[发明专利]交联泡沫塑料的生产方法

说明书

本发明涉及生产交联泡沫塑料的新方法，该泡沫塑料基于其单体成份以氯乙烯为主的共聚物。

相当大的一部份聚氯乙烯(PVC)是用于生产泡沫产品的。生产泡沫产品时，需在组合物中加入发泡剂。发泡剂在高温下分解，产生作为产品之一的气体，结果使产品发泡，发泡可在加工的过程中进行，例如在增塑糊胶凝时或在挤出后自由发泡。

本方法也可分几个阶段进行，首先将原料在发泡剂分解温度以下进行加工，然后在另一阶段分解发泡剂。通常是在高压釜中在使原料不起泡的压力下进行的。冷却后，将压力降低而不出现泡沫，这是由于在低温下原料的粘度很高所致。可将发泡剂加热至一适合的温度以调节发泡来取得所需要的产品性质，例如所需要的密度和泡沫结构。

泡沫产品因其密度低而引起人们的兴趣。因为单位体积所需的原料减少了，因此可以得到较便宜的产品，硬质泡沫PVC产品在汽车、造船和航空工业中常常用作“夹心”结构材料；软质产品可用作隔音、减振、保温和密封材料等等；硬质和软质产品都可用于漂浮体。

提高PVC泡沫产品的机械稳定性，特别是在高温下的初械稳定性，其应用范围将会扩大。将泡沫产品进行交联就可达到这一目的。泡沫产品的交联有许多方法，如辐射，使用过氧化物以形成游离基、加入可被交联的低分子物质等。辐射交联是昂贵的方法，且在辐射过程中常产生PVC的崩裂，所得到的产品是易碎的。

常用的生产交联PVC泡沫产品的方法是法国Kleber Colombes公司(法国专利№1,366,979)所开发的方法。该方法是用异氰酸酯同时作为增塑剂和交联剂，得到的是增强PVC泡沫产品的网状结构，但PVC并不是网状结构的一部分，这一方法有几个缺点，首先是使用异氰酸酯的问题，使用异氰酸酯要求非常小心，此外所得到的产品是易碎的且抗溶剂的性能较差。

本发明的目的是要研究一种生产具有机械稳定性好的交联聚合物泡沫产品的新方法，以对环境无害、简单和便宜为主。本发明的目的也是要避免例如在辐射交联中额外的交联步骤。

本发明的各种目的是用下述方法实现的。本发明以所附的专利权利要求为特征进行限定。

由本发明人们可以得到生产含泡沫的交联氯乙烯的新方法，该方法简单、便宜、对环境无害，且不需要进行辐射或额外加入其它的化学试剂(与生产非交联的泡沫产品相比)。本方法是基于这样的惊人发现的：如果聚合物中含有缩水甘油基化合物，则加入到聚合物中的发泡剂的分解产物就可用作交联剂。因此可得到在聚合时使用氯乙烯和含缩水甘油基(环氧基)的单体或选择性的另一单体的共聚物。将发泡剂加入到聚合物中，只要发泡剂的分解产物或发泡剂反应产物的分解产物与环氧基或其反应产物具有化学反应性，则当发泡剂或发泡剂反应产物分解时就会发生交联。所用的单体最好是氯乙烯占30-99.95％的单体混合物。含缩水甘油基的单体最好是丙烯酸酯、甲基丙烯酯酯或丁基丙烯酸酯，其加入量为0.05-30％。以氨、氰酸或异氰酸之类为分解产物的发泡剂是可用于本发明的发泡剂。也已发现，使用某些发泡剂可以对交联进行控制，优先选择的发泡剂为改性或未改性的偶氮二酰胺。本发明方法适用于以悬浮聚合、微悬浮聚合、乳液聚合或本体聚合生产共聚物。本发明的其他特征将在下面详细叙述。

一种用于多种目的(例如与PVC一起使用)的发泡剂是纯态或改性态的偶氮二酰胺，为一种在约160-215℃时依赖于环境条件而分解的产品。偶氮二酰胺可按不同的方式分解：                  I

(偶氮二酰胺)

                              II

                (氰酸或异氰酸)  III

氰酸可三聚成为氰脲酸，类似于从异氰酸可形成异氰脲酸。

除偶氮二酰胺外，还有几种可释放氨的发泡剂，如三肼基三嗪和对甲苯磺酰基氨基脲。 

偶氮二酰胺不管以什么方式分解，都形成氨和/或异氰酸和脲的反应性分解产物。由经验可知，这些产物不能使PVC交联。