聚苯乙烯系树脂挤出泡沫板及其制造方法技术

提供一种通过将含有聚苯乙烯系树脂，和含异丁烷与其他发泡剂（但，除氯氟烃和／或氟代烃外）的混合发泡剂的发泡性熔融树脂混合物，从高压区向低压区挤出而制得的厚度１０ｍｍ以上、表观密度２５～６０ｋｇ／ｍ↑［３］的聚苯乙烯系树脂挤出泡沫板，其特征是，该泡沫板中的异丁烷残存量，每１ｋｇ该泡沫板是０．４５～０．８０摩尔，而且，泡沫板厚度方向的平均气泡直径是０．０５～０．１８ｍｍ，气泡变形率（厚度方向的平均气泡直径／水平方向的平均气泡直径）是０．７～１．２，且满足ＪＩＳ Ａ９５１１（１９９５年）记载的挤出聚苯乙烯泡沫保温板３种的燃烧性标准，同时泡沫板的导热系数是０．０２８Ｗ／ｍ.Ｋ以下。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑物的墙壁、地板、屋顶等的绝热材料或席垫芯材等中使用的。
技术介绍
过去，聚苯乙烯系树脂泡沫体，由于具有优异的绝热性及适合的机械强度，已广泛作为板状绝热材料使用。人们已知，作为这种泡沫板的制造方法，是在聚苯乙烯系树脂材料中加入气泡调整剂，加热熔融混炼后，添加物理发泡剂，将这些混合物从高压区向低压区挤出的制造方法。作为上述泡沫板制造使用的发泡剂，过去广泛使用二氯二氟甲烷等氯氟烃(以下，称作CFC)，然而，由于CFC破坏臭氧层的危险性大，所以近年已用臭氧破坏系数小的含氢原子的氯氟烃(以下，称作HCFC)代替CFC。可是，因为HCFC的臭氧破坏系数不是0。故破坏臭氧层的可能性并非完全没有。因此，研究了臭氧破坏系数是0。分子中没有氯原子的氟代烃(以下，称作HFC)作为发泡剂使用。但是，由于该HFC的地球温室化系数大，所以在保护地球环境方面仍有改善的余地。因此，希望使用臭氧破坏系数是0、同时地球温室化系数也小的对环境无害的发泡剂，制造聚苯乙烯系树脂挤出泡沫板。另一方面，从臭氧破坏系数是0、地球温室化系数也小、对地球环境无害的观点来看，异丁烷是优异的发泡剂。另外，由于对聚苯乙烯的透过速度比空气慢很多，所以使用异丁烷的挤出泡沫板可长时间地维持制造时的绝热性。然而，异丁烷在气体状态下的导热系数虽然比空气低，但与以往所用的CFC、HCFC、HFC相比时，气体状态下的导热系数大，难以获得与HFC等相同的绝热性。而且，异丁烷自身的燃烧性高，因此赋予所制得的泡沫体以阻燃性也极困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是，鉴于以往聚苯乙烯系树脂挤出泡沫板的缺点。提供一种采用臭氧破坏系数是0、地球温室化系数也小的异丁烷作为发泡剂而制造的泡沫板，该泡沫板是阻燃性好、导热系数也小的聚苯乙烯系树脂挤出泡沫板。根据本专利技术，提供的聚苯乙烯系树脂挤出泡沫板，其特征是，它是通过将含有聚苯乙烯树脂和由(a)异丁烷、(b)氯氟烃及氟代烃以外的其他发泡剂组成的混合发泡剂的发泡性熔融树脂混合物，从高压区向低压区挤出而得到厚度10mm以上、表观密度25～60kg/m3的聚苯乙烯系树脂挤出泡沫板，该泡沫板中的异丁烷残存量，每1kg该泡沫板为0.45～0.80摩尔，又，泡沫板厚度方向的平均气泡直径是0.05～0.18mm，气泡变形率(厚度方向的平均气泡直径/水平方向的平均气泡直径)为0.7～1.2，且满足JIS A9511(1995年)所记载的挤出聚苯乙烯泡沫保温板3种的燃烧性标准，同时泡沫板的导热系数是0.028W/m·K以下。本专利技术又涉及上述聚苯乙烯系树脂挤出泡沫板的制造方法，所提供的聚苯乙烯系树脂挤出泡沫板制造方法的特征是，包括(a)在挤出机内，将熔融聚苯乙烯系树脂和，由异丁烷90～50摩尔％和其他发泡剂(氯氟烃或/和氟代烃除外)10～50摩尔％组成(其中，这些发泡剂量的合计是100摩尔％)的混合发泡剂及含阻燃剂的添加剂进行混炼，获得发泡性熔融树脂混合物；(b)使该发泡性熔融树脂混合物通过模具，由模口连续地从高压区向低压区挤出；(c)一边使挤出的发泡性熔融树脂混合物发泡，一边通过用与模具密合的上下左右4面的壁包围、同时至少上下面的间隔从入口到出口先扩大后又缩小的通路，由此压缩发泡途中的发泡性熔融树脂混合物；(d)一边使该压缩发泡性熔融树脂混合物通过赋形装置，一边使其至少在厚度方向及宽度方向膨胀，同时至少一边限制其厚度方向一边赋形成板状，同时，所得聚苯乙烯系树脂挤出泡沫板的厚度(Tmm)及宽度(Wmm)和与密合在前述模具上的通路中的与该扩大部分的最大截面积的部分相比、在下游侧截面积最小的部分的通路的高度(hmm)及宽度(bmm)的关系满足下式(1)～(3)。W/b≥1.08(1)T/h≥1.20(2)(W/b)/(T/h)≥0.90(3)附图的简单说明附图说明图1是表示本专利技术的聚苯乙烯系树脂挤出泡沫板制造方法中使用的通路、赋形装置的一个例子的图。专利技术的实施方案本专利技术的聚苯乙烯系树脂挤出泡沫板(以下，叫作挤出泡沫板)是通过将含有由异丁烷与其他发泡剂(除氯氟烃或/和氟代烃外)组成的混合发泡剂和聚苯乙烯系树脂的发泡性熔融树脂混合物从高压区向低压区挤出而制得。即，本专利技术的挤出泡沫板是将聚苯乙烯系树脂和阻燃剂、气泡调节剂等添加剂供给挤出机，加热熔融混炼成为熔融树脂混合物后，在高压下将含有异丁烷、但不含氯氟烃或氟代烃的混合发泡剂压入、混炼，成为发泡性熔融树脂混合物，然后将发泡性熔融树脂混合物调整到适合发泡的温度后，通过从高压区向低压区挤出而制造。这样制造的挤出泡沫板是高厚度、低表观密度、尺寸稳定性好、对地球环境无害的制品。作为本专利技术使用的聚苯乙烯系树脂，例如可列举以苯乙烯均聚物或苯乙烯为主成分的苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、高抗冲聚苯乙烯等。上述苯乙烯系共聚物中的苯乙烯成分含量优选50摩尔％以上，最优选80摩尔％以上。本专利技术用的聚苯乙烯系树脂优选使用熔体流动速率(MFR)0.5～30g/10分(用JIS K7210(1976年)A法的试验条件8测定的MFR)的范围的树脂，而且，当使用1～10g/10分的聚苯乙烯系树脂时，制造挤出泡沫板时的挤出成型性好，同时所得的挤出泡沫板机械强度好，是更优选的。本专利技术的挤出泡沫板是用含异丁烷与其他发泡剂(除氯氟烃和/或氟代烃外)的混合发泡剂制造的制品。该混合发泡剂含异丁烷但不含氯氟烃或氟代烃。因此，本专利技术的挤出泡沫板中含的发泡剂是臭氧破坏系数为0，同时地球温室化系数也小、对地球环境无害的化合物。另外，由于异丁烷对聚苯乙烯的透过速度比空气慢很多，故本专利技术的挤出泡沫板可长期保持制造时的绝热性。本专利技术挤出泡沫板中异丁烷的残存量，每1kg挤出泡沫板是0.45～0.80摩尔。异丁烷的残存量不足0.45摩尔时，恐怕不能得到作为建材用绝热材料所要求的高绝热性。具体地说，恐怕不能得到符合JIS A9511(1995年)记载的挤出聚苯乙烯泡沫保温板3种的导热系数(0.028W/m·K以下)的挤出泡沫板。而超过0.80摩尔时，恐怕不能得到作为建筑材料所要求的阻燃性。具体地说，恐怕不能满足JISA9511(1995年)记载的挤出聚苯乙烯泡沫保温板3种的燃烧性标准。考虑以上的情况，本专利技术挤出泡沫板中异丁烷的残存量，每1kg挤出泡沫板优选为超过0.56摩尔～0.76摩尔以下。作为上述混合发泡剂含有的其他发泡剂，最好使用从氯甲烷、氯乙烷等的氯代烷、二氧化碳、二甲醚、二乙醚及甲乙醚中选出的1或2种以上的发泡剂。这些其他的发泡剂富有发泡力，因此，有降低所得挤出泡板表观密度的效果，同时由于对聚苯乙烯的气体透过性高，所以早期地从泡沫板中逸散后，对早期地使泡沫板的绝热性能及阻燃性能稳定有效。另外，异丁烷发泡剂在泡沫板制造后，即使在室温下放置5年也仅从泡沫板中逸出少量，未发现有大的减少。估计这有利于本专利技术绝热板的高绝热性的维持。再者，作为其他发泡剂，使用丙烷和正丁烷等异丁烷以外的脂肪族烃不太好。异丁烷以外的脂肪族烃从泡沫板中逸散出并不那么慢，因此大量使用时，有可能早期极大地降低泡沫板的绝热性。但可在不妨碍本专利技术目的范围内少量并用。将异丁烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚苯乙烯系树脂挤出泡沫板，其特征是，它是通过将含有聚苯乙烯系树脂和由（ａ）异丁烷、（ｂ）氯氟烃及氟代烃以外的其他发泡剂组成的混合发泡剂的发泡性熔融树脂混合物，从高压区向低压区挤出而制得的厚度１０ｍｍ以上、表观密度２５～６０ｋｇ／ｍ↑［３］的聚苯乙烯系树脂挤出泡沫板，该泡沫板中的异丁烷残存量，每１ｋｇ该泡沫板是０．４５～０．８０摩尔，而且，泡沫板厚度方向的平均气泡直径是０．０５～０．１８ｍｍ，气泡变形率（厚度方向的平均气泡直径／水平方向的平均气泡直径）是０．７～１．２，且满足ＪＩＳ Ａ９５１１（１９９５年）记载的挤出聚苯乙烯泡沫保温板３种的燃烧性标准，同时，泡沫板的导热系数是０．０２８Ｗ／ｍ.Ｋ以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：极乐广行，小暮直亲，今成大典，内藤真人，高桥诚治，
申请(专利权)人：株式会社JSP，
类型：发明
国别省市：JP[日本]