[发明专利]二氧化硅与石墨的组合及其降低乙烯基芳香族聚合物泡沫热导率的使用

说明书

本发明涉及(a)某种类型的二氧化硅与(b)某种类型的石墨的共同使用，其中二氧化硅和石墨是以在1:1至1:10范围内的重量比而使用，用于降低乙烯基芳香族聚合物泡沫的热导率。

技术领域

本发明涉及(a)某种类型的二氧化硅连同(b)某种类型的石墨的使用，用于降低乙烯基芳香族聚合物泡沫的热导率。本发明还涉及用于制备乙烯基芳香族聚合物泡沫的工艺以及包含(a)与(b)的混合物的母料。

背景技术

乙烯基芳香族聚合物是已知的并且用于应用于多种用途的膨胀产品的制备，其中最重要的一个用途是热绝缘。因此，对于具有低热导率以及良好机械和自熄性能的膨胀乙烯基芳香族聚合物存在着持续增加的需求。

众所周知的，选自热吸收剂(例如炭黑)、热散射剂(例如选自二氧化硅和钛氧化物的组群的矿物质)和热反射剂(例如铝颜料和石墨)的组群的绝热添加剂的添加降低乙烯基芳香族聚合物泡沫的热导率。这种类型的聚合物的例子是通过乙烯基芳香族单体(尤其是苯乙烯)和任选地共单体的悬浮聚合所获得的聚合物。这种类型聚合物的其他例子是通过通用的聚苯乙烯或其共聚物的挤出所获得的聚合物。

通常，可以吸收或散射热辐射从而延长红外线的路径的绝热添加剂的组合物的添加导致热导率的显著降低。然而，红外反射剂的添加导致最有利的效果。红外散射剂与红外反射剂的组合可以影响典型红外吸收剂(例如炭黑)的浓度降低并且导致聚苯乙烯泡沫的自熄效果的改善。然而，炭黑的添加，特别是在挤出工艺中，要求相对较大量的溴化阻燃剂的添加，以维持可接收的自熄性能，例如合适的性能，以便通过根据德国工业标准DIN 4102(B1、B2)的可燃性测试。

用碳基绝热添加剂填充的由乙烯基芳香族聚合物所制成的泡沫的热稳定性低也是一个问题。具有黑色或灰色颜色的这种泡沫吸收相对较大量的热能，因此由其所制成的且应用于建筑物墙壁上的绝缘板会明显地收缩或变形。因此，绝缘性能会劣化。最后，当试图形成具有窄孔径分布的最佳细孔结构以便获得具有显著降低的热导率的材料时，若使用炭黑、石墨或特别是矿物质绝热添加剂出现若干问题，因为这些添加剂也起成核剂的作用并且对气泡形成具有负面影响。

另一方面，少量热散射剂类型的绝热填充剂的存在并不导致阻燃聚合物泡沫的自熄性能的明显劣化。相反，这些性能得到改善，而泡沫的热导率的降低并不像在包含碳基添加剂(即包含热吸收剂或热反射剂类型的绝热添加剂(尤其是炭黑和/或石墨))的泡沫中的那样明显。

WO 2006/058733 A1公开了可膨胀苯乙烯聚合物颗粒，该颗粒含有(a)选自无机粉末材料(例如硅酸)的填充剂、和(b)炭黑或石墨。(a)填充剂的量为5至50重量％，并且(b)炭黑或石墨的量为0.1至10重量％。WO 2006/058733 A1的填充剂具有在1至100μm范围内的平均粒径。

WO 2008/061678 A2公开了具有特定电导率的炭黑和任选地石墨的使用，用于降低可膨胀乙烯基芳香族聚合物的热导率。

WO 2012/024708 A1公开了含有碳基绝热颗粒的聚合物泡沫。该绝热颗粒中的碳部分地是以石墨的方式而布置并且也以乱层碳的形式而存在。

EP 0620246 A1公开了绝热材料在聚苯乙烯硬质泡沫(EPS或XPS)中的使用。绝热材料的例子是金属氧化物(例如Fe₂O₃或Al₂O₃)、非金属氧化物(例如SiO₂)、金属粉末、铝粉、碳(例如炭黑、石墨或甚至金刚石)、或者有机着色剂或着色剂颜料。

JP 63183941公开了具有特定的粒径和热辐射反射率的铝颜料、二氧化钛和石墨使用，用于降低聚苯乙烯泡沫的热导率。如JP 63183941的表1中所列出的在实施例6中所使用的二氧化硅粉末具有3.2μm的平均粒径。