苯乙烯类泡沫的泡孔大小增大剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及使用马来酸酐接枝的高密度聚乙烯聚合物作为苯乙烯类泡沫的泡孔 大小增大添加剂和含有所述泡孔大小增大添加剂的苯乙烯类泡沫。
【背景技术】
[0002] 制造聚合泡沫是一项复杂的技术，其由于聚合泡沫调配物中添加剂数量增加而变 得甚至更复杂。当使用高度成核发泡剂（如二氧化碳）制备泡沫时复杂性加剧。在发泡 方法期间过度成核可在制造期间引起不合需要地较小泡孔大小、高密度泡沫或甚至泡沫塌 陷。因此，此项技术中需要用于聚合泡沫调配物的泡孔大小增大剂以确保可制造具有合乎 需要地较大泡孔大小的聚合泡沫。
[0003] 美国公开专利申请案US 2007/0299152公开了许多聚苯乙烯泡沫的泡孔大小增 大剂。US2007/0299152的图1揭露了使用聚乙烯作为泡孔大小增大剂产生最大的泡孔大 小。聚乙烯共聚物的其它变体也在参考文献中加以测试，但揭示了与根据图1的聚乙烯相 比较小的泡孔大小增大作用。
[0004] -些泡孔大小增大剂（如双（己二酸正癸酯）、矿物油、聚乙二醇、碳酸丙烯酯、碳 酸乙烯酯和碳酸丁烯酯）倾向于可溶于聚合物基质中且由此塑化所得聚合泡沫的聚合物 基体。所述塑化可不合需要地影响所得泡沫的物理特性。举例来说，泡沫中的增塑剂可引 起泡沫在高温下缺乏尺寸热稳定性，由此降低聚合泡沫的稳定使用温度范围。
[0005] 需要鉴别一种泡孔大小增大剂，其可增大聚合泡沫的泡孔大小，优选地甚至超过 聚乙烯，但并不使聚合泡沫的聚合物基体塑化。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种泡孔大小增大剂，其可增大聚合泡沫的泡孔大小，优选地甚至超 过聚乙烯，但并不使聚合泡沫的聚合物基体塑化。
[0007] 出人意料的是，所述泡孔大小增大剂为马来酸酐接枝的高密度聚乙烯 (MAH-g-HDPE)。本发明发现的一部分揭露了当聚合物组合物包含足够的MAH-g-HDPE以提 供每百万重量份总聚合物组合物六重量份或更多的接枝的马来酸酐时，所述聚合物组合物 可膨胀成与无泡孔大小增大剂的任一类似聚合物组合物相比具有较大泡孔大小的聚合泡 沫。泡孔大小增大作用甚至在使用二氧化碳作为发泡剂时也发生。
[0008] 在第一方面中，本发明为苯乙烯类聚合物泡沫，其包含呈其中界定多个泡孔的连 续基质形式的聚合物组合物，所述聚合物组合物包含第一聚合物和第二聚合物，所述第一 聚合物为马来酸酐接枝的高密度聚乙烯且所述第二聚合物为不含接枝的马来酸酐的苯乙 烯类聚合物树脂，其中所述第一聚合物含有以所述第一聚合物的总重量计平均〇. 05或更 多重量份的接枝的马来酸酐，并且其中所述聚合物组合物中第一聚合物的浓度足以提供每 百万重量份所述聚合物组合物至少六重量份的接枝的马来酸酐。
[0009] 在第二方面中，本发明为一种制备第一方面的苯乙烯类聚合物泡沫的方法，所述 方法包含将第一和第二聚合物掺合在一起以形成聚合物混合物且将所述聚合物混合物膨 胀成第一方面的苯乙烯类聚合物泡沫。
[0010] 本发明的方法适用于制备本发明的苯乙烯类聚合物泡沫，其适用作隔热材料。
【具体实施方式】
[0011] 当未使用测试方法编号指示日期时，测试方法是指截至本文档的优先权日的最近 期的测试方法。提及测试方法含有提及测试协会和测试方法编号两者。以下测试方法缩写 和标识符适用于本文：ASTM是指ASTM国际（前美国测试与材料协会（AmericanSociety forTestingandMaterials));EN是指欧洲标准（EuropeanNorm);DIN是指德国标准化 学会（DeutschesInstitutfUrNormung);以及 ISO是指国际标准化组织（International OrganizationforStandards)〇
[0012] "多个"是指两个或更多个。"和/或"意指"和，或作为一个替代方案"。除非另外 指明，否则所有范围都包括端点。
[0013] 本发明的聚合物泡沫为包含聚合物组合物作为其中界定多个泡孔的连续基质的 聚合泡沫。本发明的聚合物组合物包含第一聚合物和第二聚合物的组合，且由聚合物泡沫 中的所有聚合物组成。
[0014] 第一聚合物为马来酸酐接枝的高密度聚乙烯（MAH-g-HDPE)。高密度聚乙烯 (HDPE)是此项技术中公认的聚合物分类，其例如具有其自身的再循环分类（"2"或"2号塑 料"）。HDPE的密度在0. 93到0. 97克/立方厘米（g/cm3)范围内且具有极少支化。
[0015] 第一聚合物含有接枝到HDPE主链上的马来酸酐（MAH)。合乎需要的是，第一聚合 物含有相对于第一聚合物的总重量平均〇. 05重量％或更多、优选地0. 1重量％或更多、更 优选地0. 25重量％或更多、再更优选地0. 5重量％或更多、又更合乎需要地1重量％或更 多且甚至更合乎需要地1. 2重量％或更多接枝的MAH。同时，第一聚合物合乎需要地含有相 对于第一聚合物的总重量平均2重量％或更少、优选地1. 9重量％或更少接枝的MAH。"平 均"意指聚合物组合物中所有第一聚合物的平均值。当接枝的MAH的量小于0. 05重量％ 时，第一聚合物不展示来自于存在MAH的关于增大泡孔大小的任何益处。当接枝的MAH的 量超过2重量％时，倾向于形成不合需要的交联凝胶。
[0016] 聚合物组合物中第一聚合物的总量足以提供每百万重量份聚合物组合物至少六 重量份、优选地10重量份或更多、再更优选地15重量份或更多且可为20重量份或更多、25 重量份或更多、30重量份或更多、35重量份或更多或甚至40重量份或更多的接枝的MAH。 同时，第一聚合物的总量合乎需要地使得接枝的MAH的总量为每百万重量份聚合物组合物 50重量份或更少、优选地45重量份或更少。
[0017] 出人意料地，第一聚合物充当甚至比聚乙烯有效的泡孔大小增大剂。又更出人意 料的是，当使用高度成核发泡剂（如二氧化碳）时，第一聚合物充当有效泡孔大小增大剂。 第一聚合物进一步有利地充当泡孔大小增大剂且不使第二聚合物或聚合物组合物塑化。因 此，第一聚合物充当泡孔大小增大剂且不会通过使充当泡沫的聚合树脂基质的聚合物组合 物塑化而不利地减小本发明泡沫的机械强度。根据ASTMD 2126-09 (70°C和97%相对湿 度）通过表征所得泡沫的尺寸稳定性来确定第一聚合物是否使第二聚合物塑化。如果聚合 物泡沫根据这一测试具有足够尺寸稳定性，那么第一聚合物不使第二聚合物塑化。足够的 尺寸稳定性对应于在测试期间任何尺寸2%或更少的变化以及小于5%的体积变化。
[0018] 第二聚合物为不含接枝的MAH的苯乙烯类聚合物树脂。本发明的聚合物泡沫为苯 乙烯类聚合物泡沫，其意指聚合物泡沫中超过50重量％的聚合物是苯乙烯类聚合物树脂。 苯乙烯聚合物是包含共聚合到聚合物主链中的苯乙烯的聚合物。苯乙烯聚合物包括苯乙烯 类均聚物（如聚苯乙烯均聚物）和苯乙烯类共聚物（如苯乙烯与丙烯腈、马来酸酐、丙烯酸 或甲基丙烯酸或其烷基酯（包括丙烯酸2-羟乙酯或甲基丙烯酸酯）的共聚物）。用于本发 明的尤其合乎需要的苯乙烯聚合物包括苯乙烯与丙烯腈的共聚物（即，SAN共聚物）、SAN 共聚物的掺合物以及SAN共聚物与聚苯乙烯均聚物的掺合物。
[0019] 聚合物组合物可仅由第一和第二聚合物组成。可替代地，聚合物组合物可包含除 第一和第二聚合物之外的聚合物。举例来说，第一聚合物可与另一聚合物（如线性低密度 聚乙烯（LLDPE)) -起混配为母料（即，浓缩物）。第一聚合物可分散在LLDPE中便于实施 到发泡方法。因此，聚合物组合物可含有除第一和第二聚合物之外的聚合物。合乎需要的 是，第一和第二聚合物的组合重量为90重量％ (wt%)或更多且可为95重量％或更多甚至 1〇〇重量％的总聚合物组合物重量。
[0020] 本发明的苯乙烯类聚合物泡沫可包括分散在聚合物组合物内的添加剂。合乎需 要的添加剂