颗粒状可发性聚合物、该聚合物的制法及该聚合物的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种颗粒状可发性聚合物，所述颗粒状可发性聚合物可被加工成具有精细泡孔结构和低密度的泡沫，且为了改善所述颗粒状可发性聚合物的隔热值，所述颗粒状可发性聚合物包含碳类隔热值升高的材料。本发明专利技术进一步涉及一种用于制备颗粒状可发性聚合物、及包含所述颗粒状可发性聚合物的泡沫材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种颗粒状可发性聚合物，该聚合物可被加工成具有精细泡孔结构和低密度的泡沫，且为了改善该聚合物的隔热值，该聚合物包含碳类隔热值升高的材料。本专利技术进一步涉及一种用于制备颗粒状可发性聚合物的方法、以及根据该方法获得的泡沫材料。
技术介绍
从本申请人名义下的欧洲专利EP1486530(对应于NL1023638)已知可发性聚苯乙烯(EPS)，其中活性炭存在于聚苯乙烯颗粒中作为隔热值升高材料。使用的活性炭具有 < 12微米的粒径。根据B2试验(即DIN 4101第二部分)，通过使用这样的隔热值升高的材料获得的泡沫符合耐火要求。从本申请人名义下的W02010/041936已知可发性聚苯乙烯(EPS)，其中显示出特定颗粒分布的活性炭被用作隔热值升高的材料。从美国专利号6，130，265已知一种用于制备含石墨的EPS的方法,其中基于苯乙烯聚合物的量添加了 O. 05 25重量％的石墨。从美国专利号6，340, 713已知一种颗粒状可发性聚苯乙烯，其中苯乙烯聚合物包括O. 05 8重量％均匀分布的具有平均粒径为I 50 μ m的石墨颗粒。从国际专利申请W000/43442进一步已知一种用于升高EPS的隔热值的方法，其中苯乙烯聚合物在挤出机中熔融，且至少与发泡剂和主要为小片形式的铝颗粒混合，且被共同挤出，然后挤出物被冷却且变成颗粒；其中使用的铝颗粒的量不超过6重量％。这样的聚合物包含至少为颗粒形式的铝以改善聚合物的隔热性质，其中铝颗粒均匀分布且被并入作为反射红外辐射的材料。铝颗粒具有小片样形状，尺寸为I 15 μ m。不仅可经由从前述国际专利申请已知的挤出工艺，还可经由悬浮聚合反应获得用于生产可发性聚苯乙烯(EPS)的原料。由此获得的EPS颗粒通常用作包装工业和建筑工业中的原料。用于进一步加工的方法包括预发泡处理，其中一定量的蒸汽穿过膨胀容器中的 EPS颗粒层，由此使EPS颗粒中存在的发泡剂(通常为戊烷)蒸发，且发生颗粒的发泡。在大约4 48小时的储存时期(也被称为“成熟”)后，将由此得到的预发泡颗粒导入模具中，在模具中，颗粒在蒸汽的影响下进一步膨胀。在该工艺中使用的模具设置有小的开口， 通过该开口仍然存在的发泡剂可在颗粒融合成期望形状的过程中逸出。所述成形体的尺寸原则上不受限制，从而可生产用于建筑工业中的块料、以及用于食品和非食品的包装材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种颗粒状可发性聚合物颗粒，所述颗粒状可发性聚合物颗粒在进一步加工后提供泡沫，所述泡沫具有实践中期望的足够低的热传导系数以便从而获得预期的隔热特性。本专利技术的另一方面是提供一种用于生产可发性聚合物颗粒的方法，其中苯乙烯聚合物在一种或多种额外组分的存在下可转变为在发泡或塑造成型后具有较高隔热值的材料。如在引言中所描述的，本专利技术的特征在于具有粒径< I μπι的碳存在于聚合物颗粒中作为隔热值升高的材料。通过使用这样类型的碳作为隔热值升高的材料，满足了本专利技术的一个或多个方面。为粒径的下限给予了优选值O. I μπι。本专利技术尤其排除了炭黑作为碳源的应用。尤其期望的D50粒径不超过I μ m,更具体地为D50粒径不超过O. 8 μ m。D90值和D50值分别指90th和50th的百分比，分别意味着总体的90 %和50 % 具有低于上述值的粒径。可从在马尔文仪器(Malvern Instruments)产品粒度分析仪 (Mastersizer)和激光粒度仪(Lasersizer)的帮助下获得的累积分布曲线容易地推断出 DlO (总体的10%的最大粒径)、D50 (总体一半的最大粒径)和D90 (总体的90%的最大粒径)，且这三个值(DIO、D50和D90)可用于表征粉末中的粒径分布。(D90-D10)/D50的比 (也称为粒径分布)尤其提供了包含在粉末中的粒径散布的良好指示。换句话说，IOth百分比意味着10%的颗粒的粒径小于或等于该值，而90%的粒径大于该值。换句话说，50th百分比意味着50%的颗粒的粒径小于或等于该值，而50%的粒径大于该值。D50优选不超过1.0，尤其是不超过O. 8 μπι。换句话说，90th百分比意味着90%的颗粒的粒径小于或等于该值，而10%的粒径大于该值。可应用于本专利技术的聚合物选自包括聚苯乙烯、发泡聚丙烯(EPP)、发泡的泡沫聚乙烯(EPE)、聚苯醚(PPO)、聚环氧丙烷和/或聚乳酸或它们的组合的组中。聚乳酸(PLA)是基于乳酸单体的聚合物的总称，聚乳酸的结构根据组成从完全非结晶态至半结晶态或结晶态发生变化。可从例如乳制品、淀粉、面粉和玉米生产聚乳酸。乳酸是组成聚乳酸的单体，且该单体以两种立体异构体(即L-乳酸和D-乳酸)出现。因此聚乳酸包含一定比例的L-乳酸单体和一定比例的D-乳酸单体。聚乳酸中的L-和D-乳酸单体的比率决定了聚乳酸的特性。本文中可参考D-值或D-含量(D-乳酸单体的百分比)。 目前在市场上可购买到的聚乳酸具有在100 O和75 25之间变化的L D比率；换句话说，D-含量在O和25%之间或在O和O. 25之间变化。PLA颗粒进一步加工的实例如下。在注入例如6 8%的CO2后，在例如20巴的压力下使PLA颗粒发泡。然后PLA作为泡沫再一次注入例如6%的CO2，且在O. 2和O. 5巴之间变化的蒸汽压力下在模具中被塑造成型。这样，以与上面讨论的EPS颗粒有关的方法获得塑造成型件。使用具有所谓的刀盘体(cutter head)的挤出机生产PLA颗粒。为此，固体 PLA被导入挤出机，并熔融。然后熔融的PLA被挤压穿过模具(例如所谓的水下制粒机 (underwater granulator)),且经由刀盘体形成PLA颗粒。对于液体PLA,还可将液体PLA 直接供应至在线聚合工艺(in-line polymerisationprocess)中的挤出机,从而不需要首先熔融PLA。优选地，使用双螺旋杆挤出机作为挤出机。在挤出机中，聚乳酸或聚乳酸和可选择的一种或多种其它生物可降解的聚合物及可选择的一种或多种扩链剂、成核剂和润滑剂的混合物可被加工成颗粒。本专利技术人也在PCT/NL2008/000109中描述了这样的颗粒状聚乳酸。在聚乳酸挤出后，通过注入PLA颗粒来添加发泡剂以获得可发性PLA(EPLA)。可使用的发泡剂的实例是co2、mtbe、氮、空气、(异)戊烷、丙烷、丁烷等、或其一种或多种组合。 第一种方法是例如通过挤出的方式使聚乳酸成形为颗粒，所述颗粒随后通过注入发泡剂被制成可发性的。第二种方法是聚乳酸与发泡剂混合，随后例如通过挤出的方式被直接成形为可发性颗粒。本专利技术人设想为了获得特定隔热值，与根据本领域现状常使用的隔热值升高材料相比，尤其与其它碳源(诸如石墨或活性炭)相比，可以较少的量使用尤其为石墨烯或膨胀石墨，该前体材料被理解为具有排列在蜂巢样平坦晶格中的sp2-键合的碳原子的一个原子厚度的层。额外的实验已示出在本专利技术中称为石墨烯的材料也可看作具有粒径为O. I O. 8 μ m的膨胀石墨。因此在说明书中使用的石墨稀被理解为具有粒径为O. I O. 8 μ m的膨胀石墨。加入的隔热值升高材料的量的降低对材料最初为白色的EPS的最终颜色具有有利影响。上述添加物致使最初白色的EPS稍稍“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】2010.04.21 NL 20045881.一种颗粒状可发性聚合物，所述颗粒状可发性聚合物能被加工成具有精细泡孔结构和低密度的泡沫，且为了改善所述颗粒状可发性聚合物的隔热值，所述颗粒状可发性聚合物包含碳类隔热值升高的材料，其特征在于，所述聚合物颗粒包含作为所述隔热值升高材料的具有粒径< I μ m的碳。2.根据权利要求I所述的颗粒状可发性聚合物，其特征在于，D50粒径不超过Iμ m。3.根据前述权利要求中的任一项或两项所述的颗粒状可发性聚合物，其特征在于，D50 粒径不超过O. 8 μ m。4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的颗粒状可发性聚合物，其特征在于，所述聚合物选自包括聚苯乙烯、发泡聚丙烯(EPP)、发泡的泡沫聚乙烯(EPE)、聚苯醚(PPO)、聚环氧丙烷和聚乳酸、或它们的组合的组中。5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的颗粒状可发性聚合物，其特征在于，膨胀石墨、尤其具有粒径在O. I O. 8 μ m的范围内的膨胀石墨被用作所述碳，所述膨胀石墨的纵横比达到彡10 I06.根据权利要求5所述的颗粒状可发性聚合物，其特征在于，所述膨胀石墨的纵横比达到彡100 I。7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的颗粒状可发性聚合物，其特征在于，基于所述颗粒状可发性聚合物的量，所述碳的量为I 15重量％。8.根据权利要求7所述的颗粒状可发性聚合物，其特征在于，所述碳的量为2 8重量％。9.根据权利要求5 8中的一项或多项所述的颗粒状可发性聚合物，其特征在于，通过碳源的机械剪切、尤其通过石墨的机械剪切获得膨胀石墨，尤其获得具有粒径在O. I O. 8 μ m的范围内的膨胀石墨。10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的颗粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·盖伯瑞德，F·P·A·高路易特曼，J·努尔德格拉夫，
申请(专利权)人：西博拉技术有限公司，
类型：
国别省市：