CN102782029A - 用于提高热塑性泡沫体中的水蒸气渗透度的聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物 - Google Patents
用于提高热塑性泡沫体中的水蒸气渗透度的聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物 Download PDFInfo
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Abstract
提供含有能发泡的聚合物材料、至少一种发泡剂、聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物、和任选的、红外衰减剂的聚合物泡沫体和聚合物泡沫体产品。在示例性的实施方式中，该发泡剂包括至少一种氢氟碳烃发泡剂。用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯共聚物给挤出的泡沫体产品提供1.1渗透英寸或更大的水蒸气渗透度，而不有害地影响产品的物理或热性质。此外，用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物对组合物中发泡剂的可加工性具有积极影响：同时放宽加工窗口和增加发泡剂在聚合物熔体的溶解度。因此，存在于本发明的组合物中的聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物用作泡孔增大剂，增塑剂，和加工助剂。也提供形成挤出的泡沫体产品的方法。
Description
本发明的技术领域和工业实用性
本发明总地涉及挤出的泡沫体产品，和更具体地，涉及聚苯乙烯泡沫体，所述泡沫体含有用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物，其中所述聚合物泡沫体具有改善的水蒸气渗透度，并且不具有损耗臭氧的能力和具有低的全球变暖能力。还提供了一种形成这种聚合物泡沫体的方法。
背景技术
发泡的树脂结构可用于宽泛的各种应用，例如热绝缘，垫子中，作为包装，和作为吸附剂。挤出的泡沫体通常通过如下步骤制造：将聚合物与任何期望的添加剂一起熔融混合从而产生聚合物熔体。将发泡剂在合适的温度和压力与聚合物熔体混合，从而产生能发泡的凝胶混合物。然后将该能发泡的凝胶混合物冷却，并挤出到减压的区域中，这导致凝胶的发泡，和形成期望的挤出的泡沫体产品。将会理解的是，聚合物、发泡剂、和添加剂的相对量，以及温度，和压力降低的方式将往往会影响得到的泡沫体产品的品质和性质。
用于挤出的泡沫体产品的常规的发泡剂包括氯氟碳烃(CFC)和氢氯氟碳烃(HCFC)。CFC和HCFC发泡剂二者的优点之一是它们在制造工艺的过程中在聚合物熔体中的高溶解度。当将发泡剂与聚合物熔体混合时，较高的发泡剂溶解度促进粘度的降低。既而，较低的粘度导致混合需要较低的能量。另一方面，这些传统的发泡剂的主要缺点是，由于越来越多的环境考虑，世界上越来越多数目的政府已经命令取消CFC和HCFC发泡剂。已经越来越认识到CFC，和许多其它的卤代烃具有严重的全球环境威胁，这是由于它们导致平流层的臭氧损耗和全球变暖的能力。化合物例如CFC和HCFC的臭氧损耗和全球变暖的影响分别是通过臭氧损耗能力(ODP)和全球变暖能力(GWP)测得的。
考虑到强制性逐步淘汰具有高ODP和高GWP的发泡剂，已经开始在绝缘泡沫体应用中用更多的环境友好的发泡剂例如氢氟碳烃(HFC)和CO2代替常规的发泡剂。虽然HCFC提供相对于HFC和CO2更优的热障，但是存在于HCFC中的氯具有臭氧损耗能力。此外，随着时间的过去，保持在泡沫体中的氯氟碳烃气相释放到大气中，由此降低泡沫体的绝缘值，并且潜在性地进一步促使全球变暖。此外，每种"非常规的"发泡剂都导致不同的泡孔尺寸和形态，取决于选择的具体发泡剂。此外，通过这些总体上环境友好的发泡剂生产的泡沫体的泡孔尺寸太小而不能给发泡的产品提供可接受的绝缘值，并且通常导致较高的密度和更高成本的产品。
此外，使用HCFC生产的泡沫体的水蒸气渗透度通常具有1.0或更小的水蒸气渗透度。理想地，挤出的泡沫板的水蒸气渗透度为大于1.0渗透英寸。改善挤出的泡沫板中的水蒸气渗透度正在变成建筑物结构设计和应用中的重要因素。挤出的泡沫板的水蒸气渗透度在抑制冷凝的能力以及泡沫板上的和泡沫板所用于的墙壁系统中的霉菌和真菌方面是重要的因素。当水、灰尘、和其它的微生物营养物污染泡沫板时，它们提供细菌、真菌、和/或霉菌在泡沫板中或上的生长的载体媒介。细菌、真菌、和/或霉菌生长可导致气味、脱色、和/或产品劣化。以前消除霉菌生长的尝试已经集中于限制在壁组件中液态水和水蒸气冷凝的侵扰。
尽管以前已经有减少ODP和GWP的尝试，仍然需要本领域中获得挤出的聚合物泡沫体，其当使用非-HCFC发泡剂时具有改善的水蒸气渗透度，其保持常规的挤出的聚苯乙烯泡沫体的积极物理性质，其提供具有增加的绝缘值(R-值)的泡沫体产品，和其满足减少全球变暖能力和臭氧损耗能力的苛刻要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于形成闭孔的、刚性热塑性聚合物泡沫体的组合物，其包含能发泡的聚合物材料、至少一种发泡剂、用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物、和任选的红外衰减剂。所述发泡剂可选自氢氟碳烃、C1至C9脂肪族烃、C1至C3脂肪族醇、二氧化碳、丙酮、天然气、空气、水、酮类、醚类、甲酸甲酯、过氧化氢、及它们的组合。所述用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物给使用本发明的组合物制备的发泡的产品提供1.1的渗透英寸(perminch)或更大的水蒸气渗透度。在示例性的实施方式中，所述能发泡的聚合物材料包含聚苯乙烯、发泡剂(包括HFC发泡剂)、和红外衰减剂(包括石墨或者纳米石墨)。所述用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物具有式I中所示的结构式：
其中X=100至2,500；Y=20至500；Z=5至50，和R=C1至C25。
本发明的另一目的是提供发泡的产品，其包括挤出的能发泡的组合物，所述能发泡的组合物包含能发泡的聚合物材料、至少一种发泡剂、用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物、和任选的一种或多种红外衰减剂。所述聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯共聚物具有以上式I中所示的化学结构。所述聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯共聚物增加发泡的产品的水蒸气渗透度，而不有害地影响发泡的产品的物理或热性质。此外，所述聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物给该聚合物泡沫体产品提供1.1渗透英寸或者更大的水蒸气渗透度。在示例性的实施方式中，所述能发泡的聚合物材料包含聚苯乙烯、发泡剂(包括HFC发泡剂)、和红外衰减剂(包括纳米石墨)。
本发明的再一目的是提供一种形成刚性、闭孔的泡沫体产品的方法，所述方法包括：将链烯基芳族聚合物材料、一种聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯共聚物、和任选的红外衰减剂加热至第一温度，所述第一温度足以将所述聚合物材料熔融并形成聚合物熔体；在第一压力将至少一种发泡剂加入所述聚合物熔体中，从而形成能发泡的凝胶；将所述能发泡的凝胶冷却至第二温度，其中所述第二温度小于所述第一温度；和在足以形成刚性、闭孔的挤出的泡沫体产品的压力挤出所述冷却的聚合物熔体。所述聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯共聚物具有以上式I中所示的化学结构。该方法也可包括在载体中配混所述聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物，将所述配混的聚苯乙烯/聚环氧乙烷造粒形成粒料；和将所述粒料添加至所述聚合物熔体。此外，该聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物是将聚环氧乙烷结合到所述聚合物熔体中的载体。所述聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物在挤出的泡沫体产品中提供1.1渗透英寸或更大的水蒸气渗透度。
本发明的优点是该聚环氧乙烷改善发泡的产品的水蒸气渗透度，而不有害地影响该产品的物理或热性质。
本发明的另一优点是本发明的组合物具有低的全球变暖能力和很小的或者没有损耗臭氧的能力。
本发明的还另一优点是在能发泡的组合物中包含聚苯乙烯/聚乙烯共聚物不需要对现存的制造设备进行改进，并因此不需要增加制造成本。
本发明的另一优点是通过本发明的组合物生产的泡沫体对活体生物没有毒性。
本发明的还另一优点是所述聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物给挤出的泡沫体产品提供大于1.1渗透英寸的水蒸气渗透度。
也是本发明的优点的是该用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物提高聚环氧乙烷的混溶性和用途。
本发明的另一优点是该聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物是用于将第三类的物质加入到聚合物熔体中的来源，所述第三类的物质通常与基础聚合物不相容。
本发明的另一特点是，将聚环氧乙烷接枝到苯乙烯-马来酸酐共聚物上克服了聚苯乙烯和聚环氧乙烷的不相容性。
考虑下文中如下所述的具体实施方式，本发明的前述和其它目的，特征，和优点将更完整地显现。但是，要明确地理解的是附图是用于说明的目的，不应该解释为定义对本发明的限定。
附图说明
考虑到以下本发明的详细公开，尤其是当与所附的附图结合考虑时，本发明的优点将会变得明显，在附图中：
图1说明根据本发明的至少一个示例性实施方式的苯乙烯-马来酸酐共聚物与醇乙氧基化物的反应；
图2是根据本发明的至少一个示例性实施方式的用于形成挤出的泡沫体的挤出装置的示意图；和
图3图示地说明水蒸气渗透度(渗透英寸)与添加的聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物的百分比(实际百分比)的关系。
具体实施方式
除非另外定义，否则，本申请所用的所有的技术和科学术语具有本发明所属技术领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。虽然本申请中描述优选的方法和材料，但是与本申请所描述的那些类似或者等价的任何方法和材料都可以用于本发明的实践或者测试。将本申请引用的所有参考文献（包括公开的或者相应的美国或者外国专利申请，出版的美国或者外国专利，或者任何其它的参考文献）的全部内容都通过参考并入本申请，所述的全部内容包括所引用的参考文献中给出的所有的数据，表格，图，和文字。在附图中，为了清楚的原因，线、层和区域的厚度可能会被夸大。要指出，在整个附图中找到的相同的数字指代相同的要素。
术语"组合物"和"本发明的组合物"可互换地使用。此外，术语"用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯共聚物"、"用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物"、和"聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物"可在本申请中互换地使用。此外，术语"泡沫板"、"挤出的泡沫板"、和"本发明的泡沫板"可在本申请中互换地使用。同样地，术语"用聚环氧乙烷接枝的苯乙烯/马来酸酐的共聚物"、"聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物"、"聚环氧乙烷接枝的马来酸酐苯乙烯共聚物"、"用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物"、和"用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物"可在本申请中互换地使用。
本发明涉及聚合物挤出的或者膨胀的泡沫体，其含有聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物作为水蒸气渗透度提高剂，来增加发泡的产品的水蒸气渗透度。水蒸气渗透度提高剂增加发泡的产品的水蒸气渗透度，而不有害地影响形成的产品的物理或热性质。用于形成具有改善的水蒸气渗透度的挤出的(或者膨胀的)泡沫体的组合物包括能发泡的聚合物材料，至少一种发泡剂(例如，氢氟碳烃(HFC))、聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物、和期望的红外衰减剂(例如，石墨或纳米石墨)。用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物提高聚环氧乙烷的可混合性。此外，该聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物用作加工助剂和增塑剂，提高发泡剂的溶解度、和降低模头压力。
该能发泡的聚合物材料是该制剂的骨架材料，其给最终产品提供强度、柔性、韧性、和耐久性。该能发泡的聚合物材料没有特别限制，并且通常任何能够发泡的聚合物都可在树脂混合物中用作能发泡的聚合物。该能发泡的聚合物材料可为热塑性的或者热固性的。可选择具体的聚合物材料来提供足够的机械强度和/或对于所使用的方法形成最终的发泡的聚合物产品。此外，该能发泡的聚合物材料优选在聚合物泡沫体的形成和接下来的使用过程中在预期的温度范围内是化学稳定的，即总体上非反应性的。合适的能发泡的聚合物材料的非限制性实例包括链烯基芳族聚合物、聚氯乙烯(PVC)、氯化的聚氯乙烯(CPVC)、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚异氰脲酸酯、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯醚、聚氨酯、酚醛塑料、聚烯烃、苯乙烯丙烯腈、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、丙烯酸类/苯乙烯/丙烯腈嵌段三元共聚物(ASA)、聚砜、聚氨酯、聚苯硫醚、缩醛树脂、聚酰胺、聚芳酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯、乙烯和丙烯的共聚物、苯乙烯和丁二烯的共聚物、乙酸乙烯酯和乙烯的共聚物、橡胶改性的聚合物、热塑性聚合物共混物、及它们的组合。
在一种示例性实施方式中，该能发泡的聚合物材料是链烯基芳族聚合物材料。合适的链烯基芳族聚合物材料包括链烯基芳族均聚物和链烯基芳族化合物和可共聚的烯键式不饱和的共聚单体的共聚物。此外，该链烯基芳族聚合物材料可包括少量比例的非链烯基芳族聚合物。该链烯基芳族聚合物材料可由以下物质形成：一种或多种链烯基芳族均聚物，一种或多种链烯基芳族共聚物，一种或多种每种链烯基芳族均聚物和共聚物的共混物，或者其与非链烯基芳族聚合物的共混物。不论组合物的组成如何，该链烯基芳族聚合物材料可包含大于50wt%或者大于70wt%的链烯基芳族单体单元。在至少一种本发明的实施方式中，该链烯基芳族聚合物材料完全由链烯基芳族单体单元形成。
链烯基芳族聚合物的实例包括但不限于源自以下物质的那些链烯基芳族聚合物：链烯基芳族化合物例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、乙烯基苯、乙烯基甲苯、氯苯乙烯、和溴苯乙烯。在至少一种实施方式中，该链烯基芳族聚合物是聚苯乙烯。
可使少量的单烯键式不饱和化合物化合物例如C2至C6烷基酸和酯、离子状态的衍生物(ionomeric derivatives)、和C2至C6二烯与链烯基芳族化合物共聚。能共聚的化合物的非限制性实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、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、乙酸乙烯酯和丁二烯。
该发泡的产品可基本上(例如，大于95%)由聚苯乙烯形成，和在大部分实施方式中，完全由聚苯乙烯形成。该能发泡的聚合物材料在组合物中存在的量可为约60wt%至约95wt%，约70wt%至约90wt%，或者其量为约85wt%至约90wt%。在示例性的实施方式中，该能发泡的聚合物材料存在的量可为约90wt%至约95wt%。本申请所用的术语"wt%"意图指基于100%干组分的总重量的百分比。
应该理解，挤出的泡沫体或者泡沫体产品的性质可通过选择聚合物的分子量而改性。例如，通过使用低分子量聚合物便于制备低密度挤出的泡沫体产品。另一方面，通过使用较高分子量聚合物或者较高粘度树脂，便于制备较高密度挤出的泡沫体产品。
该能发泡的组合物可包括至少一种氢氟碳烃(HFC)发泡剂。使用的具体的氢氟碳烃没有特别限制。合适的HFC发泡剂的非穷举性实例列举包括1,1-二氟乙烷(HFC-152a)、二氟乙烷(HFC-152)、1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)、1,1,2,2-四氟乙烷(HFC-134)、1,1,1-三氟乙烷(HFC-143a)、二氟甲烷(HFC-32)、1,3,3,3-五氟丙烷(HFO-1234ze)、五氟-乙烷(HFC-125)、氟乙烷(HFC-161)、1,1,2,2,3,3-六氟丙烷(HFC236ca)、1,1,1,2,3,3-六氟丙烷(HFC-236ea)、1,1,1,3,3,3-六氟丙烷(HFC-236fa)、1,1,1,2,2,3-六氟丙烷(HFC-245ca)、1,1,2,3,3-五氟丙烷(HFC-245ea)、1,1,1,2,3五氟丙烷(HFC-245eb)、1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)、1,1,1,4,4,4-六氟丁烷(HFC-356mff)、1,1,1,3,3-五氟丁烷(HFC-365mfc)、FEA-1100(DuPont)、及它们的组合。
在本发明的实践中有用的其它发泡剂包括无机发泡剂、有机发泡剂、和化学发泡剂。任何合适的发泡剂都可在本发明的实践中用作发泡剂。但是，由于越来越多的在全球变暖和臭氧消耗方面的考虑，在示例性的实施方式中，期望该能发泡的组合物不含有不含氯氟碳烃(CFC)的发泡剂。
适合用于本发明的有机发泡剂的非限制性实例包括C2至C9脂肪族烃(例如，甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、环戊烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、和新戊烷)，C1至C5脂肪族和非脂肪族醇(例如，甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、和丁醇)。天然气例如二氧化碳(CO2)，氮气(N2)，和/或氩气(Ar)也可用作发泡剂。水、空气、酮类(例如，丙酮和甲基乙基酮)、醚类(例如，二甲基醚和二乙基醚)、甲酸甲酯、丙酮、和过氧化氢也可用作发泡剂。可单独或者组合使用本申请中确定的发泡剂。在示例性的实施方式中，该发泡剂包括至少一种氢氟碳烃(HFC)发泡剂。该发泡剂在组合物中存在的量可为约6.0wt%至约8.5wt%，和在示例性的实施方式中，约7.5wt%至约8.0wt%，或者约7.6wt%至约7.9wt%。选择在本发明的组合物中使用的发泡剂，使得该组合物具有零臭氧损耗和低的以至于没有全球变暖能力。在至少一种示例性实施方式，该发泡剂是1,1-二氟乙烷(HFC-152a)、1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)、或者1,1-二氟乙烷(HFC-152a)和1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)的组合。
如上所述，组合物也可含有至少一种红外衰减剂以增加泡沫体产品的R-值。氢氟碳烃发泡剂，虽然是环境友好的，但是往往会降低泡沫体产物的R-值，这是相比于在与之相当的密度的常规的HCFC发泡的产品(例如，5.0R-值/英寸)而言的。如Delaviz等的美国专利公开2008/0242752(将其全部内容通过参考并入本申请)中所教导的，发现添加低含量的红外衰减剂到含有氢氟碳烃发泡剂的能发泡的组合物中会将泡沫体的R-值增加至与用HCFC发泡剂(例如，1-氯-1,1-二氟乙烷(HCFC-142b))生产的泡沫体相当的或者更好的量。
也发现，通常，使用红外衰减剂和氢氟碳烃发泡剂生产的泡沫体具有5.0的R-值/英寸。用于本组合物的合适的红外衰减剂的非限制性实例包括石墨、纳米石墨、炭黑、粉末状无定形碳、沥青、颗粒状的沥青、碾碎的玻璃、玻璃纤维线束、云母、氧化铁黑、金属薄片(例如、铝片)、碳纳米管、纳米石墨烯小片、碳纳米管(单壁和多壁碳纳米管)、碳纳米纤维、活性碳、金属氧化物(例如，二氧化钛、氧化铝等)、及它们的组合。如与本发明一起使用的"纳米"化合物例如"纳米石墨"意图指代这样的化合物，其在至少一个维度上的厚度，最可能的是粒子的厚度，为小于约100纳米。在示例性的实施方式中，该红外衰减剂在泡沫体组合物中存在的量为约0%至约5.0%，基于组合物的所有干组分的重量。在其它实施方式中，该红外衰减剂存在的量可为约0.01wt%至约5.0wt%，约0.05wt%至约1.0wt%，或者其量为约0.1wt%至约0.5wt%。
虽然使用非CFC发泡剂降低或消除臭氧损耗并且非CFC发泡剂具有低的以至于没有的全球变暖能力，但是它们不提供相对于传统的CFC发泡剂而言显著改善的水蒸气渗透度。本申请所用的"水蒸气渗透度"意图指代湿气(例如，水蒸气)通过泡沫体板的能力。具有合适的或者足够的水蒸气渗透度降低或者消除冷凝(condensation)和/或霉菌和真菌在泡沫板上和/或在使用该泡沫板的壁系统中生长的能力。如本申请所已知的，霉菌和真菌可导致不期望的臭味、变色、和/或产品劣化。较高的水蒸气渗透度提高泡沫板的性能，由此容许水蒸气通过该板(并且由此通过建筑物壁)迁移，最小化或者消除冷凝和霉菌/真菌生长的发生。
使用CFC发泡剂例如HCFC-142b形成的闭孔挤出的泡沫板通常的水蒸气渗透度为1.0渗透英寸或更小。已经确定，使用HFC发泡剂例如HFC-134a和/或HFC-152a和/或CO2生产的泡沫体对于泡沫体的水蒸气渗透度不具有显著影响，因为这些板也通常具有小于约1.0渗透英寸的水蒸气渗透度。为了改善使用非CFC发泡剂形成的泡沫板的水蒸气渗透度，可在组合物中包含聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯共聚物，其具有式I中所列的化学结构。
其中X=100至2,500；Y=20至500；Z=5至50和R为C1至C25。
已经出乎意料地发现添加其量为少至1.0wt%的式I的聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物产生水蒸气渗透度大于1.1渗透英寸的泡沫板。此外，已经发现，在能发泡的组合物中添加低至1.0wt%的聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物导致水蒸气渗透度提高超过50%。能发泡的组合物中的聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物提供至少1.1渗透英寸的水蒸气渗透度，而不有害地和/或负面影响挤出的泡沫体的总体物理和热性质。向能发泡的组合物中添加聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物提供大于1.1渗透英寸的水蒸气渗透度，和在示例性的实施方式中，提供1.1渗透英寸至1.5渗透英寸，或者1.2渗透英寸至1.5渗透英寸，或者1.3渗透英寸至1.5渗透英寸的水蒸气渗透度。
此外，在能发泡的组合物中添加红外衰减剂对于挤出的泡沫板的水蒸气渗透度的改善没有显著影响。因此，使用红外衰减剂、氢氟碳烃发泡剂、和聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物生产的泡沫体具有增加的R-值每英寸，和增加的水蒸气渗透度。虽然不期望受任何具体的理论限制，但是认为在能发泡的组合物中包含聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物导致挤出的泡沫板中小泡孔的消失和较大泡孔的形成。聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物导致的这种较大泡孔形成的增加(以及损害较小的泡孔)导致了泡沫板中较小数量的总泡孔，并因此导致每平方mm较小的泡孔壁数目。假定这是因为挤出的泡沫板由封闭的泡孔形成，泡沫板中较小数目的总泡孔导致较少的水蒸气分子需要穿过的泡孔壁。该泡孔壁产生水蒸气的屏障。因此，假定较少的泡孔导致较少的泡孔壁，和对于挤出的泡沫板而言增加的水蒸气渗透度。
从功能上说，与单独的聚环氧乙烷相比而言，聚苯乙烯/马来酸酐共聚物与挤出聚合物更加相容得多。结果，该聚苯乙烯/马来酸酐共聚物提供一种载体，从而容易地将聚环氧乙烷结合到聚合物基质/熔体。这种相容性也帮助增加化学性质类似于苯乙烯的化合物与聚环氧乙烷的相容性。此外，用环氧乙烷接枝的苯乙烯/马来酸酐的共聚物提供用于将通常与基础聚合物不相容的其它(例如，第三类的)材料结合到聚合物熔体中的媒介。因此，预想聚苯乙烯/马来酸酐接枝的聚环氧乙烷共聚物可为其它不相容的材料进入聚合物熔体的载体，只要它们被共聚合。将要理解的是，这些观念可扩展到其它热塑性物质以及热固性泡沫体。也应该理解，虽然本申请涉及到用聚环氧乙烷共聚物接枝的聚苯乙烯/马来酸酐共聚物，并且本申请中称为聚环氧乙烷共聚物接枝的聚苯乙烯/马来酸酐，但是图1中所示的反应可扩展至结合其它可共聚的水蒸气渗透度提高剂，例如，聚环氧乙烷、环氧丙烷、聚环氧丁烷、以及其它的类似化合物。
已经出乎意料地发现，式I中描述的用聚环氧乙烷共聚物接枝的聚苯乙烯/马来酸酐增加聚合物泡沫体的水蒸气渗透度，并且抵消或者甚至是排除了HFC发泡剂和/或红外衰减剂导致的降低的泡孔尺寸。此外，用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物对于组合物中的HFC发泡剂的可加工性具有积极效果，同时放宽加工窗口和增加HFC在聚合物熔体的溶解度。因此，存在于本发明的组合物中的聚苯乙烯/马来酸酐接枝的聚环氧乙烷共聚物用作水蒸气渗透度增强剂、增塑剂、和加工助剂。此外，聚环氧乙烷部分增加聚合物熔体的极性并且帮助增加HFC发泡剂的溶解度(例如，HFC-134a、HFC-152a、和CO2)。由于聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物的增塑效果，在熔体中产生了自由体积(free volume)，其导致较高的发泡剂溶解度和熔体粘度的降低。
聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物可添加到组合物中的量为约0.5wt%至约5.0wt%，具体地约1.0wt%至约4.0wt%，和在示例性的实施方式中，约1.0wt%至约3.0wt%，基于组合物的所有干组分的重量。
此外，本发明的组合物可含有含量至多为约1.0wt%的耐火剂。例如，可在挤出泡沫体的加工工艺中添加耐火化合物(耐火剂化合物)，从而赋予挤出的泡沫体产品以耐火特性。在示例性的实施方式中，将耐火剂添加到能发泡的凝胶中，其描述于下面在针对形成本发明的泡沫体方面的描述中。用于本发明的组合物的合适的耐火剂化合物的非限制性实例包括溴化脂肪族化合物例如六溴环十二烷和五溴环己烷、溴化苯基醚、四溴脂肪酸的酯、及它们的组合。
可将任选的添加剂例如成核剂、增塑剂、颜料、弹性体、挤出助剂、抗氧化剂、填料、防静电剂、生物杀灭剂、和/或UV吸收剂添加到本发明的组合物中。这些任选的添加剂可以以获得具有期望特性的能发泡的凝胶或者得到的挤出的泡沫体产品所需的量添加。可将这些添加剂添加到聚合物混合物中，或者可在用于制备聚合物的聚合方法之前、过程中或者之后将它们结合到聚合物混合物中。
为了形成根据本发明的原理的链烯基芳族聚合物泡沫体，可将所述能发泡的聚合物材料(例如，聚苯乙烯)加热至在或者高于聚合物玻璃化转变温度或熔点的温度，从而形成增塑的或者熔融的聚合物材料。在增塑或者熔融该能发泡的聚合物材料之前，可将该红外衰减剂(例如，纳米石墨)共混到聚合物熔体中，或者与该聚合物材料干共混。应该理解，该纳米石墨也可作为粉末、以压紧的形式或者以浆料形式直接添加。聚苯乙烯和聚环氧乙烷的共聚物在室温是高粘性液体和/或蜡。因此，可将它在载体例如聚苯乙烯中配混、造粒、和添加到聚合物熔体中，这如以下实施例中所说明的。或者，可直接添加聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物，可使用其它载体/聚合物，或者溶于溶剂中例如醇，和使用泵作为液体添加到挤出工序。
可通过本领域技术人员已知的任何常规的方法将一种或多种发泡剂(例如，1,1-二氟乙烷(HFC-152a)和/或1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a))结合到或者混合到熔融的聚合物材料中，所述常规方法例如使用挤出机、混合机、或者搅拌机。当将发泡剂添加到聚合物熔体中时，发泡剂变得可溶，即溶于该聚合物熔体中，并且形成能发泡的凝胶。此外，可将发泡剂与熔融的聚合物材料混合，混合在足以防止熔融聚合物材料的显著膨胀和总体上将该发泡剂均匀地或者不均匀地分散在熔融的聚合物材料中的升高的压力下进行。
可将该能发泡的凝胶冷却至模头熔融温度。为了最优化发泡的产品的物理特性，该模头熔融温度通常比熔融的混合物的温度低。此外，该模头压力可以足以防止，或至少最小化，能发泡的凝胶的预发泡。预发泡是能发泡的凝胶在将凝胶挤出到减压区域中之前不期望的过早发泡。因此，该模头压力根据能发泡的凝胶中存在的发泡剂的类型和量而变化。然后可将该能发泡的凝胶挤出通过具有期望形状的模头，到达较低压力或者减压的区域，从而形成期望的泡沫结构或者发泡的产品。较低压力的区域是在比在挤出通过模头之前该能发泡的凝胶所保持的压力低的压力。所述较低的压力可为超大气压或者亚大气压(即，真空)，但是在大部分实施方式中，它是在大气压水平。由此产生的泡沫体是刚性、闭孔的聚合物泡沫体。
用于本发明的螺杆挤出机总地以标号10在图2中标出。用于本发明的螺杆挤出机可同样地为单螺杆或者双螺杆挤出机。本申请提及的是单螺杆挤出机。挤出机10由机桶12和至少一个螺杆14形成，所述螺杆基本上沿着机桶12的长度延伸。发动机(M)可用于驱动螺杆14。螺杆14含有以箭头18的方向旋转的螺旋刮板16。螺杆14的刮板16与限定通道的机桶12的圆筒形内表面配合，用于使树脂和增强纤维向前通过机桶12。可将能发泡的聚合物材料从一个或多个进料料斗20作为流动的固体例如珠料、颗粒、或者粒料进料进入螺杆挤出机10。
随着能发泡的聚合物材料沿箭头18的方向流动通过挤出机10，螺杆14的刮板16之间的间距减小。因此，刮板16之间的体积随着聚合物熔体向下游移动而减小。本申请所用的术语"下游"是指树脂和纤维流动通过机桶12的方向。这种减小的体积，与从机桶12和螺杆14产生的机械作用和摩擦一起，使该能发泡的聚合物材料熔融并且形成熔融的聚合物材料。
应该理解，螺杆14的刮板16与限定通道的机桶12的圆筒形内表面配合，用于使聚合物熔体向前通过机桶12。如图2中所示，在挤出机上的指定位置提供多个端口用于插入红外衰减剂和聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物，和用于注入发泡剂。具体地，在进料料斗20的下游提供料斗22，从而将红外衰减剂进料到机桶12中。通过螺杆14的旋转将红外衰减剂和聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物混合到聚合物熔体中。但是，要指出的是，可在机桶12上存在其它的端口和/或料斗用于包含其它的材料或者添加剂，例如但不限于，阻燃剂，成核剂(例如，滑石)，生物杀灭剂，增塑剂，颜料，弹性体，挤出助剂，抗氧化剂，填料，和/或防静电剂。
在至少一种实施方式中，所述树脂和聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物基本上同时通过进料料斗22进料到挤出机10的机桶12中。本申请所用的术语"基本上同时进料"意图指聚合物和用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯共聚物同时或者接近同时进料到机桶12中。
一旦将红外衰减剂、发泡剂、和聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物已经引入到机桶12中，就使得到的能发泡的混合物经受另外的共混从而在整个能发泡的混合物中基本上均匀地分配红外衰减剂，发泡剂，和用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯共聚物。
来自机桶12中的螺杆14的内部摩擦的热导致发泡剂均匀地或者基本上均匀地分散用于改善的溶解度。然后使该能发泡的混合物冷却至较低的温度，然后从挤出机10运送通过挤出模头26，该挤出模头26设计为将该泡沫体成形为期望的形状，并且产生压力降，该压力降容许发泡剂膨胀并且发展成泡沫体层或厚块形式的发泡的泡孔结构。具体地，该能发泡的混合物进入在它退出模头使进入到降压区域。可使该聚合物泡沫体经受另外的加工例如压延、水浸没、冷却喷雾、后蒸煮、或者其它的操作从而控制得到的泡沫体产品的厚度和其它性质。
该泡沫体组合物产生刚性、闭孔的聚合物泡沫板，其通过挤出过程制备。挤出的泡沫体具有孔结构，其中泡孔通过泡孔膜和支柱限定。支柱在泡孔膜的相交处形成，其中该泡孔膜覆盖支柱之间互连的微孔窗。在本发明中，本发明的组合物产生基本上封闭的微孔泡沫体，其中平均密度为约1.3lbs/ft3至约3.0lbs/ft3，约1.5lbs/ft3至约4.0lbs/ft3，或者约1.3lbs/ft3至约4.0lbs/ft3。将会理解，术语"基本上封闭的泡孔"意图指该泡沫体含有所有封闭的泡孔或者在该微孔结构中接近所有的泡孔是封闭的。在大部分示例性实施方式中，不超过约5.0%的泡孔是开放的泡孔。封闭的泡孔结构帮助增加形成的发泡的绝缘产品的R-值。但是，将会理解，生产开孔的泡孔结构也在本发明的范围内，但是这种开孔的泡孔结构不是示例性的实施方式。
此外，本发明的泡沫体组合物产生挤出的泡沫体，其绝缘值(R-值)等于或者好于使用1-氯-1,1-二氟乙烷(HCFC-142b)生产的常规挤出泡沫体。本发明的泡沫体和泡沫体产品的R-值/英寸可为5.0至7.0。在至少一种实施方式中，该R-值/英寸为5.0至6.0。此外，本发明的泡沫体和发泡的产品的平均泡孔尺寸为约0.1mm至约0.2mm，或者约0.14mm至约0.16mm。在一些实施方式中，平均泡孔尺寸为约0.12mm至约0.16mm。可将挤出的本发明的泡沫体形成为绝缘产品例如刚性绝缘板、绝缘泡沫体、包装产品、和建筑绝缘体或者地下绝缘体(例如，公路、机场跑道、轨道、和地下设施绝缘体)。
本发明的挤出的泡沫体的另一方面是它们具有高水平的尺寸稳定性。例如，在任何方向上的尺寸变化为约5%或更小。此外，通过本发明组合物形成的泡沫体理想地为单峰的，并且泡孔具有相对均匀的平均泡孔尺寸。本申请所用的平均泡孔尺寸是在X，Y和Z方向上测定的泡孔尺寸的平均值。具体地，"X"方向是挤出方向，"Y"方向是横向(cross machine direction)，和"Z"方向是厚度。在本发明中，泡孔放大(cell enlargement)中最高的冲击在X和Y方向上，其从取向和R-值来看是理想的。此外，进一步的方法改进会允许增加Z-取向，从而改进机械性质，同时仍然获得可接受的热性质。挤出的本发明的泡沫体可用于制备绝缘产品例如刚性绝缘板、绝缘泡沫体、和包装产品。
使用本发明的组合物形成泡沫体产品由很多优点。例如，在本发明的制剂中使用发泡剂比目前的HFC-142b具有较低的全球变暖能力，并且具有低的以至于零损耗臭氧的能力。此外，可将红外衰减剂和用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯共聚物添加到常规形式的熔融聚合物中。因此，在至少一些示例性实施方式中，不需要改变现有设备或者改变制造生产线来适应红外衰减剂或者用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯共聚物。此外，该用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯共聚物是环境友好的，并且不产生任何负面的环境问题。此外，用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯共聚物增加发泡的产品的水蒸气渗透度而不有害地影响该产品的物理或热性质。此外，添加聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物改善泡沫体的总表面品质。
此外，用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯共聚物改善HFC发泡剂在能发泡的组合物中的溶解度。该聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物用作增塑剂减少熔体粘度，和降低挤出压力。同样地，聚环氧乙烷部分的存在给整个基质中的C—O—C键提供极性，导致发泡剂例如HFC-134a、HFC-152a、和CO2的改善的溶解性。
此外，通过增塑作用，该聚环氧乙烷部分在基质中产生自由体积，其导致较高的发泡剂溶解度和降低的熔体粘度。总之，聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物用作加工助剂，和，如在以下的实施例中所说明的，降低挤出压力。
已经在总体上描述了本发明，可通过参考以下说明的某些具体的实施例获得进一步理解，所述的实施例是仅提供用于说明的目的，和不意图包含所有或者是限制，否则会另外明确指出。
实施例
水蒸气渗透度
形成表1中所述的含有聚苯乙烯、作为发泡剂的HFC-134a/HFC-152a的混合物、石墨、和用聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物(PEO添加剂)的组合物，并用于产生泡沫板样品。具体地，将石墨TG-679(可购自GrafTech)以2.5%活性量(active)配混到具有以下特性的通用聚苯乙烯中：Mw 253000，Mn 613000，Mz532500，Mw/Mn(多分散性)3.44。将该PEO添加剂以0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、4%、6%、8%、10%、和12%的活性量配混到聚苯乙烯中。使用的发泡剂为HFC-134a/HFC-152a的50:50共混物，其量为7.5wt%，基于树脂重量。由该组合物在Owens Corning水平中试线挤出机上以160kg/小时干处理速率形成泡沫板。
表1
一旦制备了泡沫板，就根据ASTM E-96(材料的水蒸气传输性的标准测试方法(干燥剂法))中所列的过程测试该板的水蒸气渗透度。测试方法包括：用干燥剂填充非渗透性的试验盘至英寸的样品。密封盘子的圆周从而防止蒸气扩散进或者扩散出盘子。然后将含有该样品和干燥剂的盘子放入控制温度和湿度的空间，并且周期性地称量直到达到稳定态的重量增益。然后从获得的数据计算水蒸气渗透度。结果描述于图3中。
如图3中所示，添加量低达1.0%的聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物导致泡沫板的水蒸气渗透度的显著增加。量为约1.0%至约3.0%的PEO添加剂对水蒸气渗透度面具有显著的改进。也注意到，当将额外的PEO添加剂添加到聚合物混合物中超过约3%时，水蒸气渗透度没有显著的增加。
以上已经一般性地和通过具体的实施方式描述了本申请的发明。虽然，已经在认为是优选的实施方式方面描述了本发明，但是可在一般性的公开中选择本领域技术人员已知的宽泛的替换方案。除了以下所列的权利要求的记载之外，本发明不受其它限制。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.用于形成闭孔、刚性热塑性聚合物泡沫体的组合物，其包括：
能发泡的聚合物材料；
至少一种发泡剂；和
具有下式的聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物，
其中X为100至2,500，Y为20至500，Z为5至50，和R为C1-C25，
其中所述组合物配置成形成水蒸气渗透度为至少1.605e-12kg/(Pa·s·m)的发泡的产品。
2.权利要求1的组合物，还包含至少一种红外衰减剂。
3.权利要求2的组合物，其中所述一种或多种红外衰减剂选自纳米石墨、炭黑、粉末状无定形碳、活性碳、沥青、颗粒状的沥青、碾碎的玻璃、玻璃纤维线束、云母、氧化铁黑、金属薄片、碳纳米管、纳米石墨烯小片、碳纳米纤维、活性碳、二氧化钛、及它们的组合。
4.权利要求1的组合物，其中所述能发泡的聚合物材料是链烯基芳族聚合物材料，其选自聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚异氰脲酸酯、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯醚、聚氨酯、酚醛塑料、聚烯烃、苯乙烯丙烯腈共聚物、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、丙烯酸类/苯乙烯/丙烯腈嵌段三元共聚物、聚砜、聚氨酯、聚苯硫醚、缩醛树脂、聚酰胺、聚芳酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯、乙烯和丙烯的共聚物、苯乙烯和丁二烯的共聚物、乙酸乙烯酯和乙烯的共聚物、橡胶改性的聚合物、热塑性聚合物共混物、及它们的组合。
5.权利要求1的组合物，其中所述至少一种发泡剂选自氢氟碳烃、C1至C9脂肪族烃、C1至C3脂肪族醇、二氧化碳、丙酮、天然气、空气、水、酮类、醚类、甲酸甲酯、过氧化氢及它们的组合。
6.权利要求1的组合物，其中所述聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物配置成提高氢氟碳烃发泡剂在聚合物熔体中的溶解度。
7.权利要求2的组合物，其中：
所述能发泡的聚合物材料在所述组合物中存在的量为60%至95%，基于组合物的所有干组分的重量；
所述至少一种发泡剂在所述组合物中存在的量为6.0%至8.5%，基于组合物的所有干组分的重量；
所述接枝的马来酸酐-苯乙烯共聚物在所述组合物中存在的量为0.5%至5.0%，基于组合物的所有干组分的重量；和
所述红外衰减剂在所述组合物中存在的量为0.01%至5.0%，基于组合物的所有干组分的重量。
8.一种刚性热塑性聚合物泡沫体产品，其包含：
一种挤出的能发泡的组合物，所述能发泡的组合物包含：
能发泡的聚合物材料；
至少一种发泡剂；和
具有下式的聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物，
其中X为100至2,500，Y为20至500，Z为5至50，和R是C1-C25，
其中所述挤出的能发泡的组合物的水蒸气渗透度为至少1.605e-12kg/(Pa·s·m)。
9.权利要求8的热塑性聚合物泡沫体产品，其中所述至少发泡剂选自氢氟碳烃、C1至C9脂肪族烃、C1至C3脂肪族醇、二氧化碳、丙酮、天然气、空气、水、酮类、醚类、甲酸甲酯、过氧化氢及它们的组合。
10.权利要求8的热塑性聚合物泡沫体产品，其中所述聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物配置成提高氢氟碳烃发泡剂在聚合物熔体中的溶解度。
11.权利要求10的热塑性聚合物泡沫体产品，还包括选自以下的红外衰减剂：纳米石墨、炭黑、活性碳、粉末状无定形碳、沥青、颗粒状的沥青、碾碎的玻璃、玻璃纤维线束、云母、氧化铁黑、金属薄片、碳纳米管、纳米石墨烯小片、碳纳米纤维、活性碳、二氧化钛、及它们的组合。
12.权利要求10的热塑性聚合物泡沫体产品，其中所述聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物增加所述发泡的产品的水蒸气渗透度，而不有害地影响所述发泡的产品的物理或者热性质。
13.权利要求12的热塑性聚合物泡沫体产品，其中所述聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物配置成提高氢氟碳烃发泡剂在聚合物熔体中的溶解度。
14.权利要求13的热塑性聚合物泡沫体产品，其中所述能发泡的聚合物材料是链烯基芳族聚合物材料。
15.形成刚性、闭孔的泡沫体产品的方法，其包括：
将至少一种链烯基芳族聚合物材料和聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物加热至第一温度，所述第一温度足以将所述至少一种聚合物材料熔融并形成聚合物熔体；
在第一压力将一种或多种发泡剂加入所述聚合物熔体中以形成能发泡的凝胶；
将所述能发泡的凝胶冷却至第二温度，所述第二温度小于所述第一温度；和
在足以形成刚性、闭孔的挤出的泡沫体产品的压力挤出所述冷却的聚合物熔体，所述泡沫体产品的水蒸气渗透度为至少1.605e-12kg/(Pa·s·m)，
其中所述聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯共聚物具有下式：
其中X为100至2,500，Y为20至500，Z为5至50，和R为C1-C25。
16.权利要求15的方法，其中所述至少发泡剂选自氢氟碳烃、C1至C9脂肪族烃、C1至C3脂肪族醇、二氧化碳、丙酮、天然气、空气、水、酮类、醚类、甲酸甲酯、过氧化氢及它们的组合。
17.权利要求16的方法，其中所述加热步骤还包括加热红外衰减剂，从而将所述红外衰减剂结合到所述聚合物熔体中。
18.权利要求15的方法，其中将所述聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物和所述至少一种加工助剂同时或者基本上同时添加到所述聚合物熔体中。
19.权利要求15的方法，还包括：
在载体中配混所述聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物；
将所述配混的聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物造粒形成粒料；
和将所述粒料添加至所述聚合物熔体。
20.权利要求15的方法，其中所述聚环氧乙烷接枝的马来酸酐-苯乙烯的共聚物是将聚环氧乙烷结合到所述聚合物熔体中的载体。
Claims (20)
1.用于形成闭孔、刚性热塑性聚合物泡沫体的组合物，其包括：
能发泡的聚合物材料；
至少一种发泡剂；和
具有下式的聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物，
其中X为100至2,500，Y为20至500，Z为5至50，和R为C1-C25，
其中所述组合物形成水蒸气渗透度为至少1.1渗透英寸的发泡的产品。
2.权利要求1的组合物，还包含至少一种红外衰减剂。
3.权利要求2的组合物，其中所述一种或多种红外衰减剂选自纳米石墨、炭黑、粉末状无定形碳、活性碳、沥青、颗粒状的沥青、碾碎的玻璃、玻璃纤维线束、云母、氧化铁黑、金属薄片、碳纳米管、纳米石墨烯小片、碳纳米纤维、活性碳、二氧化钛、及它们的组合。
4.权利要求1的组合物，其中所述能发泡的聚合物材料是链烯基芳族聚合物材料，其选自聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚异氰脲酸酯、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯醚、聚氨酯、酚醛塑料、聚烯烃、苯乙烯丙烯腈共聚物、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、丙烯酸类/苯乙烯/丙烯腈嵌段三元共聚物、聚砜、聚氨酯、聚苯硫醚、缩醛树脂、聚酰胺、聚芳酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯、乙烯和丙烯的共聚物、苯乙烯和丁二烯的共聚物、乙酸乙烯酯和乙烯的共聚物、橡胶改性的聚合物、热塑性聚合物共混物、及它们的组合。
5.权利要求1的组合物，其中所述至少一种发泡剂选自氢氟碳烃、C1至C9脂肪族烃、C1至C3脂肪族醇、二氧化碳、丙酮、天然气、空气、水、酮类、醚类、甲酸甲酯、过氧化氢及它们的组合。
6.权利要求1的组合物，其中所述聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物提高氢氟碳烃发泡剂在聚合物熔体中的溶解度。
7.权利要求2的组合物，其中：
所述能发泡的聚合物材料在所述组合物中存在的量为约60%至约95%，基于组合物的所有干组分的重量；
所述至少一种发泡剂在所述组合物中存在的量为约6.0%至约8.5%，基于组合物的所有干组分的重量；
所述聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物在所述组合物中存在的量为约0.5%至约5.0%，基于组合物的所有干组分的重量；和
所述红外衰减剂在所述组合物中存在的量为约0.01%至约5.0%，基于组合物的所有干组分的重量。
8.一种刚性热塑性聚合物泡沫体产品，其包含：
一种挤出的能发泡的组合物，所述能发泡的组合物包含：
能发泡的聚合物材料；
至少一种发泡剂；和
具有下式的聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物，
其中X为100至2,500，Y为20至500，Z为5至50，和R是C1-C25，
其中所述挤出的能发泡的组合物的水蒸气渗透度为至少1.1渗透英寸。
9.权利要求8的热塑性聚合物泡沫体产品，其中所述至少发泡剂选自氢氟碳烃、C1至C9脂肪族烃、C1至C3脂肪族醇、二氧化碳、丙酮、天然气、空气、水、酮类、醚类、甲酸甲酯、过氧化氢及它们的组合。
10.权利要求8的热塑性聚合物泡沫体产品，其中所述聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物提高氢氟碳烃发泡剂在聚合物熔体中的溶解度。
11.权利要求10的热塑性聚合物泡沫体产品，还包括选自以下的红外衰减剂：纳米石墨、炭黑、活性碳、粉末状无定形碳、沥青、颗粒状的沥青、碾碎的玻璃、玻璃纤维线束、云母、氧化铁黑、金属薄片、碳纳米管、纳米石墨烯小片、碳纳米纤维、活性碳、二氧化钛、及它们的组合。
12.权利要求10的热塑性聚合物泡沫体产品，其中所述聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物增加所述发泡的产品的水蒸气渗透度，而不有害地影响所述发泡的产品的物理或者热性质。
13.权利要求12的热塑性聚合物泡沫体产品，其中所述聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物提高氢氟碳烃发泡剂在聚合物熔体中的溶解度。
14.权利要求13的热塑性聚合物泡沫体产品，其中所述能发泡的聚合物材料是链烯基芳族聚合物材料。
15.形成刚性、闭孔的泡沫体产品的方法，其包括：
将至少一种链烯基芳族聚合物材料和聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物加热至第一温度，所述第一温度足以将所述至少一种聚合物材料熔融并形成聚合物熔体；
在第一压力将一种或多种发泡剂加入所述聚合物熔体中以形成能发泡的凝胶；
将所述能发泡的凝胶冷却至第二温度，所述第二温度小于所述第一温度；和
在足以形成刚性、闭孔的挤出的泡沫体产品的压力挤出所述冷却的聚合物熔体，所述泡沫体产品的水蒸气渗透度为至少1.1渗透英寸，
其中所述聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物具有下式：
其中X为100至2,500，Y为20至500，Z为5至50，和R为C1-C25。
16.权利要求15的方法，其中所述至少发泡剂选自氢氟碳烃、C1至C9脂肪族烃、C1至C3脂肪族醇、二氧化碳、丙酮、天然气、空气、水、酮类、醚类、甲酸甲酯、过氧化氢及它们的组合。
17.权利要求16的方法，其中所述加热步骤还包括加热红外衰减剂，从而将所述红外衰减剂结合到所述聚合物熔体中。
18.权利要求15的方法，其中将所述聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物和所述至少一种加工助剂同时或者基本上同时添加到所述聚合物熔体中。
19.权利要求15的方法，还包括：
在载体中配混所述聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物；
将所述配混的聚苯乙烯/聚环氧乙烷造粒形成粒料；
和将所述粒料添加至所述聚合物熔体。
20.权利要求15的方法，其中所述聚苯乙烯/聚环氧乙烷共聚物是将聚环氧乙烷结合到所述聚合物熔体中的载体。
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| PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20121114 |