苯乙烯类树脂挤出泡沫体及其制造方法技术

使用环境负荷低的发泡剂，提供了绝热性极好和具有适合建材用途的阻燃性的苯乙烯类树脂挤出泡沫体。苯乙烯类树脂挤出泡沫体及其制造方法，其特征在于，苯乙烯类树脂挤出泡沫体由苯乙烯类树脂挤出发泡而成，所述的泡沫体中至少含有作为发泡剂的至少一种碳原子数为３－５的饱和烃，还含有（Ａ）卤素系阻燃剂和（Ｂ）选自分子中有氮原子的磷系阻燃剂、四唑化合物、特定的含氮化合物、金属硼酸盐、氧化硼的至少一种化合物。作为构成所述泡沫体的泡孔结构，是由式ｋ＝ａ／（ａ×ｂ×ｃ）１／３（式中，ａ（毫米）表示泡沫体断面厚度方向的平均泡孔直径，ｂ（毫米）表示宽度方向的平均泡孔直径，ｃ（毫米）表示长度方向的平均泡孔直径）所表示的泡孔各向异性率ｋ满足ｋ≤１．１，并且ａ满足０．０５≤ａ≤０．３０。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于建筑用绝热材料等的。具体地说，涉及环境适合性好并保持高绝热性和适合建材用途的高度阻燃性的。
技术介绍
迄今，苯乙烯类树脂挤出泡沫体由于施工性和绝热特性好，所以广泛用作建筑的绝热材料。为获得具有优良绝热特性的苯乙烯类树脂挤出泡沫体，以前许多已有专利提出了使用以氟冷(fron)142b和氟冷134a为代表的氟冷类物质的技术。至今，工业中仍采用使用氟冷142b的技术。但是近年来，臭氧层问题和全球变暖问题受到关注，如有可能，期望能代替氟冷类物质。而且，作为涉及到树脂的可塑性、溶解性和发泡性的良好发泡剂，广泛使用氯甲烷、氯乙烷等卤代烃。但是，从劳动卫生环境方面上看，这种发泡剂是有义务保护制造工厂等作业环境的物质，因此期望最好用其它发泡剂代替这种发泡剂。根据这样的背景，对作为苯乙烯类树脂挤出发泡时使用的发泡剂的代替的环境适合性良好的发泡剂进行了研究。当然，除了要代替发泡剂，还对达到绝热性、阻燃性、机械强度等建筑用绝热材料所要求的物理性质进行了研究。特开平10-237210号公报中披露了使用氟冷以外的发泡剂的苯乙烯类树脂泡沫体及其制造方法，其中发泡剂为丙烷、丁烷或它们的混合物；或者这些烃和氯甲烷、氯乙烷或它们的混合物。但是，使用由对聚苯乙烯类树脂缺乏增塑性的丙烷和丁烷以高比率混合而成的发泡剂获得低密度的泡沫体时，频繁发生气体不分散的现象，从而不能稳定地获得良好的泡沫体。而且，作为抑制这种现象的方法，必须使用针式混合机(pin mixer)等特殊捏合、混合机方法才能获得泡沫体。而且，该公报中，为满足JIS A 9511规定的阻燃性，披露了使用1-3重量％六溴环十二烷或四溴双酚A，并将作为发泡剂的丙烷、丁烷在泡沫体中的残留气体量分别调节到3.5重量％以下和2.0重量％以下。因此，记载了丙烷、丁烷或它们的混合物的用量上限，但在这种情况下，如果氯甲烷、氯乙烷和它们的混合物的用量比率为该公报的内容时，发泡能量不足，并且在实际中很难获得低密度的泡沫体。而且，用氯甲烷、氯乙烷等卤代烃作为发泡剂时，对制造泡沫体时的作业环境有限制。此外，上述公报中记载的不使用氟冷类物质的泡沫体中，为将丙烷、丁烷的残留气体量调节到上述的量，制造泡沫体时必须限制丙烷、丁烷的加入量，或在泡沫体制造后，必须经长期储存等处理直至发泡剂减少，从而产生了挤出发泡时制造稳定性和生产性差的问题。另外，上述公报中记载的不使用氟冷类物质的泡沫体中，丙烷、丁烷用量很难获得满足具有高度绝热性(例如JIS A 9511中规定对第3种挤出法聚苯乙烯泡沫保温板所要求的)的泡沫体。为了获得具有高度绝热性的泡沫体，考虑了残留更多的丙烷、丁烷等饱和烃化合物。例如，根据本专利技术者研究，虽然根据泡沫体密度，泡沫体密度在20-40千克/米3范围内时最好残留相对于泡沫体重量为4重量％以上的丙烷、残留2.5重量％以上的丁烷类物质，特别好的是残留3重量％以上的丁烷类物质。但是，当大量残留像以丙烷、丁烷为代表的脂肪族烃类这样的燃烧性较高的化合物时，即使像上述公报中记载的专利技术那样，含有1-3重量％六溴环十二烷、四溴双酚A，有时也不能满足JIS A 9511规定的阻燃性。相反，为提高阻燃性，考虑到增加阻燃剂的加入量，但是单独增加其含量，难以获得稳定的阻燃性。而且，作为泡沫体基础材料的苯乙烯类树脂本身虽然具有阻燃性，但燃烧时从泡沫体挥发的烃容易着火，因此仍然难以解决难抑制燃烧的倾向。而且，增加该阻燃剂的用量会使泡沫体的成形性变差，不能获得令人满意的成形制品。国际公开WO99/33625号手册中披露了使用非卤代烃发泡剂制造环境适合性好的苯乙烯类树脂挤出泡沫体的方法。该公报中，记载了由烃制成非氟冷化泡沫和用醚制成非卤代烃泡沫来制造满足JIS A 9511规定的第三种挤出法聚苯乙烯泡沫保温板的绝热性的苯乙烯类树脂挤出泡沫体的方法。但是，没有述及以高比率使用烃发泡剂时为满足JIS A 9511规定的挤出法聚苯乙烯泡沫保温板的阻燃性而采用的清除技术，为了增加其工业意义，期望对其进行改进。此外，使用对苯乙烯类树脂缺乏可塑性和溶解性的非氟冷、非卤代烃发泡剂时，如果采用迄今的发泡条件和制造方法，会因溶解不足而在泡沫体中产生气孔(voids)，并随着挤出系统内的压力变化而发生成形变化，从而很难进行稳定地生产。因此，从生产稳定性来看，期望对工业上生产泡沫体有进一步改良。另一方面，作为提供高绝热性的已有技术，特开平3-109445号公报、特开平3-27304号公报、特开平4-80240号公报、国际公开WO99/54390号手册中披露，通过将泡沫体的泡孔结构改良为其特征是大小两种泡孔共存的泡孔结构来提高绝热性的方法。但是，在扩大挤出机大小来实施实用化和量产化时，有时不能稳定地获得持有该特征的泡孔结构，因此为了同时提高绝热性和同时满足绝热性和阻燃性，必须还要改良。此外，对于屋顶绝热防水用途和土木用途等用的附有皮层的泡沫体，由于同时要求泡沫体表面有良好的外观和平滑性，所以技术上难度更高，特别需要发泡成形技术的改良。由于饱和烃化合物是可燃性气体，因此大量使用时，难以保持JIS A 9511规定的泡沫体的阻燃性。此外，由于与氟冷类物质相比，气体的导热系数大，因此难以获得优良的绝热性。而且，在用非氟冷、非卤代烃稳定地制造泡沫体时，必须提高生产技术。由于存在这些问题，实际上，使用饱和烃化合物而同时具有JIS A 9511规定的第3种挤出法聚苯乙烯泡沫保温板所要求的高度绝热性和阻燃性的苯乙烯类树脂泡沫体在工业上是不实际的，人们期望它的实现。特别是和附有皮层的泡沫体同样，期望良好泡沫体的实现。鉴于上述先有技术，本专利技术的目的是提供不使用会产生臭氧层破坏、全球变暖等环境影响的氟冷系发泡剂并且同时具有极高绝热性和阻燃性的苯乙烯类树脂挤出泡沫体。本专利技术的另一目的是提供不使用会产生臭氧层破坏、全球变暖等环境影响的氟冷系发泡剂并且同时具有极高绝热性和阻燃性的附有皮层的苯乙烯类树脂挤出泡沫体。本专利技术的还有一个目的是提供不使用会产生臭氧层破坏、全球变暖等环境影响的氟冷系发泡剂、也不使用制造泡沫体时对作业环境产生限制的卤代烃等、而是使用环境负荷低的非卤代发泡剂稳定地制造同时具有极高绝热性和阻燃性的苯乙烯类树脂挤出泡沫体的方法。
技术实现思路
本专利技术者着重研究了使用环境适合性良好的发泡剂并持有优良绝热性和阻燃性的苯乙烯类树脂挤出泡沫体。结果发现，如果主要以烃作为发泡剂的苯乙烯类树脂挤出泡沫体含有卤素系阻燃剂和特定化合物，就能获得阻燃性、特别能抑制燃烧时从泡沫体挥发的烃着火或燃烧，从而达到JIS A 9511规定的挤出法聚苯乙烯泡沫保温板所要求的燃烧性品质。此外，为获得像JIS A 9511规定的第三种挤出法聚苯乙烯泡沫保温板所要求的极高绝热性，对泡沫体中残留的发泡剂、即以烃为主的气体引起的热传导的抑制存在着限度，因此必须抑制以泡沫体的泡孔结构为中心的辐射传热。从这一点看，虽然迄今已经了解，如果利用其特征为大小泡孔混存的泡孔结构，容易获得高度的绝热性，但经更具体的研究，结果发现，通过使作为泡沫体泡孔结构的泡孔各向异性率和厚度方向平均泡孔直径处于特定值，能更容易地获得上述高绝热性。特别是对附有皮层的泡沫体进行了研究，结果，关于泡沫体密度，发现本文档来自技高网...

【技术保护点】
苯乙烯类树脂挤出泡沫体，其特征在于，所述的苯乙烯类树脂挤出泡沫体由苯乙烯类树脂挤出发泡而成，其中至少含有作为发泡剂的至少一种碳原子数为３－５的饱和烃，还含有（Ａ）卤素系阻燃剂和（Ｂ）选自分子中有氮原子的磷系阻燃剂、四唑化合物、含氮化合物、金属硼酸盐、氧化硼的至少一种化合物，所述的含氮化合物选自氰尿酸、异氰尿酸或它们的衍生物；作为构成所述泡沫体的泡孔结构，是由式ｋ＝ａ／（ａ×ｂ×ｃ）↑［１／３］所表示的泡孔各向异性率ｋ满足ｋ≤１．１，并且ａ满足０．０５≤ａ≤０．３０，上式中，ａ（毫米）表示泡沫体断面厚度方向的平均泡孔直径，ｂ（毫米）表示宽度方向的平均泡孔直径，ｃ（毫米）表示长度方向的平均泡孔直径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：林隆博，田中研吉，小林博，福泽淳，栗原俊二，
申请(专利权)人：钟渊化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]