[发明专利]具有钙钛矿结构的矿物质在乙烯基芳香族聚合物泡沫中的使用

说明书

本发明涉及具有钙钛矿结构的矿物质在乙烯基芳香族聚合物泡沫中的使用：(i)用于降低导热性，(ii)用于提高机械性能(即抗压强度和抗弯强度)，或者(iii)用于改善泡沫的自熄性。该聚合物泡沫还包含选自以下组分的一种或多种绝热添加剂：(a)选自二氧化硅和磷酸钙的粉末的粉末无机添加剂，(b)选自石墨、炭黑、石油焦、石墨化炭黑、石墨氧化物、和石墨烯的粉末的粉末含碳添加剂，及(c)粉末地质聚合物和粉末地质聚合物复合物。

技术领域

本发明涉及具有钙钛矿结构的矿物质在乙烯基芳香族聚合物泡沫中的使用，优选地(i)用于降低导热性、(ii)用于提高机械性能(即抗压强度和抗弯强度)、或(iii)用于改善泡沫的自熄性。本发明还涉及用于制备可膨胀聚合物颗粒的方法及该可膨胀聚合物颗粒。本发明还涉及乙烯基芳香族聚合物泡沫以及包含具有钙钛矿结构的矿物质的母料。

背景技术

乙烯基芳香族聚合物是已知的，并且是用于使用于多种用途的膨胀制品的制备，其中最重要的一个用途是热绝缘。因此对于具有低导热率以及良好机械性能和自熄性的膨胀乙烯基芳香族聚合物存在着不断增长的需求。

众所周知，选自热吸收剂(例如炭黑)、热散射剂(例如选自二氧化硅和氧化钛的组群的矿物质)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导热率。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)与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以延长红外线的路径的绝热添加剂的混合物的添加导致导热性的显著降低。然而，红外反射剂的添加带来最有利的效果。红外散射剂与红外反射剂的混合物可以实现典型红外吸收剂(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，特别是在挤出法中，要求添加相对较大量的溴化阻燃剂，以维持可接受的自熄性，例如通过根据德国工业标准DIN4102(B1、B2)的可燃性检测的合适性能。

由用碳基绝热添加剂填充的乙烯基芳香族聚合物所制成泡沫的不良热稳定性也是一个问题。具有黑色或灰色颜色的这种泡沫吸收相对较大量的热能，因此由该泡沫所制成并且涂覆到建筑墙体上的保温板会显著地收缩或变形。因此，绝缘性能会变差。最后，当尝试形成具有狭窄小室尺寸(cell size)分布的最佳小室结构从而获得具有显著降低的导热性的材料时，在使用炭黑、石墨或特别是矿物质绝热添加剂时确认有若干问题，因为这些添加剂也起到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自熄性的明显劣化。相反，这些性能得到改善，但泡沫的导热性的降低不会是将会在包含碳基添加剂(即包含热吸收剂或热反射剂类型的绝热添加剂(尤其是炭黑类和/或石墨类))的泡沫中那样的明显。

WO 2006/058733 A1公开了含有(a)选自无机粉末材料的组群(例如硅酸)的填充剂和(b)炭黑或石墨的可膨胀苯乙烯聚合物颗粒。(a)填充剂的量为5至50重量％，(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。

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、铝粉末、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公开了具有特定粒径和热辐射反射率的铝颜料、二氧化钛和石墨的使用，用以降低聚苯乙烯泡沫的导热性。在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。