CN103965560A - 发泡性苯乙烯系树脂颗粒及其制造方法和发泡颗粒成形体 - Google Patents
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Abstract
本发明可得到耐热性、隔热性优良的发泡颗粒成形体,还提供一种发泡性优良的发泡性聚苯乙烯系树脂颗粒及其制造方法,和苯乙烯系树脂发泡颗粒成形体。本发明涉及含有石墨和发泡剂的发泡性苯乙烯树脂颗粒及其制造方法,和通过加热发泡发泡性苯乙烯树脂颗粒,并将得到的预发泡颗粒在模具内融合而得到的发泡成形体。发泡性苯乙烯系树脂颗粒的基体树脂是通过在以苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物为主要成分的种颗粒中浸渍苯乙烯并使其聚合而成的、苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂的复合树脂。上述苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物与上述聚苯乙烯树脂质量比为20∶80~80∶20。相对于100质量份基体树脂,石墨含量为0.1~6质量份。
Description
技术领域
本发明涉及一种将苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂作为基体树脂、将脂肪族烃作为发泡剂的发泡性苯乙烯系树脂颗粒及其制造方法,还涉及一种使用发泡性苯乙烯系树脂颗粒得到的苯乙烯树脂发泡颗粒成形体。
背景技术
聚苯乙烯发泡体等塑料发泡体,例如在25kg/m3以下的低密度时,热传导率急剧上升,隔热性能降低。这是因为伴随着低密度化,发泡体的气泡膜厚度减少,辐射传热的影响变大。
因此,为了防止随着低密度化而产生的隔热性能降低,开发了一种含有具有红外线遮蔽功能的石墨或金属粉等填料的聚苯乙烯发泡体(参考专利文献1和2)。但是,如果这种聚苯乙烯发泡体的耐热温度降低至70~80℃,从耐热性的角度来看,其用途范围会受到限制。
另一方面,为了改善发泡颗粒成形体的耐热性,开发了一种发泡颗粒成形体,其通过挤出机将苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚本乙烯进行熔融混炼制成(参考专利文献3)。
现有技术
专利文献
专利文献1:特表2001-522383号公报
专利文献2:特开2005-008822号公报
专利文献3:特开2010-229205号公报
发明内容
本发明要解决的问题
然而,如果在苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯的熔融混合物中混合石墨等填料,则出现的问题是发泡性能显著变坏。因此,很难得到形状良好的发泡颗粒成形体。
本发明是鉴于相关背景产生的,其能够得到耐热性、隔热性优良的发泡颗粒成形体,同时还提供了发泡成形性优良的发泡性苯乙烯系树脂颗粒及其制造方法,以及使用该发泡性苯乙烯系树脂颗粒得到的苯乙烯系树脂发泡颗粒成形体。
解决问题的手段
本发明的一个实施方式为一种发泡性苯乙烯系树脂颗粒,其特征在于,其为含有石墨、作为发泡剂的碳原子数为3~6的脂肪烃的发泡性苯乙烯树脂颗粒;
该发泡性苯乙烯系树脂颗粒的基体树脂,是通过在以苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物为主要成分的种颗粒中浸渍苯乙烯并使其聚合而构成的、苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂的复合树脂;
上述苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和上述聚苯乙烯树脂的质量比为20∶80~80∶20;
相对100质量份的上述基体树脂,上述石墨的含量为0.1~6质量份。
本发明的其他实施方式为一种苯乙烯系树脂发泡颗粒成形体,其特征在于,加热发泡上述发泡性苯乙烯系树脂颗粒,将得到预发泡颗粒在模具内相互融合得到。
本发明的其他实施方式为一种发泡性苯乙烯系树脂颗粒的制造方法,其特征在于,包括:
悬浊步骤,将以苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物为主要成分且含有石墨的种颗粒悬浊于水性介质中得到悬浊液;
浸渍聚合步骤,通过在上述悬浊液中添加上述苯乙烯,将该苯乙烯浸渍于上述种颗粒中并使其聚合,得到以苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂的复合树脂作为基体树脂的苯乙烯系树脂颗粒;以及
发泡剂浸渍步骤,在该浸渍聚合步骤的苯乙烯聚合中和/或聚合后,将由碳原子数为3~6的脂肪族烃构成的发泡剂浸渍于树脂颗粒中。
发明效果
上述发泡性苯乙烯系树脂颗粒(以下称“发泡性树脂颗粒”),以上述规定的质量比的苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂的复合树脂作为基体树脂。因此,由发泡性树脂颗粒得到的苯乙烯系树脂发泡颗粒成形体能够显示出优良的耐热性。
另外,上述发泡性树脂颗粒含有上述规定量的石墨。因此,上述发泡性树脂颗粒可以防止发泡时随着低密度化而产生的隔热性能降低。即,即使使上述发泡性树脂颗粒发泡至例如20kg/m3左右的低密度,也可以得到显示出优良隔热性的苯乙烯系树脂发泡颗粒成形体。
另外,在上述发泡性树脂颗粒中,上述基体树脂是通过在上述苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物为主要成分的种颗粒中浸渍苯乙烯并使其聚合而构成。因此,上述发泡性树脂颗粒如上所述即使含有石墨,在预发泡时或在模具内成形期间的二次发泡时,也很难通过石墨来破坏气泡膜,从而可显示出优良的发泡成形性。因此,如果使用上述发泡性树脂颗粒,颗粒间的间隙变少,从而可以得到形状良好的苯乙烯系树脂发泡颗粒成形体。
其次,上述苯乙烯系树脂发泡颗粒成形体(以下称“发泡颗粒成形体”),通过加热发泡上述发泡性苯乙烯系树脂颗粒,将得到预发泡颗粒在模具内相互融合得到。
因此,通过有效利用上述发泡性树脂颗粒的上述优良特性,上述发泡性颗粒成形体可显示优良的隔热性和耐热性。另外,上述发泡颗粒成形体可以形成良好的形状。
其次,上述发泡性树脂颗粒可通过悬浊步骤、浸渍聚合步骤以及发泡剂浸渍步骤进行制造。
在上述悬浊步骤中,将以苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物为主要成分且含有石墨的种颗粒悬浊于水性介质中,由此得到悬浊液。
而且,在上述浸渍聚合步骤中,在上述悬浊液中添加苯乙烯,将该苯乙烯浸渍于上述种颗粒中并使其聚合。由此,可以得到以苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂的复合树脂作为基体树脂的苯乙烯系树脂颗粒。
另外,在上述发泡剂浸渍步骤中,在浸渍聚合步骤的苯乙烯聚合中以及/或者聚合后,将由碳原子数为3~6的脂肪族烃构成的发泡剂浸渍于树脂颗粒中。由此可以得到上述发泡性树脂颗粒。
在上述制造方法中,通过进行上述浸渍聚合步骤,形成了苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯系树脂的复合树脂,因此即使含有石墨,也可以很容易地得到发泡性和融合性优良的发泡性苯乙烯系树脂颗粒。
附图说明
图1是表示实施例2中发泡性苯乙烯系树脂颗粒的TEM照片的照片代用图。
图2是表示实施例2中苯乙烯系树脂发泡颗粒成形体的外观电子照片的照片代用图。
图3是表示比较例1中发泡性苯乙烯系树脂颗粒的TEM照片的照片代用图。
图4是表示比较例1中苯乙烯系树脂发泡颗粒成形体的外观电子照片的照片代用图。
具体实施方式
以下,对上述发泡性树脂颗粒的优选实施方式进行说明。
上述发泡性树脂颗粒为,将通过在苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物种颗粒中浸渍苯乙烯并使其聚合而成的、由苯乙烯(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂构成的复合树脂作为基体树脂,并含有石墨以及作为发泡剂的碳原子数为3~6的脂肪族烃。
当基体树脂中的苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的含量过少且聚苯乙烯树脂的含量过多时,可能无法得到耐热性优良的发泡颗粒成形体。另一方面,当基体树脂中的苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的含量过多且聚苯乙烯树脂的含量过少时,上述发泡性树脂颗粒的发泡性降低,可能很难使该发泡性树脂颗粒的发泡达到目标发泡倍率。根据上述观点,上述基体树脂中的苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚丙烯酸树脂的质量比(即,苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物︰聚丙烯酸树脂)优选为20︰80~80︰20。为了将发泡颗粒成形体的耐热性和发泡性树脂颗粒的发泡性提高到更高水平,苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物︰聚丙烯酸树脂的质量比优选为30︰70~70︰30,更优选40︰60~65︰35。另外,在本说明书中,(甲基)丙烯酸为丙烯酸和甲基丙烯酸的概括表示。也就意味着,苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物为苯乙烯-丙烯酸共聚物和苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物中的任意一种或两种。
在使用透射电子显微镜对上述发泡性树脂颗粒的内部断面进行观察时,该断面优选具有以苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物为连续相(海相)、以聚苯乙烯树脂为分散相(岛相)的海岛型构造。这种情况下,进一步提高了发泡成形性。
另外,由聚苯乙烯树脂构成的分散相的平均直径优选为10μm以下,更优选0.3~3μm。
在发泡性树脂颗粒的中心部分(将发泡性树脂颗粒2等分的断面的中央部分)的投射电子显微镜照片中,针对照片上的全部分散相(优选100个以上),测量各分散相直径(最长直径),然后将其加权平均就可以计算出分散相的平均直径。分散相平均直径的具体计算方法在后述的实施例中会进行详细说明。
另外,上述基体树脂的重均分子量优选15万~60万。这时,可以更高水平地均衡提高上述发泡性树脂颗粒的发泡性、以及使用上述发泡性树脂颗粒得到的发泡颗粒成形体的强度。根据同样的观点,基体树脂的重均分子量进一步优选为18万~45万。上述基体树脂的重均分子量是通过GPC法测定的标准聚苯乙烯换算值。
另外,上述发泡性树脂颗粒含有作为发泡剂的碳原子数为3~6的脂肪族烃。从进一步提高发泡剂的保持性和发泡性的观点来看,发泡剂进一步优选为碳原子数为4~5的脂肪族烃。
上述碳原子数为3~6的脂肪族烃可以使用选自以下成分中的一种或两种以上,例如:丙烷、正丁烷、异丁烷、环丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、环戊烷、正己烷、环己烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷以及2,3-二甲基丁烷等。
另外,上述发泡性树脂颗粒中的发泡剂含量,可以根据期望的表观密度适当地进行调整。上述发泡性树脂颗粒优选含有2~15质量%的上述脂肪族烃。这种情况下,例如可以使发泡性树脂颗粒发泡至20kg/m3以下的低密度。进一步,可以防止发泡后得到的发泡颗粒的气泡直径变大。因此,可以进一步提高成形体的强度和隔热性。根据相同的观点,上述脂肪族烃的含量进一步优选为3~10质量%。
可以根据通过使发泡性树脂颗粒溶解于二甲基甲酰胺(DMF)等溶剂中而得到的溶解物的气相色谱来求得脂肪族烃的含量。
另外,上述发泡性树脂颗粒含有石墨。上述发泡性树脂颗粒中的石墨含量,如上所述,相对于100质量份的上述基体树脂优选为0.1~6质量份。在这种情况下,提高了发泡性树脂颗粒的发泡性,提高了发泡颗粒成形体中颗粒间的融合性,而且进一步提高了发泡颗粒成形体的表面外观和隔热性。从进一步高水平地提高这些性能的观点来看,发泡性树脂颗粒中的石墨含量,相对于100质量份的基体树脂优选为0.5~5质量份,更优选1~4质量份。
作为石墨,可使用板状、鳞片状、薄片状、球状、粒状、无定形状、针状等各种形状的粉末。优选薄片状、鳞片状。
从可以得到更高的隔热性提高效果的观点来看,上述石墨的平均粒径优选为0.1~50μm,更优选1~20μm。可以通过用激光衍射散射法对分散在水中的石墨粉末进行分析来测量石墨粉的平均粒径。具体的,可以将通过激光衍射散射法得到的粒度分布中累计值为50%的粒径作为平均粒径。
另外,在对上述发泡性树脂颗粒进行预发泡而成的预发泡颗粒中,该粒子表面部分的(甲基)丙烯酸成分单元的含有率(质量%)优选为低于粒子整体中的(甲基)丙烯酸成分单元的含有率(质量%)。
在这种情况下,维持了聚苯乙烯系树脂发泡颗粒本来所具有的融合性,在成形时预发泡颗粒之间则变得更容易融合。结果,可以得到强度更高的发泡颗粒成形体。而且,还可以得到表面外观更加优良的发泡颗粒成形体。
另外,在上述发泡性树脂颗粒中,基体树脂中的苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的玻璃化转变温度优选为110~130℃。在这种情况下,可以更高水平地均衡提高发泡性树脂颗粒的发泡性、以及得到的发泡成形体的耐热性。根据同样的观点,苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的玻璃化转变温度优选为110~120℃。
而且,苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的玻璃化转变温度,通过以下步骤求得,即,使用加热至180℃的温度的挤压机,由发泡性树脂颗粒、或其发泡颗粒、或其发泡颗粒成形体制造聚苯乙烯系树脂薄膜,并且对该薄膜实施差示扫描热量分析(DSC)。在上述发泡性树脂颗粒中,在通过差示扫描热量分析得到的DSC曲线中,通常,在两处观察基线的移动。其分别表示在低温侧(如100℃附近)观察到的来自聚苯乙烯树脂的玻璃化转变温度,以及在高温侧(如120℃附近)观察到的来自苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的玻璃化转变温度。而且,将在高温侧观察到的玻璃化转变温度作为苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的玻璃化转变温度。
上述发泡性树脂颗粒,相对于100质量份的上述基体树脂,优选含有0.5~10质量份的溴系阻燃剂。
在这种情况下,可防止使发泡性树脂发泡而形成的预发泡颗粒成形性的降低、发泡颗粒成形体的机械物性的降低,而且还可以对上述发泡性树脂颗粒赋予阻燃性。根据相同观点,在上述发泡性树脂颗粒中,上述溴系阻燃剂的配入量相对于100质量份的基体树脂优选1~5质量份。
作为溴系阻燃剂,可使用2,2-二[4’-(2”,3”-二溴-2”-甲基丙氧基)-3’,5’-二溴苯基]丙烷、2,2-二[4’-(2”,3”-二溴丙氧基)-3’,5’-二溴苯基]丙烷、2,2-二[4’-(2”,3”-二溴-2-甲基丙氧基)-3’,5’-二溴苯基]砜、2,2-二[4’-(2”,3”-二溴丙氧基)-3’,5’-二溴苯基]砜、1,3,5-三(2’,3’-二溴-2’-甲基丙基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(2’,3’-二溴丙基)异氰脲酸酯、2,4,6-三溴苯酚-2’,3’-二溴-2’-甲基丙基醚、2,4,6-三溴苯酚-2’,3’-二溴丙基醚、1,2,5,6,9,10-六溴环十二烷、1,2,5,6-四溴环辛烷等溴系有机化合物。另外,也可使用溴化苯乙烯-丁二烯共聚物、溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂等溴化高分子。可使用一种或两种以上的溴系阻燃剂。作为上述溴系阻燃剂,优选可并用2,2-二[4’-(2”,3”-二溴-2”-甲基丙氧基)]-3’,5’-二溴苯基]丙烷以及2,2-二[4’-(2”,3”-二溴丙氧基)-3’,5’-二溴苯基]丙烷。
另外,上述发泡性树脂颗粒,通过在以上述苯乙烯(甲基)聚丙烯共聚物作为主要成分的种颗粒中浸渍苯乙烯并使其聚合,且浸渍上述发泡剂而形成。
在这种情况下,在苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂的宽范围的配比内,可以得到显示以苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物为连续相、以聚苯乙烯树脂为分散相的海岛型构造的发泡性树脂颗粒。该发泡性树脂颗粒,如上所述具有优良的发泡性。进一步,在这种情况下,可以容易地得到颗粒表面部分的(甲基)丙烯酸成分单元的含有率低于颗粒整体的(甲基)丙烯酸成分单元的含有率的发泡性树脂颗粒。由于如上所述的该发泡性树脂颗粒的融合性特别优良,通过使用该发泡性树脂颗粒,可得到强度和表面外观优良的发泡颗粒成形体。
以下,对于上述发泡性树脂颗粒制造方法的优选实施方式进行说明。
可以通过进行悬浊步骤、浸渍步骤以及发泡剂浸渍步骤制造上述发泡性树脂颗粒。
在悬浊步骤中,首先,制造以苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物为主要成分且含有石墨的种颗粒。
作为用于种颗粒中的苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物,可以使用通过公知的聚合方法得到的苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物。该苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物,是(甲基)丙烯酸和苯乙烯的共聚物,也可以是在分子中含有通过与(甲基)丙烯酸或苯乙烯共聚合得到的其他乙烯基化合物的共聚物。作为这样的乙烯基化合物,具有例如α-甲基苯乙烯、p-甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、二乙烯基苯等芳香族乙烯基化合物。另外,还有例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯等(甲基)丙烯酸烷基酯。作为乙烯基化合物,可以使用选自这些芳香族乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸烷基酯等中的一种或两种以上。为了将来自基体树脂的苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的玻璃化转变温度控制在上述范围内,作为苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物,优选玻璃化转变温度为110~135℃的共聚物,更优选115~130℃的共聚物。
另外,在上述种颗粒中,可以先将少量的聚苯乙烯树脂进行预先混炼。在这种情况下,可提高苯乙烯的浸渍性。结果,可以容易地得到发泡性及融合性优良的发泡性树脂颗粒。另外,还可以提高上述发泡性树脂颗粒的收率。
因此,上述种颗粒,优选通过熔融混炼苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂而成,优选上述种颗粒中的苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂的质量比为99︰1~70︰30(即,苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物︰聚苯乙烯树脂)。更优选上述种颗粒中的苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂的质量比为95︰5~75︰25。进一步,如上所述,当使用将苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和少量聚苯乙烯进行熔融混炼的种颗粒时,添加至悬浊液中的苯乙烯的添加量(质量份)与种颗粒中聚苯乙烯树脂的含量(质量份)的比优选为2以上,更优选为3以上。也就是说,将种颗粒中的聚苯乙烯树脂的质量设定为MA(质量份),将添加至悬浊液中的苯乙烯的添加量设定为MB(质量份),优选MB/MA≧2,更优选MB/MA≧3。
可以通过先将上述苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、石墨粉、及根据进一步需要的聚苯乙烯树脂进行配合,熔融混炼之后再进行细粒化来制造种颗粒。可将石墨粉以粉末状或母料配入上述苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物中。熔融混炼可以通过挤出机进行。种颗粒中的石墨的含量可以按照发泡性树脂颗粒中石墨的含量相对于100质量份的基体树脂为0.1~6质量份来适当地进行调整,优选在种颗粒中配入0.12~30质量%的石墨。
另外,当制造如上所述的含有阻燃剂的发泡性树脂颗粒时,优选在种颗粒中预先配入阻燃剂。优选将阻燃剂以粉末状或母粒的形式配入上述苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和石墨中。
上述种颗粒,只要不损害本发明的效果,可以含有气泡调整剂、颜料、增滑剂、带电抑制剂、增塑剂等添加剂。
作为气泡调整剂,可使用例如脂肪族单酰胺、脂肪族双酰胺、滑石、二氧化硅、聚乙烯蜡、亚甲基双硬脂酸、甲基丙烯酸甲酯系共聚物、有机硅等。
作为增塑剂,可使用甘油三硬脂酸酯、甘油三辛酸酯、甘油三月桂酸酯、山梨糖醇三硬脂酸酯、山梨糖醇单硬脂酸酯、丁基硬脂酸酯、甘油二乙酰单月桂酸酯等脂肪酸酯类。另外,还可使用环己烷、流动性石蜡等有机化合物。
作为颜料、增滑剂和带电抑制剂,可以使用市售或公知的材料。
另外,为了得到能够获得隔热性优良的发泡颗粒成形体的上述发泡性树脂颗粒,优选将上述石墨粉均匀分散于上述种颗粒的上述苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物中。因此,可优选使用例如Dulmadge型、Maddock型和UnimeU型等高混炼型螺旋形的单轴挤出机或双轴挤出机来进行熔融混炼。
可以在挤出机进行熔融混炼之后,通过线切割、热切割以及水中切割等方式进行上述种颗粒的微细化。也可以通过能够得到期望粒径的其他方法进行上述微细化。
种颗粒的颗粒重量优选0.1~3mg。在这种情况下,可以提高种颗粒的生产性。另外,这时,为了使预发泡颗粒的大小变得适合在模具内成型,在模具内成形时需要提高预发泡颗粒的金属模具的填充性。根据相同观点,种颗粒的重量更优选0.3~1.5mg。另外,当使用挤出机时,例如可以通过从具有0.5~2mm左右口径的孔中挤出树脂并改变切割速度,来调整颗粒重量。
接下来,在上述悬浊步骤中,通过将上述种颗粒悬浊于水性介质中得到悬浊液。向水性介质中的分散,可以使用例如具备搅拌器的密闭容器来进行。作为上述水性介质,例如可以列举去离子水等。
优选将上述种颗粒与悬浊剂一起分散于水性介质中。作为悬浊剂,可以使用例如聚乙烯醇、甲基纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮等亲水性高分子。另外,作为悬浊剂,还可使用磷酸三钙、焦磷酸镁等难溶于水的无机盐。进一步,根据需要也可并用表面活性剂。另外,当使用难溶于水的无机盐时,优选并用烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二苯基醚磺酸钠、α-烯烃磺酸钠等离子型表面活性剂。
悬浊剂的使用量,相对于100质量份的种颗粒,优选为0.01~5质量份。如上所述,当并用难溶于水的无机盐和离子型表面活性剂时,相对于100质量份的种颗粒,优选使用0.05~3质量份的难溶于水的无机盐、0.0001~0.5质量份的离子型表面活性剂。上述表面活性剂,可以单独或多个组合使用。优选使用离子型表面活性剂。进一步优选碳原子数为8~20的烷基苯磺酸的碱金属盐(优选钠盐)。由此,可以充分实现悬浊的稳定化。
另外,根据需要,可以在上述悬浊液中添加例如氯化锂、氯化钾、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠、琥珀酸钠等电解质。
其次,在浸渍聚合步骤中,在上述悬浊液中添加苯乙烯,并在种颗粒中浸渍苯乙烯并使其聚合,得到以苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂作为基体树脂的苯乙烯系树脂颗粒。
将苯乙烯浸渍于上述种颗粒中时,不仅可以单独浸渍苯乙烯,还可将苯乙烯与以下化合物共同浸渍:α-甲基苯乙烯、o-甲基苯乙烯、m-甲基苯乙烯、p-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、p-乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、p-甲氧基苯乙烯、p-苯基苯乙烯、o-氯苯乙烯、m-氯苯乙烯、p-氯苯乙烯、2,4-二氯苯乙烯、p-正丁基苯乙烯、p-叔丁基苯乙烯、p-正己基苯乙烯、p-辛基苯乙烯、二乙烯基苯、苯乙烯磺酸、苯乙烯磺酸钠等芳香族乙烯基化合物。可使用一种或两种以上的芳香族乙烯基化合物。进一步,根据需要,也可以并用能够与芳香族乙烯基化合物聚合的(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯等(甲基)丙烯酸烷基酯的乙烯基化合物。
而且,将苯乙烯以外的上述单体与苯乙烯一起添加,并在种颗粒中使其与苯乙烯共聚时,那么应将该共聚物作为聚苯乙烯树脂。在这种情况下,基体树脂中聚苯乙烯树脂的玻璃化转变温度优选为不足110℃,更优选105℃以下,进一步优选102℃以下,更进一步优选100℃以下。苯乙烯以外的单体配比,可在满足上述苯乙烯树脂的玻璃化转变温度的范围内适当地进行设定。苯乙烯以外的单体配比,优选为添加的单体中的例如10质量%以下,更优选5质量%以下,进一步优选0质量%,即,也可以仅使用苯乙烯。
苯乙烯的添加量,可按照发泡性树脂颗粒基体树脂中的苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的质量比为20~80质量来进行调整。相对于100质量份的种颗粒中的苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物,苯乙烯的添加量优选为例如25~400重量份。更优选40~150质量份,进一步优选50~120质量份。
而且,基体树脂中聚苯乙烯树脂的质量比,可根据预先存在于种颗粒中的苯乙烯树脂的含量、苯乙烯的配合量以及根据需要添加的其他上述单体的配合量来求得。
另外,为了在种颗粒内使苯乙烯进行均聚合,优选将苯乙烯和聚合引发剂浸渍于种颗粒中以进行聚合。另外,在种颗粒中浸渍苯乙烯并使其聚合时,可以一次全部添加苯乙烯,也可以数次分批添加苯乙烯。另外,可以将聚合引发剂溶解在苯乙烯中进行添加,也可以单独地添加聚合引发剂。
作为上述聚合引发剂,可使用能够溶解于苯乙烯且10小时半衰期温度为50~120℃的有机过氧化物、偶氮化物等。作为有机过氧化物,可使用叔丁基过氧化异辛酸酯、叔丁基过氧苯甲酸酯、过氧化苯甲酰、叔丁基过氧异丙基甲酸酯、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、叔戊基过氧-2-乙基己基碳酸酯、己基过氧-2-乙基己基碳酸酯、月桂酰过氧化物、二异丙苯过氧化物、2,5-叔丁基过苯甲酸酯、1,1-二-叔丁基过氧环己烷、羟基异丙苯过氧化物、二异丙苯过氧化物等。另外,可以使用偶氮二异丁腈等作为偶氮化合物。可以使用这些聚合引发剂中的一种或者两种以上的组合。相对于100质量份的苯乙烯,聚合引发剂的使用量优选为0.01~3质量份。
聚合温度根据使用的聚合引发剂的种类而不同,例如优选60~120℃。
接下来,在上述发泡剂浸渍步骤中,将发泡剂浸渍于树脂颗粒中。
可在苯乙烯的聚合中或聚合后进行发泡剂的浸渍。
具体的,在容纳有聚合中或聚合后树脂颗粒的容器中压入发泡剂,使发泡剂浸渍于树脂颗粒中。
另外,在发泡剂浸渍后,将发泡性树脂颗粒脱水干燥,根据需要还可以在发泡性树脂颗粒的表面覆盖表面涂层剂。
作为表面涂层剂,具有例如硬脂酸锌、三硬脂酸甘油酯、单硬脂酸甘油酯、蓖麻油氢化油和带电抑制剂等。相对100质量份的上述发泡性树脂颗粒,上述表面涂层剂的添加量例如优选为0.01~2质量份。
上述发泡性树脂颗粒,可用于将该发泡性树脂颗粒加热使其预发泡,并将得到的预发泡颗粒在模具内相互融合得到发泡颗粒成形体。
作为使上述发泡性树脂颗粒加热发泡的方法,具体地,可为将水蒸汽(steam)等加热介质提供给发泡性树脂颗粒的方法。由此,可使发泡性树脂颗粒发泡得到预发泡颗粒。而且,得到的预发泡颗粒的堆密度,例如优选为10~100kg/m3,更优选12~30kg/m3。
另外,在发泡颗粒中,相对于发泡颗粒整体的(甲基)丙烯酸单体单元的含量,发泡颗粒表面附近的(甲基)丙烯酸单体单元的含量的比率优选为90质量%以下。在这种情况下,容易得到成形体内部融合度高的发泡性颗粒成形体。根据相同的观点,相对于发泡颗粒整体的(甲基)丙烯酸单体单元的含量,发泡颗粒表面附近的(甲基)丙烯酸单体单元的含量的比率更优选为60~85质量%。
通过利用公知的成形方法使上述发泡颗粒在模具内成型,可以得到发泡颗粒成形体。而且,得到的发泡颗粒成形体的密度优选为例如10~100kg/m3,更优选12~30kg/m3。
实施例
实施例1
(1)种颗粒的制作
使用Φ30mm的单轴挤出机,在温度为210~230℃下,将87质量份的苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物(PS日本公司制,G9001:玻璃化转变温度121℃)、13质量份的石墨母粒(石墨粉的平均粒径:约15μm,石墨浓度:40质量%,基体树脂(聚苯乙烯):余量)熔融混炼。然后,将熔融树脂从孔径为1.4mm的挤压模中以条状挤出。将挤出物直接导入水槽中进行冷却之后,切断并制作成约0.8mg/个的圆柱状小颗粒(种颗粒)。这样就得到了种颗粒。
(2)发泡性树脂颗粒的制作
在带有搅拌装置且内容积为3L的高压釜中,加入788g去离子水、4.6g焦磷酸钠、11.4g硝酸镁,通过盐交换在高压釜中合成作为悬浊剂的焦磷酸镁。接着,在悬浊剂中,加入0.2g作为表面活性剂的烷基磺酸钠、作为电解质的6g氯化钠和3g硝酸钠、414g种颗粒。这样,将种颗粒悬浊于水性介质中从而得到悬浊液。
接下来,用氮气置换高压釜内部之后,密封高压釜,以350rpm的转速一边搅拌悬浊液一边将高压釜内的温度升温至72℃。另外,将146g去离子水、0.12g烷基磺酸钠、87g苯乙烯、2.1g过氧化苯甲酰(日油公司制,Nyper BW)、2.4g叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯(化药阿克苏公司制,TRIGONOX117)和3.0g二异丙苯过氧化物(日油公司制,Percumyl D)的混合物用均质机调配成乳液。然后,当高压釜中的温度达到上述72℃之后,将乳液加入到高压釜中。接着,使高压釜内的温度在72℃的温度下保持1小时之后,用4小时将温度升温至93℃。当温度达到93℃之后,在93℃的温度下保持3小时,进一步,用3小时将温度升温至120℃。接下来,在120℃的温度下保持2小时,之后冷却至室温。其中,在将温度从72℃升温到93℃期间,用4小时将190g苯乙烯连续添加到高压釜中。另外,从温度达到93℃起1小时后,将83g作为发泡剂的戊烷(正戊烷80%,异戊烷20%)在30分钟内添加到高压釜内并使发泡剂浸渍在树脂颗粒中。
将高压釜中的温度冷却至室温后,从高压釜中取出含有发泡剂的发泡性树脂颗粒。然后,用稀硝酸清洗该发泡性树脂颗粒,以溶解去除附着于树脂颗粒表面的悬浊剂。接下来,进行水洗并用离心机进行脱水。接着,相对于100质量份发泡性树脂颗粒,在覆盖0.01质量份的作为带电抑制剂的烷基二乙醇胺之后,通过流动干燥(室温空气、10分钟)去除树脂颗粒表面的水分。相对于得到的100质量份的发泡性树脂颗粒,覆盖0.1质量份的作为防堵剂的硬脂酸锌、0.05质量份的作为带电抑制剂的硬脂酸单甘油酯。
如此,就得到了发泡性树脂颗粒。
(3)制作发泡颗粒成形体
将500g如上述得到的发泡性树脂颗粒加入容积为30L的常压批量发泡机中,通过向发泡机内提供蒸气,加热发泡性树脂颗粒并使其发泡,得到堆密度为20kg/m3的预发泡颗粒。将得到的预发泡颗粒在室温下进行1天的熟化之后,将其填充于成型机(DABO公司制造的DSM-0705VS)的金属模具中。然后,用0.09MPa(表压)的蒸汽对填充在金属模具内的预发泡颗粒进行15秒的加热。由此,使预发泡颗粒在金属模具内互相融合。接着,在规定时间内将金属模具内部进行冷却之后,从金属模具中取出通过使预发泡颗粒彼此相互融合而成的发泡颗粒成形体。
如此,就得到了发泡颗粒成形体。
后述的表1表示在本实施例的制造方法中种颗粒中的石墨量(质量%)以及PS量(质量%)、苯乙烯添加量、基体树脂的组成(树脂组成、质量份)、各种添加剂的配比等制造条件。而且,表1、表3也表示后述实施例2~11、比较例1~5的相同制造条件。
实施例2
本实施例是一个通过改变实施例1中种颗粒和苯乙烯的配比,并进一步添加阻燃剂而制造发泡树脂颗粒、预发泡颗粒、发泡颗粒成形体的实施例。
具体地,首先,使用Φ30mm单轴挤出机,在210~230℃的温度下,将78质量份的苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、13质量份的石墨母粒和9质量的份溴系阻燃剂母粒熔融混炼。使用与实施例1相同的物质作为苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物和石墨母粒,使用具有组成为23质量%的2,2-二[4’-(2”,3”-二溴-2”-甲基丙氧基)-3’,5’-二溴苯基]丙烷、15质量%的2,2-二[4’-(2”,3”-二溴丙氧基)-3’,5’-二溴苯基]丙烷以及余量为基体树脂(聚苯乙烯)的阻燃剂母粒作为溴系阻燃剂母粒。接着,与实施例1相同,将熔融树脂以条状挤出,将其冷却后,切断并制作成圆柱状种颗粒。
接着,用该种颗粒制作发泡性树脂颗粒。除了将种颗粒的加入量变为449g,在温度从72℃升温到93℃期间添加的苯乙烯的量变为155g,其他与实施例1相同,制作了本实施例的发泡性树脂颗粒。
另外,使用该发泡性树脂颗粒,与实施例1同样地制造预发泡颗粒,进一步使用该预发泡颗粒,与实施例1同样地制造发泡颗粒成形体。
实施例3
本实施例是一个通过进一步改变实施例1中种颗粒和苯乙烯的配比,并添加阻燃剂而制造发泡性树脂颗粒、预发泡颗粒、发泡颗粒成形体的实施例。
具体地,首先,使用Φ30mm单轴挤出机,在210~230℃的温度下,将74质量份的苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、15质量份的石墨母粒和11质量份的溴系阻燃剂母粒熔融混炼。使用和实施例1相同的物质作为苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物和石墨母粒,使用和实施例2相同的物质作为溴系阻燃剂母粒。接着,与实施例1相同,将熔融树脂以条状挤出,将其冷却后,切断并制作成圆柱状种颗粒。
接着,用该种颗粒制作发泡性树脂颗粒。本实施例的发泡性树脂颗粒的制作工序,首先,除了将去离子水的量变更为642g这一点之外,其他与实施例1相同,在高压釜中合成焦磷酸镁的悬浊剂。
接着,在合成了悬浊剂的高压釜中,加入0.2g作为表面活性剂的烷基磺酸钠、作为电解质的6g氯化钠和3g硝酸钠、345g种颗粒。这样,将种颗粒悬浊于水性介质中从而得到悬浊液。
接下来,用氮气置换高压釜内部之后,密封高压釜,以350rpm的转速一边搅拌悬浊液一边将高压釜内的温度升温至72℃。另外,将146g去离子水、0.12g烷基磺酸钠、87g苯乙烯、2.4g叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯(化药阿克苏公司制,TRIGONOX117)和3.0g二异丙苯过氧化物(日油公司制,Percumyl D)的混合物用均质机调配成乳液。以下称为乳液A。然后,当高压釜中的温度达到上述72℃之后,将乳液A加入到高压釜中。另外,用将146g去离子水、0.12g烷基磺酸钠、70g苯乙烯、2.1g过氧化苯甲酰(日油公司制,Nyper BW)的混合物用均质机调配成乳液。以下称为乳液B。然后,从高压釜中的温度达到上述72℃起1小时之后,将乳液A加入到高压釜中。
随后,将高压釜内的温度在72℃的状态下保持2小时,在与实施例1相同的条件下进行加热的同时添加苯乙烯和戊烷。这样就制作了发泡性树脂颗粒。
另外,使用该发泡性树脂颗粒,与实施例1同样地制造预发泡颗粒,进一步使用该预发泡颗粒,与实施例1同样地制造发泡颗粒成形体。
实施例4
本实施例是一个通过进一步改变实施例1中种颗粒和苯乙烯的配比,并添加阻燃剂而制造发泡性树脂颗粒、预发泡颗粒、发泡颗粒成形体的实施例。
具体地,首先,使用Φ30mm单轴挤出机,在210~230℃的温度下,将78质量份的苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、13质量份的石墨母粒和9质量份的溴系阻燃剂母粒熔融混炼。使用与实施例1相同的物质作为苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物以及石墨母粒,使用与实施例2相同的物质作为溴系阻燃剂母粒。接着,与实施例1相同,将熔融树脂以条状挤出,使其冷却后,切断并制作成圆柱状种颗粒。
接着,用该种颗粒制作发泡性树脂颗粒。除了将种颗粒的加入量变更为483g,将温度从72℃升温到93℃期间添加的苯乙烯的量变更为121g之外,其他与实施例1相同,制作了本实施例的发泡性树脂颗粒。
另外,使用该发泡性树脂颗粒,与实施例1同样地制造预发泡颗粒,进一步使用该预发泡颗粒,与实施例1同样地制造发泡颗粒成形体。
实施例5
本实施例是一个通过进一步改变实施例1中种颗粒和苯乙烯的配比,并添加阻燃剂而制造发泡性树脂颗粒、预发泡颗粒、发泡颗粒成形体的实施例。
具体地,首先,使用Φ30mm单轴挤出机,在210~230℃的温度下,将61质量份的苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、21质量份的石墨母粒和18质量份的溴系阻燃剂母粒熔融混炼。使用与实施例1相同的物质作为苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物以及石墨母粒,使用与实施例2相同的物质作为溴系阻燃剂母粒。接着,与实施例1相同,将熔融树脂以条状挤出,使其冷却后,切断并制作成圆柱状种颗粒。
接着,用该种颗粒制作发泡性树脂颗粒。除了使用本实施例中制造的种颗粒这一点以外,其他与实施例1相同,制造了本实施例的发泡性树脂颗粒。
另外,使用该发泡性树脂颗粒,与实施例1同样地制造预发泡颗粒,进一步使用该预发泡颗粒,与实施例1同样地制造发泡颗粒成形体。
实施例6
本实施例是一个通过进一步改变实施例1中种颗粒和苯乙烯的配比,并添加阻燃剂而制造发泡性树脂颗粒、预发泡颗粒、发泡颗粒成形体的实施例。
具体地,首先,使用Φ30mm单轴挤出机,在210~230℃的温度下,将87.5质量份的苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、7.5质量份的石墨母粒和5质量份的溴系阻燃剂母粒熔融混炼。使用与实施例1相同的物质作为苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物以及石墨母粒,使用与实施例2相同的物质作为溴系阻燃剂母粒。接着,与实施例1相同,将熔融树脂以条状挤出,使其冷却后,切断并制作成圆柱状种颗粒。
接着,用该种颗粒制作发泡性树脂颗粒。除了将种颗粒的加入量变更为431g,将温度从72℃升温到93℃期间添加的苯乙烯的量变更为173g,其他与实施例1相同,制作了本实施例的发泡性树脂颗粒。
另外,使用该发泡性树脂颗粒,与实施例1同样地制造预发泡颗粒,进一步使用该预发泡颗粒,与实施例1同样地制造发泡颗粒成形体。
实施例7
本实施例是一个通过改变实施例1中的种颗粒和苯乙烯的配比,并进一步添加了阻燃剂而制造发泡树脂颗粒、预发泡颗粒、发泡颗粒成形体的实施例。
具体地,首先,使用Φ30mm单轴挤出机,在210~230℃的温度下,将69质量份的苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、18质量份的石墨母粒和13质量份的溴系阻燃剂母粒熔融混炼。使用与实施例1相同的物质作为苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物以及石墨母粒,使用与实施例2相同的物质作为溴系阻燃剂母粒。接着,与实施例1相同,将熔融树脂以条状挤出,使其冷却后,切断并制作成圆柱状种颗粒。
接着,用该种颗粒制作发泡性树脂颗粒。在本实施例的发泡性树脂颗粒的制作中,首先与实施例1相同,在高压釜中合成焦磷酸镁的悬浊剂。
接下来,在合成了悬浊剂的高压釜中,加入0.2g作为表面活性剂的烷基磺酸钠、作为电解质的6g氯化钠和3g硝酸钠、311g种颗粒。这样,将种颗粒悬浊于水性介质中从而得到悬浊液。
接下来,用氮气置换高压釜内部之后,密封高压釜,以350rpm的转速一边搅拌悬浊液一边将高压釜内的温度升温至72℃。另外,制作与实施例3相同的乳液A,并在高压釜中的温度达到上述72℃之后,将乳液A加入到高压釜中。另外,制作与实施例3相同的乳液B,并在高压釜中的温度达到上述72℃起1小时之后,将乳液B加入到高压釜中。
随后,将高压釜内的温度在72℃的状态下保持2小时,除了将在温度从72℃升温到93℃期间添加的苯乙烯的量变更为224g这一点之外,发泡性树脂颗粒的制作工序与实施例1相同,制造发泡性树脂颗粒。
另外,使用该发泡性树脂颗粒,与实施例1同样地制造预发泡颗粒,进一步使用该预发泡颗粒,与实施例1同样地制造发泡颗粒成形体。
实施例8
本实施例是一个通过进一步改变实施例1中种颗粒和苯乙烯的配比,并添加阻燃剂制造发泡性树脂颗粒、预发泡颗粒、发泡颗粒成形体的实施例。
具体地,首先,使用Φ30mm单轴挤出机,在210~230℃的温度下,将83.5质量份的苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、10质量份的石墨母粒和6.5质量份的溴系阻燃剂母粒熔融混炼。使用与实施例1相同的物质作为苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物以及石墨母粒,使用与实施例2相同的物质作为溴系阻燃剂母粒。接着,与实施例1相同,将熔融树脂以条状挤出,使其冷却后,切断并制作成圆柱状种颗粒。
接着,用该种颗粒制作发泡性树脂颗粒。除了将种颗粒的加入量变更为552g,将在温度从72℃升温到93℃期间添加的苯乙烯的量变更为52g之外,其他与实施例1相同,制作本实施例的发泡性树脂颗粒。
另外,使用该发泡性树脂颗粒,与实施例1同样地制造预发泡颗粒,进一步使用该预发泡颗粒,与实施例1同样地制造发泡颗粒成形体。
实施例9
本实施例是一个通过改变实施例1中种颗粒和苯乙烯的配比以及石墨平均粒径,并添加阻燃剂制造发泡性树脂颗粒、预发泡颗粒、发泡颗粒成形体的实施例。
具体地,首先,使用Φ30mm单轴挤出机,在210~230℃的温度下,将78质量份的苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、13质量份的石墨母粒和9质量份的溴系阻燃剂母粒熔融混炼。在本实施例中,使用石墨粉平均粒径为约5μm、石墨浓度为40质量%、余量为基体树脂(聚苯乙烯)的物质作为石墨母粒。另外,使用与实施例1相同的物质作为苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物,使用与实施例2相同的物质作为溴系阻燃剂母粒。接着,与实施例1相同,将熔融树脂以条状挤出,使其冷却后,切断并制作成圆柱状种颗粒。
接着,用该种颗粒制作发泡性树脂颗粒。除了将种颗粒的加入量变更为431g,将在温度从72℃升温到93℃期间添加的苯乙烯的量变更为173g之外,其他与实施例1相同,制作本实施例的发泡性树脂颗粒。
另外,使用该发泡性树脂颗粒,与实施例1同样地制造预发泡颗粒,进一步使用该预发泡颗粒,与实施例1同样地制造发泡颗粒成形体。
实施例10
本实施例是一个通过改变实施例1中苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的种类、种颗粒和苯乙烯的配比,并添加阻燃剂而制造发泡性树脂颗粒、预发泡颗粒、发泡颗粒成形体的实施例。
具体地,首先,使用Φ30mm单轴挤出机,在210~230℃的温度下,将78质量份的苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、13质量份的石墨母粒和9质量份的溴系阻燃剂母粒熔融混炼。在本实施例中,使用DIC公司制造的LiuRex A-14(玻璃化转变温度129℃)作为苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物。另外,使用与实施例1相同的物质作为石墨母粒,使用与实施例2相同的物质作为溴系阻燃剂母粒。接着,与实施例1相同,将熔融树脂以条状挤出,使其冷却后,切断并制作成圆柱状种颗粒。
接着,用该种颗粒制作发泡性树脂颗粒。除了将种颗粒的加入量变更为449g,将在温度从72℃升温到93℃期间添加的苯乙烯的量变更为155g以外,其他与实施例1相同,制作本实施例的发泡性树脂颗粒。
另外,使用该发泡性树脂颗粒,与实施例1同样地制造预发泡颗粒,进一步使用该预发泡颗粒,与实施例1同样地制造发泡颗粒成形体。
实施例11
本实施例是一个通过改变实施例1中种颗粒和苯乙烯的配比、石墨的平均粒径以及发泡剂的组成,并添加阻燃剂而制造发泡性树脂颗粒、预发泡颗粒、发泡颗粒成形体的实施例。
具体地,首先,使用Φ30mm单轴挤出机,在210~230℃的温度下,将48.4质量份的苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、4.6质量份的聚苯乙烯树脂、8质量份的石墨母粒和9质量份的溴系阻燃剂母粒熔融混炼。使用与实施例1相同的物质作为苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物,使用PS日本公司制造的“679”(重均分子量18万)作为聚苯乙烯树脂。在本实施例中,使用石墨粉平均粒径为约5μm、石墨浓度为40质量%、余量为基体树脂(聚苯乙烯)的物质作为石墨母粒。另外,使用与实施例2相同的物质作为溴系阻燃剂母粒。接着,与实施例1相同,将熔融树脂以条状挤出,使其冷却后,切断并制作成圆柱状种颗粒。
接着,用该种颗粒制作发泡性树脂颗粒。除了将种颗粒的加入量变更为431g,将在温度从72℃升温到93℃期间添加的苯乙烯的量变更为173g,且并用72g戊烷(正戊烷80%、异戊烷20%)和22g丁烷(正丁烷65%、异丁烷35%)作为发泡剂以外,其他与实施例1相同,制作本实施例的发泡性树脂颗粒。
另外,使用该发泡性树脂颗粒,与实施例1同样地制造预发泡颗粒,进一步使用该预发泡颗粒,与实施例1同样地制造发泡颗粒成形体。
在上述实施例1~11中,通过在含有苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的种颗粒中使苯乙烯浸渍聚合,制造了以苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂的复合树脂作为基体树脂的发泡性树脂颗粒。与此相对,下述的比较例1~3则是不在种颗粒中浸渍聚合苯乙烯,而通过将苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂熔融混炼,制造以这些混合树脂作为基体树脂的发泡性树脂颗粒的例子。
比较例1
具体地,首先,使用Φ26mm的同向双轴挤出机,在200℃的温度下,将52质量份的苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、35质量份的聚苯乙烯树脂、7.5质量份的石墨母粒和5.5质量份的溴系阻燃剂母粒熔融混炼。在本实施例中,使用PS日本公司制造的聚苯乙烯“680”(重均分子量18万)作为聚苯乙烯树脂。另外,使用与实施例1相同的物质作为苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物以及石墨母粒,使用与实施例2相同的物质作为溴系阻燃剂母粒。
接着,将熔融树脂从孔径为1.5mm的小孔中以条状挤出,并直接导入水槽中进行冷却之后,切断并制作成平均4mg/个的圆柱状混合树脂颗粒。
其次,在带有搅拌装置且内容积为3L的高压釜中,加入900g去离子水、4.6g焦磷酸钠、11.4g硝酸镁,通过盐交换在高压釜中合成作为悬浊剂的焦磷酸镁。接着,在该悬浊剂中,加入0.3g作为表面活性剂的烷基磺酸钠、作为电解质的6g氯化钠和3g硝酸钠、600g上述混合树脂颗粒、3.0g二异丙苯过氧化物(日油公司制,Percumyl D)。这样,将混合树脂颗粒悬浊于水性介质中得到悬浊液。
接下来,用氮气置换高压釜内部之后,密封高压釜,以350rpm的转速一边搅拌悬浊液一边将高压釜内部的温度升温至120℃。然后,温度达到120℃之后,将72g作为发泡剂的戊烷(正戊烷80%,异戊烷20%)在30分钟内添加到高压釜中并使发泡剂浸渍在混合树脂颗粒中。将高压釜中的温度冷却至室温之后,从高压釜中取出发泡性树脂颗粒。接着,与实施例1相同,通过进行清洗、脱水、覆盖带电抑制剂及防堵剂,得到发泡性树脂颗粒。
另外,使用该发泡性树脂颗粒,与实施例1同样地制造预发泡颗粒,进一步使用该预发泡颗粒,与实施例1同样地制造发泡颗粒成形体。
比较例2
本比较例是一个通过使用与比较例1不同分子量的聚苯乙烯树脂,制造将混合树脂作为基体树脂的发泡性树脂颗粒的比较例,其中该混合树脂的构造显示为一种以苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物作为连续相、以聚苯乙烯树脂作为分散相的海岛构造,也就是说,本比较例是一个制造将与比较例1发泡性树脂颗粒的海岛构造相反的混合树脂作为基体树脂的发泡性树脂颗粒的比较例。
具体地,除了以下工序以外,其他工序与比较例1相同得到了混合树脂颗粒。这些工序包括:使用PS日本公司制造的聚苯乙烯“GX-154”(重均分子量27万)作为聚苯乙烯树脂;通过Φ30mm的同向双轴挤出机,在200℃的温度下熔融混炼;将熔融树脂从孔径为1.0mm的小孔中以条状挤出,并直接导入水槽中进行冷却之后,切断并制作成平均1.5mg/个的圆柱状混合树脂颗粒。
接着,在带有搅拌装置且内容积为3L的高压釜中,加入900g去离子水、4.6g焦磷酸钠、11.4g硝酸镁,通过盐交换在高压釜中合成作为悬浊剂的焦磷酸镁。接着,在悬浊剂中,加入0.3g作为表面活性剂的烷基磺酸钠、作为电解质的9g氯化钠和4.5g硝酸钠、600g上述混合树脂颗粒、2.6g二异丙苯过氧化物(日油公司制,Percumyl D)。这样,将混合树脂颗粒悬浊于水性介质中得到悬浊液。
接下来,用氮气置换高压釜内部之后,密封高压釜,以350rpm的转速一边搅拌悬浊液一边将高压釜内的温度升温至120℃。然后,温度达到120℃后,将78g作为发泡剂的戊烷(正戊烷80%,异戊烷20%)在30分钟内添加到高压釜中并将发泡剂浸渍在混合树脂颗粒中。将高压釜中的温度冷却至室温之后,从高压釜中取出发泡性树脂颗粒。接着,与实施例1相同,通过进行清洗、脱水、覆盖带电抑制剂及防堵剂,得到发泡性树脂颗粒。
另外,使用该发泡性树脂颗粒,与实施例1同样地制造预发泡颗粒,进一步使用该预发泡颗粒,与实施例1同样地制造发泡颗粒成形体。
比较例3
本比较例是一个制造苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物的质量比高于比较例2、且以苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂的混合树脂作为基体树脂的发泡性树脂颗粒的比较例。
具体地,首先,使用Φ30mm的同向双轴挤出机,在200℃的温度下,将66质量份的苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物、21质量份的聚苯乙烯树脂、7.5质量份的石墨母粒和5.5质量份的溴系阻燃剂母粒熔融混炼。在本比较例中,使用与实施例1相同的物质作为苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物及石墨母粒,使用与比较例1相同的物质作为聚苯乙烯树脂,使用与实施例2相同的物质作为溴系阻燃剂母粒。
接着,将熔融树脂从孔径为1.0mm的小孔中以条状挤出,并直接导入水槽中进行冷却之后,切断并制作成平均1.5mg/个的圆柱状混合树脂颗粒。然后,除了使用该混合树脂颗粒这一点以外,其他与比较例2相同从而得到发泡性树脂颗粒、预发泡颗粒以及发泡颗粒成形体。
比较例4
本比较例是一个通过极力提高复合树脂颗粒中聚苯乙烯的质量比来制造发泡性树脂颗粒的比较例。
具体地,首先,使用Φ30mm的单轴挤出机,在210~230℃的温度下,将70质量份的苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物和30质量份的石墨母粒熔融混炼。使用与实施例1相同的物质作为苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物及石墨母粒。接着,与实施例1同样地将熔融树脂以条状挤出,使其冷却后,切断制作成圆柱状种颗粒。
接着,使用该种颗粒制造发泡性树脂颗粒。本比较例的发泡性树脂颗粒的制造中,首先,除了将去离子水的量变更为552g这一点以外,其他与实施例1相同,在高压釜中合成焦磷酸镁的悬浊剂。
接着,在合成了悬浊剂的高压釜中,加入0.2g作为表面活性剂的烷基磺酸钠、作为电解质的6g氯化钠和3g硝酸钠、173g种颗粒。这样,使种颗粒悬浊于水性介质中进而得到悬浊液。
接下来,用氮气置换高压釜内部之后,密封高压釜,以350rpm的转速一边搅拌悬浊液一边将高压釜的温度升温至72℃。另外,将146g去离子水、0.12g烷基磺酸钠、34.8g苯乙烯和2.4g叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯(化药阿克苏公司制,TRIGONOX117)的混合物用均质机调配成乳液。以下称为乳液C。然后,在高压釜中的温度达到上述72℃之后,将乳液C加入到高压釜中。另外,用将146g去离子水、0.12g烷基磺酸钠、24.4g苯乙烯和2.1g过氧化苯甲酰(日油公司制,Nyper BW)的混合物用均质机调配成乳液。以下称为乳液D。然后,在高压釜中的温度达到上述72℃起1小时之后,将乳液D加入到高压釜中。
随后,将高压釜内的温度在72℃的状态下保持2小时之后,除了将在温度从72℃升温至93℃期间添加的苯乙烯的量变更为459g这一点以外,其他与实施例1相同制造了发泡性树脂颗粒。
另外,使用该发泡性树脂颗粒,与实施例1同样地制造预发泡颗粒,进一步,使用该预发泡颗粒,与实施例1同样地制造发泡颗粒成形体。
比较例5
在实施例1~11中,制作了将苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂作为基体树脂的发泡性树脂颗粒。与此相对,本比较例是一个制作将丙烯腈-苯乙烯共聚物和聚苯乙烯树脂作为基体树脂的发泡性树脂颗粒的比较例。
具体地,首先,使用Φ30mm单轴挤出机,在220~240℃的温度下,将80质量份的丙烯腈-苯乙烯共聚物和20质量份的石墨母粒熔融混炼。在本比较例中,使用电气化学工业公司制造的“AG-XGS”作为丙烯腈-苯乙烯共聚物,使用石墨粉的平均粒径为约15μm、石墨浓度为25质量%、余量为基体树脂(丙烯腈-苯乙烯共聚物)的物质作为石墨母粒。接着,与实施例1相同,将熔融树脂以条状挤出,使其冷却后,切断并制作成圆柱状种颗粒。
接着,用该种颗粒制作发泡性树脂颗粒。除了使用本比较例中制造的种颗粒以外,其他与实施例1相同,制造本比较例的发泡性树脂颗粒。
另外,使用该发泡性树脂颗粒,与实施例1同样地制造预发泡颗粒,进一步使用该预发泡颗粒,与实施例1同样地制造发泡颗粒成形体。
对于上述实施例1~11、比较例1~5中制造的各种发泡性树脂颗粒,对其发泡剂的含量、玻璃化转变温度、平均分子量、发泡性树脂颗粒断面的形貌观察、分散相的平均直径进行以下评价。另外,对于各个预发泡颗粒,对其表面和整体中的(甲基)丙烯酸成分单元的含量、平均气泡直径、成形性进行以下评价。而且,由于实施例5不含有苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物,省略了对其含量的评价以及对发泡性树脂颗粒断面的形貌观察和分散相平均直径的评价。结果如表1~表3所示。
另外,对于各发泡颗粒成形体,对其成形品密度、加热尺寸变化率、燃烧性、氧指数、热传导率进行以下评价。但是,对于不能制造良好的发泡性树脂颗粒成形体的比较例1~3和比较例5,则省略了这些评价。另外,对于不含有阻燃剂的实施例1、比较例1~5,则省略了燃烧性和氧指数的评价。其结果如表2和表3所示。另外,对于实施例2和比较例1的发泡颗粒成形体,用扫描器扫描其外观获取图像数据,其结果(电子照片)分别如图2和图4所示。
(a)发泡剂含量
通过将发泡性树脂颗粒溶解于二甲基甲酰胺(DMF)中,用气相色谱测定所添加发泡剂的含量,合计各成分的含量而求得。利用气相色谱而进行的发泡剂的定量,具体按以下步骤进行。
首先,在100ml的容量瓶中精确(至小数点后第3位)称取约5g的环戊醇(这时的重量为Wi),加入DMF至整体为100ml。将该DMF溶液进一步用DMF稀释100倍作为内部标准溶液。接着,精确称取(至小数点后第3位)约1g作为测定对象的发泡性树脂颗粒,这时的重量为Ws(g)。将精确称量的发泡性树脂颗粒的样品溶解于约18ml的DMF中,用球形移液器向溶解物中准确地添加2ml的内部标准溶液。微量采集1μL该溶液,并导入气相色谱中,从而得到色谱图。根据得到的色谱图求得各发泡剂成分及内部标准的峰面积,通过下式(1)求得各成分的浓度。
各成分浓度(质量%)=[(Wi/10000)×2]×[An/Ai]×Fn÷Ws×100 (1)
在此,
Wi:制作内部标准溶液时的环戊醇的重量(g);
Ws:溶解于DMF中的样品重量(g);
An:气相色谱测定时的各发泡剂成分的峰面积;
Ai:气相色谱测定时的内部标准物质的峰面积;
Fn:根据预先制作的标准曲线而求得的各发泡剂成分的补正系数。
另外,上述气相色谱分析的条件如下所示:
使用仪器:(株)岛津制作所制造的气相色谱仪GC-6AM;
检测器:FID(氢火焰离子化检测器);
色谱柱材质:内径3mm、长度5000mm的玻璃柱;
色谱柱填充剂:[液相名]FFAP(游离脂肪酸)、[液相浸渍率]10质量%、[载体名]气相色谱用硅藻土Chomasorb W、[载体粒度]60/80目、[载体处理方法]AW-DMCS(水洗、煅烧、酸处理、硅烷处理)、[填充量]90ml;
注入口温度:250℃;
色谱柱温度:120℃;
检测部温度:250℃;
载气:N2、流量40ml/分钟。
(b)玻璃化转变温度(Tg)的测定
首先,使用加热至180℃温度的挤压机,由发泡性树脂颗粒、或其预发泡颗粒、或其发泡颗粒成形体制造聚苯乙烯系树脂薄膜。将该薄膜切成2~4mg的试验片,对该试验片进行差示扫描热量分析(DSC)。使用TAI INSTRUMENT公司制造的DSC测定装置“Q1000型DSC”,按照JIS(日本工业标准)K7121(1987年)来进行DSC的测定。然后,在升温速度为10℃/分钟的条件下得到的DSC曲线的中间点来求得玻璃化转变温度。随后,将在低温侧观察的聚苯乙烯的玻璃化转变温度作为Tg1,将在高温侧观察的苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的玻璃化转变温度作为Tg2。
(c)平均分子量的测定
可以通过将聚苯乙烯作为标准物质的凝胶渗透色谱(GPC)法来测定发泡性树脂颗粒的基体树脂的平均分子量(数均分子量、重均分子量、Z均分子量)。
具体地,使用东曹株式会社制造的HLC-8320GPC EcoSEC,在溶解液为四氢呋喃(THF)、THF流量为0.6ml/分钟、样品浓度为0.1重量%的测定条件下进行测定。作为色谱柱,使用将1根TSKguardcolumn SuperH-H、2根TSK-GEL SuperHM-H串联而成的色谱柱。即,将发泡性树脂颗粒或其发泡颗粒或其发泡颗粒成形体溶解于四氢呋喃(THF)中,通过凝胶渗透色谱(GPC)来测定分子量。然后,用标准聚苯乙烯校正测定值,从而分别求得数均分子量、重均分子量和Z均分子量。
(d)发泡性树脂颗粒断面的形貌观察
从发泡性树脂颗粒的中心部附近切开,包埋于环氧树脂中。经四氧化钌染色后,用超薄切片机制作超薄切片。将该超薄切片放置在载网上,通过透射电子显微镜(日本电子公司制造,JEM1010)观察发泡性树脂颗粒的断面部分。透射电子显微镜(TEM),在加速电压为100kV、观察倍率为10000倍的条件下进行观察。然后,检查构成发泡性树脂颗粒的基体树脂的形貌。实施例2、比较例1的发泡性树脂颗粒断面的TEM照片分别如图1、图3所示。
另外,根据TEM照片计算分散相的平均直径。具体地,对TEM照片,通过分别测量随意选择的100个分散相的直径(各分散相的最长直径),并对测量值进行加权平均来求得分散相的平均直径(μm)。而且,当分散相的形状为例如正圆形时,其直径是分散相的最长径,当分散相的形状为例如椭圆形时,其长径是分散相的最长径。
(e)(甲基)丙烯酸成分单元的含量的测定
用全反射吸收测定装置进行(甲基)丙烯酸成分单元的含量的测定。作为全反射吸收测定,使用日本分光公司制造的红外分光光度计“FT/IR-460plus”以及同公司制造的全反射吸收测定装置“ATR PRO450-S型”。另外,全反射吸收测定装置侧的测定条件为棱镜:ZnSe、入射角:45°。
具体地,首先,将预发泡颗粒挤压附着于全反射吸收测定装置的棱镜上来测定预发泡颗粒表面的红外吸收光谱。其次,在180℃的温度下将预发泡颗粒进行热压来制作薄膜,用全反射吸收测定装置测定该薄膜的红外吸收光谱。由此,测定预发泡颗粒整体的红外吸收光谱。再次,对得到的红外吸收光谱进行ATR补正之后,测定来自苯乙烯成分单元的698cm-1的吸光度I698以及来自(甲基)丙烯酸成分单元的1700cm-1的吸光度I1700,求得这两个吸光度之比(I1700/I698)。然后,使用预先制成的标准曲线,求得预发泡颗粒表面及整体中(甲基)丙烯酸成分单元的含量(质量%)。对于10个预发泡颗粒,同样地测定(甲基)丙烯酸成分单元的含量,进行算数平均,从而求得预发泡颗粒的表面及整体中(甲基)丙烯酸成分单元的含量(质量%)。另外,计算出预发泡颗粒表面的(甲基)丙烯酸成分单元的含量和预发泡颗粒整体的(甲基)丙烯酸成分单元的含量的比例(表面/整体,百分率)。
而且,标准曲线的制作按照以下工序进行。
即,首先,使用挤出机,将苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物(PS日本公司制造的“G9001”)和聚苯乙烯(PS日本公司制造的“680”),按100/0、75/25、50/50、25/75、0/100的重量比(苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物/聚苯乙烯树脂)进行熔融混炼制造颗粒。其次,通过温度加热至180℃的挤压机使该颗粒成形为薄膜状。使用上述全反射吸收测定装置,测定得到的薄膜的红外吸收光谱。将该红外吸收光谱进行ATR补正后,与上述方法相同,测定吸光度I698和I1700,并求得这两个吸光度的比(I1700/I698)。通过进行元素分析,以苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物(PS日本公司的“G9001”)的甲基丙烯酸成分单元的含量为8.2质量%,制作(甲基)丙烯酸成分单元的含量与吸光度的比的标准曲线。
(f)平均气泡直径的测定
用剃刀刃通过预发泡颗粒的中心而将其切割为2部分,气相沉积处理之后(Au-Pd靶),通过扫描电子显微镜(Keyence公司制造,VE7800)对预发泡颗粒的断面进行拍摄(观察倍率30倍)。在得到的电子显微镜照片中,引入通过发泡颗粒的中心的直线,测量该直线的实际长度以及该直线上存在的气泡数量,用预发泡颗粒的直径除以气泡数量来作为气泡直径(μm)。对10个预发泡颗粒,同样地测量气泡直径,通过算数平均求得平均气泡直径。
(g)成形性的评价
目视观察由预发泡颗粒制作的发泡颗粒成形体,按照以下标准进行判定。
◎:在成形体表面上空隙(发泡颗粒间的间隙)很少且平滑的情形。
○:产品在成形体的表面上虽然可以看到一些空隙但没有问题的情形。
×:不能成形的情形,或者只能得到从成形体表面到内部在发泡颗粒间存在很大间隙的成形体的情形。
(h)成形品密度
根据发泡颗粒成形体的外形尺寸求得体积,接着测定发泡颗粒成形体的质量,通过用该质量除以体积计算成形品的密度。
(i)加热尺寸变化率的测定
将发泡颗粒成形体切成50mm×50mm×25mm的板状试验片,将该试验片在23℃的温度下静置1天以上。之后,使用游标卡尺测定试验片的纵向、横向各部位的尺寸并精确至小数点后第2位。接着,将尺寸测定后的试验片在温度被设定为80℃、90℃或100℃的强制循环式烤炉内保持22小时(约1天)。随后,从烤炉中取出试验片,在23℃的温度下静置1天,接着,测定与加热前相同部位的尺寸,按照下式(2)分别计算纵向和横向的加热尺寸变化率,将其算数平均值作为加热尺寸变化率。
加热尺寸变化率(%)=(加热前的尺寸-加热后的尺寸)×100/加热前的尺寸 (2)
(j)燃烧性的评价
以JIS A9511(2006年)的燃烧试验(A法)为标准进行燃烧性的评价。具体地,首先,将发泡性颗粒成形体在40℃的温度下养护3天、并在室温下养护1天。之后,将发泡性树脂颗粒成形体切成5片200mm×25mm×10mm的长方体状试验片。接着,在着火点指示线和燃烧点指示线之前,用蜡烛使试验片着火后,将蜡烛迅速撤离试验片。然后,计算从蜡烛撤离的瞬间至试验片火焰消失的时间(消焰时间)。
(k)氧指数的测定
以JIS K7201-2(2007年)的实验方法为标准进行氧指数的测定。在测定时,将发泡颗粒成形体在40℃的温度下静置3天,进一步在室温下养护1天后,将发泡颗粒成形体切割成15片尺寸为150mm×10mm×10mm的试验片,并测定这些试验片的氧指数。
(l)热传导率的测定
按照JIS A1412-2(1999年)规定的热流计算法(HFM法)来进行测定。在测定时,将发泡颗粒成形体在60℃的温度下静置7天,进一步在室温下养护1天后,将发泡颗粒成形体切割成尺寸为200mm×200mm×25mm的试验片。然后,将该试验片夹在测定装置的加热板和冷却热板之间,在试验片温差为20℃,试验片平均温度为23℃的条件来进行热传导率(W/m·K)的测定
表1
St-(M)AA:苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物 PS:苯乙烯树脂
*1:St-(M)AA、PS、石墨、溴系阻燃剂的合计为100质量% C5:80%正戊烷和20%异戊烷的混合物
C4:65%的正丁烷和35%的异丁烷的混合物
表2
(M)AA:(甲基)丙烯酸
表3
St-(M)AA:苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物 (M)AA:(甲基)丙烯酸
AN-St:丙烯腈-苯乙烯共聚物 C5:80%正戊烷和20%异戊烷的混合物
PS:苯乙烯树脂
*1:St-(M)AA、PS、石墨、溴系阻燃剂的合计为100质量%
如表1和表2所示,一种将复合树脂作为基体树脂的实施例中所涉及的发泡性树脂颗粒,其中,上述复合树脂通过在以苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物为主要成分的种颗粒中浸渍苯乙烯并使其聚合而构成。该发泡性树脂颗粒,即使使其发泡至20kg/m3左右的低密度,也显示了0.034W/m·K以下的低热传导率,隔热性能优良。另外,如果使用实施例所涉及的发泡性树脂颗粒,可以得到具有在温度80℃和90℃下加热尺寸变化率在±2%以内的优良耐热性的发泡颗粒成形体。
另外,如表1和表2所示,实施例所涉及的发泡性树脂颗粒,即使含有石墨,在发泡时也很难通过石墨来破坏气泡膜,显示出优良的发泡成形性。其结果,如果使用这些发泡性树脂颗粒,颗粒间的间隙较少,可以得到形状良好的发泡颗粒成形体(参考图2)。
另外,由表1和表2可知,通过向实施例所涉及的发泡性树脂颗粒中添加溴系阻燃剂,可以赋予发泡颗粒成形体阻燃性。
与此相对,比较例1~3的发泡树脂颗粒是一种通过在混合树脂颗粒中浸渍发泡剂制造而成的发泡树脂颗粒,其中,上述混合树脂颗粒是将通过熔融混炼聚苯乙烯树脂和苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物而构成的混合树脂作为基体树脂。这时,由表3可知,无论在基体树脂具有以聚苯乙烯树脂为连续相、以苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物为分散相的海岛构造的情况下,还是在基体树脂具有以苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物为连续相、以聚苯乙烯树脂为分散相的海岛构造的情况下,由于发泡成形性不充分,不能得到良好的发泡颗粒成形体(参考图4)。而且,由于不能得到良好的发泡颗粒成形体,对于比较例1~3,省略了发泡颗粒成形体的评价(参考表3)。
另外,如表3所示,在基体树脂中的苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的比率为较低的18质量份的比较例4中,90℃温度下的尺寸变化率也为3%,耐热性较差。
另外,如表3所示,在以丙烯腈-苯乙烯共聚物和聚苯乙烯树脂作为基体树脂的比较例5中,由于发泡成形性不充分,不能得到良好的发泡颗粒成形体。而且,由于不能得到良好的发泡颗粒成形体,在比较例5中,省略了发泡颗粒成形体的评价(参考表3)。
Claims (7)
1.一种发泡性苯乙烯系树脂颗粒,其特征在于,所述发泡性苯乙烯系树脂颗粒含有石墨、作为发泡剂的碳原子数为3~6的脂肪族烃类;
所述发泡性苯乙烯系树脂颗粒的基体树脂,是通过在以苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物为主要成分的种颗粒中浸渍苯乙烯并使其聚合而构成的、苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂的复合树脂;
所述苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和所述聚苯乙烯树脂的质量比为20∶80~80∶20;
相对于100质量份的所述基体树脂,所述石墨的含量为0.1~6质量份。
2.根据权利要求1所述的发泡性苯乙烯系树脂颗粒,其特征在于,所述基体树脂中的所述苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的玻璃化转变温度为110~130℃。
3.根据权利要求1或2所述的发泡性苯乙烯系树脂颗粒,其特征在于,相对于100质量份的基体树脂,所述发泡性苯乙烯系树脂颗粒含有0.5~10质量份的溴系阻燃剂。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的发泡性苯乙烯系树脂颗粒,其特征在于,所述发泡性苯乙烯系树脂颗粒含有2~15质量%的所述脂肪族烃。
5.一种苯乙烯系发泡颗粒成形体,其特征在于,加热发泡权利要求1~4中任一项所述的发泡性苯乙烯系树脂颗粒,将得到的预发泡颗粒在模具内互相融合而得到。
6.一种根据权利要求1~4中任一项所述的发泡性苯乙烯系树脂颗粒的制造方法,其特征在于,包括:
悬浊步骤,将以苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物为主要成分且含有石墨的所述种颗粒悬浊于水性介质中得到悬浊液;
浸渍聚合步骤,通过在所述悬浊液中添加所述苯乙烯,在所述种颗粒中浸渍所述苯乙烯并使其聚合,得到以苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂的复合树脂作为基体树脂的苯乙烯系树脂颗粒;以及
发泡剂浸渍步骤,在所述浸渍聚合步骤的苯乙烯聚合中和/或聚合后,将由碳原子数为3~6的脂肪族烃构成的发泡剂浸渍于树脂颗粒中。
7.根据权利要求6所述的发泡性苯乙烯系树脂颗粒的制造方法,其特征在于,所述种颗粒由苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和苯乙烯树脂熔融混炼而成,同时,所述种颗粒中苯乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物和聚苯乙烯树脂的质量比为99∶1~70∶30;且以质量计,悬浊液中添加的苯乙烯的添加量与所述种颗粒中的聚苯乙烯树脂的含量的比为2以上。
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JP6036347B2 (ja) | 2016-11-30 |
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GR01 | Patent grant | ||
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