入发泡剂而成为能膨胀的。用于乙烯基芳族聚合物的典型发泡剂包括：至少一种含有3-7个碳原子的在室温下液态的烃；卤代烃；二氧化碳或水。发泡剂的量由其分子量以及所获得的泡沫体密度决定。其通常范围为2-15重量％、优选3-9重量％。

能膨胀的聚合物通常是作为珠粒或粒料(granule)制造的，所述珠粒或粒料在典型地由蒸汽供应的热的作用下首先膨胀至期望的密度，并且在一定陈化期之后，在模具中烧结为任何合适的形状。

EPS膨胀技术是本领域中公知的并且特别地描述于EP126459、US2006/211780、US2005/156344、US6783710和WO2008/141766中。

滑石是用于EPS的最常见的泡孔(cell)调节剂并且在现有技术中已经公开了各种类型用于该目的。

已知炭黑作为使膨胀珠粒(其随后烧结为绝缘板)的导热率降低的红外吸收剂。

EP372343A1描述了包含炭黑和滑石的EPS并且提到，使用10％的炭黑使导热率降低15％。大量的专利文献证实了炭黑在该目的中的用途。

WO97/45477A1描述了包含2-8％具有10-500m²/g的BET氮气表面积的炭黑的EPS。一些经膨胀和烧结的EPS组合物实现了在10C平均温度下30-33mW/mK的导热率λ。

EP620246B1描述了膨胀聚苯乙烯泡沫体，其具有小于20kg/m³的密度并且包含吸收红外辐射的不透辐射热的(athermanous)颗粒。

WO2006/058733A1涉及能膨胀的苯乙烯聚合物粒料，其含有：

a)5-50重量％的填料，所述填料选自粉状无机材料例如滑石、石灰石、高岭土、氢氧化铝、亚硝酸铝、硅酸铝、硫酸钡、碳酸钙、二氧化钛、硫酸钙、硅酸、石英粉、微粉硅胶(aerosil)、氧化铝或硅灰石；和

b)0.1-10重量％的炭黑或石墨。

在实施例2中，存在1重量％的炭黑和10重量％的石灰石，导热率λ为32mW/m K。

讨论了泡孔调节剂和红外吸收剂例如炭黑的类似效果的其它公开内容为US2007/0112082A1；WO2006/108672A2；WO2007/045454A1；WO2008/141766A1和WO2008/061678A2。

然而，在专利文献中已经若干次报道了炭黑作为强的成核剂，导致含有不期望的小泡孔尺寸的泡沫体(US6,864,298B2、US6,538,042B1、US6,476,089B1)。

泡孔结构对于实现良好的绝缘性能和机械耐受性起到关键作用。在文献(Placido，E，Arduini-Schuster,M.C.，Kuhn，J.，Infrared Physics & Technology,2005，46219；Schellenberg,J.，Wallis，M.，Journal of Cellular Plastics，2010，46，209)中报道了，在给定密度下，为了达到最佳绝缘性能，存在最佳泡孔尺寸。因此，具有对于泡孔尺寸的良好控制是关键的。

已经公开了一些泡孔尺寸增大剂(enlarger agent)，例如US2007/0299152中的聚乙二醇或US7,018,700B2中的甘油单硬脂酸酯。这些添加剂可用于增加泡孔尺寸。但是，这些软化剂通常对于珠粒膨胀性具有负面作用。

现已发现，与滑石和蜡的特定选择结合的炭黑的特定选择具有泡孔尺寸分布窄化效应。这种预料不到的行为允许容易地达到期望的泡孔尺寸而不损害膨胀过程。