[发明专利]由链烯基芳族聚合物与α－烯烃/乙烯基或亚乙烯基芳族和/或位阻脂族或环脂族乙烯基或亚乙烯基共聚体的共混物制成的具有增加热变形温度的泡沫材料

说明书

本发明描述了一种通过共混以下的聚合物来增加链烯基芳族泡沫材料的热变形温度的方法：(A)链烯基芳族聚合物，和(B)乙烯基或亚乙烯基芳族和/或位阻脂族或环脂族乙烯基或亚乙烯基基本上无规共聚体。合适的链烯基芳族聚合物包括链烯基芳族均聚物以及链烯基芳族化合物与可共聚烯属不饱和共聚单体的共聚物。所述基本上无规共聚体包含衍生自乙烯和/或一种或多种α-烯烃单体以及特定量的一种或多种乙烯基或亚乙烯基芳族单体和/或位阻脂族或环脂族乙烯基或亚乙烯基单体的聚合物单元。优选的基本上无规共聚体是乙烯/苯乙烯共聚体。在与链烯基芳族聚合物的共混物中引入这种基本上无规共聚体能够增加所得泡沫材料的热变形温度。

由链烯基芳族聚合物如聚苯乙烯制成的泡沫材料通常随着温度明显升高超过室温而尺寸变化。如果链烯基芳族泡沫材料用于接近该泡沫材料使用温度限度(对于常规聚苯乙烯泡沫材料，约165°F)的较高温度场合时，考虑其热变形温度是非常重要的。如果泡沫材料的热变形温度太低，它可能发生损形和/或破裂。泡沫材料制造时产生的应力随着温度升高以及泡沫材料线性尺寸的增加或降低而消散(取决于泡沫材料取向和泡孔气体压力是否高于或低于环境压力)。明显膨胀或收缩时的温度取决于聚合物基质的玻璃化转变温度，后者可由于残余的发泡剂和其它可溶于聚合物的添加剂的塑化作用而降低。这些作用还限制了泡沫材料的上限使用温度。对上限使用温度的度量以及用于确定泡沫材料尺寸稳定性作为温度函数的试验是热变形温度试验(ASTMD2126-94)，它测量泡沫材料在暴露于不同温度时的三维线性变化。

链烯基芳族泡沫材料的常用高温场合是盖屋顶。在盖屋顶时，泡沫材料通常在深色橡胶状的屋顶膜下方使用，因此在处于暴露于夏季月份直接阳光的膜的下方时可能达到使用温度限度。如果泡沫材料变形，膜和泡沫材料可能分离形成空袋，使得膜在其下表面上具有较小的机械支撑。下表面支撑的缺乏使得该膜更容易破裂，导致屋顶漏水。

美国专利5411687、5434195、5557896、5693687、5784845和5824710公开了用于得到高热变形温度的开孔泡沫材料(即，包含30％或更多的开孔)。但这些泡沫材料的高开孔含量导致绝热性能不好(由于绝缘发泡剂的快速损失)且吸水性增加，两者都是非所需的。

即，需要有一种具有较高热变形温度和改进的尺寸稳定性，而且还具有良好的耐蒸气性、耐水性和机械强度的闭孔链烯基芳族泡沫材料。这种泡沫材料的用途包括在建筑物和构造中的绝缘、以及用于制备瓶和其它容器的泡沫材料膜标签，其中这种标签的改进尺寸稳定性可尽量减少当贴签瓶在制造之后冷却时的任何标签收缩或弯曲。

我们已经惊人地发现，由链烯基芳族聚合物与特定种类和数量的基本上无规共聚体的共混物制成的泡沫材料相对没有用该基本上无规共聚体制成的类似链烯基芳族聚合物泡沫材料具有较高的热变形温度，即便该泡沫材料主要是闭孔的(即，开孔含量为20％体积或更低)。另外，与没有用该共聚体制成的相应泡沫材料相比，本发明泡沫材料在蠕变试验(如DIN18164和ASTM3575下标BB)和环境尺寸变化试验(ASTM C578-83)中具有类似或较好的性能，并具有改进的拉伸强度/伸长率(ASTM D614-91)和撕裂强度/伸长率(ASTM D412-87)。

本发明涉及在保持优异的拉伸/撕裂、蠕变和环境尺寸变化性能的同时，具有较高热变形温度和改进尺寸稳定性的改进的链烯基芳族聚合物泡沫材料(及其制备方法)。

该泡沫材料包含：

(A)80-98％重量(基于组分A和B的总重)的一种或多种链烯基芳族聚合物，且其中至少一种所述链烯基芳族聚合物的分子量(Mw)为100000-500000；和

(B)2-20％重量(基于组分A和B的总重)的一种或多种I₂为0.1-1000克/10分钟且Mw/Mn为1.5-20的基本上无规共聚体，包含：

(1)21-65％摩尔的聚合物单元，衍生自：

(a)至少一种乙烯基或亚乙烯基芳族单体；或

(b)至少一种位阻脂族或环脂族乙烯基或亚乙烯基单体，或

(c)至少一种芳族乙烯基或亚乙烯基单体与至少一种位阻脂族或环脂族乙烯基或亚乙烯基单体的混合物，和

(2)35-79％摩尔的衍生自乙烯和/或C_3-20α-烯烃中至少一种的聚合物单元；和

(3)0-20％摩尔的衍生自一种或多种非衍生自(1)和(2)的烯属不饱和可聚合单体的聚合物单元；和