[发明专利]涂覆的泡沫珠和生产不含卤素的阻燃性泡沫珠模塑品的方法

说明书

本发明涉及一种制备涂覆的泡沫粒子的方法、由所述粒子生产的泡沫 模塑品以及它们的用途。

颗粒泡沫材料通常通过用水蒸气在闭合的模具中烧结泡沫粒子获得， 泡沫粒子是例如预先发泡的可发泡性聚苯乙烯粒子(EPS)或已发泡的聚 丙烯粒子(EPP)。

阻燃性聚苯乙烯泡沫材料通常含有含卤素的阻燃剂例如六溴环十二烷 (HBCD)。但是，在建筑领域中作为绝缘材料应用的建议受到具体应用 的限制。原因特别是在燃烧情况下聚合物基体的熔融和滴流。另外，含卤 素的阻燃剂不能在不受限制的情况下使用，这是因为它们的毒性。

WO 00/050500描述了由预先发泡的聚苯乙烯粒子制备的阻燃性泡沫 材料，这些粒子与硅酸钠水溶液和高分子量乙酸乙烯酯共聚物的胶乳混合， 然后倒入模具中，并在摇动的同时在空气中干燥。这仅仅得到聚苯乙烯粒 子的疏松床，这些粒子在多个点彼此互相粘附，所以仅仅具有不满意的机 械性能。

WO 2005/105404描述了制备泡沫模塑品的节能方法，其中用具有比可 发泡性聚合物的软化温度更低的软化温度的树脂溶液涂覆预先发泡的泡沫 粒子。涂覆的泡沫粒子随后在模具中在施加外部压力的情况下或通过用热 水蒸气使泡沫粒子进行后发泡而熔合在一起。

WO 2005/07331描述了发泡的聚苯乙烯泡沫粒子，这些粒子具有用溶 剂涂覆的功能涂层，所述溶剂不会在显著程度上攻击聚苯乙烯泡沫粒子。 为了获得阻燃性涂层，表面可以例如用含有氢氧化铝粒子的聚乙酸乙烯酯 甲醇溶液涂覆。为了防止在除去溶剂期间粘附在一起，这些粒子必须用分 离液体例如乙二醇喷洒。

如果涂覆的泡沫粒子用于常规自动模塑机中，则当使用水蒸气时可以 沥滤出水溶性组分。

WO 2007/013971是后来的出版物，描述了通过烧结泡沫粒子制备阻燃 复合材料结构的方法，其中在流化床中已经在泡沫粒子上预先喷涂了能形 成凝胶的硅酸铝溶液作为阻燃剂涂料。为了改进耐水性，可以加入有机液 体例如有机硅或石蜡油。

所以，本发明的目的是克服上述缺陷并提供能在即使使用水蒸气的常 规装置中容易加工的泡沫粒子，从而制备不含卤素的阻燃性且耐热性的泡 沫模塑品。

因此，我们发现一种制备涂覆的泡沫粒子的方法，其中将聚合物水分 散体施用到泡沫粒子上，并随后干燥形成水不溶性聚合物膜。

施用到泡沫粒子上的聚合物分散体的干燥可以例如在流化床、桨式干 燥器中进行，或通过使空气或氮气经过疏松床进行。一般，干燥时间是5 分钟到24小时，优选30-180分钟，温度是0-80℃，优选30-60℃，这足以 形成水不溶性聚合物膜。

在干燥后，涂覆的泡沫粒子的水含量优选是1-40重量％，特别优选2-30 重量％，非常特别优选5-15重量％。水含量可以例如通过对涂覆的泡沫粒 子进行卡尔-费歇尔滴定法来检测。泡沫粒子/涂料混合物在干燥后的重量 比优选是2:1至1:10，特别优选1:1至1:5。

作为泡沫粒子，可以使用已发泡的聚烯烃，例如已发泡的聚乙烯(EPE) 或已发泡的聚丙烯(EPP)，或可发泡性苯乙烯聚合物的预发泡粒子，特 别是可发泡性聚苯乙烯(EPS)的预发泡粒子。泡沫粒子通常具有2-10mm 的平均粒径。泡沫粒子的堆积密度一般是5-100kg/m³，优选5-40kg/m³， 尤其是8-16kg/m³，堆积密度按照DIN EN ISO 60检测。

基于苯乙烯聚合物的泡沫粒子可以通过在预发泡机中用热空气或水蒸 气将EPS预先发泡到所需的密度而获得。在这里，可以通过在压力预发泡 机或连续预发泡机中单次或多次预先发泡而达到低于10g/l的最终堆积密 度。

由于具有高的绝热能力，特别优选使用已预发泡的可发泡性苯乙烯聚 合物，其含有绝热固体例如碳黑、铝或石墨，尤其是平均粒径在1-50微米 粒子直径范围内的石墨，这些绝热固体的含量是基于EPS计的0.1-10重量 ％，优选2-8重量％，并且例如参见EP-B 981 574和EP-B 987 575。