[发明专利]含有溴化的苯乙烯-丁二烯共聚物并具有提高的泡孔尺寸均匀性的发泡苯乙烯聚合物

说明书

由一种聚合物组合物制备挤出成形的聚合物泡沫，所述聚合物组合物包含未溴化的苯乙烯聚合物、溴化的乙烯基芳香族/丁二烯阻燃剂和未溴化的乙烯基芳香族/丁二烯聚合物。所述未溴化的乙烯基芳香族/丁二烯聚合物改善了泡孔均匀性。

技术领域

本发明涉及包含溴化的苯乙烯/丁二烯共聚物阻燃剂的发泡苯乙烯聚合物，以及用于制造此类泡沫的方法。

背景技术

建筑规范通常要求一定程度的阻燃性能。在北美，阻燃性能的一个衡量尺度是由美国材料试验学会(ASTM)D2863所确定的限氧指数(LOI)。LOI值大于24％被视为良好。低分子量的溴化化合物六溴环十二烷(HBCD)多年来已经惯常用作阻燃剂。然而，HBCD正面临政府关于环境问题的管制。因此，需要在苯乙烯泡沫中使用替代性的阻燃剂。

已经出现了各种各样的溴化化合物和溴化聚合物作为HBCD的潜在替换物。例如，如美国公开专利申请2008-0287559中描述的溴化的苯乙烯/丁二烯共聚物则位列其中。除了用作有效的阻燃剂添加剂之外，溴化的苯乙烯/丁二烯共聚物还具有优于HBCD和其他低分子量的溴化替代物(如苯、1,1'-(1-甲基亚乙基)二([3,5-二溴-4-(2,3-二溴-2-甲基丙氧基)](TBBPA))的其他显著的优点。溴化的苯乙烯/丁二烯共聚物被美国环境保护局评定为对于一系列的人体健康影响显示出较低的危险，并且被评定为展示出较低的水生毒性和较低的生物累积性。EPA草案报告《用于六溴环十二烷(HBCD)的阻燃剂替代物(FlameRetardant Alternatives for Hexabromocyclododcane(HBCD))》，2013年9月。

在使用这些替代性的溴化阻燃剂以熔融挤出法制造泡沫时，泡孔的成核和生长可能会受到影响。所述泡沫经常会显示出泡孔结构的不均匀性，尤其是在以约12mm或更大的厚度制造泡沫时更是如此。不均匀的泡孔结构会导致泡沫具有密度较高的区域，在该区域内平均泡孔尺寸稍小于泡沫整体的尺寸，同时还具有密度较小的区域，在该区域内平均泡孔尺寸又稍大于泡沫整体的尺寸。这些不均匀性可能导致泡沫体的不同区域的各种性质的相应的不一致性。通常使挤出成形的泡沫形成为大泡沫体，并将这些大泡沫体加工(或“制造”)为较小的部分以用于专门的应用。当较大的泡沫体具有不均匀的泡孔结构时，这些泡沫部分的热性质和物理性质可能彼此间差异十分显著。这就导致了性能的多变性以及较高的废品率。

在一些情况中，当使用溴化的乙烯基芳香族/丁二烯共聚物来代替HBCD作为阻燃剂时，泡沫密度倾向于稍有增大。由于增大了树脂的用量，所以泡沫的密度越高，生产越为昂贵。

当挤出设备包括不包含推进元件(即，不包含将树脂/发泡剂混合物推向模具的移动部件)的辅助冷却装置时，该问题尤为尖锐。这样的辅助冷却装置在商业上极为有用，原因是此类设备能够允许较高的生产量。较高的生产量由于较快的生产率而有利于加工方法的经济性，而且对于获得较大的泡沫横截面而言也是重要的。所以，连续使用辅助冷却装置是相当理想的。

因而，理想的是找到对于含有替代性溴化阻燃剂的苯乙烯聚合物泡沫的泡孔尺寸不均匀性这一问题的解决方案。尤其理想的是找到即使以具有辅助冷却装置的挤出设备制造泡沫时也仍然有效的解决方案。

发明内容

在第一方面，本发明是一种整体发泡的聚合物组合物，所述组合物具有包含充气泡孔的聚合相，其中所述聚合物相包含(a)一种或多种含有不超过1％的聚合二烯单体的热塑性未溴化的苯乙烯聚合物，(b)分子量为至少1000g/mol的溴化阻燃剂，基于成分(a)、(b)和(c)的组合重量，所述溴化阻燃剂的含量为足以提供0.25重量％到5重量％的溴，和(c)相对于每重量份的成分(b)为0.1重量份到5重量份的至少一种热塑性未溴化的乙烯基芳香族/丁二烯嵌段共聚物，所述共聚物包含聚合苯乙烯的一个或多个嵌段和聚合丁二烯的一个或多个嵌段，所述未溴化的乙烯基芳香族/丁二烯嵌段共聚物包含分子量为至少20,000的聚合的乙烯基芳香族单体的至少一个嵌段和分子量为至少10,000的聚合丁二烯的至少一个嵌段。