发泡性丙烯酸类树脂颗粒、发泡颗粒及其发泡颗粒成形体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种被物理发泡剂浸泡的发泡性丙烯酸类树脂颗粒、使其发泡形成的 丙烯酸类树脂发泡颗粒、以及由这些发泡颗粒通过模内成形制成的丙烯酸类树脂发泡颗粒 成形体。
【背景技术】
[0002] 以往，发泡树脂成形体可作为铸造用消失模型来使用。具体地，发泡树脂成形体是 在如下的铸造方法中使用。首先，将具有所需形状的发泡树脂成形体埋入砂中，然后将熔融 金属浇注在砂中的发泡树脂成形体上。这时，该发泡树脂成形体发生热分解并与熔融金属 发生置换反应。之后，通过冷却熔融金属得到金属的铸件。
[0003] 消失模型用的发泡树脂成形体一直采用由苯乙烯类树脂制成的发泡颗粒成形体。 然而，使用苯乙烯类树脂发泡颗粒时，存在成形体热分解时产生大量烟尘的问题。这些烟尘 不仅污染了铸件表面，还使铸件内部产生针孔。并且，烟尘的产生，被归因于苯乙烯类树脂 具有芳香族环。因此，为减少烟尘的产量，公开了把由没有芳香族环的甲基丙烯酸酯的聚合 物制成的发泡树脂成形体作为消失模型使用的技术（参照专利文献1和2)。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1特开昭50-22054号公报
[0007] 专利文献2特开2001-233986号公报
【发明内容】
[0008] 本发明要解决的问题
[0009] 但是，使用由甲基丙烯酸酯的聚合物制成的发泡颗粒成形体作为消失模型用发泡 树脂成形体时，虽然防止了烟尘的产生，但发泡颗粒成形体的分解速度过快，可能降低铸造 性能。例如，与使用苯乙烯类树脂发泡颗粒成形体的情况相比，浇注熔融金属时，熔融金属 不仅难以在模具内充分扩散，还会被吹出模具外，因而降低了生产率。
[0010] 一般情况下，使用发泡性树脂颗粒按照如下方式得到发泡颗粒成形体。首先，使发 泡性树脂颗粒发泡得到发泡颗粒，然后发泡颗粒通过模内成形得到发泡颗粒成形体。在这 种情况下，由甲基丙烯酸酯的聚合物、或甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯的共聚物制成的发泡性 树脂颗粒或发泡颗粒，其成形条件的范围较窄。因此，使用这些发泡性树脂颗粒和发泡颗粒 时很难获得复杂形状的发泡颗粒成形体，所得的成形体的表面平滑性较差，易发生成形体 收缩的状况。也就是说，存在成形体外观受损的状况，关于上述发泡性树脂颗粒或发泡颗粒 的成形性问题尚待研宄。
[0011] 本发明就是鉴于这样的背景，在能够得到燃烧时产生烟尘较少、分解气体的产生 速率较低的丙烯酸类树脂发泡颗粒成形体的同时，提供一种具有优异的成形性的发泡性丙 烯酸类树脂颗粒和丙烯酸类树脂发泡颗粒，并进一步提供所述丙烯酸类树脂发泡颗粒通过 模内成形后制成的丙烯酸类树脂发泡颗粒成形体。
[0012] 解决问题的方法
[0013] 本发明一方面是一种发泡性丙烯酸类树脂颗粒，其特征在于，其是一种被物理发 泡剂浸泡的发泡性丙烯酸类树脂颗粒，所述丙烯酸类树脂包含组分（A)甲基丙烯酸酯和组 分⑶丙烯酸醋，以所述组分㈧和组分⑶的总量为IOOmol %计算，所述组分㈧的含量 为85-99mol% ;所述组分（A)和所述组分（B)中至少一项包含具有多环饱和烃基的成分； 所述丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度为112-125°C。
[0014] 本发明的另一方面提供使所述发泡性丙烯酸类树脂颗粒发泡制得的丙烯酸类树 脂发泡颗粒。
[0015] 本发明的再一方面提供一种将所述丙烯酸类树脂发泡颗粒进行模内成形制得的 丙烯酸类树脂发泡颗粒成形体。
[0016] 发明效果
[0017] 在所述发泡性丙烯酸类树脂颗粒（以下简称为"发泡性树脂颗粒"）中，所述丙烯 酸类树脂按上述规定的比例包含组分（A)甲基丙烯酸酯和组分（B)丙烯酸脂。因此，通过 使用所述发泡性树脂颗粒，可以得到在燃烧或铸造时产生烟尘较少的丙烯酸类树脂发泡颗 粒成形体（以下简称为"发泡颗粒成形体"）。并且，可以降低所述发泡颗粒成形体热分解 气体的产生速率，提高所述发泡颗粒成形体的铸造性能。
[0018] 另外，在所述发泡性树脂颗粒中，所述组分（A)和组分（B)中至少一项包含具有多 环饱和烃基的成分，所述丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度为112-125?。因此，由于制造时 优化了发泡剂的浸渍性能，从而提高了所述发泡性树脂颗粒的发泡性能，同时拓宽了所述 发泡性树脂颗粒通过发泡制得的丙烯酸类树脂发泡颗粒（以下简称"发泡颗粒"）的成形条 件的范围，并使复杂形状的发泡颗粒成形体的成形成为可能。此外，所得到的发泡颗粒成形 体，由于具有优异的尺寸稳定性和优良的外观，特别适用于铸造模型。
【具体实施方式】
[0019] 下面对发泡性树脂颗粒、发泡颗粒、发泡颗粒成形体的优选实施方式进行说明。发 泡性树脂颗粒的树脂组分至少含有丙烯酸类树脂。丙烯酸类树脂如上所述包含组分（A)甲 基丙烯酸酯和组分（B)丙烯酸酯。丙烯酸类树脂优选组分（A)和组分（B)的共聚物。
[0020] 作为组分（A)，例如可以列举甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、 甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯等甲基丙烯酸烷基酯。作为组分（B)，例如可以 列举丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等丙烯酸烷基 酯。
[0021] 在丙烯酸类树脂中，以组分（A)和组分⑶的总量为lOOmol%计算，组分（A)的含 量如上所述为85-99mol%。如果组分（A)的比例大于该范围，丙烯酸类树脂分解时，三级自 由基的产量变多，则丙烯酸类树脂的分解反应速率恐会变快。另一方面，如果组分（A)的比 例过小，虽然抑制了分解反应，但发泡性树脂颗粒的发泡性和发泡颗粒的成形性恐会降低。 从同样的观点出发，组分（A)的含量优选为90-98mol %，更优选为92-97mol %。在这些情 况下，丙烯酸类树脂的分解反应更易于控制，在不影响铸造性能的范围内尽可能确实地降 低了分解反应速率。
[0022] 另外，在丙烯酸类树脂中，组分（A)和组分（B)中至少一项包含具有多环饱和烃基 的成分。也就是说，组分（A)和组分（B)中的一项或者两项都具有多环饱和烃基。另外，在 组分（A)具有多环饱和烃基的情况下，组分（A)可以部分或全部含有多环饱和烃基。同样， 在组分（B)具有多环饱和烃基的情况下，组分（B)可以部分或全部含有多环饱和烃基。
[0023] 多环饱和烃基优选为二环戊基、金刚烷基、冰片基或异冰片基。由于丙烯酸类树脂 含有多环饱和烃基，提高了进入丙烯酸类树脂的发泡剂的浸渍性能，从而提高了发泡性树 脂颗粒的发泡性能。进一步的，由于多环饱和烃基是体积较大的取代基，因此容易将丙烯酸 类树脂的玻璃化转变温度调节至上述范围内。因此，提高了发泡颗粒的成形性，从而能够改 善发泡颗粒成形体的外观，并易于获得复杂形状的发泡颗粒成形体。此外，发泡颗粒成形体 的尺寸稳定性也得到改善。从同样的观点出发，多环饱和烃基优选为四氢二（环戊二烯基） 和异冰片基，更优选为异冰片基。
[0024] 在组分㈧和/或组分⑶中，多环饱和烃基以酯键与（甲基）丙烯酸连接。（甲 基）丙烯酸包括丙烯酸和/或甲基丙烯酸的概念。
[0025] 丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度如上所述为112-125?。通过选择特定的组分 (A) 和组分（B)的配比、多环烃基的种类，可以在上述范围内调整丙烯酸类树脂的玻璃化转 变温度。如果丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度过低于上述范围，发泡颗粒成形体成形时，发 泡颗粒成形体的表面不耐受成形蒸汽的热量，表面的一部分被熔化，发泡颗粒过度发泡使 得成形体表面的平滑性降低。另一方面，如果玻璃化转变温度过高，使用发泡性聚苯乙烯颗 粒在发泡机内对发泡性树脂颗粒进行预发泡将变得困难，并且成形性恐会降低。从同样的 观点出发，玻璃化转变温度的下限，优选为114°C，更优选为115°C。另一方面，玻璃化转变 温度的上限，优选为123°C，