本發明專利技術涉及一種顆粒狀可發性聚合物，所述顆粒狀可發性聚合物可被加工成具有精細泡孔結構和低密度的泡沫，且為了改善所述顆粒狀可發性聚合物的隔熱值，所述顆粒狀可發性聚合物包含碳類隔熱值升高的材料。本發明專利技術進一步涉及一種用于制備顆粒狀可發性聚合物、及包含所述顆粒狀可發性聚合物的泡沫材料。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種顆粒狀可發性聚合物，該聚合物可被加工成具有精細泡孔結構和低密度的泡沫，且為了改善該聚合物的隔熱值，該聚合物包含碳類隔熱值升高的材料。本專利技術進一步涉及一種用于制備顆粒狀可發性聚合物的方法、以及根據該方法獲得的泡沫材料。
技術介紹
從本申請人名義下的歐洲專利EP1486530(對應于NL1023638)已知可發性聚苯乙烯(EPS)，其中活性炭存在于聚苯乙烯顆粒中作為隔熱值升高材料。使用的活性炭具有 < 12微米的粒徑。根據B2試驗(即DIN 4101第二部分)，通過使用這樣的隔熱值升高的材料獲得的泡沫符合耐火要求。從本申請人名義下的W02010/041936已知可發性聚苯乙烯(EPS)，其中顯示出特定顆粒分布的活性炭被用作隔熱值升高的材料。從美國專利號6，130，265已知一種用于制備含石墨的EPS的方法,其中基于苯乙烯聚合物的量添加了 O. 05 25重量％的石墨。從美國專利號6，340, 713已知一種顆粒狀可發性聚苯乙烯，其中苯乙烯聚合物包括O. 05 8重量％均勻分布的具有平均粒徑為I 50 μ m的石墨顆粒。從國際專利申請W000/43442進一步已知一種用于升高EPS的隔熱值的方法，其中苯乙烯聚合物在擠出機中熔融，且至少與發泡劑和主要為小片形式的鋁顆粒混合，且被共同擠出，然后擠出物被冷卻且變成顆粒；其中使用的鋁顆粒的量不超過6重量％。這樣的聚合物包含至少為顆粒形式的鋁以改善聚合物的隔熱性質，其中鋁顆粒均勻分布且被并入作為反射紅外輻射的材料。鋁顆粒具有小片樣形狀，尺寸為I 15 μ m。不僅可經由從前述國際專利申請已知的擠出工藝，還可經由懸浮聚合反應獲得用于生產可發性聚苯乙烯(EPS)的原料。由此獲得的EPS顆粒通常用作包裝工業和建筑工業中的原料。用于進一步加工的方法包括預發泡處理，其中一定量的蒸汽穿過膨脹容器中的 EPS顆粒層，由此使EPS顆粒中存在的發泡劑(通常為戊烷)蒸發，且發生顆粒的發泡。在大約4 48小時的儲存時期(也被稱為“成熟”)后，將由此得到的預發泡顆粒導入模具中，在模具中，顆粒在蒸汽的影響下進一步膨脹。在該工藝中使用的模具設置有小的開口， 通過該開口仍然存在的發泡劑可在顆粒融合成期望形狀的過程中逸出。所述成形體的尺寸原則上不受限制，從而可生產用于建筑工業中的塊料、以及用于食品和非食品的包裝材料。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種顆粒狀可發性聚合物顆粒，所述顆粒狀可發性聚合物顆粒在進一步加工后提供泡沫，所述泡沫具有實踐中期望的足夠低的熱傳導系數以便從而獲得預期的隔熱特性。本專利技術的另一方面是提供一種用于生產可發性聚合物顆粒的方法，其中苯乙烯聚合物在一種或多種額外組分的存在下可轉變為在發泡或塑造成型后具有較高隔熱值的材料。如在引言中所描述的，本專利技術的特征在于具有粒徑< I μπι的碳存在于聚合物顆粒中作為隔熱值升高的材料。通過使用這樣類型的碳作為隔熱值升高的材料，滿足了本專利技術的一個或多個方面。為粒徑的下限給予了優選值O. I μπι。本專利技術尤其排除了炭黑作為碳源的應用。尤其期望的D50粒徑不超過I μ m,更具體地為D50粒徑不超過O. 8 μ m。D90值和D50值分別指90th和50th的百分比，分別意味著總體的90 %和50 % 具有低于上述值的粒徑。可從在馬爾文儀器(Malvern Instruments)產品粒度分析儀 (Mastersizer)和激光粒度儀(Lasersizer)的幫助下獲得的累積分布曲線容易地推斷出 DlO (總體的10%的最大粒徑)、D50 (總體一半的最大粒徑)和D90 (總體的90%的最大粒徑)，且這三個值(DIO、D50和D90)可用于表征粉末中的粒徑分布。(D90-D10)/D50的比 (也稱為粒徑分布)尤其提供了包含在粉末中的粒徑散布的良好指示。換句話說，IOth百分比意味著10%的顆粒的粒徑小于或等于該值，而90%的粒徑大于該值。換句話說，50th百分比意味著50%的顆粒的粒徑小于或等于該值，而50%的粒徑大于該值。D50優選不超過1.0，尤其是不超過O. 8 μπι。換句話說，90th百分比意味著90%的顆粒的粒徑小于或等于該值，而10%的粒徑大于該值。可應用于本專利技術的聚合物選自包括聚苯乙烯、發泡聚丙烯(EPP)、發泡的泡沫聚乙烯(EPE)、聚苯醚(PPO)、聚環氧丙烷和/或聚乳酸或它們的組合的組中。聚乳酸(PLA)是基于乳酸單體的聚合物的總稱，聚乳酸的結構根據組成從完全非結晶態至半結晶態或結晶態發生變化。可從例如乳制品、淀粉、面粉和玉米生產聚乳酸。乳酸是組成聚乳酸的單體，且該單體以兩種立體異構體(即L-乳酸和D-乳酸)出現。因此聚乳酸包含一定比例的L-乳酸單體和一定比例的D-乳酸單體。聚乳酸中的L-和D-乳酸單體的比率決定了聚乳酸的特性。本文中可參考D-值或D-含量(D-乳酸單體的百分比)。 目前在市場上可購買到的聚乳酸具有在100 O和75 25之間變化的L D比率；換句話說，D-含量在O和25%之間或在O和O. 25之間變化。PLA顆粒進一步加工的實例如下。在注入例如6 8%的CO2后，在例如20巴的壓力下使PLA顆粒發泡。然后PLA作為泡沫再一次注入例如6%的CO2，且在O. 2和O. 5巴之間變化的蒸汽壓力下在模具中被塑造成型。這樣，以與上面討論的EPS顆粒有關的方法獲得塑造成型件。使用具有所謂的刀盤體(cutter head)的擠出機生產PLA顆粒。為此，固體 PLA被導入擠出機，并熔融。然后熔融的PLA被擠壓穿過模具(例如所謂的水下制粒機 (underwater granulator)),且經由刀盤體形成PLA顆粒。對于液體PLA,還可將液體PLA 直接供應至在線聚合工藝(in-line polymerisationprocess)中的擠出機,從而不需要首先熔融PLA。優選地，使用雙螺旋桿擠出機作為擠出機。在擠出機中，聚乳酸或聚乳酸和可選擇的一種或多種其它生物可降解的聚合物及可選擇的一種或多種擴鏈劑、成核劑和潤滑劑的混合物可被加工成顆粒。本專利技術人也在PCT/NL2008/000109中描述了這樣的顆粒狀聚乳酸。在聚乳酸擠出后，通過注入PLA顆粒來添加發泡劑以獲得可發性PLA(EPLA)。可使用的發泡劑的實例是co2、mtbe、氮、空氣、(異)戊烷、丙烷、丁烷等、或其一種或多種組合。 第一種方法是例如通過擠出的方式使聚乳酸成形為顆粒，所述顆粒隨后通過注入發泡劑被制成可發性的。第二種方法是聚乳酸與發泡劑混合，隨后例如通過擠出的方式被直接成形為可發性顆粒。本專利技術人設想為了獲得特定隔熱值，與根據本領域現狀常使用的隔熱值升高材料相比，尤其與其它碳源(諸如石墨或活性炭)相比，可以較少的量使用尤其為石墨烯或膨脹石墨，該前體材料被理解為具有排列在蜂巢樣平坦晶格中的sp2-鍵合的碳原子的一個原子厚度的層。額外的實驗已示出在本專利技術中稱為石墨烯的材料也可看作具有粒徑為O. I O. 8 μ m的膨脹石墨。因此在說明書中使用的石墨稀被理解為具有粒徑為O. I O. 8 μ m的膨脹石墨。加入的隔熱值升高材料的量的降低對材料最初為白色的EPS的最終顏色具有有利影響。上述添加物致使最初白色的EPS稍稍“本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.04.21 NL 20045881.一種顆粒狀可發性聚合物，所述顆粒狀可發性聚合物能被加工成具有精細泡孔結構和低密度的泡沫，且為了改善所述顆粒狀可發性聚合物的隔熱值，所述顆粒狀可發性聚合物包含碳類隔熱值升高的材料，其特征在于，所述聚合物顆粒包含作為所述隔熱值升高材料的具有粒徑< I μ m的碳。2.根據權利要求I所述的顆粒狀可發性聚合物，其特征在于，D50粒徑不超過Iμ m。3.根據前述權利要求中的任一項或兩項所述的顆粒狀可發性聚合物，其特征在于，D50 粒徑不超過O. 8 μ m。4.根據前述權利要求中的一項或多項所述的顆粒狀可發性聚合物，其特征在于，所述聚合物選自包括聚苯乙烯、發泡聚丙烯(EPP)、發泡的泡沫聚乙烯(EPE)、聚苯醚(PPO)、聚環氧丙烷和聚乳酸、或它們的組合的組中。5.根據前述權利要求中的一項或多項所述的顆粒狀可發性聚合物，其特征在于，膨脹石墨、尤其具有粒徑在O. I O. 8 μ m的范圍內的膨脹石墨被用作所述碳，所述膨脹石墨的縱橫比達到彡10 I06.根據權利要求5所述的顆粒狀可發性聚合物，其特征在于，所述膨脹石墨的縱橫比達到彡100 I。7.根據前述權利要求中的一項或多項所述的顆粒狀可發性聚合物，其特征在于，基于所述顆粒狀可發性聚合物的量，所述碳的量為I 15重量％。8.根據權利要求7所述的顆粒狀可發性聚合物，其特征在于，所述碳的量為2 8重量％。9.根據權利要求5 8中的一項或多項所述的顆粒狀可發性聚合物，其特征在于，通過碳源的機械剪切、尤其通過石墨的機械剪切獲得膨脹石墨，尤其獲得具有粒徑在O. I O. 8 μ m的范圍內的膨脹石墨。10.根據前述權利要求中的一項或多項所述的顆粒...
【專利技術屬性】
技術研發人員：M·蓋伯瑞德，F·P·A·高路易特曼，J·努爾德格拉夫，
申請(專利權)人：西博拉技術有限公司，
類型：
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。