发泡苯乙烯树脂材料和使用其用于结构体的绝热材料制造技术

一种具有密度ρ为０．０２－０．００８ｇ／ｃｍ↑［３］的发泡苯乙烯树脂材料，其中苯乙烯的熔体张力是５－４０ｇｆ，苯乙烯树脂材料在其平均泡孔直径ｄ（μｍ）和密度ρ之间具有由以下表达式给出的关系：＊＊＊ …（１） 和在其导热率λ（ｋｃａｌ／ｍ．ｈ．℃）和密度ρ之间具有由以下表达式给出的关系： λ≤０．０００１×１／ρ＋０．０２３ …（２）。（*该技术在2016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】
本专利技术涉及绝热性优异的发泡苯乙烯树脂材料。更特别地，它涉及发泡苯乙烯树脂材料，它是低密度高膨胀比泡沫并具有低导热率和良好绝热性，和使用其用于结构体的绝热材料。发泡的苯乙烯树脂材料通常是使用可发泡性苯乙烯聚合物颗粒作为原料，将可发泡性苯乙烯聚合物颗粒用蒸汽加热等方法发泡一次形成预发泡颗粒，用预发泡颗粒填充具有许多小孔的封闭模具，使用加压蒸汽加热再次发泡来填充预发泡颗粒之间的空隙并将预发泡颗粒相互熔合，随后冷却并从模具中取出而最终制备的。以上可发泡性苯乙烯聚合物颗粒通常是通过将苯乙烯单体悬浮在水中来聚合苯乙烯单体和用发泡剂浸渍所得到的聚合物来制备的，或通过将苯乙烯聚合物颗粒悬浮在水中，将苯乙烯单体连续或间断地加入来聚合苯乙烯单体并用如日本专利公开号No．49-2994中给出的发泡剂(种子聚合反应方法)浸渍所得到的聚合物来制备的。以上发泡的苯乙烯树脂材料，例如，通过夹在板材之中作为绝热材料而用于建筑物的壁材。因此，当发泡的苯乙烯树脂材料需要高的绝热性时，导热率必须尽可能地减小。当发泡苯乙烯树脂材料用作绝热材料，迄今为止，主要使用具有膨胀率约为30-40的发泡材料。另一方面，为了减少发泡苯乙烯树脂材料的成本，有必要减少用作原料的苯乙烯的用量或减少发泡材料的厚度。同样，有一个优点就是当发泡材料的厚度减少时，有效空间变宽。因此，需要获得较高膨胀率(膨胀率约为50-125)而不破坏绝热性的的发泡苯乙烯树脂材料。作为一种获得苯乙烯树脂的发泡苯乙烯树脂材料的方法，日本专利公开号No．57-34296公开了将特定的硫脲化合物与发泡剂一起包含在苯乙烯聚合物颗粒中，来获得其中形成许多细小泡孔的发泡材料。而且，日本专利公开号No．55-49631公开了将特定硫代二丙酸酯或硫代二丁酸酯与预定发泡剂一起包含在苯乙烯聚合物颗粒中来获得发泡材料，其中能够形成象以上所述那种的细小泡孔。然而，发泡苯乙烯树脂材料具有一种特性，即当膨胀率升高时，导热率也随着升高。例如，根据在日本专利局1982年8月3日公开的Shuchi-Kanyo Gijutsu-Shu 57(1982)-133的89页中所述的“使用聚合成树脂颗粒泡沫(用于一般用途)的6-2物理特性”中的“1．导热率”中所给出的附图中描述的比重与导热率之间的关系，它公开了当膨胀率为33(比重30g／l)时，导热率为约0．030 kcal／m·h·℃，同时，当膨胀率为50(比重20g／l)时，导热率增加到约0．034-0．035kcal／m·h·℃。它还被描述在日本专利待公开号No．56-50935。即，公报公开了，在合成树脂如聚苯乙烯等的发泡材料中，当膨胀率为20-30和导热率随着膨胀率的增加而增加时，导热率最低。日本专利待公开号No．56-50935g公开了具有一种化学结构的添加剂被包含在发泡苯乙烯树脂材料中(该添加剂给出了对特定红外波长的吸收和在300°K时对黑体辐射的特定吸收)，根据常识，在高膨胀率时导热率的增加能够通过减小辐射导热率的影响而得到消除。然而，以上添加剂的配制料可能增加成本并对聚合和发泡步骤产生不利的影响。通常，发泡的合成树脂材料的导热率被分成(a)固相的传导，(b)气相的传导，(c)泡孔膜间的辐射和(d)根据导热机理在泡孔中的气体对流。在高膨胀率情况下，因为高膨胀率树脂所占的体积很小，在导热率中(a)固相(树脂)的传导所占的比例很小。在使用具有高分子量的氟隆气体作为发泡剂的情况下，(b)的气相的传导对减小热传导是有利的。然而，对导热率所施加的影响随着时间的推移而减小，因为气体逐渐从发泡材料中释放而被空气取代。在(d)的泡孔中气体的对流，当泡孔直径不小于4mm时，是可知的，和在正常发泡树脂材料的情况下，它能够被忽略。因此，它是在(c)的泡孔膜间的辐射对导热率施加最大影响。在此所使用的术语“辐射”是指热转移，它产生于具有不同表面温度的两个相对表面之间。在发泡材料中，通过构成泡孔的固体表面(树脂)来阻碍辐射热转移的影响是很大的。因此，人们认为，发泡材料的泡孔直径与辐射热的隔绝有密切的关系，即，泡孔直径越小，每单位厚度的热流隔绝次数(即阻碍辐射的泡孔膜的数目)越大，从而降低导热率。然而，根据本专利技术者的研究结果，导热率在具有密度不超过0．02g／cm3的发泡苯乙烯树脂材料(高膨胀率)中没有降低，即使泡孔直径变小。本专利技术的主要目的是提供一种发泡苯乙烯树脂材料，该材料虽然具有低密度(高膨胀率泡沫)，但具有低的导热率和良好的绝热性能。为了解决上述问题，本专利技术者进行了深入细致的研究。结果，本专利技术者发现了一个以前从未被预见的新颖的方面。即，在高膨胀率泡沫中，仅当泡孔直径在预定范围之内时导热率最小，和当泡孔直径在此范围之外时，导热率升高。导热率不随泡孔直径减小而减小的原因被认为如下。即，在高膨胀率泡沫中，导热率随泡孔直径减小而减小的原因是，如上所述，热流隔绝的次数随着泡孔膜数目的增加而增加。然而，当泡孔直径显著减小时，各泡孔膜的厚度也急剧下降。对于薄泡孔膜，隔绝辐射热的能力会恶化，与厚泡孔膜相比而言，因此，就整个发泡材料而言，即使存在许多薄泡孔膜，也不能有效地隔绝辐射热。本专利技术者还深入细致地对降低导热率的泡孔直径的合适范围进行了研究。结果，本专利技术者发现了一个新颖的方面，在具有密度ρ为0．02-0．008g／cm3(膨胀率50-125)的发泡苯乙烯树脂材料中，当苯乙烯树脂材料的熔体张力是5-40gf之间且在平均泡孔直径d(μm)和密度ρ之间存在由表达式给出的关系35ρ1/3≤d≤70ρ1/3----(1)]]>和在导热率λ和密度ρ之间存在由以下表达式给出的关系λ≤0．0001×1／ρ+0．023(2)时，则上述问题能够被解决，能够获得具有高膨胀率(低密度)和良好绝热性能的发泡苯乙烯树脂材料。因此，完成了本专利技术。本专利技术的发泡苯乙烯树脂材料最适合于结构体的绝热材料，因为其良好的绝热性能。附图说明图1描述了在实施例和对比实施例中所获得的发泡苯乙烯树脂材料的平均泡孔直径和导热率随密度变化的关系。本专利技术的发泡苯乙烯树脂材料是通过预发泡可发泡性的苯乙烯聚合物颗粒，用所得到的预发泡苯乙烯颗粒添充模具，然后按照如上所述方法加热发泡来制备的。作为可发泡性的苯乙烯聚合物颗粒，可以使用(ⅰ)通过将苯乙烯单体悬浮在水中来聚合苯乙烯单体并用发泡剂浸渍所得到的聚合物的所谓悬浮聚合反应方法而获得的那些，(ⅱ)通过将苯乙烯聚合物颗粒(种子颗粒)分散在含水介质中，在聚合反应引发剂存在下连续或间断地加入苯乙烯单体来悬浮聚合苯乙烯单体并用发泡剂等浸渍所得到的聚合物的所谓种子聚合反应方法而获得的那些。种子聚合反应方法优选用于制备具有泡孔直径大于通过悬浮聚合反应获得的发泡材料的泡孔直径的发泡材料。作为通过将苯乙烯单体进行悬浮聚合反应所获得的苯乙烯聚合物颗粒和在以上种子聚合反应方法中所使用的苯乙烯聚合物颗粒，能够使用苯乙烯的均聚物，苯乙烯组分(不超过50wt％，优选不超过80wt％)和其它可聚合单体等的共聚物。以上可共聚合单体的例子包括α-甲基苯乙烯，丙烯腈，丙烯酸或甲基丙烯酸和具有1-8个碳原子的醇的酯，马来酸酐，N-乙烯基咔唑等。在以上种子聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：森冈郁雄，新籾幸雄，嶋田睦彦，
申请(专利权)人：积水化成品工业株式会社，
类型：发明
国别省市：