可发性聚苯乙烯组合物及其制备方法技术

公开了一种珠粒形式的可发性聚苯乙烯组合物，所述组合物包含：（１）１００重量份重均分子量Ｍｗ特别是在１５００００－４０００００道尔顿之间的苯乙烯聚合物，（２）３－２０重量份的发泡剂，所述发泡剂为水或水与至少一种其他发泡剂如烃的混合物，（３）０．１－１２重量份的至少一种具有至少部分亲脂性的改性粘土。也公开了制备所述组合物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及珠粒形式的可发性聚苯乙烯组合物、制备方法以及所述组合物在模制品和发泡制品生产中的使用。通过向挤出机中熔融态的聚苯乙烯中直接加入发泡剂以形成均匀共混物、随后均匀共混物用模头以板材或片材的形式挤出、挤出的板材或片材经发泡并在周围空气中冷却而生产聚苯乙烯泡沫(也称XPS(发泡聚苯乙烯))制品是众所周知的。通常，XPS的制品不是模制的并在表面结皮。其堆密度相对较高，可高于30kg/m3、低于100kg/m3，特别可在32-60kg/m3的范围内。它们通常具有各向异性的多孔结构，用于特定的建筑绝缘应用中，如地板和屋顶。从其中加了发泡剂的可发性聚苯乙烯(也称EPS(可发性聚苯乙烯))制得的珠粒生产发泡和模制品同样是众所周知的。EPS珠粒通常通过发泡剂存在下(在聚合开始、期间和/或结束时加入)苯乙烯的聚合制备。发泡制品和模制品的生产方法接下来通常包括三个阶段(a)混合EPS珠粒与蒸汽使EPS珠粒预膨胀(或预发泡)的阶段，以产生期望的多孔结构并获得相对较低的堆密度，特别是等于或小于50kg/m3，优选小于或等于30kg/m3，例如在10-25kg/m3的范围内，(b)将发泡珠粒露天贮存(或静置)一段时间(几小时到几天)使之稳定化(熟化)的阶段，和(c)在模中加热经发泡和稳定的珠粒进行模制的阶段，以使珠粒熔合到一起并在每个珠粒内保持多孔结构和期望的堆密度，所述堆密度通常接近于预膨胀阶段获得的堆密度。自EPS珠粒生产的发泡和模制品其堆密度通常相对较低，在10-50kg/m3的范围内，常低于XPS的制品，并可在10-30kg/m3的范围内。其结构由熔合在一起的珠粒组成，每个珠粒具有通常为各向同性的多孔结构。其用于特定的建筑绝缘应用中(如墙壁)或因模具给定的特定形状而用于特定的工业或食品包装应用中。此外，已经知道能改进某些聚合物性质，如拉伸模量、阻燃性和隔热性，特别是在聚苯乙烯和XPS型聚苯乙烯泡沫的情形下。这样的改进可通过向聚合物中加入粘土以形成被称为“纳米复合聚合物”的材料而得到。天然粘土或经改性以便与聚合物相容的粘土已被用来生产XPS型的聚苯乙烯泡沫，做法是使粘土与混有发泡剂(如二氧化碳)的熔融聚苯乙烯机械共混或使苯乙烯在粘土存在下本体聚合、随后向熔融聚合体中加入发泡剂(如二氧化碳)。开发包含粘土的可发性聚苯乙烯珠粒及可用水作为发泡剂进行制备该类珠粒的方法的需要已经出现。一个主要的问题是包含粘土并以水作为发泡剂的珠粒形式的可发性聚苯乙烯组合物的开发。在这样的组合物中，粘土可以或多或少有利的形式存在，例如呈“插层”或“剥落”结构，其中聚苯乙烯可以或多或少紧密和深入的方式结合。这种结合程度可使得发泡和模制品性质的可变性很大并随机地折衷。此外，由于可发性聚苯乙烯珠粒通常通过含水悬浮液中苯乙烯的聚合制备以及发泡剂在该制备过程中引入的事实，此目标特别难以达到。因此，这样的制备同时采用有机相和水相，二者的性质和粘度有很大不同。这样一来，制备中所用的粘土与苯乙烯(单体)、聚苯乙烯、含水悬浮液的发泡剂和水能怎样地同时相容或不相容及其能怎样地另外任选起到成核和/或悬浮剂的作用将变得特别难以预测。含水悬浮聚合中的一个主要风险是被称为“失去悬浮”的现象，其间，单体和所形成的聚合物的珠粒发生聚结并迅速结硬。另一个主要的风险是预膨胀蒸汽所带珠粒的阶段，其间，水可能与珠粒中存在的粘土发生作用并可能严重妨碍该阶段。最后，包含单独一种或多种烃(如烷烃)作为发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒的生产是众所周知的。出现的问题是这些烃在大气中的排放，因而需要用其他污染性较低的发泡剂(例如水)至少部分地代替这些烃。本专利技术涉及珠粒形式的可发性聚苯乙烯组合物，所述组合物包含(1)100重量份重均分子量Mw特别在150 000-400 000道尔顿之间的苯乙烯聚合物，(2)3-20重量份的发泡剂，所述发泡剂为水或水与至少一种其他发泡剂如烃的混合物，(3)0.1-12重量份的至少一种具有至少部分亲脂性的改性粘土。本专利技术进一步涉及珠粒形式的可发性聚苯乙烯组合物，所述组合物包含(1)100重量份重均分子量Mw特别在150 000-400 000道尔顿之间的苯乙烯聚合物，(2)3-20重量份的至少一种发泡剂，优选至少两种发泡剂，一种为水，另一种为至少一种烃类发泡剂，特别是水/烃类发泡剂的重量比在0.1/1-10/1的范围内，和(3)0.1-12重量份的至少一种具有至少部分亲脂性的改性粘土。所述组合物以珠粒形式提供并包含所谓“可发性的”苯乙烯聚合物，“可发性的”是因为所述聚合物包含发泡剂且所述珠粒能在没有额外量的发泡剂的帮助下膨胀。术语“珠粒”应理解为通常指球形或基本球形的颗粒，特别是球状颗粒，其可具有大直径和小直径，且大直径与小直径之比可在1.0-1.3的范围内，优选1.0-1.2，特别是1.0-1.1。可发性珠粒的平均粒径可在0.3-3.0mm的范围内，优选0.3-2.0mm，特别是0.4-1.5mm。其堆密度可在560-720kg/m3的范围内，优选580-710kg/m3，特别是600-700kg/m3。所述组合物包含苯乙烯聚合物，所述苯乙烯聚合物可为均聚苯乙烯或包含至少50％、优选至少80％、特别是至少90％重量的苯乙烯的苯乙烯共聚物。所述苯乙烯共聚物中存在的一种或多种共聚单体可选自乙烯基芳族化合物，如α-甲基苯乙烯、芳环卤化的苯乙烯或芳环烷基化的苯乙烯。优选使用均聚苯乙烯。苯乙烯聚合物的重均分子量Mw可在150 000-400000道尔顿的范围内选择，优选170000-300 000道尔顿，特别是175 000-280 000道尔顿。苯乙烯聚合物的分子量分布(按Mw与聚合物的数均分子量Mn之比计算)可在1.5-3.5的范围内，优选1.7-3.0，特别是1.8-2.8。苯乙烯聚合物可含相当低含量的残留单体并任选含相当低含量的残留共聚单体，例如低于2000重量份每百万重量份(ppm)，优选低于1000ppm，特别是低于800ppm，尤其是低于500ppm。所述组合物其每100重量份的苯乙烯聚合物包含3-20重量份、优选4-18重量份、特别是4-16重量份的发泡剂，所述发泡剂为水或水与至少一种其他发泡剂(特别是烃类发泡剂)的混合物，所述烃类发泡剂优选选自饱和烃，特别是饱和的直链或支链烃和饱和的环烃，特别是饱和的C3-C7烃，更特别是C4-C6烃。因此，所述烃类发泡剂可为饱和烃或两种或多种饱和烃的混合物，所述饱和烃特别选自正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、正己烷、异己烷、正庚烷和异庚烷，优选正戊烷和异戊烷的混合物。所述组合物包含水作为发泡剂。当水为唯一的发泡剂时，其构成所述组合物的3-20重量份(相对于每100重量份的苯乙烯聚合物)。当除水外还有一种或多种其他发泡剂时，其组合可构成所述组合物的0.1-19重量份，优选0.5-15重量份，例如1-10重量份(相对于每100重量份的苯乙烯聚合物)。所述组合物可优选包含至少两种发泡剂，一种为水，另一种为至少一种烃类发泡剂，特别是饱和烃或两种或多种饱和烃(如上述那些)的混合物，特别是水/烃类发泡剂的重量比为0.1/1-10/1，优选0.2/1-9/1，特别是0.5/1-8/1，更特别是1/1-7/1。所述组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种珠粒形式的可发性聚苯乙烯组合物，所述组合物包含：（１）１００重量份重均分子量Ｍｗ特别在１５００００－４０００００道尔顿之间的苯乙烯聚合物，（２）３－２０重量份的发泡剂，所述发泡剂为水或水与至少一种其他发泡剂如烃的混合物，（３）０．１－１２重量份的至少一种具有至少部分亲脂性的改性粘土。

【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：JM加列夫斯基，G道金斯，K拉巴斯蒂科伊雷霍尔克，
申请(专利权)人：英尼奥斯欧洲有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]