[发明专利]苯乙烯-羧酸共聚物泡沫

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备包括苯乙烯-羧酸共聚物连续相的聚合物泡沫的方法。

背景技术

绝热聚合物泡沫通常包含氟化发泡剂。氟化发泡剂是理想的，这是因为氟化发泡剂 倾向于具有较低的热导率。关于包含氟化发泡剂的绝热泡沫的挑战在于，当氟化发泡剂 从泡沫中扩散出来时泡沫的热导率倾向于增大。那就意味着随时间推移泡沫的绝热性降 低。另一个与氟化发泡剂有关的相关挑战是氟化发泡剂可能对全球变暖不利。因此，为 了使泡沫随时间的热导率的增加最小化并且减少氟化发泡剂释放至环境中，理想的是使 得氟化发泡剂由聚合物泡沫的扩散降至最低。

US5439947通过在泡沫的聚合物基体中结合氢键阻断剂并使用含有氢的卤烃发泡 剂解决了聚合物泡沫中的发泡剂扩散问题。发泡剂倾向于与阻断剂氢键合，由此抑制了 发泡剂通过泡沫扩散。适宜的阻断剂具有醚基、酯基或酮基。为了抑制发泡剂通过泡沫 扩散，理想的是避免不得不在聚合物泡沫制剂中包含额外的添加剂。

US6063823通过使得0.1到30重量份的含有氧、氮、氟的聚合物或0.1到10重量 份的含氧酸或其衍生物与100重量份的聚苯乙烯混合以提高氢氟烃发泡剂在聚苯乙烯中 的低溶解度，从而解决了类似的问题。

US5439947和US6063823都要求将一种成分与聚苯乙烯混合然后由该共混物制备 聚合物泡沫。理想的是能够制备具有的关于氟化发泡剂的扩散率低于聚苯乙烯的苯乙烯 类聚合物泡沫，但是所述苯乙烯类聚合物泡沫却不需要混合氢键添加剂与苯乙烯类聚合 物或使用聚合物与聚苯乙烯的共混物从而形成苯乙烯类聚合物泡沫。

发明内容

本发明解决了降低氟化发泡剂由苯乙烯类聚合物泡沫(相对于聚苯乙烯泡沫)的扩 散率问题，而无需苯乙烯类聚合物泡沫中的阻断剂添加剂或聚苯乙烯与另一种聚合物的 共混物或者用来制备苯乙烯类泡沫的工艺。此外，本发明解决了该问题，同时还进一步 实现了泡孔尺寸小于0.5毫米的苯乙烯类聚合物泡沫，所述苯乙烯类聚合物泡沫是理想 的绝热泡沫。本发明意外地形成了苯乙烯类聚合物泡沫，所述泡沫具有降低的通过泡沫 的聚合物的氟化发泡剂的扩散率，而不必使用聚苯乙烯与另一种添加剂的共混物或者聚 合物共混物。

令人惊讶的是，本发明是发现通过使用一种聚合物组合物能够实现具有理想特征以 解决上述问题的泡沫的结果，所述聚合物组合物基于苯乙烯-羧酸共聚物的全部聚合物重 量为超过50重量％，其中共聚物的酸值为20或更高。值得注意的是，正如本文中的实 例部分说明的，酸值低于20的共聚物不足以得到降低的氟化发泡剂的扩散率。相反， 共聚物必须同时具有羧酸官能团和20或更高的酸值以降低氟化发泡剂的扩散率。本发 明的方法在没有氢键阻断剂时可包括单一的苯乙烯类聚合物，并仍然实现了相对于聚苯 乙烯的降低的氟化发泡剂的扩散率。

在第一方面，本发明是一种用于制备聚合物泡沫的方法，所述方法包括使可发泡聚 合物组合物膨胀为聚合物泡沫，其中所述可发泡聚合物组合物包含共聚物成分和发泡 剂，所述方法的特征进一步在于以下：(a)所述共聚物成分由一种或超过一种苯乙烯-羧 酸共聚物构成；(b)所述可发泡聚合物组合物中超过全部聚合物重量的50重量％的是所 述共聚物成分；(c)所述共聚物成分的酸值为20或更高；(d)所述发泡剂包括至少一种氟 化发泡剂，并且小于70重量％的全部氟化发泡剂是1，1，2，2-四氟乙烷；(e)所述发泡剂包 含基于全部发泡剂重量小于5重量％的二氧化碳和基于所述发泡剂总摩尔数小于30摩尔 ％具有三到五个碳原子的烃；和(f)所述可发泡聚合物组合物膨胀为如ASTMD3576所测 定平均泡孔尺寸小于0.5毫米的聚合物泡沫，并且其中所述共聚物组合物在所得到的聚 合物泡沫中形成连续相。

本发明的方法对于制备例如可以用作绝热材料的聚合物泡沫是有用的。

具体实施方式

试验方法是指自本文献的优先权日起的最新的试验方法，除非日期由试验方法的编 号标示。所提到的测试方法既包括对检测协会的提及也包括测试方法编号。测试方法机 构参照以下缩写之一：ASTM是指ASTM国际协会(以前被称为美国材料与试验协会)； EN是指欧洲标准；DIN是指德国标准化学会；ISO是指国际标准化机构。

“聚合物”包括由全部相同的单体共聚在一起而构成的聚合物(均聚物)，以及包 括两种或超过两种不同的单体共聚在一起的组合的聚合物(共聚物)。