CN109422974B - 一种宽加工窗口的聚苯乙烯类发泡材料及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种宽加工窗口的聚苯乙烯类发泡材料及其制作方法。因为发泡材的隔热效果，不容易控制发泡过程中的温度能全面均匀及完全精准，随着发泡密度愈来愈低，材料设计时要兼顾可操作的加工窗口愈加挑战。本创作利用添加特定比例具有双嵌段共聚高分子结构、接枝共聚高分子结构或侧链共聚高分子结构的相容剂，有效改善控制聚苯乙烯发泡材材料在高温加工范围内的密度稳定性，降低破泡的情形。

Description

一种宽加工窗口的聚苯乙烯类发泡材料及其制作方法
技术领域
高分子发泡材拥有较轻、高乘载强度(load-bearing strength)、良好的热绝缘性以及高耐冲击强度等等，因此相较于未发泡的高分子材料，高分子发泡材可以应用于更多领域，例如汽车、航空、包装与建筑材料等等。高分子发泡中polystyrene(聚苯乙烯,PS)发泡是目前世界上运用最广泛及大量的发泡材。
背景技术
高分子发泡材从1930年早期的大泡孔型聚苯乙烯发泡(macrocellularpolystyrene foams)发表后，高分子发泡(polymer foams)就开始被广泛的研究，并且受到学术界及工业界的高度兴趣，近年来高分子发泡的研究从早期的细泡孔(fine-celledfoams)泡孔尺寸(cell size)介于10至100微米(μm)与中期的微泡孔(microcellularfoams)泡孔尺寸(cell size)小于或等于10微米(μm)，演变为纳米泡孔(nanocellularfoams)小于或等于1微米(μm)。在维持一定机械强度下，降低密度与成本是高分子发泡材的研究主要方向。聚苯乙烯拥有良好的热阻性、较高的杨氏模数与抗张强度等，并且利用聚苯乙烯制作的合胶，可以提供高弹性、高韧性以及良好的抗化学性等等，发泡的聚苯乙烯材大多用于包装方面，防止货物碰撞破裂，因此也能用于保护材上，例如安全帽的填充材等，而其优异的热阻性，也能用于建材上的防火砖，以及食品、药品、血袋等医疗用品的保温等，其中聚苯乙烯发泡也能展现优异的机械性，成本低廉且高利润。由于上述聚苯乙烯发泡拥有优异的机械性质与抗化学性的特性，因此先前已有不少文献及专利研究聚苯乙烯的合胶发泡材。
在弹性体添加在聚苯乙烯发泡材的领域中，史瑞生在台湾专利号码I371367中以化学发泡的方式，将聚苯乙烯与聚(苯乙烯-嵌段-丁二烯-嵌段-苯乙烯)(poly(styrene-b-butadiene-b-styrene)，又称SBS)的合胶发泡，制备出一仿木材料，专利中所提出的实施方式是以100wt％的组合物中，含有10-80wt％的热塑性弹性体材料为基底，如SBS、聚(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)(poly(styrene-isoprene-styrene)，又称SIS)、苯乙烯类嵌段共聚物(styrenic block copolymers，又称SBC)或前述化合物的任一混合物的高分子化合物群组，10-80wt％的该硬段结构材料，如聚苯乙烯(PS)、acrylonitrile-styrene(AS)、acrylonitrile-butadiene-styrene(ABS)、high impact polystyrene(HIPS)或前述化合物的任一混合物的高分子化合物群组，0.01-2.0wt％的架桥剂，如过氧化二异丙苯(dicumyl peroxide)、2,5-(叔丁基过氧化物)-2,5-二甲基己烷(2,5-(tert-butylperoxide)-2,5-dimethylhexane)或硫磺，0.1-15.0wt％的发泡剂，如偶氮类化学发泡剂或小苏打等物理性发泡剂，并且可另外添加发泡助剂、色料或是防火剂来强化或提升此仿木材料的性能。在史瑞生其他专利中，都是使用此专利配方，如:台湾专利(I321097)是使用前述专利的配方，进行高倍率的发泡发明，在台湾专利(I227186)则是以前述的配方进行连续制程的生产发明，在美国专利申请案US 2005/0029697、美国专利(US 2005/0029696)也都是使用前述配方的发明。
金恩(Jing)等人测试聚苯乙烯与不同比例的SBS的合胶发泡情形，并在合胶中加入纳米CaCO3当作成核剂，测试其发泡结果，随着SBS含量的增加，气泡尺寸随之减少，气泡数量随之增加，是因为SBS的添加，其合胶的黏度上升所致，而随着CaCO3添加，其气泡数量也随之增加[Jing,X.；Peng,X.F.；Mi,H.Y.；Wang,Y.S.；Zang,S.；Chen,B.Y.；Zhou,H.M.；Mou,W.J.“Cell Evolution and Compressive Properties of Styrene-Butadiene-Styrene Toughened and Calcium Carbonate Reinforced Polystyrene ExtrusionFoams with Supercritical Carbon Dioxide”,J.Appl.Polym.Sci.,133,43508-43517(2016)]。
在石(Shih)等人的研究中，在SBS/聚苯乙烯(PS)/SBR(styrene-butadienecopolymer,型号：SBR-1502)的合胶中，添加不同比例的交联剂，测试其发泡结果，显示出随着交联剂的增加，确实能够有效的稳定泡孔的大小，交联剂的含量增加，其气泡的数量也随之增加并且气泡尺寸也随之降低[Shih,R.S.；Kuo,S.W.；Chang,F.C.“Thermal andMechanical Properties of Microcellular Thermoplastic SBS/PS/SBR Blend:Effectof Crosslinking”Polymer,52,752-759(2011)]。
但上述的专利与文献中都并无探讨加工窗问题，都着重于单一温度下的发泡情形，但温度差异会明显使样品发泡密度与气泡型态出现差异，而发泡高分子的密度与气泡型态对于产品品质有非常大的影响，而本创作则是着重于扩大加工窗范围，亦即可以在一定范围温度内发泡的样品，其密度与气泡型态差异较为小，以稳定产品的品质。
发明内容
为了持续降低成本及减轻重量，因此发泡配方设计时，需要持续降低发泡密度，甚致于牺牲加工窗口。因为发泡材的隔热效果，在发泡制程上，温度控制不容易完全均匀及精准，所以在发泡时的温度，有时候并非设定温度，会与设定温度有所误差。随着发泡密度愈来愈低，当加工时超出加工窗口产生破泡时，整个材料几乎崩解，完全无强度，因此对聚苯乙烯发泡配方设计时，如何兼顾可行的加工窗口，是一个很重要的课题，但从来未被研究过。
本创作改善聚苯乙烯发泡材的发泡情形，主要在增加并控制材料在高温加工范围内的密度稳定性，使发泡能正常进行且发泡时气泡的型态稳定，降低破泡的情形。添加特定比例的相容剂，所产生的聚苯乙烯发泡材料具有宽的高温加工窗口。本创作的一种宽加工窗口的聚苯乙烯类发泡材料，其中包含两种以上的热塑性聚苯乙烯类高分子、相容剂与发泡剂、发泡助剂；其中相容剂为具有双嵌段共聚高分子结构、接枝共聚高分子结构或侧链共聚高分子结构的相容剂，其比例占重量百分比在1-20％之间，所产生的发泡平均孔洞直径为10至150微米，孔洞直径分布小于±100％。
如前述的宽加工窗口的聚苯乙烯类发泡材料，其发泡温度介于150度至180度之间，热压压力介于60至250Kg/cm2之下，其所产生的发泡产品的密度分布小于±12％。
其中一种热塑性聚苯乙烯类高分子是选自聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-苯乙烯(acrylonitrile-styrene,AS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile-butadiene-styrene,ABS)、高抗冲聚苯乙烯(high impact polystyrene,HIPS)或前述化合物的任一混合物的高分子化合物群组。
其中一种热塑性聚苯乙烯类高分子为热塑性弹性体高分子，是选自聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(poly(styrene-butadiene-styrene))，聚(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)(poly(styrene-ethylene-butylene-styrene))或聚(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)(poly(styrene-isoprene-styrene))等，其比例占重量百分比为10-30％。
其中相容剂为双嵌段共聚高分子(di-block copolymer)结构、接枝共聚高分子(graft copolymer)结构或侧链共聚高分子(branched copolymer)结构等的相容剂，其中侧链共聚高分子可以为星形(star)、辐射状(radial)或梳子(comb)形状。尤其是聚(苯乙烯-丁二烯)(poly(styrene-butadiene))类的双嵌段共聚高分子相容剂，其比例占重量百分比在1-20％之间的效果尤佳。
其中发泡剂为柠檬酸或偶氮类化学发泡剂，如偶氮二甲酰胺(azodicarbonamide,AC)、偶氮二异丁腈(2,2'-azodi(isobutyronitrile,AIBN),或磺酰肼类发泡剂，如4,4'-氧双(苯磺酰肼)(4,4′-oxybis(benzenesulfonyl hydrazide),OBSH),对甲苯磺酰肼(p-toluenesulfonhydrazide,TSH)或小苏打粉物理发泡剂等。其中发泡剂比例为0.1-10.0百分含量(phr)。
其中发泡助剂为硬酯酸系，如硬酯酸(stearic acid)、硬脂酸锌(zinc stearate,ZnSt)等，以及氧化锌(zinc oxide,ZnO)、尿素(urea)、水杨酸(salicylic acid)等助剂，其中发泡助剂所占比例为0.1-20.0百分含量(phr)。
另外添加交联剂，其可选自2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷(2,5-Dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane)或过氧化二异丙苯等的过氧化物，交联剂所占比例为0.1-10.0百分含量(phr)。
另外也可视需要添加补强材，其可选自片状的补强材，如滑石粉、云母粉与黏土等，尺寸大小在0.1-10微米(μm)。
添加聚(苯乙烯-嵌段-丁二烯-嵌段-苯乙烯)(SBS)的样品在高温时的发泡情形，相较于纯聚苯乙烯确实有明显改善，进一步添加5-20％的双嵌段(di-block)结构的聚(苯乙烯-丁二烯)(商品名：Q-resin,Q胶)为相容剂后，便可达到稳定结构以及扩大加工窗范围的目的，则可以避免因制程温度变异造成产品的品质差异，最后添加滑石粉(talc)为成核剂，增加样品的气泡数量。
达到宽的加工窗口的关键因素，在于添加特定比例的相容剂，其为双嵌段共聚高分子(di-block copolymer)结构、接枝共聚高分子(graft copolymer)结构或侧链共聚高分子(branched copolymer)结构等的相容剂。尤其是聚(苯乙烯-丁二烯)(poly(styrene-butadiene))类的双嵌段共聚高分子相容剂，此类相容剂苯乙烯嵌段可与三段共聚合物(SBS)中的苯乙烯相容，另外丁二烯嵌段则可与三段共聚合物(SBS)中的丁二烯相容，帮助SBS于PS中的分散，使得合胶在高温发泡时，密度变化会较小，如果未添加双嵌段(di-block)结构的poly(styrene-butadiene)相容剂，则样品在高温发泡时，密度会有明显差异，而发泡材的密度是产品的重要性质之一，若密度改变太大，则加工及产品应用上面会出现问题。
附图说明
图1为纯聚苯乙烯(PS)、SBS以及两者不同比例的合胶在不同发泡温度下的发泡密度。
图2为纯聚苯乙烯(PS)以及纯SBS的样品，在不同发泡温度下的发泡情形，在扫描电镜下拍照。
图3为聚苯乙烯(PS)/SBS的合胶，聚苯乙烯(PS)与SBS的比例为80:20，与添加Q胶后的聚苯乙烯(PS)/SBS合胶，聚苯乙烯(PS)、SBS和Q胶的比例为75:20:5，在不同发泡温度下的发泡情形，在扫描电镜下拍照。
图4为聚苯乙烯(PS)/Q/SBS的合胶，与添加滑石粉之后的样品，在不同发泡温度下的比较，在扫描电镜下拍照。
图5为纯聚苯乙烯(PS)在添加SBS、Q胶以及成核剂滑石粉之后，不同发泡温度下的综合比较图，在扫描电镜下拍照。
图6为纯聚苯乙烯(PS)与聚苯乙烯(PS)/Q/SBS合胶以及添加滑石粉的复合材三者cell density的差异。
图7为不同成核剂的发泡密度与气泡的比较，在扫描电镜下拍照。
如图8所示，将SBS的型号由SBS-4202改为SBS-3201后，发泡的样品密度变化在160℃至170℃下发泡时，依然没有太大改变，在扫描电镜下拍照。
如图9所示，添加相容剂的样品的耐冲击性质都有明显上升，代表添加相容剂不仅对于样品的加工范围有助益，对于样品的耐冲击性质也有助益。
【符号说明】
PL100 A2Z3V2代表复合材是由100％的聚苯乙烯(型号为PG-22)、0.5phr的发泡剂(A)、5.0phr的发泡助剂(Z)以及0.5phr的交联剂(V)所组成。
BM100 A2Z3V2代表复合材是由100％的聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(型号为SBS-4202)、0.5phr的发泡剂(A)、5.0phr的发泡助剂(Z)以及0.5phr的交联剂(V)所组成。
PLBM 90/10A2Z3V2代表复合材是由90％的聚苯乙烯(型号为PG-22)、10％的聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(型号为SBS-4202)、0.5phr的发泡剂(A)、5.0phr的发泡助剂(Z)以及0.5phr的交联剂(V)所组成。
PLBM 80/20A2Z3V2代表复合材是由80％的聚苯乙烯(型号为PG-22)、20％的聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(型号为SBS-4202)、0.5phr的发泡剂(A)、5.0phr的发泡助剂(Z)以及0.5phr的交联剂(V)所组成。
PLBM 70/30A2Z3V2代表复合材是由70％的聚苯乙烯(型号为PG-22)、30％的聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(型号为SBS-4202)、0.5phr的发泡剂(A)、5.0phr的发泡助剂(Z)以及0.5phr的交联剂(V)所组成。
PLBM 60/40A2Z3V2代表复合材是由60％的聚苯乙烯(型号为PG-22)、40％的聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(型号为SBS-4202)、0.5phr的发泡剂(A)、5.0phr的发泡助剂(Z)以及0.5phr的交联剂(V)所组成。
PLQBM 75/5/20A2Z3V2代表复合材是由75％的聚苯乙烯(型号为PG-22)、5％的聚(苯乙烯-丁二烯)(型号为PB-5903)、20％的聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(型号为SBS-4202)、0.5phr的发泡剂(A)、5.0phr的发泡助剂(Z)以及0.5phr的交联剂(V)所组成。
PLQBM 75/5/20A2Z3V2T2代表复合材是由75％的聚苯乙烯(型号为PG-22)、5％的聚(苯乙烯-丁二烯)(型号为PB-5903)、20％的聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(型号为SBS-4202)、0.5phr的发泡剂(A)、5.0phr的发泡助剂(Z)、0.5phr的交联剂(V)以及5.0phr的滑石粉(T,型号为LT-102)所组成。
PLQBM 75/5/20A2Z3V2C1代表复合材是由75％的聚苯乙烯(型号为PG-22)、5％的聚苯乙烯-丁二烯、20％的聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(型号为SBS-4202)、0.5phr的发泡剂(A)、5.0phr的发泡助剂(Z)、0.5phr的交联剂(V)以及1.0phr的碳酸钙(C,型号为实用级CCR)所组成。
PLQBM 75/5/20A2Z3V2C3代表复合材是由75％的聚苯乙烯(型号为PG-22)、5％的聚(苯乙烯-丁二烯)(型号为PB-5903)、20％的聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(型号为SBS-4202)、0.5phr的发泡剂(A)、5.0％的发泡助剂(Z)、0.5phr的交联剂(V)以及5.0phr的碳酸钙(C,型号为实用级CCR)所组成。
PLQBW 75/5/20A2Z3V2代表复合材是由75％的聚苯乙烯(型号为PG-22)、5％的聚(苯乙烯-丁二烯)(型号为PB-5903)、20％的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(型号为SBS-3201)、0.5phr的发泡剂(A)、5.0phr的发泡助剂(Z)以及0.5phr的交联剂(V)所组成。
具体实施方式
本发明使用的聚苯乙烯是奇美实业股份有限公司所生产，型号为PG-22，所使用的聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯为台橡股份有限公司所生产，型号为SBS-4202以及SBS-3201，所使用的聚苯乙烯-丁二烯双嵌段(di-block)共聚高分子为奇美实业股份有限公司所生产，型号为PB-5903(Q-resin)，所使用滑石粉为彦泰企业股份有限公司所提供，型号为LT-102，平均粒径为2.4μm，所使用的纳米碳酸钙为台茂纳米生化股份有限公司所提供，型号为实用级CCR，平均粒径为0.04-0.4微米(μm)。
一种制备宽加工窗口的聚苯乙烯类发泡材料的方法，将两种热塑性高分子、相容剂与发泡剂、发泡助剂、交联剂与其他补强材，其中相容剂为具有双嵌段共聚高分子结构、接枝共聚高分子结构或侧链共聚高分子结构的相容剂，经由混炼机、热压机制备样品，再将成型的样品以高温热压化学发泡的方式制备出发泡材，或是利用连续混炼方式制程制备发泡材；其制作程序为：
(1)将高分子复合材的所有材料成分，依照比例送入混炼机中进行混炼，使其均匀混合，其混炼温度范围为100-150℃，
(2)其高分子复合材混炼完成之后，其样品填入模具之中，送入热压机中进行热压成型，其热压温度范围为110-150℃，
(3)将热压成型完成的样品，再次送入热压机之中，进行高温热压化学发泡，以制备出高分子复合材发泡体，其温度范围为150-180℃，热压压力介于60至250Kg/cm2之下，
(4)其热塑性高分子发泡材在加工程序上，可添加其他加工助剂使其加工成型顺利，如石蜡、加工油、滑剂等，以及添加其他成核剂帮助其性质，如碳酸钙、滑石粉等材料。
实施例一：本发明熔融混炼法将高分子如聚苯乙烯(PS)(型号PG-22)、聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(SBS)(型号SBS-4202)、Q-resin(型号PB-5903)以不同的比例，与发泡材料混合均匀，发泡材料为0.4phr的发泡剂、5.0phr的发泡助剂以及0.5phr的交联剂，发泡剂为azodicarbonamide，发泡助剂为zinc stearate，交联剂为2,5-Dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane，混炼温度为120℃，混炼时间为20分钟，再将混炼完成的样品热压成形，热压温度为140℃，热压压力100Kg/cm2之下，热压时间为8分钟，将成型完成的样品在不同发泡温度下发泡，发泡时间都为10分钟，发泡温度分别为150、155、160、165与170℃。
实施例二：本发明熔融混炼法将高分子如聚苯乙烯(PS)(型号PG-22)、聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(SBS)(型号SBS-3201)、Q-resin(型号PB-5903)以不同的比例，与发泡材料混合均匀，发泡材料为0.4phr的发泡剂、5.0phr的发泡助剂以及0.5phr的交联剂，发泡剂为azodicarbonamide，发泡助剂为zinc stearate，交联剂为2,5-Dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane，混炼温度为120℃，混炼时间为20分钟，再将混炼完成的样品热压成形，热压温度为140℃，热压压力190Kg/cm2之下，热压时间为8分钟，将成型完成的样品在不同发泡温度下发泡，发泡时间都为10分钟，发泡温度分别为150、155、160、165与170℃。
如下表所示，比较例一与比较例二相较可知，添加聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)，不但提高发泡密度，降低发泡率，且在165℃及170℃依旧破泡，无法改善可发泡的温度窗口。然而，实施例一和二，在加入相容剂后，在165℃及170℃加工时不再破泡，且发泡密度变化很小和发泡品质固定。
Figure GDA0003340949700000101
Figure GDA0003340949700000111
如图1所示、为纯聚苯乙烯(PS)、SBS以及两者不同比例的合胶在不同发泡温度下的发泡密度，可以很明显看出在高温时，随着SBS含量的增加，合胶的发泡密度也随之上升。
如图2所示、为纯聚苯乙烯(PS)以及纯SBS的样品，在不同发泡温度下的发泡情形，可以看出，纯聚苯乙烯(PS)在150℃下，就有明显孔洞生成，而在160℃下，大量孔洞生成，尺寸为50-200μm，但在165℃以上发泡时，就出现明显破泡，孔洞尺寸都大于700μm，而借由添加SBS进入聚苯乙烯(PS)中，可以发现样品的孔洞尺寸与纯聚苯乙烯(PS)相比，都相对较小，在165℃以上发泡时，孔洞尺寸为250-400μm，是由于SBS的熔融强度较高，较能稳定高分子在高温时的泡孔结构，而当SBS的含量增加到30wt％以上时，在165℃下发泡的样品都为小孔洞，孔洞尺寸为50-100μm，合胶的样品相较于纯聚苯乙烯(PS)在不同发泡温下，其孔洞都较小，此部分可以看出借由将黏度较高的高分子与聚苯乙烯(PS)混炼可以明显提升在高温时发泡的孔洞结构，但其密度与孔洞型态在不同温度下还是有明显差异。
如图3所示、为聚苯乙烯(PS)/SBS的合胶，聚苯乙烯(PS)与SBS的比例为80:20，与添加Q胶后的聚苯乙烯(PS)/SBS合胶，聚苯乙烯(PS)、SBS和Q胶的比例为75:20:5，在不同发泡温度下的发泡情形，可以明显看出当添加Q胶之后，其孔洞在发泡温度160℃以上，都明显增加，并且在高温发泡时，无明显破泡，且密度无太大变化，故此有达到先前所述扩大加工窗范围的效应，借此稳定产品在生产加工时的品质，在发泡温度160、165与170℃下，其气泡型态与密度变化差异不大，气泡大小都为40-110μm，密度为0.7、0.68、0.62g/cm3，与未添加的聚苯乙烯(PS)/SBS合胶相比有明显差异，未添加Q胶的聚苯乙烯(PS)/SBS合胶的密度分别为0.8、0.59、0.5g/cm3，气泡大小分别为50-100、150-500与120-500μm。未添加相容剂的样品，因为加工窗较小，在高温发泡时出现破泡时，表面也会有明显破泡，而样品表面破泡所造成的凹凸不平，对于产品的应用以及美观方面，都是负面影响。
如图4所示、为聚苯乙烯(PS)/Q/SBS的合胶，与添加滑石粉之后的样品，在不同发泡温度下的比较，虽然添加滑石粉后的密度稍微提高，但可以发现其孔洞数量较多，代表其成核效果较佳。如图5所示、为纯聚苯乙烯(PS)在添加SBS、Q胶以及成核剂滑石粉之后，不同发泡温度下的综合比较图，可以明显看出其发泡情形与加工窗的改善。
如图6所示、为纯聚苯乙烯(PS)与聚苯乙烯(PS)/Q/SBS合胶以及添加滑石粉的复合材三者cell density的差异，可以明显看出，合胶的泡孔密度(cell density)明显较纯聚苯乙烯(PS)高，而添加滑石粉之后，其泡孔密度明显较高，可见其成核效果较佳。
如图7所示、为不同成核剂的发泡密度与气泡的比较，可以发现添加纳米级碳酸钙的样品，对于加工窗并无助益，但在165℃下发泡时，其密度较低。如图8所示，将SBS的型号由SBS-4202改为SBS-3201后，发泡的样品密度变化在160℃至170℃下发泡时，依然没有太大改变。
如图9所示，添加相容剂的样品的耐冲击性质都有明显上升，代表添加相容剂不仅对于样品的加工范围有助益，对于样品的耐冲击性质也有助益。

Claims (9)

1.一种宽加工窗口的聚苯乙烯类发泡材料，其特征在于：其中包含两种以上的热塑性聚苯乙烯类高分子、相容剂、发泡剂与发泡助剂；所述两种以上的热塑性聚苯乙烯类高分子其中一种热塑性聚苯乙烯类高分子是选自聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯或前述聚合物的任一混合物的高分子聚合物群组；还有一种热塑性聚苯乙烯类高分子为热塑性弹性体高分子，是选自聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、聚(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)、聚(苯乙烯–异戊二烯–苯乙烯)，其比例占重量百分比为10-30％；其中相容剂是聚(苯乙烯-丁二烯)的双嵌段共聚高分子相容剂，其比例占重量百分比在1-20％之间；所产生的发泡平均孔洞直径介于10至150微米。
2.根据权利要求1所述的一种宽加工窗口的聚苯乙烯类发泡材料，其特征在于：其中发泡剂比例为0.1-10.0phr。
3.根据权利要求1所述的一种宽加工窗口的聚苯乙烯类发泡材料，其特征在于：其中发泡剂为柠檬酸或偶氮类化学发泡剂，或磺酰肼类发泡剂，或小苏打粉物理发泡剂。
4.根据权利要求3所述的一种宽加工窗口的聚苯乙烯类发泡材料，其特征在于：其中偶氮类化学发泡剂是偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈。
5.根据权利要求3所述的一种宽加工窗口的聚苯乙烯类发泡材料，其特征在于：其中磺酰肼类发泡剂是4,4'-氧双(苯磺酰肼),对甲苯磺酰肼。
6.根据权利要求1所述的一种宽加工窗口的聚苯乙烯类发泡材料，其特征在于：其中发泡助剂所占比例为0.1-20.0phr；其中发泡助剂为硬酯酸系，以及氧化锌、尿素、水杨酸助剂。
7.根据权利要求6所述的一种宽加工窗口的聚苯乙烯类发泡材料，其特征在于，其中硬酯酸系发泡助剂是硬酯酸、硬脂酸锌。
8.根据权利要求1所述的一种宽加工窗口的聚苯乙烯类发泡材料，其特征在于：另外包含交联剂所占比例为0.1-10.0phr；其为选自2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷或过氧化二异丙苯的过氧化物。
9.根据权利要求1所述的一种宽加工窗口的聚苯乙烯类发泡材料，其特征在于：另外包含片状的补强材，其为滑石粉，尺寸大小介于0.1与10微米之间。
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