多孔聚合物粒子的製作方法
2023-05-17 12:44:46
專利名稱：多孔聚合物粒子的製作方法
技術領域：
本發明涉及多孔聚合物粒子及其製備方法。具體地說，本發明涉及多孔聚乙烯基芳烴粒子，其可發泡成泡沫製品。
多年來，已知聚乙烯基芳烴例如聚苯乙烯的粒子具有可發泡性，且所製得的粒子可用於製備泡沫製品。在此方面可參考例如美國專利2681321，其中公開了一種方法，使聚苯乙烯粒子暴露於液烴中並經過處理，以使液烴分散於聚苯乙烯粒子中。所製備的粒子通常含有4-8重量％的該液烴發泡劑，例如丁烷、正戊烷、或戊烷的混合物。然後，可將這些粒子發泡成密度較低的珠粒。用於包裝粒子的表觀密度通常是20-60千克/米3。發泡以後，粒子就在蒸汽加熱的模具中熔融，以獲得所需形狀的泡沫製品。
影響聚苯乙烯粒子發泡的因素之一是烴類發泡劑的用量。參見Kirk Othmer，化學技術大全(Encyclopedia of Chemical Technology)，第三版，第21卷，第838頁，與純聚苯乙烯珠粒的密度值1050千克/米3以及與正戊烷溶於聚苯乙烯的簡單混合物的密度計算值1020千克/米3相比，含有5.7重量％正戊烷的粒子的密度通常為1080千克/米3。如果全部戊烷都存在於孔隙中，那麼密度計算值為1120千克/米3。因此，一般認為部分烴發泡劑存在於聚苯乙烯的小孔隙中。本領域熟練技術人員將理解上述密度是粒子密度，可將其重新計算成表觀密度。1080千克/米3的粒子密度對應於約720千克/米3的表觀密度。
現有作法的缺點在於，在未發泡的粒子的運輸和儲存期間，揮發性有機發泡劑可從粒子中蒸發出來，特別是從孔隙中蒸發出來。當在不同的溫度和/或持續時間內運輸和/或儲存所述粒子時，例如戊烷的含量可能變化顯著。除了在運輸期間必須採取額外的安全措施例如氣密性包裝，應該注意這種變化對發泡後所得的泡沫材料有影響。
另外，發泡過程本身還引起原來存在於未發泡粒子中的有機發泡劑散發到環境中。為了降低所述散發，已開發出複雜的設備來收集已散發的發泡劑以進行進一步的處理，例如燃燒。該設備將安裝在所述粒子的最終使用者、即生產泡沫製品的用戶的設備中。這需要這些用戶具有額外的專業知識和付出額外的投資。
所以本發明的目的是製備可發泡的且不存在安全、環境和發泡相關問題的聚乙烯基芳烴粒子。
由英國專利1106143和PCT申請WO 98/01489已知水用作發泡劑的可發泡性粒子。儘管這種粒子防止了一些上述問題，但這種粒子的缺點之一是水比大多數常用發泡劑的揮發性更小。所以需要採取特定的措施來促進水的蒸發，以達到合適的可發泡性。在英國專利1106143中，特別參考以下事實，即需要加入額外的揮發性有機發泡劑以獲得令人滿意的可發泡性。
所以，本發明的思想是製備高密度的可發泡性聚乙烯基芳烴粒子，可用無害的發泡劑將這些粒子發泡。但是，已知的高密度粒子仍含有較高含量的揮發性有機發泡劑。在此方面，參見美國專利3973884，其中描述了密度較高的聚合物珠粒。該專利具體地描述了與低密度用途的粒子中發泡劑用量相比，在製備用於高密度用途的聚苯乙烯粒子時有可能使用較少的戊烷或其它發泡劑。但是，該專利繼續說明此差異較小，且在低密度用途的粒子中，戊烷含量可為6-7.2重量％，而在高密度用途中，聚苯乙烯粒子含有5.8-7.0重量％的戊烷。當這些粒子發泡至較高的密度時，只需使用少量戊烷來發泡。所以，所得的高密度粒子仍含有約4.3-5.5重量％的戊烷。
現在本發明提供一種避免上述所有缺點的粒子。因此，本發明提供表觀密度d0為600-200千克/米3的多孔聚乙烯基芳烴粒子，該粒子含有成核劑和以聚乙烯基芳烴的量為基準的2.0重量％或更少的揮發性有機發泡劑。
顯然，這些粒子已排除上述全部問題。因為揮發性有機發泡劑的量是2.0重量％或更少，其大部分(如果不是全部)溶於聚合物基體中，從而不易於蒸發。
根據本發明的多孔聚乙烯基芳烴粒子通常是經預發泡的粒子。其優點是這種粒子已具有一定的孔(泡孔)結構。因為已進行預發泡使得表觀密度在600-200千克/米3的範圍內，所以孔較小，且與未發泡的粒子相比，體積增加很小，從而運輸成本不會成為限制性因素。表觀密度d0以在530-250千克/米3範圍內為宜。通常，這意味著經預發泡的粒子的體積比原來未發泡的粒子的體積增加到約1.5至小於3倍。此時，體積增加並未使運輸成本超過其優點。最合適的是，表觀密度d0在450-350千克/米3的範圍內。
這樣的孔是適宜的，其平均孔徑為5-100微米，優選5-60微米，最優選10-40微米。平均孔徑通過將粒子切成一半，並用JEOL JSMT220A掃描電子顯微鏡對樣品照相來檢測，其中使用10keV電子束能量，8-38毫米的連續操作距離，二次電子成像和5納米的解析度(JEOL是商標)。在本發明粒子中特定孔結構的存在使其可被無害的發泡劑所浸漬。
本發明的粒子含有成核劑，它是一種促進泡孔形成的化合物。成核劑適宜地在聚苯乙烯/發泡劑混合物的玻璃化轉變溫度下作為分離相存在於聚苯乙烯/發泡劑/成核劑體系中。有利的是，成核劑在聚乙烯基芳烴基體內均勻地分布。優選，通過電子顯微術檢測，成核劑的平均粒徑為100納米至10微米，更優選120納米至5微米，最優選140納米至1微米。成核劑的合適用量是以乙烯基芳烴為基準的0.01-3重量％，優選0.05-2重量％。
成核劑的例子是均勻分散的無機化合物、有機化合物和聚合物粒子。例子是碳酸鹽化合物，例如碳酸鈣；硫酸鹽化合物，例如硫酸鋇和硫酸鈣；矽酸鹽化合物，例如滑石、粘土、矽酸鎂、無定形二氧化矽粒子、沸石、硅藻土；氧化物，例如氧化鎂和氧化鈦；碳酸氫鈉與檸檬酸的混合物，含溴的有機化合物，萘化合物，多環芳烴，碳黑，焦炭，炭，石墨和金剛石粉，石蠟；和脂肪酸衍生物，例如硬脂酸鹽和棕櫚酸鹽化合物。合適的聚合物粒子的例子是聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡膠、丁苯橡膠、苯乙烯/馬來酸酐共聚物、纖維素。進一步的例子包括如WO 98/01501所述的極性聚合物，包括例如澱粉，和通過酯化或醚化反應改性的澱粉；如WO 98/01488和W098/01489所述的乳化劑，包括二烷基磺基琥珀酸鹽、山梨醇-C8-C20-羧酸酯和C8-C20-烷基二甲苯磺酸鹽。特別適合作為成核劑的是重均分子量為500-5000的聚乙烯蠟，其通常均勻分散於聚合物基體中，用量是以乙烯基芳烴的量為基準的0.01-1.0重量％，優選0.1-0.5重量％。
在根據本發明的粒子中揮發性有機發泡劑的量是以聚乙烯基芳烴的量為基準的2.0重量％或更小。優選，有機發泡劑的量小於1.5重量％。更優選揮發性有機發泡劑的用量儘可能低，例如小於1.0重量％。揮發性有機發泡劑是本領域公知的，通常是C2-C6脂族有機發泡劑，例如丙烷、丁烷、戊烷、己烷、環己烷或滷化有機發泡劑。最優選，所述粒子不含有機發泡劑。
有利的是，根據本發明的聚合物粒子含有以聚乙烯基芳烴的量為基準的小於3.0重量％的水。該含水量通常恰好是在傳統懸浮聚合之後所保留的最大量。與英國專利1106143和PCT申請WO 98/01489的教導相反，不需要採取特定的措施來使額外的水保持在粒子中。優選，含水量小於1.5重量％，最優選小於0.5重量％。
根據本發明的多孔粒子可通過幾種方法來製備。
一種可行的方法是將常用的可發泡性聚乙烯基芳烴粒子預發泡至600-200千克/米3的表觀密度，並使其經過真空和/或加熱以蒸發(較大)過量的發泡劑。但是，更合適將含有較少發泡劑的可發泡性聚乙烯基芳烴粒子進行預發泡。因此，優選通過這樣的方法來製備本發明的多孔粒子，其中將含有成核劑和以聚乙烯基芳烴為基準的0.5-4.0重量％C2-C6有機發泡劑的可發泡性聚乙烯基芳烴粒子預發泡至600-200千克/米3的表觀密度。更優選通過這樣的方法來製備本發明的多孔粒子，其中將含有以聚乙烯基芳烴為基準的0.5-2.0重量％揮發性有機發泡劑的可發泡性聚乙烯基芳烴粒子預發泡至600-200千克/米3的表觀密度。
另外，已發現多孔聚合物粒子還可通過將按照申請人的待審申請歐洲98203098.3所述方法製得的粒子進行發泡來製備。其中，在低於95℃的溫度和在100-2000千帕表壓下，用含N2和/或O2的無機氣體來浸漬緊密的聚乙烯基芳烴聚合物粒子，獲得可發泡性聚乙烯基芳烴粒子。
另一種可行方法是「原位」製備本發明的多孔粒子。其中，在擠出機中在發泡劑的存在下使苯乙烯進行本體聚合。當聚合物的熱熔體從擠出機中排出時，將釋放發泡劑以進行預發泡，達到600-200千克/米3的密度。然後切割略發泡的聚合物線材，獲得本發明的粒子。在該技術中，優選使用二氧化碳作為發泡劑或所謂的化學發泡劑。化學發泡劑是在加熱時釋放氣態組分的化合物。後一種化合物通常是固體，且特別用於本體聚合技術中。例子是二氧化碳或釋放氮氣的固體化合物，例如偶氮二碳醯胺。
用於獲得本發明多孔粒子的可發泡性聚乙烯基芳烴粒子可通過各種方法來製備。這些包括本體聚合、溶液聚合和懸浮聚合技術。聚合反應本身可通過熱、通過自由基聚合或通過陰離子聚合來引發。可在聚合之前、期間或之後加入發泡劑。除了烴類(例如C2-C6烴或滷代烴)和水以外，還可使用其它發泡劑。例子是無機發泡劑，例如二氧化碳，或在申請人的待審申請歐洲98203098.3所述情況下的含N2和/或O2的無機氣體。進一步的例子是化學發泡劑。
在本體技術中，聚合反應通過常用方法來進行，以獲得已被發泡劑浸漬的小粒子(粗粒(nibs))。在本發明中，所述浸漬優選用0.5-4重量％的C2-6有機發泡劑來進行，更優選用0.5-2.5重量％的C2-6有機發泡劑來進行。成核劑可在本體聚合之前或期間加入。
有利的是，可發泡性粒子通過懸浮聚合方法來製備，其中使乙烯基芳烴在水相懸浮液中在成核劑和0.1-1重量％自由基引發劑的存在下進行聚合，其中C2-6有機發泡劑在聚合之前、期間或之後加入，其中發泡劑的量是以乙烯基芳烴的量為基準的0.5-4重量％，以獲得可發泡性聚乙烯基芳烴粒子。成核劑可在聚合之前或期間加入，優選在聚合之前加入。更優選，可發泡性粒子通過這樣的方法來製備，其中發泡劑的量是以乙烯基芳烴的量為基準的0.5-2.5重量％。對於懸浮聚合，許多方法和引發劑是已知的。在此方面，參見例如美國專利2656334和3817965，和歐洲專利申請488040。其中提及的引發劑也可用於製備本發明的粒子。特別合適的是有機過氧化合物，例如過氧化物、過氧碳酸酯和過酸酯。這些過氧化合物的典型例子是C6-20醯基過氧化物，例如過氧化二癸醯、過氧化二苯甲醯、過氧化二辛醯、硬脂醯基過氧化物；過酸酯，例如過苯甲酸叔丁酯、過乙酸叔丁酯、過異丁酸叔丁酯；氫過氧化物和二烴基過氧化物，例如含有C3-10烴基部分的那些，包括二異丙苯基過氧化氫、二叔丁基過氧化物、叔丁基過氧基-(2-乙基己基)碳酸酯、二枯基過氧化物或其組合。不同於過氧化合物的其它引發劑也可使用，例如α,α』-偶氮二異丁腈。
懸浮聚合適當地在懸浮穩定劑的存在下進行。合適的懸浮穩定劑是本領域公知的，包括聚乙烯醇、明膠、瓊脂、聚乙烯基吡咯烷、聚丙烯醯胺，無機穩定劑，例如氧化鋁、膨潤土、矽酸鎂或磷酸鹽，如磷酸三鈣和/或磷酸氫二鈉，任選與上述任何穩定化合物組合使用。穩定劑的量可適當地在以水相重量為基準的0.1-0.9重量％之間變化。
懸浮聚合適當地在兩個溫度階段進行，其中第一階段的溫度是85-110℃，第二階段的溫度是115-140℃。
可發泡性聚乙烯基芳烴合適地具有0.2-3.0毫米的平均粒徑。為了使其發泡，將這些粒子暴露於聚乙烯基芳烴進行塑化且引起發泡劑蒸發的溫度下。這導致可發泡性聚乙烯基芳烴粒子小幅度預發泡成本發明的粒子。所述預發泡可通過幾種方法來進行。合適的公知方法包括使用油浴、紅外線或微波或蒸汽。可使用100-168℃溫度和0-600千帕表壓的蒸汽，這取決於添加劑和/或其它聚合物在可發泡性聚乙烯基芳烴粒子中的存在。在聚苯乙烯的情況下，優選使用100-125℃溫度和0-230千帕表壓的飽和蒸汽。還可通過使可發泡性粒子暴露於熱水中來使這些粒子預發泡。該方法是優選的。在該實施方案中，水的適當溫度為60-100℃，且暴露持續5-120分鐘。在本發明中預發泡的最優選方法是使用熱空氣，其溫度為90-200℃，優選為95-160℃，最優選為100-140℃。暴露的持續時間優選為至多3小時。
在本發明的多孔聚合物粒子中所含的乙烯基芳烴優選主要包含苯乙烯。聚乙烯基芳烴可含有至多10摩爾％的另一種含乙烯基的單體，例如丙烯腈、丙烯酸或甲基丙烯酸或酯、取代的苯乙烯，例如氯化苯乙烯或α-甲基苯乙烯或二乙烯基苯。但是，優選聚乙烯基芳烴中的乙烯基芳烴含有多於99摩爾％苯乙烯。更優選，聚乙烯基芳烴是聚苯乙烯。
有利的是，在其它聚合物例如聚苯醚的存在下聚合乙烯基芳烴。這些其它聚合物可在聚合反應之前或期間加入，或可在乙烯基芳烴的聚合開始之前原位形成。合適的聚苯醚如EP-A-350137、EP-A-403023和EP-A-391499所述。聚苯醚的用量優選是以乙烯基芳烴的量為基準的1-30重量％，並可改進聚乙烯基芳烴聚合物的剛性。
可發泡性和/或多孔聚乙烯基芳烴粒子可含有各種常用的添加劑。這些添加劑包括鏈轉移劑和交聯劑。鏈轉移劑的合適例子是C2-15烷基硫醇，例如正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、叔丁基硫醇和正丁基硫醇。其它試劑是五苯基乙烷和α-甲基苯乙烯的二聚體。交聯劑的例子是丁二烯和二乙烯基苯。
可發泡性和/或經預發泡的粒子還可含有抗靜電劑、阻燃劑(例如六溴環十二烷)、染料、填充材料、穩定劑、增塑劑(例如白油)和潤滑劑。粒子適當地被塗料組合物所塗覆，該塗料組合物包含矽氧烷、金屬矽酸鹽或甘油羧酸酯。合適的羧酸酯是甘油單、二和三硬脂酸酯、硬脂酸鋅、及其混合物。所述組合物的例子已公開於英國專利1409285。除了硬脂酸酯，還可使用檸檬酸酯或棕櫚酸酯。已通過在螺條共混器中乾燥-塗覆或通過在易蒸發的液體中的淤漿或溶液來用該塗料組合物塗覆粒子。
與傳統的高密度聚乙烯基芳烴粒子相反，根據本發明的粒子實際上是不能發泡的。這意味著當暴露於傳統的發泡條件下，即在超大氣壓下暴露於飽和蒸汽中以達到105℃的最終溫度30秒時，本發明的粒子發泡至最多比d0低三倍的表觀密度。優選，根據本發明的粒子在這些條件下發泡至最多比d0低兩倍的表觀密度。
為了使本發明的粒子具有足夠的可發泡性，用發泡劑浸漬這些粒子。因此，本發明還提供根據本發明的多孔粒子在製備發泡粒子和泡沫製品中的用途。優選，要浸漬的發泡劑是無機氣體。如上所述，與原來未發泡的粒子的體積相比，經預發泡的粒子的體積可增加到約1.5倍至小於3倍。這確保經預發泡的粒子中的孔具有這樣的尺寸，以將適量的無機氣體浸漬至粒子的孔隙中。「無機」指浸漬氣體可含有以氣體體積為基準的至多1體積％的有機化合物，優選至多0.5體積％。最優選，無機氣體不含任何有機化合物。
合適的無機氣體的例子是二氧化碳。但是，二氧化碳幹擾聚乙烯基芳烴基體。與許多商品發泡劑相似，二氧化碳在聚合物基體中溶解至一定的程度。這意味著出於對例如在安全、健康或毒性領域中的潛在負面影響的考慮，在某些用途中將必須努力除去二氧化碳。二氧化碳還是公知的溫室效應氣體，所以不是優選的。優選的是不具有這種負面效應且與聚合物基體的相互作用較小的無機氣體。這種氣體的例子是含N2和/或O2的無機氣體、氦氣、氖氣和氬氣。更優選，用於浸漬的無機氣體選自含N2和/或O2的無機氣體。這些氣體適當地含有以氣體體積為基準的大於90體積％的N2和/或O2，更合適地大於95體積％。最優選，該氣體是氮氣或空氣。這些氣體不僅對聚合物基體的幹擾極小，而且還是有效且價廉的，並對環境或健康無負面影響。
可通過許多方法來進行浸漬。但是，優選用無機氣體通過使粒子在0-95℃範圍內的溫度下暴露於該氣體中來浸漬本發明的粒子。在該方法中，粒子中的孔隙被氣體所填充，且不致於把聚乙烯基芳烴加熱到變形的程度。這種變形可能對孔隙的結構和性能有不利影響，進而對所得經浸漬的粒子的可發泡性有負面影響。此外，低溫確保粒子保持自由流動，且不互相粘結，而如果在較高的溫度下進行浸漬，則可能出現粘結。優選的溫度範圍是0-50℃，更優選10-30℃。最優選，所用的溫度是室溫。
這樣的浸漬是合適的，以在多孔粒子的孔內達到100-1500千帕的表壓。優選的孔內表壓在200-1000千帕之間，更優選300-800千帕之間。低於100千帕的表壓意味著孔隙在約大氣壓下只能被氣體所填充，例如氮氣或空氣。這導致發泡不充足(即使有)。高於1500千帕的表壓是可能的，但由於經濟和安全原因而不是所期望的。為在孔內達到預期壓力所需施加的外壓優選是100-2000千帕。儘管有可能使用較高的外壓，但是這需要更好的配備壓力設備，且使取樣更困難。優選，所施加的最高外壓是1500千帕。適當地，所施加的外壓與多孔粒子的孔內所需壓力相同。
在用發泡劑浸漬之後，所得經浸漬的粒子適當地發泡至比d0低至少3倍的表觀密度。優選，經浸漬的粒子適當地發泡至比d0低至少5倍的密度。儘管可發泡至所需的任何表觀密度，但是實際上發泡至比d0低至多20倍的表觀密度，更優選至多40倍。可通過與預發泡所述相同的方法來進行發泡。優選使用蒸汽作為發泡方式。然後經發泡的粒子在模具中一起熔融，獲得泡沫製品。
將通過以下非限制性實施例進一步說明本發明。
用正己烷作為內標，通過氣相色譜檢測戊烷總含量。
根據Karl Fischer方法檢測水的總含量。
所得的聚苯乙烯粒子含有以聚苯乙烯重量為基準的2.1重量％戊烷，其粒徑在0.4-0.7毫米的範圍內，聚乙烯蠟的含量是以聚苯乙烯重量為基準的0.25重量％。預發泡將聚苯乙烯粒子在100℃的水浴中放置900秒。然後使其在60℃下乾燥15分鐘。所得經預發泡的粒子具有500千克/米3的堆積密度d0，以聚苯乙烯重量為基準的1.77重量％戊烷含量，和0.2重量％的含水量。發泡將經預發泡的聚苯乙烯粒子置於KURTZ KV450間歇式蒸汽發泡機中，使用超大氣壓的飽和蒸汽，達到105℃的最終溫度(KURTZ是商標)。發泡時間是30秒。粒子被發泡至362千克/米3的堆積密度d。d0/d比率的計算值是1.4。
所得經預發泡的粒子具有536克/升的堆積密度d0，以聚苯乙烯重量為基準的1.92重量％戊烷含量，和0.1重量％的含水量。
在置於KURTZ KV450間歇式蒸汽發泡機中之後，經預發泡的粒子被發泡至427千克/米3的堆積密度d。d0/d比率的計算值是1.3。
除了在KURTZ KV450間歇式預發泡機中使用80千帕表壓的蒸汽在117℃的溫度下將聚苯乙烯粒子預發泡45秒以外，重複實施例1的步驟。所得經預發泡的粒子具有256千克/米3的堆積密度d0，以聚苯乙烯重量為基準的1.77重量％戊烷含量，和0.1重量％的含水量。
在置於KURTZ KV450間歇式蒸汽發泡機中之後，經預發泡的粒子被發泡至124千克/米3的堆積密度d。d0/d比率的計算值是2.1。
然後，將聚苯乙烯粒子在KURTZ KV450間歇式預發泡機中在40千帕的表壓下在109℃的溫度下預發泡20秒。所得經預發泡的粒子具有350千克/米3的堆積密度d0，以聚苯乙烯重量為基準的1.1重量％戊烷含量，和0.1重量％的含水量。
然後，將經預發泡的粒子置於KURTZ KV450間歇式蒸汽發泡機中30秒，使用超大氣壓的飽和蒸汽，達到115℃的最終溫度，而不是105℃。粒子被發泡至125千克/米3的堆積密度d。d0/d比率的計算值是2.8。
所得的聚苯乙烯粒子含有以聚苯乙烯重量為基準的1.66重量％戊烷，其粒徑在0.4-0.7毫米的範圍內，聚乙烯蠟的含量是以聚苯乙烯重量為基準的0.5重量％。預發泡通過將聚苯乙烯粒子在溫度為97-100℃的熱空氣中放置2700秒來進行預發泡。所得經預發泡的粒子具有428千克/米3的堆積密度d0，以聚苯乙烯重量為基準的1.29重量％戊烷含量，和0.2重量％的含水量。發泡將經預發泡的聚苯乙烯粒子置於KURTZ KV450間歇式蒸汽發泡機中，使用超大氣壓的飽和蒸汽，達到105℃的最終溫度。發泡時間是30秒。粒子被發泡至316千克/米3的堆積密度d。d0/d比率的計算值是1.4。
此時，將91千克軟化水(91升)、所得的本體聚合混合物和傳統的懸浮穩定劑在175rpm的攪拌速率下混合。通過將溫度升至86℃和加入過氧化物引發劑(0.30重量％)來開始聚合。在約5小時之後，使溫度升至約120℃，並在該溫度下保持1.5小時。在完成聚合之後，冷卻反應混合物。
所得的聚苯乙烯粒子含有以聚苯乙烯重量為基準的2.6重量％水，其粒徑在0.9-1.6毫米的範圍內。預發泡將聚苯乙烯粒子在溫度為127℃的熱空氣中放置100秒。所得經預發泡的粒子具有330千克/米3的堆積密度d0。發泡將經預發泡的聚苯乙烯粒子置於KURTZ KV450間歇式蒸汽發泡機中，使用超大氣壓的飽和蒸汽，達到117℃的最終溫度，而不是105℃。發泡時間是30秒。粒子被發泡至298千克/米3的堆積密度d。d0/d比率的計算值是1.1。對比實驗除了使用267克戊烷代替81克戊烷以外，根據實施例1的方法製備可發泡性聚苯乙烯粒子。所得的聚苯乙烯粒子含有6.2重量％戊烷，其粒徑在0.4-0.7毫米的範圍內，並含有0.25重量％聚乙烯蠟。
然後，通過將聚苯乙烯粒子在溫度為70℃的水浴中放置600秒來使其預發泡。所得經預發泡的粒子具有520千克/米3的堆積密度d0，以乙烯基芳烴的量為基準的5.9重量％戊烷含量，和0.15重量％的含水量。
在實施例1的條件下置於KURTZ KV450間歇式蒸汽發泡機中之後，粒子被發泡至14.9千克/米3的堆積密度d。d0/d比率的計算值是34.9。
權利要求
1．表觀密度d0為600-200千克/米3的多孔聚乙烯基芳烴粒子，所述粒子含有成核劑和以聚乙烯基芳烴的量為基準的2.0重量％或更少的揮發性有機發泡劑。
2．根據權利要求1的粒子，其表觀密度為530-250千克/米3。
3．根據權利要求1或2的粒子，其含有以聚乙烯基芳烴的量為基準的小於3.0重量％的水。
4．根據權利要求1-3中任一項的粒子，其中當使所述粒子暴露於超大氣壓的飽和蒸汽以達到105℃的最終溫度30秒時，所述粒子發泡至比d0低至多3倍的表觀密度。
5．根據權利要求1-4中任一項的粒子，其具有平均孔徑為5-100微米的孔。
6．根據權利要求1-5中任一項的粒子，其中所述聚乙烯基芳烴是聚苯乙烯。
7．一種製備多孔聚乙烯基芳烴粒子的方法，其中使含有成核劑和以聚乙烯基芳烴為基準的0.5-4重量％的C2-6有機發泡劑的可發泡性聚乙烯基芳烴粒子預發泡至600-200千克/米3的表觀密度。
8．根據權利要求7的方法，其中所述可發泡性聚乙烯基芳烴粒子通過懸浮聚合方法來製備，其中乙烯基芳烴在水相懸浮液中在成核劑和0.1-1重量％自由基引發劑的存在下進行聚合，其中C2-6有機發泡劑在聚合之前、期間或之後加入，其中發泡劑的量是以乙烯基芳烴的量為基準的0.5-4重量％，以獲得可發泡性聚乙烯基芳烴粒子。
9．根據權利要求7或8的方法，其中可發泡性聚乙烯基芳烴粒子的預發泡通過使其暴露於熱空氣中來進行。
10．根據權利要求9的方法，其中所述熱空氣具有90-200℃的溫度。
11．根據權利要求1-7的粒子在製備發泡粒子和泡沫製品中的用途。
全文摘要
表觀密度d
文檔編號C08J9/16GK1318080SQ99810963
公開日2001年10月17日 申請日期1999年9月14日 優先權日1998年9月16日
發明者M·F·J·博格哈曼斯, K·C·布雷簡博格, K·E·I·杜曼格, G·L·M·M·沃比斯特 申請人:新星化學(國際)股份有限公司