CN101479330A - 含多官能层状纳米石墨的聚合物泡沫 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及泡沫保温产品，特别是挤出的聚苯乙烯泡沫，其包含纳米石墨作为用于改进泡沫产品物理性能的加工助剂。
Description
相关申请交叉引用
本申请是于2004年12月31日提交的美国专利申请序列号11/026,011的部分继续。
发明的技术领域和工业实用性
本发明涉及包含纳米石墨的硬质泡沫聚合物板。更具体地，本发明涉及硬质泡沫聚合物板，其中将纳米石墨作为加工助剂、R-值增强剂、紫外辐射稳定性增强剂、尺寸稳定性增强剂、机械强度增强剂以及作为阻燃剂加入以提供益处。也加入纳米石墨以控制泡孔形态、减少泡沫表面静电、以及在泡沫工艺中起防粘剂作用。
背景技术
硬质泡沫聚合物板在各种应用中的实用性是众所周知的。例如，广泛地将聚合物泡沫板用作建筑物中的保温结构部件。
在过去，已经将红外衰减剂(IAA)如炭黑粉末无定形碳、石墨和二氧化钛用作聚合物泡沫板中的填料来使材料的热导率降到最低，它反过来将使给定厚度的保温性能最大化(增加R-值)。R值定义为用于衡量保温有效性的工业单位。保温体是以片材制造阻挡传导热量的材料。以常规单位，以英国热量单位(Btu)传导能量乘以英寸的厚度每小时的时间每平方英尺的面积每在材料两面之间华氏温度的温差测量它的热导。保温体的R值定义为1除以热导每英寸。R是复合单位组合hr·ft2·℉/Btu的缩写。在国际单位制中，R值1等于每瓦特0.17611平方米开尔文温度(m2·K/W)。
穿过保温材料的热传导可通过固体传导、气体传导、辐射和对流发生。总热阻(R-值)，R是热传导阻力的衡量，并且确定为：R＝t/k确定，其中t＝厚度。
硬质泡沫塑料板在许多应用中广泛用作保温材料。提高热传导率而不增加泡沫产品的密度和/或厚度是非常合乎需要的。具体地，建筑行业要求热阻值R＝10厚度小于1.8＂用于空心墙结构的泡沫板以保持至少1＂的空腔间隙净空(clean)。
改善紫外稳定性也是合乎需要的，特别是用于其中在工作场所常发生聚合物泡沫板表面长时间曝露于日光的应用，如外墙隔热层体系(EIFS)和公路和铁路地下应用。
常规低密度泡沫具有0.2到6微米范围内的非常薄的泡孔壁厚度。特别是，为了提高保温R-值，需要小于约1微米的目标泡孔壁厚度。
因此，需要至少在一个维度具有—通常纳米尺度板状石墨的厚度即小于0.1微米或100纳米的石墨。本发明的目的是提供一种制备包含纳米石墨的低密度挤出聚合物泡沫的方法，其具有好的加工性质和改善的泡沫物理性能，包括导热性、抗紫外(UV)辐射性、尺寸稳定性、机械强度、火焰蔓延速率和排烟密度。
发明内容
本发明涉及泡沫保温产品和制造这样的产品的方法，如挤出聚苯乙烯泡沫塑料，其包含纳米石墨作为加工添加剂以改进物理性能如保温和压缩强度。在发泡期间，纳米石墨起到成核剂和润滑剂的作用，且其滑动作用使得熔融聚合物在挤出机中的流动更加容易，并为泡沫板提供了光滑表面。更进一步，由于纳米石墨聚合物泡沫板的表层增加的电导率，纳米石墨减少了在发泡过程中存在的静电的量。泡沫产品中的纳米石墨还在最终产品中起到紫外稳定剂和阻气剂的作用。
本发明的一个目的在于生产包含纳米石墨的硬质聚合物泡沫，其对泡沫性质显示出总体复合效果，包括对于给定厚度和密度改进的保温值(增加的R-值)和紫外(UV)稳定性。
本发明的另一个目的在于生产包含纳米石墨的具有保持的或改进的压缩强度、热尺寸稳定性和难燃性的硬质聚合物泡沫。
本发明的另一个目的在于在硬质聚合物泡沫中提供纳米石墨，它还起到控制泡孔形态、减少静电和在发泡过程期间提供润滑的加工添加剂的作用。
本发明的另一个目的在于以简单和合算方式，如通过使用纳米石墨作为低成本、功能着色剂降低聚合物泡沫产品的成本。
本发明的前述及其它优势将由下面的内容而变得明确，其中详细描述以及在附图中图解了本发明的一个或多个优选实施方案。设想步骤、结构特点和部件的安排的变化在未偏离本发明的范围或不牺牲本发明的任何优势的情况下对于所属技术领域的技术人员来说是明显的。
附图说明
图1是描述聚苯乙烯泡沫和包含纳米石墨的聚苯乙烯泡沫的密度对压缩模量的图解说明。
图2是比较纯的聚苯乙烯泡沫和包含纳米石墨的聚苯乙烯泡沫的流变学的图解说明。
图3是本发明的泡沫泡孔的扫描电镜(SEM)图像。
图4是泡沫孔壁和支柱(struts)的扫描电镜(SEM)图像。
图5是将聚苯乙烯泡沫板与本发明的纳米石墨/聚苯乙烯板在两块板都暴露于紫外辐射时进行比较的图解说明。
具体实施方式
上述目的已经通过开发包含纳米石墨来控制泡孔形态并用作气态扩散阻隔剂的聚合物泡沫而实现。泡沫显示出起红外衰减剂和泡孔成核剂作用的改进保温(R-值)。在泡沫中的纳米石墨在泡沫加工期间起到内润滑剂的作用并容许泡沫加工过程中的表面静电释放。本发明的包含纳米石墨的泡沫还具有增加的尺寸稳定性。美学角度而言，本发明的泡沫具有光泽的表面且为银色。
本发明特别涉及由挤出法用纳米石墨、至少一种发泡剂及其他添加剂制备的刚性的闭孔聚合物泡沫板的生产。
硬质泡沫塑料材料可以是任何适于制造聚合物泡沫的这类材料，其包括聚烯烃、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚脲、苯酚-甲醛、聚异氰脲酯、酚醛树脂、上述物质的共聚物和三元聚合物、热塑性聚合物混合物、橡胶改性聚合物等。合适的聚烯烃包括聚乙烯和聚丙烯、和乙烯共聚物。
优选的热塑性聚合物包括烯基芳族聚合物材料。合适的烯基芳族聚合物材料包括烯基芳族均聚物及烯基芳族化合物与可共聚的烯属不饱和共聚单体的共聚物。烯基芳族聚合物材料可进一步包括次要比例的非烯基芳族聚合物。烯基芳族聚合物材料可单独包括一种或多种烯基芳族均聚物、一种或多种烯基芳族共聚物、一种或多种的每种烯基芳族均聚物和共聚物的混合物、或任何上述物质与非烯基芳族聚合物的混合物。
合适的烯基芳族聚合物包括衍生自烯基芳族化合物如苯乙烯、α甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、乙烯基苯、乙烯基甲苯、氯代苯乙烯和溴苯乙烯的那些。优选的烯基芳族聚合物是聚苯乙烯。少量的单烯属不饱和化合物如C2-6烷基酸和酯、离聚物衍生物和C4-6二烯可以与烯基芳族化合物共聚。可共聚化合物的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸(ethacrylic acid)、马来酸、衣康酸、丙烯腈、马来酸酐、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯和丁二烯。
优选的结构基本上(即大于约95百分比)和最优选全部包括聚苯乙烯。本发明涉及制备泡沫产品的方法，该方法包括形成(1)重均分子量约30,000到约500,000的聚合物的可发泡混合物的步骤。在一个实施方案中，聚苯乙烯重均分子量约250,000，和(2)纳米石墨，(3)至少一种发泡剂，(4)其它加工助剂，如成核剂、阻燃化学品，在大气压或减压的地方发泡该混合物以形成泡沫产品。
用于本发明的纳米石墨为通过X射线衍射至少一个维度很可能是粒子的厚度小于约100纳米的纳米石墨。泡沫包括分散在聚合物基体中的片状剥落的石墨的纳米片(nanosheets)。片状剥落的石墨是优选通过氧化法已经被插层的石墨，其中原子或分子已经被插入碳的层状平面之间的平面间距，并膨胀。插层的石墨优选通过短暂暴露于高温以膨胀石墨的厚度而膨胀或剥落。然后将膨胀或剥落的石墨与单体混合并原位聚合以形成具有分散在其中的片状剥落石墨的纳米片网络的聚合物。
片状剥落石墨有利地在聚合过程中保持其纳米结构。将膨胀或片状剥落的石墨压缩在一起形成柔性薄片。泡沫中的纳米石墨包括多个一般为层状的纳米片。纳米片的厚度在约10到几百纳米之间，及大多数在约10到约100纳米范围内。石墨剥落的详细说明可在GraphiteIntercalation Compounds I：Structure and Dynamics，H.Zabel；S.A.Solin(1990)和Carbon and Graphite Handbook，C.L.Mantell(1968)中找到，将其在此引入作为参考。
用于本发明制造方法的标准挤出工艺和方法一般描述在自已的U.S.专利5,753,161，将其在此全部引入作为参考。发泡方法包括膨胀和挤出的详细说明能在Plastics Processing Data Handbook(第2版)，Rosato，
1997 Springer-Verlag中找到，其在此引入作为参考。
在挤出过程中，挤出的聚苯乙烯聚合物、纳米石墨泡沫通过具有平模头和片成形机的双螺杆挤出机(低剪切)制备。或者，可以使用具有辐射状模头和线条(slinky)成形机的单螺杆串联挤出机(高剪切)。然后将纳米石墨优选基于聚合物以及聚苯乙烯、发泡剂和任选的其它添加剂的重量的大于0wt％到约10wt％，更优选约0.5到约3wt％加入挤出机。在一个优选实施方案中，挤出聚苯乙烯聚合物泡沫通过具有平模头和片成形机的双螺杆挤出机(低剪切)制得。或者，可以使用具有辐射状模头和线条成形机的单螺杆串联挤出机(高剪切)。优选，将纳米石墨复合物通过多进料器与聚苯乙烯、发泡剂和/或其它添加剂一起加入挤出机。
将包含纳米石墨、聚合物和任选的其它添加剂的增塑树脂混合物加热到熔体混合温度并彻底混合。熔体混合温度必须足以塑炼或熔化该聚合物。因此，熔体混合温度在聚合物的玻璃化转变温度或熔点，或高于聚合物的玻璃化转变温度或熔点。优选，在优选实施方案中，熔体混合温度为约200到约250℃，最优选约220到约240℃，取决于纳米石墨的量。
然后将发泡剂加入以形成可发泡凝胶。然后将可发泡凝胶冷却到模头熔体温度。模头熔体温度一般比熔体混合温度冷，在优选实施方案中，为从约100℃到130℃，以及最优选约120℃。模头压力必须足以防止包含发泡剂的可发泡凝胶的预发泡。预发泡包括在挤入减压区域前可发泡凝胶的不合需要的过早发泡。因此，模头压力随发泡剂在可发泡凝胶中的类别和量而变化。优选，在优选实施方案中，压力为约50到约80巴，最优选约60巴。膨胀率(每模头间隙的泡沫厚度)在约20到约70的范围内，一般约60。图2图解了1600等级聚苯乙烯(来自NOVA Chemical，PA)和具有1wt％的纳米石墨添加剂的同样聚苯乙烯在常规模头剪切率范围(约100rad/sec频率)的粘度(eta*以Pa-sec计)比较。在常规模头温度工作范围—从115到125℃，具有纳米石墨的聚苯乙烯的粘度较高，但在操作温度窗范围(window)内可控制。
任何适当的发泡剂和发泡剂组合可用于实施本发明。可用于实施本发明的发泡剂包括无机试剂、有机发泡剂和化学发泡剂。适当的无机发泡剂包括二氧化碳、氮、氩、水、空气、氮和氦。有机发泡剂包括具有1-9个碳原子的脂族烃，具有1-3个碳原子的脂族醇，和具有1-4个碳原子的完全和部分卤化脂族烃。脂族烃包括甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷和新戊烷。脂族醇包括甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇。完全和部分卤化的脂族烃包括氟烃、氯烃、氯氟烃和环戊烷。氟烃的实例包括氟代甲烷、全氟甲烷、氟代乙烷(HFC-161)、氟代乙烷、1，1-二氟乙烷(HFC-152a)、1，1，1-三氟乙烷(HFC-143a)、1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)、1，1，2，2-四氟乙烷(HFC-134)、五氟乙烷(HFC-125)、二氟甲烷(HFC-32)、全氟乙烷、2，2-二氟丙烷(HFC-272fb)、1，1，1-三氟丙烷(HFC-263fb)、全氟丙烷、1，1，1，3，3-五氟丁烷(HFC-365mfc)、1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC245fa)、1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(HFC-227ea)、二氯丙烷、二氟丙烷、全氟丁烷和全氟环丁烷。用于本发明的部分卤化的氯烃和氯氟烃包括氯代甲烷、二氯甲烷、氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷、1，1-二氯-1-氟代乙烷(HCFC-141b)、1-氯-1，1-二氟乙烷(HCFC-142b)、1，2-二氟乙烷(HFC-142)、氯二氟代甲烷(HCFC-22)、1，1-二氯-2，2，2-三氟乙烷(HCFC-123)和1-氯-1，2，2，2-四氟乙烷(HCFC-124)等。完全卤化的氯氟烃包括三氯氟代甲烷(CFC-11)、二氯二氟甲烷(CFC-12)、三氯三氟代乙烷(CFC-113)、1，1，1-三氟乙烷、五氟乙烷、二氯四氟乙烷(CFC-114)、氯七氟丙烷和二氯六氟丙烷。化学发泡剂包括偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、苯磺酰肼、4，4-羟苯磺酰-氨基脲、对甲苯磺酰氨基脲、偶氮二羧酸钡和N，N′-二甲基-N，N’-二亚硝基对苯二甲酰胺和三肼基(trihydrazino)三嗪。
可将发泡剂的混合物用于本发明，如包括1，1，2，2-四氟乙烷(HFC-134a)与基本上大约相同量的1，1-二氟乙烷(HFC-152a)的混合物。约50％的134a发泡剂和约50％的152b发泡剂可存在于组合物中。两种组分均基于聚合物的重量。然而，对于低密度厚产品，152a的量基于聚合物的重量可增加直至约60％或更多。
在本发明中，基于聚合物的重量，优选使用约6至约14wt％，优选约11wt％的环戊烷。优选加入约0到约4％乙醇，约3到约6％，优选约3.5％的二氧化碳。所有百分比基于聚合物的重量。
可将任选的添加剂加入挤出的泡沫产品，和包括附加的红外衰减剂、增塑剂、阻燃化学品、颜料、弹性体、挤出助剂、抗氧化剂、填料、抗静电剂、UV吸收剂、柠檬酸、成核剂、表面活性剂、加工助剂等。这些任选的添加剂可以获得可发泡凝胶或合成的挤出发泡产品的期望性能的任何量加入。优选，将任选的添加剂加入树脂混合物，但可以替代方式加入挤出泡沫生产过程。
由上述方法生产的产品是约1/8到约12英寸厚，一般约1到约4英寸厚的刚性泡沫保温板。泡沫板的密度一般为约1.2到约5pcf，一般约1.4到约3pcf。得到的板是银色的，具有光泽表面。
如上所述，泡沫中的纳米石墨控制泡孔形态。纳米尺度的石墨在发泡过程中起到成核剂的作用。图3为在聚苯乙烯泡沫中包括1％纳米石墨的泡沫的SEM图像。没有任何其它的成核剂如滑石的泡沫的平均孔度为约220微米；x/z方向的取向(orientation)＝1.26(x 0.254，y0.205，z 0.201mm)。图4为泡沫产品的泡孔壁和支柱的SEM图像。聚苯乙烯泡沫包含1％纳米石墨。泡孔壁厚度为约0.86微米，支柱直径为约3.7微米。
图5图解了本发明的具有纳米石墨的聚苯乙烯泡沫板当该板曝露于紫外辐射时的紫外保护能力。所用的测试方法为QUV试验，接着进行颜色测量。用于QUV试验的试验方法和材料标准包括ISO4982-1塑料，ASTM G-151，ASTM G-154，ASTM G53，英国标准BS 2782，部分5，方法540B和SAE J2020，JIS D0205。上面所引用的所有测试方法和标准在此引入作为参考。颜色测定是以L*a*b尺度进行。L尺度从0到100表示黑色到白色的关系。灰色纳米石墨泡沫在超过100天曝露于连续UV下几乎无变化。a和b尺度从1到-1表示不同的变色：从红色到绿色，以及从黄色到蓝色。在纳米石墨泡沫板曝露于紫外超过90天后已经观察到颜色的轻微变化。
已经大概地描述了本发明，进一步的理解可参考下面举例的一些具体实施例而获得，所述实施例仅以例证的目的提供，除非另有说明并非旨在包括一切或作限制。
实施例1
本发明通过下面的实施例1进一步说明，不将其看作是限制，其中所有泡沫板为挤出的聚苯乙烯泡沫板。在下面的样品和对照样品中，硬质聚苯乙烯泡沫板通过具有平模头和成形机片的双螺杆LMP挤出机；和两个具有辐射状模头和线条成形机的单螺杆串联挤出机制备。在上述中试和生产线两者中均可施加真空。
表1显示了用于制造宽度16英寸和厚度1英寸的泡沫板的双螺杆挤出机中样品的工艺条件。
表1-样品的工艺条件
| 表4的样品 | |
| 纳米石墨的wt％ | 1到5 |
| 滑石的wt％ | 0.5-1.5 |
| 纳米炭黑的wt％ | 0到6 |
| 云母的wt％ | 0到4 |
| HCFC-142b的wt％ | 11 |
| CO2的wt％ | 0 |
| 挤出机压力，Kpa(psi) | 13000-17000(1950-2400) |
| 模头熔体温度，(℃) | 117-123 |
| 模头压力，Kpa(psi) | 5400-6600(790-950) |
| 线速，m/hr(ft/min) | 110-170(6-9.5) |
| 生产量，kg/hr | 100 |
| 模头间隙，mm | 0.6-0.8 |
| 真空KPa(英寸Hg) | 0-3.4(0到16) |
所用的纳米石墨的厚度通过X射线衍射确认为29.7nm，以及在与约60wt％的聚苯乙烯复合后为51nm。炭黑由于其差的加工性能和燃烧试验期间的高排烟密度而不是与纳米石墨的混合的一部分。
上述实施例的结果列于表2中。所有的R-值和压缩强度在样品老化180天后测得。
表2
| 操作# | 老化的R-值K.m2/K(F.ft2.hr/Btu) | 密度Kg/m3(pcf) | 压缩强度psi | 纳米石墨wt％ |
| 对照样品 | 0.029(5.05) | 27.68(1.73) | NA | 0 |
| 696-2X8234 | 0.025(5.82) | 28.64(1.79) | 21.55 | 1 |
| 696-4X8235 | 0.024(6.03) | 30.72(1.92) | 22.67 | 3 |
| 692-2X8207 | 0.025(5.77) | 27.84(1.74) | 25.69 | 1 |
| 692-3X8208 | 0.024(5.94) | 28.8(1.80) | 27.27 | 2 |
| 692-4X8209 | 0.024(6.00) | 28.96(1.81) | 26.87 | 3 |
如上述样品所示，在泡沫工艺中加入纳米石墨，优选固体泡沫聚合物重量的约1％到约3％对于热阻性质有深远的影响。R-值的范围测定介于约5.7和约6.0之间。
实施例2
表3比较了间歇发泡和传统的低密度泡沫挤出之间的操作条件。
表3-间歇和挤出发泡之间操作条件的比较
| 操作条件 | 挤出 | 间歇发泡 |
| 温度(℃) | 100～140 | 120 |
| 压力(psi) | 1000～2000 | 2000 |
| dP/dt(Pa/sec) | 106 | 106 |
在间歇发泡前，将聚合的纳米石墨/聚苯乙烯复合物加热并压缩为固体形状。将固体片材根据压力容器的尺寸切割为小块如77×32×1mm。然后将固体片材样品放入模具中并在高压容器中在约80到约160℃，一般为约120℃和约500到约4000psi，一般约2000psi下发泡。固体片材在加压容器中保留约8到约50小时，一般为约12小时，之后将容器中的压力迅速(约12秒)释放以发泡。
测定间歇发泡样品的纳米石墨/聚苯乙烯泡沫以确定透射过泡沫的红外辐射的量。因为红外光是热辐射的主要形式。
选择了一块包含聚苯乙烯和3％石墨的间歇发泡样品和另外两块包含聚苯乙烯或聚苯乙烯和5％纳米粘土的比较样品。在泡沫样品的一面放置红外激光器光源。在样品的另一面，放置检测器以记录透射光强度，或者放置温度复照机(camera)以监控表面温度变化。结果概括于表4中。
表4-红外光透射
通过聚苯乙烯(PS)、聚苯乙烯和5％纳米粘土(PS/5％粘土)，和聚苯乙烯和3％纳米石墨(PS/3％石墨)的样品
| IR透射强度(瓦特) | 发射强度 | 接收强度 | ％透过 |
| PS(对照样品) | 0.5 | 0.05 | 10％ |
| PS/5％ MHABS* | 0.5 | 0.02 | 4％ |
| PS/3％磨碎的石墨旋管(worms) | 0.5 | 0.01 | 2％ |
*具有5％反应活性阳离子表面活性剂、2-甲基丙烯酰氧基乙基十六基二甲基溴化铵(MHAB)处理的Na+蒙脱上与95％苯乙烯单体的原位聚合复合物。
如表4所示，10％的光透射穿过纯的PS泡沫样品，然而仅4％穿过PS/5％粘土泡沫样品以及仅有2％穿过PS/3％石墨样品。粘土和石墨对红外光均具有衰减作用，然而，如上表所示，PS/3％石墨具有显著更佳的透射衰减。
在与光源相对的样品的一面，PS/石墨样品的温度略微升高，在曝露60秒后增加约2-3℉(表5)。纯的PS(对照样品)和具有MHABS纳米粘土的PS泡沫样品表面温度没有明显变化。PS/石墨泡沫衰减热辐射并提高了热固体传导。进一步地，通过改善石墨的分散和浓度，预计这些趋势将更显著。
表5-PS、PS/5％粘土和PS/3％石墨的泡沫样品在与光源相对的表面上的温度变化
具体实施方案的上述说明如此充分地揭示发明的总特性以至于
他人通过运用本领域熟练技术人员范围内的知识(包括此处引用的参考文献的内容)在不偏离本发明的一般概念的情况下容易修改和/或改进这样的具体实施方案适于不同的应用，不需要过度的试验。因此，这样的改进和修改基于此处所列出的教导和指引确定为在公开的实施方案的同等物的意思和范围内。当理解的是，此处的措辞或技术名词用于说明的目的而非限制的目的，因此本说明书的技术名词或属于当由熟练技术人员按照此处给出的教导和指引结合本领域熟练技术人员的知识进行解释。
本申请如上所述已经一般地和参照具体的实施方案进行了描述。尽管本发明已经以被认为是优选实施方案进行了阐明，能在一般内容内选定本领域熟练技术人员所知的多种替代方式。本发明没有以别的方式进行限制，除了如下阐明的权利要求的陈述外。
Claims (19)
1.聚合物泡沫材料，其包含：
a)聚合物；
b)至少一种发泡剂；和
c)纳米石墨。
2.权利要求1的聚合物泡沫材料，其中纳米石墨以基于聚合物大于0wt％到约10wt％的量存在。
3.权利要求1的聚合物泡沫材料，其中发泡剂包括1，1，2，2-四氟乙烷(HFC-134)、1，1-二氟乙烷(HFC-152a)和1，2-二氟乙烷(HFC-142)的混合物。
4.权利要求1的聚合物泡沫材料，进一步包含一种或多种选自孔度扩大剂、红外衰减剂、增塑剂、阻燃化学品、颜料、弹性体、挤出助剂、抗氧化剂、填料、抗静电剂和紫外吸收剂的添加剂。
5.权利要求1的聚合物泡沫材料，其中所述纳米石墨进一步包括多个纳米片。
6.权利要求5的聚合物泡沫材料，其中所述的多个纳米片具有约10到几百纳米，及大部分在约10到约100纳米范围的厚度。
7.权利要求6的聚合物泡沫材料，其中所述多个纳米片包括多个石墨单碳层。
9.权利要求1的聚合物泡沫材料，其中所述材料的R-值为约3到约8。
10.权利要求1的聚合物泡沫材料，其中聚合物选自聚烯烃、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚脲、苯酚-甲醛、聚异氰脲酯、酚醛塑料、上述物质的共聚物和三元聚合物、热塑性聚合物混合物和橡胶改性聚合物。
11.用于制造挤出聚合物泡沫的方法，包括如下步骤：
a)混合包含聚合物和纳米石墨复合物的树脂混合物；
b)加热所述的树脂混合物至熔体混合温度；
c)将一种或多种发泡剂在足以防止凝胶预发泡的压力下加入树脂混合物；
d)冷却凝胶到模头熔体温度；和
e)挤出凝胶穿过模头到较低模头压力的区域以形成泡沫。
12.权利要求11的方法，其中纳米石墨复合物以基于聚合物大于0wt％到约100wt％的量加入。
13.权利要求12的方法，其中发泡剂包括1，1，2，2-四氟乙烷(HFC-134)、1，1-二氟乙烷(HFC-152a)和1，2-二氟乙烷(HFC-142)的混合物。
14.权利要求11的方法，进一步包括将一种或多种选自如下的添加剂混入混合物的步骤：孔度扩大剂、红外衰减剂、增塑剂、阻燃化学品、颜料、弹性体、挤出助剂、抗氧化剂、填料、抗静电剂和紫外吸收剂。
15.权利要求11的方法，其中聚合物是聚苯乙烯。
16.一种用于制造批次聚合物泡沫的方法，包括如下步骤：
a)将包含纳米石墨的挤出或模塑聚合物固体加入压力容器；
b)将至少一种发泡剂加入该压力容器；
c)加压所述压力容器至足以促使适量发泡剂进入聚合物的空隙容积的水平；
d)当发泡剂已经完全饱和聚合物时降低压力并从压力容器取出包含纳米石墨聚合物的所述卷。
17.硬质泡沫塑料保温板，其包含：
a)聚合物；
b)至少一种发泡剂；和
c)纳米石墨。
18.权利要求17的保温板，其中所述板的R-值为约3到约8。
19.权利要求17的保温板，其中所述保温板具有约1/8英寸到约10英寸之间的厚度。
20.权利要求19的保温板，其中纳米石墨以基于聚合物大于0wt％到约10wt％的量存在。
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