[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/或位阻脂族或脂环族乙烯基或亚乙烯基共聚体的共混物制成的具有扩大泡孔尺寸的泡沫材料

说明书

本发明描述了一种通过共混以下的聚合物来扩大链烯基芳族泡沫材料的泡孔尺寸的方法：(A)链烯基芳族聚合物，和(B)乙烯基或亚乙烯基芳族和/或位阻脂族或脂环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的烯属不饱和共聚单体的共聚物。链烯基芳族聚合物材料包含大于50，优选大于70重量％的链烯基芳族单体单元。最优选，该链烯基芳族聚合物材料完全由链烯基芳族单体单元组成。合适的链烯基芳族聚合物包括衍生自链烯基芳族化合物如苯乙烯、α-甲基苯乙烯等的那些。优选的链烯基芳族聚合物是聚苯乙烯。可共聚的化合物的例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯腈等。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/或位阻脂族或脂环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在使用具有较低或零臭氧消耗潜能(具有低溶解度和较高的成核潜能)的发泡剂时形成具有扩大泡孔尺寸的泡沫材料。

由于目前使用的臭氧消耗发泡剂的环境问题，需要使用具有较低或零臭氧消耗潜能的发泡剂来制造链烯基芳族聚合物泡沫材料。合适的发泡剂包括无机发泡剂如氮气、六氟化硫(SF₆)、和氩气；有机发泡剂如二氧化碳和氟烃如1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)、1，1，2，2-四氟乙烷(HFC-134)、1，1，1，3，3-五氟丙烷、二氟甲烷(HFC-32)、1，1-二氟乙烷(HFC-152a)、五氟乙烷(HFC-125)、氟乙烷(HFC-161)和1，1，1-三氟乙烷(HFC-143a)、以及烃如甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、环戊烷和新戊烷；和化学发泡剂，包括偶氮二碳酰胺、偶氮二异丁腈、苯磺酰肼、4，4-氧连苯磺酰半卡巴肼、对甲苯磺酰半卡巴肼、偶氮二甲酸钡、N，N’-二甲基-N，N’-二亚硝基对苯二甲酰胺、三肼三嗪、以及柠檬酸与碳酸氢钠的混合物，如以品名Hydrocerol^TM(Boehringer Ingelheim的产品和商标)销售的各种产品。所有这些发泡剂可作为单个组分或以其组合的任何混合物，或以与其它助发泡剂的混合物来使用。

使用上述非臭氧消耗发泡剂的一个问题在于，它们往往形成具有较小泡孔尺寸和横截面的泡沫材料。这些发泡剂通常由于其较高的成核潜能而形成小泡孔尺寸的泡沫材料。当使用特殊的红外减弱剂如炭黑、石墨和二氧化钛时，小泡孔尺寸尤其成问题。

在制造链烯基芳族聚合物泡沫材料时，最好能够在使用或不使用红外减弱剂的情况下采用非臭氧消耗发泡剂但仍然能够扩大泡沫材料的泡孔尺寸。扩大泡孔尺寸可增加厚度并得到较大的横截面积，而且在某些情况下降低泡沫材料的密度。较低的泡沫材料密度对于挤出和发泡链烯基芳族聚合物泡沫材料都是理想的。较大的泡沫材料厚度和横截面使得可制造出较宽范围的产品，而较低的密度则能够更经济地制造泡沫材料。泡沫材料还最好具有可接受的物理性能。

尝试制造具有扩大泡孔尺寸的泡沫材料的已有技术包括，将蜡合并到能形成泡沫材料的凝胶中，然后将该凝胶从模头挤出以形成泡沫材料。蜡的这种用途参见美国专利4229396。但蜡的这种应用带来加工问题并造成泡沫材料产品的热稳定性变化或物理性能降低。该蜡还造成挤出温度的不一致。尝试制造具有扩大泡孔尺寸的泡沫材料的其它已有技术包括，将非蜡状化合物引入能形成泡沫材料的凝胶中，然后将该凝胶从模头挤出以形成泡沫材料。非蜡状化合物的这种用途参见美国专利5489407。大泡孔尺寸的链烯基芳族聚合物泡沫材料已使用C₈-C₂₄脂肪酸的甘油单酯作为泡孔尺寸扩大剂而制成，例如公开于美国专利5776389。但这种试剂在泡沫材料中可以使用的浓度受局限，因为高含量会降低聚合物的玻璃化转变温度并导致物理性能，如负荷蠕变(在80℃下)的下降。

即，需要认同能够与非臭氧消耗发泡剂结合使用且不会对泡沫材料的物理或力学性能产生不利影响的泡孔尺寸扩大化合物。

本发明涉及具有扩大泡孔尺寸的改进的闭孔链烯基芳族聚合物泡沫材料，包含：

(A)80-99.7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