[发明专利]用于聚苯乙烯泡沫的孔度放大剂

说明书

技术领域

本发明通常涉及挤压发泡产品，更具体地涉及具有放大平均孔度和不具有臭氧消耗潜在可能性和具有低全球变暖化潜在可能性的聚合物泡沫。还提供一种形成该聚合物泡沫的方法。

背景技术

泡沫树脂结构可用于多种用途如隔热、缓冲，包装和吸附剂。通常，通过熔融聚合物和任何所需添加剂形成聚合物熔体制备挤压泡沫。将发泡剂与聚合物熔体在合适的温度与压力下进行混合生产发泡性凝胶混合物。然后，将发泡性凝胶混合物冷却，并挤出到减压区域，从而导致凝胶发泡，并形成所需的挤出发泡产品。

用于挤压发泡产品的常规发泡剂包括氯氟烃(CFCs)和含氢氯氟烃(HCFCs)。CFC和HCFC发泡剂二者的优点之一是在生产过程中，其在聚合物熔体中的溶解度高。当发泡剂与聚合物熔体混合时，发泡剂溶解度高可以促进粘度降低。因此，粘度越抵导致混合所需能量越低。另一方面，这些常规发泡剂的主要缺点是由于逐渐增长的环境保护的要求，越来越多的世界各国政府已经明令消除CFC和HCFC发泡剂。由于CFCs和一些其它卤代烃的性能导致平流层臭氧耗竭和全球变暖，所以它们已经被认为严重威胁全球环境。分别通过臭氧消耗潜在可能性(ODP)和全球变暖化潜在可能性(GWP)测定化学品例如CFCs和HCFCs等的臭氧消耗和全球变暖影响。

考虑到逐步淘汰具有高ODP和高GWP的发泡剂的政府令，所以已有在绝热泡沫应用中选择更加对环境无害的发泡剂例如氢氟烃(HFCs)和二氧化碳来取代常规发泡剂的倾向。尽管与二氧化碳相比，HCFCs提供了一种优异的热阻挡层，但是存在于HCFCs中的氯仍然具有少量臭氧消耗潜在可能性。另外，随着时间的推移，泡沫中的氯氟烃气相释放到空气中，从而降低了泡沫的绝热值，并有助于全球变暖化潜在可能性。此外，根据所选特定的具体发泡剂，这些非常规的发泡剂均导致不同孔度和形态。令人遗憾的是，通过这些通常对环境无害的发泡剂生产的泡沫孔度太小以致于不能给发泡产品提供可接受的绝热值。

之前，现有技术中已经试图利用对环境更加无害的发泡剂或使常规的HCFC发泡剂改性以降低所生产的泡沫的ODP和GWP，而同时保持泡沫的绝热值。这些过程/化合物的一些实例描述如下。

Suh等人的美国专利No.5,489,407公开了一种制备具有放大孔度的闭孔、烯基芳族聚合物泡沫的方法。该聚合物优选是聚苯乙烯。由于环境原因，发泡剂优选是无机发泡剂例如CO₂、氮气、氩气、水、氦气或空气。用于形成泡沫的组合物包括基本上不含蜡的孔度放大剂。孔度放大剂具有不同的化学结构，并包括如下化合物，如分子量为1200或更高的聚乙二醇和聚丙二醇，正-牛油β-氨基二丙酸盐，氧化胺，咪唑啉(imidaxoline)，C₁₂至C₁₈的脂肪酸烷醇酰胺，氯化正烷基三甲基铵，乙氧基化直链醇，二辛酯钠sulfoccunic酸，聚氧乙烯脱水山梨醇单棕榈酸酯，月桂酸二甘醇酯，氟-化学表面活性剂，椰子内铵盐(coco betaine)，硅氧烷化合物(例如：二甲基聚硅氧烷)的水乳液和流体。该组合物可以任选包含一种控制泡孔尺寸的成核剂(例如：无机物例如滑石、粘土、和/或碳酸钙)。

Hammel等人的美国专利No.5,912,279公开了一种闭孔泡沫和利用含氢的卤代烃发泡剂(例如HCFC-22)与氢键形成封端剂(例如有机醚、酯或酮)结合的发泡剂。封端剂的存在降低了发泡剂的逃逸，并降低了空气进入泡沫中以使其在较长的一段时间内保持低热导率。有人认为封端剂能够与发泡剂形成氢键，这样可以显著地降低卤代烃发泡剂从绝热泡沫中的渗透速度(从而降低全球变暖化潜在可能性)。

Hammel等人还公开了一种采用对环境无害和低可渗透性的多氟烃发泡剂形成的闭孔树脂泡沫。发泡剂包括大于约70重量％的1，1，2，2-四氟乙烷(HFC-134)。剩下的30重量％由没有除氟以外的卤素取代基的发泡剂形成。泡沫体可以由任何热塑性树脂(例如聚苯乙烯、聚乙烯或聚丙烯)形成。所述发泡剂通常包含1至2个碳原子，并且基本上是不燃性的，具有零臭氧消耗潜在可能性，和低卤代烃全球变暖化潜在可能性。