[发明专利]苯乙烯系聚合物与丙烯酸系聚合物共混物的泡沫塑料制品

说明书

本发明涉及由苯乙烯系聚合物与至少一种丙烯酸系聚合物的共混物制成的发泡制品。

人们知道，聚苯乙烯可以通过包括挤出在内的许多方法容易地发泡。这种工业上生产的未经任何特别处理的聚苯乙烯泡沫塑料的密度通常在32千克/立方米左右。

GB 2146941公开了通过挤出法来制备聚苯乙烯泡沫塑料的方法。

EP 0411923致力于用挤出法制备密度为32-160千克/立方米的聚苯乙烯泡沫塑料，其中用液体二氧化碳作发泡剂。

低密度聚苯乙烯泡沫塑料(即密度小于32千克/立方米的泡沫塑料)难以制造，通常要求使原始泡沫塑料直接成型进入低于大气压的环境中，或者经受某种形式的受控的再膨胀，例如US 4552904公开了通过将挤出的泡沫塑料再膨胀来制备密度小于32千克/立方米的聚苯乙烯泡沫塑料。这样的要求增加了泡沫塑料生产过程的复杂性和低密度泡沫塑料的成本，结果尽管使用这类泡沫塑料被公认用于建筑工业和其它工业是有益的，但是这类低密度聚苯乙烯泡沫塑料的使用还是不够广泛。

本发明的目的是采用常规的发泡方法例如挤出法，而无需采用再膨胀或其它此类技术，提供较低密度的聚苯乙烯泡沫塑料。

因此，首先本发明提供由包含至少50％(重量)苯乙烯系聚合物和至多50％(重量)丙烯酸系聚合物的聚合物共混物制成的具有闭孔结构的发泡制品，其中丙烯酸系聚合物的平均分子量小于苯乙烯系聚合物的平均分子量的90％。

苯乙烯系聚合物可以是至少苯乙烯、甲基苯乙烯和丙烯腈之一的均聚物或共聚物。最好至少50％的苯乙烯系聚合物单体单元来自苯乙烯，苯乙烯系聚合物具体可以是苯乙烯的均聚物。

苯乙烯系聚合物的平均分子量以180000-250000为宜，优选180000-230000，例如为大约200000。

丙烯酸系聚合物可以是至少(C₀-C₄烷基)丙烯酸C₁-C₈烷基酯例如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯和丙烯酸丁酯之一的均聚物或共聚物。丙烯酸系聚合物最好是共聚物，特别是含有甲基丙烯酸酯(例如甲基丙烯酸甲酯)和丙烯酸酯(例如丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯)的共聚物。丙烯酸系聚合物最好含有50-100％、特别是80-95％、尤其是90-95％(重量)衍生自甲基丙烯酸酯(例如甲基丙烯酸甲酯)单体单元，其余单体单元衍生自至少一种丙烯酸酯。丙烯酸系聚合物的平均分子量小于苯乙烯系聚合物分子量的90％、优选80％、特别是75％、尤其是50-60％。丙烯酸系聚合物的平均分子量以50000-180000为宜，优选50000-150000，特别是80000-140000。

发泡制品具有闭孔结构。闭孔的边通常为100-1000μ，特别是100-900μ，尤其是100-600μ。

发泡制品的平均密度一般比单独用苯乙烯系聚合物制成的类似的发泡制品的低5-40％，优选低10-40％，特别是低20-35％。

发泡制品的性能，例如热导率，保持与单独用苯乙烯系聚合物制成的类似的发泡制品的相当，尽管总是低一些。刚制造出来的发泡制品的热导率一般为20-24mW.(mK)^-1，例如大约21mW.(mK)^-1，并且在与环境平衡后升到25-27mW.(mK)^-1(例如大约26mW.(mK)^-1)的范围内。类似的发泡苯乙烯系聚合物的热导率在制造出来时为大约24mW.(mK)^-1，随着时间的增长上升到大约27mW.(mK)^-1。

发泡制品的压缩强度的确随着丙烯酸系聚合物含量的增加而降低。然而，当丙烯酸系聚合物含量不超过50％时，压缩强度可以保持在150-260kPa。

在使用中，可以将发泡制品层压到任何适宜的载体材料例如石膏板、木材或其它塑料结构上，以形成隔热建筑材料等。

发泡制品可以在常规挤出设备中成型。在如此成型时，密度沿泡沫塑料制品的横截面，从泡沫塑料制品的表面基本上到发泡制品的中心是变化的，这个方向与挤出的轴线垂直。密度的变化遵循典型的“浴缸”曲线，即发泡制品的中心不如表面密实。尽管挤出发泡材料一般都是浴缸曲线，但观察到的平均密度至今只能通过将常规苯乙烯系聚合物挤塑进入真空或者通过再膨胀(例如在空气或蒸气流中加热)来获得，在后一种情况中，由于仅仅该泡沫体的表面区域趋向于再膨胀，该浴缸曲线反转。