專利名稱：使用納米顆粒形成熱塑性泡沫塑料以控制泡孔形態(tài)的方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)使用納米顆粒作為成核劑而制備具有廣泛范圍的泡孔形態(tài)的鏈烯基芳族聚合物硬質(zhì)泡沫塑料的方法。這類硬質(zhì)泡沫塑料可用于形成適合于許多常規(guī)絕熱應(yīng)用的硬質(zhì)絕緣泡沫塑料板。
硬質(zhì)聚合物泡沫塑料板的物理性能(例如，它們的壓縮強(qiáng)度、導(dǎo)熱率、尺寸穩(wěn)定性、吸水率)在很大程度上取決于形成該板材的材料的微觀結(jié)構(gòu)，即，泡沫塑料的泡孔形態(tài)。然而，將聚合物發(fā)泡控制在用于一致地制造所希望的將使泡沫塑料的整體性能優(yōu)化、或者改進(jìn)某一特定性能(例如，泡沫塑料的絕熱值)的泡孔形態(tài)所需的程度是困難的。
現(xiàn)有技術(shù)對(duì)制備具有所希望的泡孔形態(tài)的泡沫塑料微觀結(jié)構(gòu)的嘗試包括使用成核劑，例如，由無(wú)機(jī)氧化物、各種有機(jī)材料和金屬形成的粉末。在這些成核劑當(dāng)中，最通常使用的是無(wú)機(jī)氧化物，例如，滑石、二氧化鈦和高嶺土。用于形成泡沫塑料的成核劑(一種或多種)的尺寸、形狀、顆粒分布和表面處理全部都將會(huì)影響成核效率，并且因此影響所得泡沫塑料中的泡孔尺寸形態(tài)和分布。
然而，用于控制泡孔形態(tài)的常規(guī)方法會(huì)受到在整個(gè)聚合物中將成核劑顆粒均勻分布和/或抑制分散的顆粒聚集方面的一些困難的限制。所得泡沫塑料中的一些結(jié)構(gòu)缺陷通常歸因于，至少部分歸因于成核劑顆粒(其可以處于數(shù)微米的范圍內(nèi)，特別是在產(chǎn)生了一定程度的聚集的情況下)與對(duì)于低密度的商業(yè)絕緣泡沫塑料而言的所希望的泡孔微觀結(jié)構(gòu)(其可以具有1微米或更小的目標(biāo)泡孔壁厚度)之間的尺寸差異。
成核劑顆粒與泡孔壁厚度之間的該尺寸差異還可能導(dǎo)致在成核劑與納米尺度的聚合物之間相對(duì)弱的相互作用，由此弱化了泡沫塑料的整體結(jié)構(gòu)。類似地，這些泡孔缺陷還可能歸因于，至少部分歸因于大多數(shù)常規(guī)無(wú)機(jī)成核劑的親水性表面，該親水性表面使得它們難以均勻地分散在聚合物中。當(dāng)成核劑以大于約2wt％的含量加入或者所得泡沫塑料的中值泡孔尺寸小于約120微米時(shí)，這些缺陷會(huì)導(dǎo)致加工困難，例如，所得的泡沫塑料板起皺。
現(xiàn)有技術(shù)對(duì)避免泡沫塑料結(jié)構(gòu)起皺缺陷的嘗試使用了泡孔尺寸增大劑，例如，披露于美國(guó)專利No.4,229,396中的蠟質(zhì)組合物和披露于美國(guó)專利No.5,489,407中的非蠟質(zhì)組合物。
對(duì)具有雙峰泡孔形態(tài)的泡沫塑料結(jié)構(gòu)的另一種嘗試(KaneliteSuper EIII，Kaneka，日本)包括使用不混溶的發(fā)泡劑，例如，水和烴。然而，由于水在聚合物中低的溶解度和水與在擠出過(guò)程期間升高的溫度下通常采用的阻燃劑(例如，六溴環(huán)十二烷(HBCD))反應(yīng)，這種結(jié)合會(huì)導(dǎo)致加工困難。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種用于制備閉孔的鏈烯基芳族聚合物泡沫塑料的方法，在該方法中使用納米顆粒成核劑以控制泡孔形態(tài)。該示例性的方法包括1)將鏈烯基芳族聚合物加熱至高于聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(對(duì)于結(jié)晶聚合物而言)或聚合物的熔點(diǎn)(對(duì)于無(wú)定形聚合物而言)的溫度下以形成聚合物熔體；2)將合適量的所選擇的納米顆粒摻入聚合物熔體以改變聚合物的性質(zhì)和加工性能，例如，流變性、熔體強(qiáng)度；3)在升高的壓力下將發(fā)泡劑摻入聚合物熔體；4)將其它添加劑(例如，阻燃劑)摻入聚合物熔體；和5)在大氣壓或低于1個(gè)大氣壓(部分真空)的壓力下擠出并成形為泡沫塑料板以生成所希望的泡孔形態(tài)，所述泡孔形態(tài)由比如泡孔尺寸范圍和分布、泡孔取向度和泡孔壁厚度的參數(shù)表征。
進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明，該納米顆粒通常是至少一個(gè)維度的尺寸小于100nm的顆粒，并且其可以作為表面改性的納米顆粒、與芯微米尺寸的顆粒機(jī)械化學(xué)性(mechnochemical)鍵接的納米顆粒、與聚合物(例如，母料組合物)和/或液體發(fā)泡劑結(jié)合的納米顆?；衔锒鴵饺刖酆衔?。另外，該納米顆粒聚合物復(fù)合物可以為插層型(intercalated)納米層，例如簡(jiǎn)單地通過(guò)將納米-蒙脫土(MMT)或膨脹型石墨與聚合物混合而形成的復(fù)合物，或者是剝離型(eXfoliated)納米層，例如通過(guò)在納米-MMT或者其它表面改性的無(wú)機(jī)顆?；蚴w粒的存在下將聚合物前體原位聚合而形成的復(fù)合物。
本發(fā)明的第一個(gè)示例性實(shí)施方案提供了一種通過(guò)使用表面改性的憎水性納米-MMT顆粒制備具有相對(duì)小的約60微米的中值泡孔尺寸的硬質(zhì)聚合物泡沫塑料的方法。相比較而言，通過(guò)使用常規(guī)無(wú)機(jī)成核劑(例如，親水性滑石)制備的常規(guī)泡沫塑料往往具有大于150微米的中值泡孔尺寸。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方案制備的硬質(zhì)泡沫塑料沒(méi)有表現(xiàn)出可檢測(cè)的起皺并且壓縮強(qiáng)度提高約30％。
本發(fā)明的第二個(gè)示例性實(shí)施方案提供了一種通過(guò)除了常規(guī)成核劑(例如，滑石)之外還加入針狀納米顆粒(例如，碳酸鈣的納米顆粒)而制備硬質(zhì)泡沫塑料的方法，我們觀察到與約1.0的常規(guī)泡孔取向度相比，該硬質(zhì)泡沫塑料具有至少約1.4的提高的泡孔取向度。
本發(fā)明的第三個(gè)示例性實(shí)施方案提供了一種通過(guò)結(jié)合使用二氧化碳發(fā)泡劑和納米尺度的成核劑(例如，納米-MMT)而形成改進(jìn)的泡沫塑料結(jié)構(gòu)的方法，以制得具有減小的中值泡孔尺寸和較薄的泡孔壁的硬質(zhì)泡沫塑料，而減小的中值泡孔尺寸和較薄的泡孔壁提高了所得泡沫塑料的機(jī)械強(qiáng)度并且降低了導(dǎo)熱率(從而提高了絕熱值)。
附圖簡(jiǎn)述

圖1表示典型的XPS泡沫塑料的泡孔壁結(jié)構(gòu)的SEM圖像。
圖2表示典型的擠出聚苯乙烯(“XPS”)泡沫塑料的泡孔支架結(jié)構(gòu)的SEM圖像。
圖3表示采用約0.5％的納米-粘土成核劑制得的平均泡孔尺寸約81微米的XPS泡沫塑料的SEM圖像。
圖4表示采用2％的納米-碳酸鈣的XPS泡沫塑料的泡孔尺寸、泡孔尺寸分布和泡孔取向度(x/z)的光學(xué)顯微鏡圖像。
圖5表示采用3.3％的納米-膨脹型石墨成核劑的XPS泡沫塑料的泡孔尺寸、泡孔尺寸分布和泡孔取向度(x/z)的光學(xué)顯微鏡圖像。
圖6表示采用5％的納米-MMT作為成核劑和6％的CO2作為發(fā)泡劑制得的XPS泡沫塑料樣品的SEM泡孔形態(tài)圖像。
示例性實(shí)施方案的詳細(xì)描述泡孔形態(tài)包括一些參數(shù)，例如，泡孔平均尺寸、泡孔各向異性比或泡孔取向度、泡孔密度、泡孔尺寸分布、泡孔壁厚度、泡孔支架有效直徑、開孔/閉孔比；泡孔形狀，例如，五角十二面體、菱形十二面體、四角十二面體(具有曲面)、和其它的泡孔模式，例如，雙孔模式和孔內(nèi)有孔的模式。在這些泡孔形態(tài)參數(shù)中，泡孔平均尺寸、泡孔壁厚度、泡孔支架有效直徑和泡孔取向度是用于確定閉孔泡沫塑料的泡沫塑料物理性能的關(guān)鍵參數(shù)。圖1和2表示典型的XPS泡沫塑料的泡孔壁和支架結(jié)構(gòu)的SEM圖像。如果將聚合物泡沫塑料理想地描繪成均勻尺寸的五角十二面體泡孔的閉合壁，則泡孔壁厚度和支架有效直徑主要取決于泡沫塑料的密度和泡孔尺寸。
本發(fā)明使用納米顆粒和相關(guān)擠出工藝來(lái)將泡孔尺寸、泡孔壁厚度、支架有效直徑以及泡孔取向度控制在相對(duì)寬的范圍內(nèi)。盡管常規(guī)的聚合物泡沫塑料往往顯示出約120-280微米的泡孔平均尺寸。但通過(guò)采用根據(jù)本發(fā)明的納米顆粒技術(shù)，可以制造出泡孔平均尺寸為幾十微米至幾百微米的聚合物泡沫塑料結(jié)構(gòu)。用于制造根據(jù)本發(fā)明的聚合物泡沫塑料的納米顆粒優(yōu)選以鏈烯基芳族聚合物材料的約0.01-約10wt％，或者更優(yōu)選約0.05-約2.5wt％的比率包含在聚合物熔體中。
本發(fā)明的納米顆粒泡孔尺寸控制劑的粒度通常在至少一個(gè)維度的尺寸上不大于100埃，并且其可以是進(jìn)行表面改性或沒(méi)有進(jìn)行表面改性的有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料。該泡沫塑料結(jié)構(gòu)的主要組分是鏈烯基芳族聚合物材料。合適的鏈烯基芳族聚合物材料包括鏈烯基芳族均聚物和鏈烯基芳族化合物與可共聚的烯屬不飽和共聚單體的共聚物。
該鏈烯基芳族聚合物材料可以進(jìn)一步包括小部分的非鏈烯基芳族聚合物。該鏈烯基芳族聚合物材料可以單獨(dú)由一種或多種鏈烯基芳族均聚物、每一種鏈烯基芳族均聚物和共聚物的一種或多種、或者前述的任一種與非鏈烯基芳族聚合物的共混物所構(gòu)成。合適的鏈烯基芳族聚合物包括得自于鏈烯基芳族化合物，例如，苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯、乙基苯乙烯、乙烯基苯和乙烯基甲苯的那些。優(yōu)選的鏈烯基芳族聚合物含至少95％的聚苯乙烯，并且可以全部由聚苯乙烯構(gòu)成。
本發(fā)明的泡沫塑料結(jié)構(gòu)還將通常包括一種或多種選自以下的發(fā)泡劑1)有機(jī)發(fā)泡劑，例如，含有1-9個(gè)碳原子的脂族烴(包括例如，甲烷、乙醇、乙烷、丙烷、正丁烷和異戊烷)和含有1-4個(gè)碳原子的全部或部分鹵化的脂族烴(含氟烴、含氯烴和含氯氟烴)；2)無(wú)機(jī)發(fā)泡劑，例如，二氧化碳、氮?dú)夂退缓?)化學(xué)發(fā)泡劑，例如，偶氮二酰胺、對(duì)-甲苯磺酰。有用的發(fā)泡劑包括1-氯-1，1-二氟乙烷(HCFC-142b)、HCFC-134a、二氧化碳、HCFC-142b與二氧化碳的共混物、HCFC-134a與二氧化碳的共混物、二氧化碳與乙醇的共混物、或者二氧化碳與水的共混物。該泡沫塑料組合物還可以摻入各種添加劑，例如，阻燃劑、脫模助劑、顏料和填料，它們旨在改進(jìn)泡沫塑料的加工性或者對(duì)所得泡沫塑料的一種或多種性能進(jìn)行改性。
根據(jù)本發(fā)明制造的聚合物泡沫塑料的示例性實(shí)施方案，當(dāng)根據(jù)ASTM D-1622測(cè)量時(shí)，本發(fā)明的聚合物泡沫塑料能夠顯示出約10-約500kg/m3的密度，但將更優(yōu)選地具有約20-約60kg/m3的密度。盡管根據(jù)本發(fā)明制造的聚合物泡沫塑料具有的結(jié)構(gòu)可以表現(xiàn)出閉孔和開孔兩者，但優(yōu)選該泡沫塑料組合物將具有如根據(jù)ASTM D 2856-A測(cè)量的至少90％的閉孔。
以下是本發(fā)明的實(shí)施例，并且它們不被認(rèn)為是限制本發(fā)明。除非另外說(shuō)明，所有的百分比、份數(shù)或比例都基于全部組合物的重量。
實(shí)施例制備一系列的示例性和對(duì)比性的泡沫塑料結(jié)構(gòu)，并且對(duì)它們進(jìn)行評(píng)價(jià)以確定泡孔形態(tài)，即，泡孔尺寸、泡孔壁厚度(圖1)、泡孔支架的有效直徑(圖2)、泡孔各向異性比、和與泡沫塑料的泡孔形態(tài)相關(guān)的一些其它性能。
測(cè)試的物理性能包括密度、壓縮強(qiáng)度、導(dǎo)熱率、老化絕熱值、熱尺寸穩(wěn)定性的一種或多種。與這些實(shí)施例相關(guān)的是泡孔尺寸根據(jù)ASTMD3576測(cè)量；密度根據(jù)ASTM D1622測(cè)量；導(dǎo)熱率根據(jù)ASTM C518測(cè)量；壓縮強(qiáng)度根據(jù)ASTM D1621測(cè)量；和熱尺寸穩(wěn)定性根據(jù)ASTM D2126測(cè)量。
根據(jù)下面在表1中列出的操作條件，采用包括一對(duì)擠出機(jī)螺桿、加熱區(qū)混合器、發(fā)泡劑注射器、冷卻器、模頭和成形器的共旋轉(zhuǎn)式雙螺桿擠出機(jī)制造泡沫塑料結(jié)構(gòu)。除非另外說(shuō)明，用于制備實(shí)施例的泡沫塑料組合物的聚合物是重均分子量(Mw)為約250,000和熔體指數(shù)為約3.1g/10分鐘的AtoFina粒狀聚苯乙烯。
表1
實(shí)施例1使用LMP擠出機(jī)在采用(7347)和不采用(7346)2.5％的納米顆粒填充量的情況下制備聚苯乙烯泡沫塑料。用于制備該實(shí)施例的納米顆粒是得自于Southern Clay Products Inc.的一種特定等級(jí)為納米-MMT20A的有機(jī)粘土，其與得自于At oFi na的特定等級(jí)為CX5197的聚苯乙烯聚合物熔融混合以形成熔融聚合物。當(dāng)采用X-射線衍射檢驗(yàn)時(shí)，該納米顆粒表現(xiàn)出插層型納米-MMT層結(jié)構(gòu)。對(duì)比樣品不包含任何納米顆粒，但摻入了0.8％的滑石填充量作為成核劑。該對(duì)比樣品表現(xiàn)出約186微米的平均泡孔尺寸，而使用納米顆粒的示例性實(shí)施例泡沫塑料表現(xiàn)出顯著降低的約60微米的平均泡孔尺寸。該示例性實(shí)施例還表現(xiàn)出約0.5微米的泡孔壁厚度和約5微米的支架有效直徑。如下面在表2中所反映出的那樣，該示例性泡沫塑料組合物沒(méi)有表現(xiàn)出起皺、其在沒(méi)有不適當(dāng)?shù)募庸るy度的情況下加工，并且提供了約30％的壓縮強(qiáng)度的改進(jìn)。
表2
*泡孔各向異性比K＝z/(x.y.z)1/3，其中x是縱向(擠出方向)上的平均泡孔尺寸，y是橫向上的泡孔尺寸，和z是板的厚度方向上的泡孔尺寸。
實(shí)施例2根據(jù)概括于實(shí)施例1中的方法制備樣品泡沫塑料(7349)，但是在聚苯乙烯組合物中使用0.5％的插層型納米-MMT以制得密度為約26.5kg/m3、厚度為約38mm和寬度為約600mm的示例性泡沫塑料。摻入組合物的納米-MMT的量的降低導(dǎo)致了與實(shí)施例1相比略有增加的泡孔尺寸，約83微米(圖3)，同時(shí)保持了優(yōu)于對(duì)比泡沫塑料組合物的改進(jìn)的強(qiáng)度，329kPa。
實(shí)施例3使用納米顆粒填充量為2％的得自于Ampacet的納米-碳酸鈣、以及1％的滑石作為額外的成核劑和1％的穩(wěn)定的六溴環(huán)十二烷作為阻燃劑在LMP擠出機(jī)中制備泡沫塑料(7790)。該納米-碳酸鈣顆粒通常是伸長(zhǎng)的—平均尺寸為80nm×2μm，并且以結(jié)合有烯屬共聚物載體樹脂的50％母料組合物提供。剩余的配方是聚苯乙烯80％Nova 1220(熔體指數(shù)＝1.45)和16％Nova 3900(熔體指數(shù)＝34.5)。所制得的該示例性泡沫塑料為28mm厚、400mm寬并且平均泡孔尺寸為230微米，和泡孔取向度(擠出方向上的泡孔尺寸與厚度方向上的泡孔尺寸的比例(x/z))高至1.54(參見圖4)。
實(shí)施例4如實(shí)施例3中那樣制備泡沫塑料(7789)，但使用3.3％的得自于Superior Graphite Company的插層膨脹型納米-石墨作為納米顆粒。該納米-膨脹型石墨包括厚度為約10-約100nm和寬度為約3μm的納米石墨片。該示例性泡沫塑料表現(xiàn)出基本上與實(shí)施例3相同的厚度、寬度和密度(49kg/m3)，但具有更小的為166微米的平均泡孔尺寸和1.21的泡孔取向度值(參見圖5)。對(duì)于老化20天之后的樣品而言，該泡沫塑料的導(dǎo)熱率低至0.14K.m2/W。
實(shí)施例5使用Leistritz擠出機(jī)制備泡沫塑料(7289，7291)，制得了厚度約10mm、寬度約50mm和密度約46kg/m3的樣品。兩種樣品都含有0.5％的滑石作為成核劑和10％的HCFC 142b/22作為發(fā)泡劑。泡孔形態(tài)的一些特征如表3所概述
表3
實(shí)施例6如實(shí)施例5中那樣制備泡沫塑料(7293，7294)，但使用6wt％的二氧化碳作為發(fā)泡劑和0.2wt％的滑石作為常規(guī)成核劑。所得的泡孔形態(tài)(圖6)的一些特征在下面概述于表4中表4
盡管已經(jīng)參照特定的細(xì)節(jié)和參數(shù)描述了本發(fā)明方法的示例性實(shí)施方案，但本領(lǐng)域那些普通技術(shù)人員將理解的是所披露的方法包括多個(gè)組成部分和操作條件，在不偏離如下面的權(quán)利要求書中所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以使這些組成部分和操作條件適應(yīng)于產(chǎn)生一定范圍的制造方法和泡沫塑料組合物，這些制造方法和泡沫塑料組合物可以被調(diào)整以實(shí)現(xiàn)所希望的泡沫塑料組合物性能或者適合于特定的生產(chǎn)者的裝置。
權(quán)利要求
1.一種制造硬質(zhì)泡沫塑料的方法，其包括制備聚合物熔體；將納米顆粒摻入聚合物熔體；在第一壓力和第一溫度下將發(fā)泡劑摻入聚合物熔體；在第二壓力和第二溫度下將聚合物熔體擠出，該第二壓力和第二溫度足以使得聚合物熔體膨脹并且形成泡沫塑料；和將泡沫塑料冷卻以形成泡沫塑料產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有平均泡孔尺寸、泡孔尺寸分布、平均泡孔壁厚度、平均泡孔支架直徑、泡孔取向度、導(dǎo)熱率、泡沫塑料密度和泡沫塑料強(qiáng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制造硬質(zhì)泡沫塑料的方法，其中該聚合物包括主要部分的至少一種鏈烯基芳族聚合物，該鏈烯基芳族聚合物選自鏈烯基芳族均聚物、鏈烯基芳族化合物和可共聚的烯屬不飽和共聚單體的共聚物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的制造硬質(zhì)泡沫塑料的方法，其中該聚合物包括主要部分的至少一種鏈烯基芳族聚合物，該鏈烯基芳族聚合物選自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯、乙基苯乙烯、乙烯基苯和乙烯基甲苯的聚合產(chǎn)物；和小部分的非鏈烯基芳族聚合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的制造硬質(zhì)泡沫塑料的方法，其中該聚合物包括至少80wt％的聚苯乙烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的制造硬質(zhì)泡沫塑料的方法，其中該發(fā)泡劑包括至少一種選自以下的組分含有1-9個(gè)碳原子的脂族烴、含有1-4個(gè)碳原子的鹵化脂族烴、二氧化碳、氮?dú)?、水、偶氮二酰胺和?duì)-甲苯磺酰。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的制造硬質(zhì)泡沫塑料的方法，其中該發(fā)泡劑包括至少一種選自以下的組分甲烷、甲醇、乙烷、乙醇、丙烷、丙醇、正丁烷和異戊烷、二氧化碳、氮?dú)?、水、偶氮二酰胺、?duì)-甲苯磺酰、HCFC-142b和HCFC-134a。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的制造硬質(zhì)泡沫塑料的方法，其進(jìn)一步包括在形成泡沫塑料之前將添加劑摻入聚合物熔體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的制造硬質(zhì)泡沫塑料的方法，其中該添加劑包括至少一種選自阻燃劑、脫模劑、顏料和填料的組分。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的制造硬質(zhì)泡沫塑料的方法，其中該納米顆粒具有小于約100nm的最小尺寸，并且該納米顆粒選自碳酸鈣、插層型粘土、插層型石墨、剝離型粘土和膨脹型石墨。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的制造硬質(zhì)泡沫塑料的方法，其中以基于聚合物重量為0.01-10wt％的比率將納米顆粒摻入聚合物熔體。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的制造硬質(zhì)泡沫塑料的方法，其中以基于聚合物重量為0.5-5wt％的比率將納米顆粒摻入聚合物熔體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的制造硬質(zhì)泡沫塑料的方法，其中該納米顆粒包括主要部分的納米-蒙脫土(MMT)；和該聚合物包括主要部分的聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的制造硬質(zhì)泡沫塑料的方法，其中通過(guò)選自以下的技術(shù)形成該納米顆粒采用聚苯乙烯插層，采用表面改性的納米-蒙脫土(MMT)的聚苯乙烯(PS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的原位聚合，和可膨脹的石墨顆粒在聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯基質(zhì)中剝離。
14.根據(jù)權(quán)利要求2的制造硬質(zhì)泡沫塑料的方法，其中該平均泡孔尺寸為小于約500μm；該平均泡孔壁厚度為小于約10μm；該平均支架直徑為小于約20μm；該泡孔取向度為約0.5-2.0；和該泡沫塑料密度為小于約100kg/m3。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的制造硬質(zhì)泡沫塑料的方法，其中該平均泡孔尺寸為約60-約120μm；該平均泡孔壁厚度為約0.2-約1.0μm；該平均支架直徑為約4-約8μm；該泡孔取向度為約1.0-約1.5；和該泡沫塑料密度為約20-約50kg/m3。
16.根據(jù)權(quán)利要求2的制造硬質(zhì)泡沫塑料的方法，其進(jìn)一步包括以基于聚合物重量小于約2wt％的比率將常規(guī)成核劑摻入聚合物熔體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的制造硬質(zhì)泡沫塑料的方法，其中該泡孔尺寸分布為雙峰，其中第一個(gè)峰集中在約50μm-120μm，和第二個(gè)峰集中在200μm以上。
18.一種硬質(zhì)泡沫塑料，其包含至少約80wt％的包括主要部分的至少一種鏈烯基芳族聚合物的聚合物基質(zhì)，該鏈烯基芳族聚合物選自鏈烯基芳族均聚物、鏈烯基芳族化合物和可共聚的烯屬不飽和共聚單體的共聚物；和小于約10wt％的最小尺寸小于約100nm的納米顆粒；該聚合物基質(zhì)進(jìn)一步的特征在于平均泡孔尺寸為約60-約120μm；平均泡孔壁厚度為約0.2-約1.0μm；平均支架直徑為約4-約8μm；泡孔取向度為約1.0-約1.5；和泡沫塑料密度為約20-約50kg/m3。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的硬質(zhì)泡沫塑料，其中該聚合物基質(zhì)進(jìn)一步的特征在于根據(jù)ASTM D1621的泡沫塑料的壓縮強(qiáng)度為至少300kPa。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的硬質(zhì)聚合物泡沫塑料，其中該泡孔取向度為至少1.2；并且進(jìn)一步其中至少90％的泡孔是閉孔。
全文摘要
一種使用納米顆粒成核劑制備閉孔的鏈烯基芳族聚合物泡沫塑料以控制所得泡沫塑料的泡孔形態(tài)的方法，其包括在高于聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(對(duì)于結(jié)晶聚合物而言)或聚合物熔點(diǎn)(對(duì)于無(wú)定形聚合物而言)的溫度下形成聚合物熔體；將所選的納米顆粒摻入聚合物熔體；在升高的壓力下將發(fā)泡劑摻入聚合物熔體；任選地將其它添加劑(例如，阻燃劑)摻入聚合物熔體；和在足以制得具有所希望的泡孔形態(tài)的泡沫塑料產(chǎn)品的條件下將聚合物熔體擠出，該所希望的泡孔形態(tài)由一些參數(shù)(例如，減小的平均泡孔尺寸范圍和/或增加的泡孔不對(duì)稱度)而表征。
文檔編號(hào)C08J5/00GK1886449SQ200480035089
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2004年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月26日
發(fā)明者J·P·林德, R·R·羅赫, R·M·布里恩德爾 申請(qǐng)人:歐文斯科爾寧格公司