[发明专利]生产低热导率的可膨胀乙烯基芳香族聚合物颗粒的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产可膨胀乙烯基芳香族聚合物颗粒的挤出工艺、可由此生产的可膨胀聚合物颗粒、及可由这种颗粒所生产的乙烯基芳香族聚合物泡沫。

背景技术

乙烯基芳香族聚合物是已知的并且用于生产用于各种用途的膨胀产品，其中最重要的一个用途是用于热绝缘。因此，对于同时具有低热导率及良好机械性能和自熄性能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)的组群的绝热填充剂的添加可降低聚合物的热导率。这种类型聚合物的例子是通过乙烯基芳香族单体(具体地苯乙烯)和任选地共单体的聚合所获得的聚合物。

通常，可以吸收或散射热辐射以延长红外线路径的各绝热填充剂的组合的添加导致导率的显著降低。然而，最有利的效果是由于红外反射剂的添加而带来的。红外散射剂与红外反射剂的组合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提高。

US 2008/0249199 A1公开了一种用于由聚合物熔体制造发泡或可发泡颗粒的方法。回收的聚合物熔体经过侧挤出机被导入聚合物熔体中，并且可包含添加剂。据说这比母料的使用更加经济。如果含溴耐火焰剂或其他热不稳定添加剂存在于所回收的聚合物中、或者被添加到回收的聚合物中，在侧挤出机和所有以下的系统部件中的工艺温度不应超过由添加剂的热稳定性所限定的温度和停留时间限制值。

WO 2006/058733 A1公开了包含(a)选自无机粉末材料(例如硅酸)的组群的填充剂、和(b)炭黑或石墨的可膨胀苯乙烯聚合物颗粒。此外，EP 0863175、EP 0981574、EP1758951和EP1771502 A2公开了石墨在通过挤出工艺所获得聚苯乙烯泡沫中的使用。

WO 2006/058733还公开了含有填充剂的热塑性聚合物的机械性能可以通过使用粘合促进剂(偶联剂)而得到改善，例如顺丁烯二酸酐改性的苯乙烯共聚物、含环氧基的聚合物、有机硅烷、或具有异氰酸酯或酸基团的苯乙烯共聚物。类似于US 2008/0249199 A1，WO 2006/058733 A1也提出将侧挤出机用于导入添加剂(例如固体和热敏添加剂)。然而，该装置在其中将不是热敏相反要求充分混合的添加剂导入的情况下是不合适的。这是因为如果将要求充分混合的添加剂导入聚合物的主要部分那么将会需要对大量的材料进行处理。这在经济上是不合需要的。专用偶联剂的添加同样地是不合需要的，特别是如果需要大量地使用这些偶联剂。

WO 2004/087798 A1公开了在聚合物基质中包含具有在5至40m2/g范围内的比表面积的类型的炭黑的可膨胀乙烯基芳香族聚合物。据报道，具有14g/l的密度的材料的热导率为36.5mW/m·K。

WO 2006/061571A1公开了包含炭黑作为添加剂的一种可膨胀聚苯乙烯组合物，该炭黑具有在550至1,600m2/g范围内的非常高的BET比表面，如根据ASTM D 6556所测量。各实施例中报道了，具有分别在密度13.3g/l下为36.16mW/m·K的热导率(根据ASTM D1622)和在密度19.4g/l下为34.21mW/m·K的热导率的聚苯乙烯泡沫。

WO 2008/061678 A2公开了具有特定电导率的炭黑用以降低可膨胀乙烯基芳香族聚合物的热导率的应用。炭黑是在悬浮聚合期间或者在聚合物挤出期间被导入。各实施例报道了具有在17g/l密度下为31.0mW/m·K的热导率的聚苯乙烯泡沫。

日本专利JP 63183941公开了具有特定的粒径和热辐射反射率的铝颜料、二氧化钛和石墨用以降低聚苯乙烯泡沫的热导率的应用。实施例7至11公开了利用挤出工艺所生产并且具有25至30mW/m·K的热导率的苯乙烯泡沫，其中将母料用作起始物料。

WO 2005/123816 A1公开了苯乙烯聚合物颗粒泡沫材料。

WO 2004/087798 A1公开了含有炭黑的可膨胀聚苯乙烯。在悬浮聚合工艺中，聚合期间炭黑存在于水悬浮液中。还公开了一种用于制备整体的可膨胀聚苯乙烯的连续工艺，其中将聚合物连同炭黑加入到挤出机中，随后在经过模具挤出之前将膨胀剂和可能的其他添加剂注入熔融的聚合物中。