[发明专利]聚苯醚和乙烯基芳香族化合物制造的可发泡聚合物及其制备方法和应用

说明书

仅由聚苯乙烯制备的泡沫材料是已知的，但这种材料的缺点是有限的耐热性。在短期或相当长时间必须在温度超过90℃的条件下不能应用这种材料，尤其不能用于隔热构件（蒸汽管道等）。

人们进行了一系列的努力将聚苯醚加入到纯聚苯乙烯中提高其耐热性。已知某些悬浮聚合法，可在聚苯醚存在下将苯乙烯聚合（DE-AS1，939，033，美国专利3，384，682）。经聚合的共混聚合物于高温高压下，在挤出机中与发泡剂混合后减压发泡。

挤压泡沫材料在例如美国专利2，757，558中已有介绍。

挤压泡沫材料的制备非常昂贵，因为首先要制成共混聚合物并成粒，然后才能加入发泡剂进行挤出发泡。对于发泡来讲，很重要的是含发泡剂的聚合物珠粒要尽可能呈圆状。珠粒的粒度也很重要。这样，相当细小的珠粒可加工成包装材料，而大的珠粒可用来制备绝缘板。

本发明的目的是用一步法制备聚合物珠，即不必在挤出机中向聚合物上再后加入发泡剂，该聚合物珠是由聚苯醚和乙烯基芳香族化合物制备的，含有发泡剂，具有确定的粒度和形状。

本发明的目的意外地实现了，将乙烯基芳香族化合物在聚苯醚存在下悬浮聚合以完全转化为聚合物，并且在聚合反应之前、之中或以后在形成的聚合物中都带有发泡剂。在聚苯醚存在下的苯乙烯悬浮聚合是难以进行控制的，因为所含聚苯醚对乙烯基芳香族化合物的聚合和悬浮液的稳定是有影响的。这样，可以预见，共混聚合物是不可能具有粒度为0.5-2.5毫米的准确组成并且也不会有精确的球形的。本发明聚合物的另一个优点是由此形成的泡沫材料具有小于100克/升的低体积密度。含有发泡剂的悬浮聚合物的制备可按已知的聚苯乙烯两步法进行，该两步法包括向压模中通入蒸汽的预发泡和全发泡两步骤，参见H.L.V.Cube和K.E.Pohl著“Die        Technologie        des        Schaümbaren        Polystyrols”（发泡聚苯乙烯工艺），由Hüthig        Verlag        1965出版。

为了制备本发明的发泡聚合物，将通式（Ⅰ）的乙烯基芳香族化合物在通式（Ⅱ）的聚苯醚存在下进行悬浮聚合;

其中：R₁、R₂、R₃、R₄和R分别为氢原子、囟原子、烷基、氨基、氰基、硝基、羟基或羧基;

其中：R₁、R₂、R₃和R₄可相同或不同，为氢、囟素、烷基、烯丙基、苯基或苯甲基，n为任意整数。

苯乙烯、对-甲基苯乙烯和α-甲基苯乙烯是较好的乙烯基芳香族化合物。

所用的聚苯醚的分子量为5.000-80.000克/摩尔，最好为8.000-60.000克/摩尔，聚苯醚的封端基酚OH端基含量尽可能的低，也就是高分子量聚苯醚。封端的方法可用本技术领域众所周知的方法以及文献中所描述的，参阅J.Poly，Sci.Polym.Chem.Ed.24，365（1986）]。

已知的封端反应例如有与乙酐、环氧树脂或对-氯甲基苯乙烯衍生物进行的反应。这种封端方法不存在任何问题。

端基的含量最好相对于聚苯醚低于0.19%（重量）。

在聚合物总量中，聚苯醚的含量为5-95%（重量）。当聚苯醚含量为5-50%（重量）时，可得到最好的效果。

聚合物颗粒可含有使所制得泡沫材料具有特定性能的添加剂。例如，由有机溴或氯化合物如三（二溴丙基）磷酸酯、六溴环十二烷或氯化石蜡制得的防火剂，以及防火剂的增效剂，如过氧化二异丙苯和其它容易分解的有机过氧化物。

也可使用其它的添加剂，如抗静电剂、稳定剂、填料和在预发泡过程中可防粘附的材料。根据所需要的作用，添加剂可以均匀地分散在颗粒中，或者作为表面涂层。

本发明的发泡聚合物可用悬浮聚合法制备，聚合条件在下面叙述。

所用的有机自由基引发剂一般也是用于苯乙烯聚合反应的。这些引发剂包括例如过氧化苯甲酰、过苯甲酸叔丁酯和偶氮二异丁腈。由两种或多种引发剂，在不同温度下分解的结合使用特别适宜。在这种情况下，可由一种在低温下分解的引发剂与一种在高温下分解的引发剂结合使用，在温度低于或等于90℃时聚合反应开始，当聚合反应产率达到某一定数值后，为了在高温下使聚合反应基本完全，将体系的温度提高。引发剂或组合的引发剂的用量为0.1-10%（重量）。