[发明专利]使用无卤素发泡剂制造的泡沫板材

说明书

本发明涉及使用无卤素发泡剂制造的泡沫板材和涉及它们的制备方法。本发明尤其涉及厚度至少20mm的泡沫板材，它包括基于聚苯乙烯的热塑性基料和具有不含有含卤素气体的闭孔。

大量的发泡剂曾经用来由挤塑方法生产基于苯乙烯聚合物的泡沫板材。

例如，EP-A-464 581公开了一种具有高抗压强度和截面积为至少50cm²的泡沫板材的生产方法，在该方法中，由苯乙烯聚合物，5-16wt％(以苯乙烯聚合物为基础)的发泡剂和如果需要，常规添加剂组成的混合物被挤塑，其中所使用的发泡剂是包括以下组分的混合物：

a)3-70wt％的沸点为56-100℃的醇类或酮类，

b)5-50wt％的二氧化碳和

c)0-90wt％的沸点为-30℃至+30℃的饱和C₃-C₅烃和/或含氢的氯氟烃或氟代烃。

当使用快速从泡沫中扩散出来的发泡剂(例如CO₂)和具有窄分子量分布的常规聚苯乙烯时，厚度为20mm或20mm以上，尤其等于或大于50mm的泡沫板材的足够的尺寸稳定性和抗压强度因而不再确保。此外，具有高发泡力的发泡剂的使用通常得到有高比例的开孔的泡沫。

WO 94/28058描述了使用无卤素发泡剂，从具有低维卡软化温度和高熔体流动指数的苯乙烯聚合物制造的挤塑泡沫板材。较低软化温度导致泡沫板材在升高的温度下抗压强度的下降。

WO 95/10 560描述了基于平均分子量为100,000-165,000的聚苯乙烯的挤塑泡沫板材。当将该低分子量的、低粘度的聚苯乙烯挤塑和发泡时，该泡沫在离开口模之后趋向于瘪泡。此外，以此为基础的泡沫板材在一定程度上是脆性。

本发明的目的是提供基于苯乙烯聚合物的和使用无卤素发泡剂制造的挤塑泡沫板材。

本发明再一目的是包含苯乙烯聚合物和具有最低厚度为20mm的泡沫板材的生产方法，该方法得到了具有闭孔的泡沫，该泡沫除了有良好的尺寸稳定性和抗压强度以外，还具有仅仅较低的吸水容量和具有高的抗热畸变性。本发明的另一目的是通过使用乙醇和二氧化碳的混合发泡剂，和尤其二氧化碳作为唯一的发泡剂，生产厚度高于50mm、优选80-200mm的泡沫板材的方法。

我们发现，这些目的可由使用无卤素发泡剂挤塑加工的泡沫板材来实现，该板材具有最低厚度20mm、包含基于聚苯乙烯的热塑性基料和具有不含有含卤素气体的闭孔，其中热塑性基料的聚苯乙烯的平均分子量Mw为175,000-500,000和多分散性Mw/Mn大于2.6。

本发明还提供了通过挤塑由塑化的热塑性基料与1-15wt％的无卤素发泡剂和如果需要，常规添加剂组成的混合物来生产这一泡沫板材的方法。

本发明的主要方面是，所使用的起始原料是平均分子量为175,00-500,000g/mol，优选200,000-300,000g/mol的聚苯乙烯热塑性基料。这一“平均分子量”是由凝胶渗透色谱法(GPC)测定的重均分子量。该聚苯乙烯应该具有对应于多分散性Mw/Mn高于2.6，优选高于2.8和尤其高于3.0的的窄分子量分布。根据本发明制造的泡沫板材具有至少20mm，优选高于50mm和尤其80-200mm的厚度。截面积是至少50cm²，优选100-200cm²。它们是闭孔的，即高于90％，优选高于95％的孔是封闭的，这导致低的吸水性。泡沫板材的密度优选是20-60gl^-1。

优选的热塑性基料是均聚苯乙烯，但是，苯乙烯与少量常规共聚单体的共聚物以及聚苯乙烯与少量其它热塑性塑料的混合物原则上也是合适的。

根据本发明，由本身已知的方法挤塑来生产泡沫板材。在挤出机中，由加热塑化的热塑性基料与发泡剂或发泡剂混合物和如果需要，其它添加剂一起均质混炼。该混合物然后通过松弛区，在其中通过连续搅拌而被冷却至约100-120℃，然后通过口模挤塑形成板材。

可添加到热塑性基料中的常规的添加剂和/或助剂是常规用量的抗静电剂，稳定剂，染料，填料，阻燃剂和/或成核剂。

在本发明方法中，发泡剂或发泡剂混合物的用量是1-15wt％，优选3-11wt％，尤其4-8wt％，以热塑性基料为基础计。该发泡剂是无卤素的挥发性物质。

优选的是包括以下组分的发泡剂混合物：

a)1-100wt％的二氧化碳，

b)至多95wt％的选自二甲基醚、甲基乙基醚和甲基乙烯基醚的醚类，

c)至多80wt％的沸点为56-100℃的醇类或酮类，和