具有双重或多重模态分子量分布的可发泡性聚苯乙烯颗粒制造技术

本发明专利技术涉及具有至少双重或多重模态分子量分布的可发泡性聚苯乙烯颗粒，生产所述颗粒的方法以及它们在生产发泡的颗粒模制品中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有至少双重或多重模态分子量分布的可发泡性粒状苯乙烯聚合物材料，其制备方法以及其用于生产可模压的泡沫模制品的用途。很久以来，制备可发泡性苯乙烯聚合物的方法已为公众所知，例如通过悬浮聚合制备可发泡性聚苯乙烯(EPS)。这些方法的缺点在于产生大量必须被丢弃的废水。聚合物必须干燥以除去内在的水。另外，悬浮聚合一般产生较宽的珠粒尺寸分布，需要进行复杂的筛分以产生不同的珠粒级分。挤出方法也可以用于制备发泡的苯乙烯聚合物和可发泡性苯乙烯聚合物。其中，发泡剂通过混合、例如通过挤出机混入聚合物熔体而被引入，所述材料从模板中通过并分割以产生颗粒或线材(US 3,817,669，GB 1,062,307，EP-B 0126459，US 5,000,891)。EP-A 668 139描述了一种成本有效地制备可发泡性粒状聚苯乙烯材料(EPS)的方法，其中静态混合装置用于制备在分散、保持和冷却阶段中的包含发泡剂的熔体，然后材料被制成粒状。大量的热量需要分散，因为熔体要被冷却到比凝固点高几度的温度。为了基本上防止挤出后发泡，已经建议了多种造粒方法，例如水下造粒(EP-A 305 862)、喷薄雾(WO 03/053651)或雾化(US 6,093,750)。WO 98/51735描述了包含石墨颗粒且具有降低的导热率的可发泡性苯乙烯聚合物，其可通过悬浮聚合或通过在双螺杆挤出机中挤出获得。由于双螺杆挤出机中的剪切力高，经常观察到所用聚合物的分子量显著退化，和/或某些添加剂如阻燃剂分解。给予泡沫体理想绝缘性能和良好表面的决定性的重要因素是在可发泡性苯乙烯聚合物(EPS)发泡期间获得的泡孔数量和泡沫结构。通过挤出制备的粒状EPS材料常常不能够发泡得到具有理想泡沫结构的泡沫材料。本专利技术的目的是提供一种具有改善的发泡能力的可发泡性粒状苯乙烯聚合物材料。而且，由此通过预发泡获得的泡沫珠粒应具有更好的熔度并且产生具有无裂缝的泡沫表面的可模压泡沫模制品。因此，专利技术了具有至少双重或多重模态分子量分布的可发泡性粒状苯乙烯聚合物材料。所述双重或多重模态分子量分布可通过例如混合并熔化不同分子量的苯乙烯聚合物以受控方式达到。优选使用由重均摩尔质量Mw在1000-20 000g/mol范围内、尤其在2000-10 000g/mol范围内的低分子量苯乙烯聚合物和重均摩尔质量Mw在160 000-400 000g/mol范围内、尤其在220000-300 000g/mol范围内的高分子量苯乙烯聚合物组成的混合物。所述低分子量苯乙烯聚合物的使用量一般为基于所述苯乙烯聚合物混合物的0.1-30重量％，优选1-10重量％。在低分子量苯乙烯聚合物的比例高达基于所述苯乙烯聚合物混合物计的2重量％的情况下，发现可发泡性粒状苯乙烯聚合物材料的玻璃化转变温度没有明显降低，因此由此生产的泡沫模制品的耐热性没有显著降低。在低分子量苯乙烯聚合物的比例为3-8重量％的情况下，可发泡性获得显著改善。特别优选的是使用由下述成分组成的混合物i)0.1-30重量％的重均摩尔质量Mw在1000-20000g/mol范围内、尤其在2000-10 000g/mol范围内的苯乙烯共聚物，例如由苯乙烯、丙烯酸和/或α-甲基苯乙烯组成的共聚物，和ii)99.9-70重量％的重均摩尔质量Mw在160000-400000g/mol范围内、优选在220 000-300 000g/mol范围内的标准聚苯乙烯(GPPS)或耐冲击聚苯乙烯(HIPS)。优选使用的苯乙烯聚合物是玻璃样透明的聚苯乙烯(GPPS)、耐冲击聚苯乙烯(HIPS)、阴离子聚合的聚苯乙烯或耐冲击聚苯乙烯(AIPS)、苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(MABS)聚合物，或它们的混合物，或它们与聚亚苯基醚(PPE)的混合物。为了改善机械性能或热稳定性，所提及的苯乙烯聚合物可以与热塑性聚合物共混，例如聚酰胺(PAs)，聚烯烃如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)，聚丙烯酸酯如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚碳酸酯(PC)，聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚醚砜(PES)，聚醚酮或聚醚硫化物(PES)或它们的混合物，混合比例一般为基于聚合物熔体计的最高30重量％，优选在1-10重量％范围内，如果合适的话，同时使用相容剂。在所述用量范围内的混合物还可以例如含有疏水改性或官能化的聚合物或低聚物，橡胶，如聚丙烯酸酯或聚二烯，例如苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，或可生物降解的脂族或脂族/芳族的共聚合聚酯。合适的相容剂的实例为马来酸酐改性苯乙烯共聚物，含环氧基的聚合物，以及有机硅烷。包含上述热塑性聚合物的再循环聚合物，特别是苯乙烯聚合物和可发泡性苯乙烯聚合物(EPSs)还可以以不显著损害其性能的量与苯乙烯聚合物熔体混合，所述量一般为至多50重量％，尤其1-20重量％。所述包含发泡剂的苯乙烯聚合物熔体一般包含一种或多种均匀分布的发泡剂，其总比例为基于包含发泡剂的苯乙烯聚合物熔体计的2-10重量％，优选3-7重量％。合适的发泡剂是通常在EPS中使用的物理发泡剂，例如具有2-7个碳原子的脂族烃，醇，酮，醚或卤代烃。优选使用异丁烷、正丁烷、异戊烷、正戊烷。为了改善发泡能力，可以将细分散的内在水液滴引入苯乙烯聚合物基体。用于此目的的方法实例是将水加入熔融的苯乙烯聚合物基体中。添加水的位置可以是发泡剂进口的上游或下游。使用动态或静态混合器可实现水的均匀分布。基于苯乙烯聚合物，水的充足量一般为0-2重量％，优选0.05-1.5重量％。具有至少90％的作为直径0.5-15μm的内在水滴存在的内在水的可发泡性苯乙烯聚合物(EPSs)在发泡过程中形成具有充足数量的泡孔并具有均匀泡沫结构的泡沫材料。发泡剂和水的添加量依照下述方式选择可发泡性苯乙烯聚合物(EPSs)的发泡能力α是至多125，优选25-100，其中发泡能力α定义为发泡前的体积密度/发泡后的体积密度。本专利技术的可发泡性粒状苯乙烯聚合物材料(EPSs)的体积密度一般是至多700g/l，优选在590-660g/l范围内。如果使用填料，可出现在590-1200g/l范围内的体积密度，这具体取决于填料的性质和量。此外，还可以将添加剂、成核剂、填料、增塑剂、阻燃剂、可溶与不可溶的无机和/或有机染料和颜料，例如IR吸收剂，例如碳黑、石墨或氧化铝粉末，加入苯乙烯聚合物熔体中，例如通过混合器或辅助挤出机。染料和颜料的添加量一般在0.01-30重量％范围内，优选在1-5重量％范围内。为了使颜料在苯乙烯聚合物内均匀且微分散地分布，可以有利地使用分散剂，例如有机硅、含环氧基的聚合物或马来酸酐接枝的苯乙烯聚合物，特别是在极性颜料的情况下。优选的增塑剂是矿物油和邻苯二甲酸酯，它们可以以基于苯乙烯聚合物计的0.05-10重量％的量使用。为制备本专利技术的可发泡性苯乙烯聚合物，所述发泡剂被混入聚合物熔体中。该方法包含下述阶段a)生产熔体，b)混合，c)冷却，d)运输和e)造粒。每个阶段可使用塑料加工公知的设备或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可发泡性粒状苯乙烯聚合物材料，其中苯乙烯聚合物具有至少双重或多重模态分子量分布。

【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：K哈恩，G埃尔曼，J鲁赫，M阿尔门德英格，B施米德，J霍洛赫，FJ蒂特甄，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]