CN1318080A - 多孔聚合物粒子 - Google Patents

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Abstract

表观密度d0为600－200千克/米3的多孔聚乙烯基芳烃粒子，该粒子含有成核剂和以聚乙烯基芳烃的量为基准的2.0重量%或更少的挥发性有机发泡剂。本发明还涉及一种制备这些粒子的方法以及这些粒子在制备发泡粒子和泡沫制品中的用途。

Description

多孔聚合物粒子
本发明涉及多孔聚合物粒子及其制备方法。具体地说，本发明涉及多孔聚乙烯基芳烃粒子，其可发泡成泡沫制品。
多年来，已知聚乙烯基芳烃例如聚苯乙烯的粒子具有可发泡性，且所制得的粒子可用于制备泡沫制品。在此方面可参考例如美国专利2681321，其中公开了一种方法，使聚苯乙烯粒子暴露于液烃中并经过处理，以使液烃分散于聚苯乙烯粒子中。所制备的粒子通常含有4-8重量％的该液烃发泡剂，例如丁烷、正戊烷、或戊烷的混合物。然后，可将这些粒子发泡成密度较低的珠粒。用于包装粒子的表观密度通常是20-60千克/米3。发泡以后，粒子就在蒸汽加热的模具中熔融，以获得所需形状的泡沫制品。
影响聚苯乙烯粒子发泡的因素之一是烃类发泡剂的用量。参见Kirk Othmer，化学技术大全(Encyclopedia of Chemical Technology)，第三版，第21卷，第838页，与纯聚苯乙烯珠粒的密度值1050千克/米3以及与正戊烷溶于聚苯乙烯的简单混合物的密度计算值1020千克/米3相比，含有5.7重量％正戊烷的粒子的密度通常为1080千克/米3。如果全部戊烷都存在于孔隙中，那么密度计算值为1120千克/米3。因此，一般认为部分烃发泡剂存在于聚苯乙烯的小孔隙中。本领域熟练技术人员将理解上述密度是粒子密度，可将其重新计算成表观密度。1080千克/米3的粒子密度对应于约720千克/米3的表观密度。
现有作法的缺点在于，在未发泡的粒子的运输和储存期间，挥发性有机发泡剂可从粒子中蒸发出来，特别是从孔隙中蒸发出来。当在不同的温度和/或持续时间内运输和/或储存所述粒子时，例如戊烷的含量可能变化显著。除了在运输期间必须采取额外的安全措施例如气密性包装，应该注意这种变化对发泡后所得的泡沫材料有影响。
另外，发泡过程本身还引起原来存在于未发泡粒子中的有机发泡剂散发到环境中。为了降低所述散发，已开发出复杂的设备来收集已散发的发泡剂以进行进一步的处理，例如燃烧。该设备将安装在所述粒子的最终使用者、即生产泡沫制品的用户的设备中。这需要这些用户具有额外的专业知识和付出额外的投资。
所以本发明的目的是制备可发泡的且不存在安全、环境和发泡相关问题的聚乙烯基芳烃粒子。
由英国专利1106143和PCT申请WO 98/01489已知水用作发泡剂的可发泡性粒子。尽管这种粒子防止了一些上述问题，但这种粒子的缺点之一是水比大多数常用发泡剂的挥发性更小。所以需要采取特定的措施来促进水的蒸发，以达到合适的可发泡性。在英国专利1106143中，特别参考以下事实，即需要加入额外的挥发性有机发泡剂以获得令人满意的可发泡性。
所以，本发明的思想是制备高密度的可发泡性聚乙烯基芳烃粒子，可用无害的发泡剂将这些粒子发泡。但是，已知的高密度粒子仍含有较高含量的挥发性有机发泡剂。在此方面，参见美国专利3973884，其中描述了密度较高的聚合物珠粒。该专利具体地描述了与低密度用途的粒子中发泡剂用量相比，在制备用于高密度用途的聚苯乙烯粒子时有可能使用较少的戊烷或其它发泡剂。但是，该专利继续说明此差异较小，且在低密度用途的粒子中，戊烷含量可为6-7.2重量％，而在高密度用途中，聚苯乙烯粒子含有5.8-7.0重量％的戊烷。当这些粒子发泡至较高的密度时，只需使用少量戊烷来发泡。所以，所得的高密度粒子仍含有约4.3-5.5重量％的戊烷。
现在本发明提供一种避免上述所有缺点的粒子。因此，本发明提供表观密度d0为600-200千克/米3的多孔聚乙烯基芳烃粒子，该粒子含有成核剂和以聚乙烯基芳烃的量为基准的2.0重量％或更少的挥发性有机发泡剂。
显然，这些粒子已排除上述全部问题。因为挥发性有机发泡剂的量是2.0重量％或更少，其大部分(如果不是全部)溶于聚合物基体中，从而不易于蒸发。
根据本发明的多孔聚乙烯基芳烃粒子通常是经预发泡的粒子。其优点是这种粒子已具有一定的孔(泡孔)结构。因为已进行预发泡使得表观密度在600-200千克/米3的范围内，所以孔较小，且与未发泡的粒子相比，体积增加很小，从而运输成本不会成为限制性因素。表观密度d0以在530-250千克/米3范围内为宜。通常，这意味着经预发泡的粒子的体积比原来未发泡的粒子的体积增加到约1.5至小于3倍。此时，体积增加并未使运输成本超过其优点。最合适的是，表观密度d0在450-350千克/米3的范围内。
这样的孔是适宜的，其平均孔径为5-100微米，优选5-60微米，最优选10-40微米。平均孔径通过将粒子切成一半，并用JEOL JSMT220A扫描电子显微镜对样品照相来检测，其中使用10keV电子束能量，8-38毫米的连续操作距离，二次电子成像和5纳米的分辨率(JEOL是商标)。在本发明粒子中特定孔结构的存在使其可被无害的发泡剂所浸渍。
本发明的粒子含有成核剂，它是一种促进泡孔形成的化合物。成核剂适宜地在聚苯乙烯/发泡剂混合物的玻璃化转变温度下作为分离相存在于聚苯乙烯/发泡剂/成核剂体系中。有利的是，成核剂在聚乙烯基芳烃基体内均匀地分布。优选，通过电子显微术检测，成核剂的平均粒径为100纳米至10微米，更优选120纳米至5微米，最优选140纳米至1微米。成核剂的合适用量是以乙烯基芳烃为基准的0.01-3重量％，优选0.05-2重量％。
成核剂的例子是均匀分散的无机化合物、有机化合物和聚合物粒子。例子是碳酸盐化合物，例如碳酸钙；硫酸盐化合物，例如硫酸钡和硫酸钙；硅酸盐化合物，例如滑石、粘土、硅酸镁、无定形二氧化硅粒子、沸石、硅藻土；氧化物，例如氧化镁和氧化钛；碳酸氢钠与柠檬酸的混合物，含溴的有机化合物，萘化合物，多环芳烃，碳黑，焦炭，炭，石墨和金刚石粉，石蜡；和脂肪酸衍生物，例如硬脂酸盐和棕榈酸盐化合物。合适的聚合物粒子的例子是聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶、丁苯橡胶、苯乙烯/马来酸酐共聚物、纤维素。进一步的例子包括如WO 98/01501所述的极性聚合物，包括例如淀粉，和通过酯化或醚化反应改性的淀粉；如WO 98/01488和W098/01489所述的乳化剂，包括二烷基磺基琥珀酸盐、山梨醇-C8-C20-羧酸酯和C8-C20-烷基二甲苯磺酸盐。特别适合作为成核剂的是重均分子量为500-5000的聚乙烯蜡，其通常均匀分散于聚合物基体中，用量是以乙烯基芳烃的量为基准的0.01-1.0重量％，优选0.1-0.5重量％。
在根据本发明的粒子中挥发性有机发泡剂的量是以聚乙烯基芳烃的量为基准的2.0重量％或更小。优选，有机发泡剂的量小于1.5重量％。更优选挥发性有机发泡剂的用量尽可能低，例如小于1.0重量％。挥发性有机发泡剂是本领域公知的，通常是C2-C6脂族有机发泡剂，例如丙烷、丁烷、戊烷、己烷、环己烷或卤化有机发泡剂。最优选，所述粒子不含有机发泡剂。
有利的是，根据本发明的聚合物粒子含有以聚乙烯基芳烃的量为基准的小于3.0重量％的水。该含水量通常恰好是在传统悬浮聚合之后所保留的最大量。与英国专利1106143和PCT申请WO 98/01489的教导相反，不需要采取特定的措施来使额外的水保持在粒子中。优选，含水量小于1.5重量％，最优选小于0.5重量％。
根据本发明的多孔粒子可通过几种方法来制备。
一种可行的方法是将常用的可发泡性聚乙烯基芳烃粒子预发泡至600-200千克/米3的表观密度，并使其经过真空和/或加热以蒸发(较大)过量的发泡剂。但是，更合适将含有较少发泡剂的可发泡性聚乙烯基芳烃粒子进行预发泡。因此，优选通过这样的方法来制备本发明的多孔粒子，其中将含有成核剂和以聚乙烯基芳烃为基准的0.5-4.0重量％C2-C6有机发泡剂的可发泡性聚乙烯基芳烃粒子预发泡至600-200千克/米3的表观密度。更优选通过这样的方法来制备本发明的多孔粒子，其中将含有以聚乙烯基芳烃为基准的0.5-2.0重量％挥发性有机发泡剂的可发泡性聚乙烯基芳烃粒子预发泡至600-200千克/米3的表观密度。
另外，已发现多孔聚合物粒子还可通过将按照申请人的待审申请欧洲98203098.3所述方法制得的粒子进行发泡来制备。其中，在低于95℃的温度和在100-2000千帕表压下，用含N2和/或O2的无机气体来浸渍紧密的聚乙烯基芳烃聚合物粒子，获得可发泡性聚乙烯基芳烃粒子。
另一种可行方法是“原位”制备本发明的多孔粒子。其中，在挤出机中在发泡剂的存在下使苯乙烯进行本体聚合。当聚合物的热熔体从挤出机中排出时，将释放发泡剂以进行预发泡，达到600-200千克/米3的密度。然后切割略发泡的聚合物线材，获得本发明的粒子。在该技术中，优选使用二氧化碳作为发泡剂或所谓的化学发泡剂。化学发泡剂是在加热时释放气态组分的化合物。后一种化合物通常是固体，且特别用于本体聚合技术中。例子是二氧化碳或释放氮气的固体化合物，例如偶氮二碳酰胺。
用于获得本发明多孔粒子的可发泡性聚乙烯基芳烃粒子可通过各种方法来制备。这些包括本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合技术。聚合反应本身可通过热、通过自由基聚合或通过阴离子聚合来引发。可在聚合之前、期间或之后加入发泡剂。除了烃类(例如C2-C6烃或卤代烃)和水以外，还可使用其它发泡剂。例子是无机发泡剂，例如二氧化碳，或在申请人的待审申请欧洲98203098.3所述情况下的含N2和/或O2的无机气体。进一步的例子是化学发泡剂。
在本体技术中，聚合反应通过常用方法来进行，以获得已被发泡剂浸渍的小粒子(粗粒(nibs))。在本发明中，所述浸渍优选用0.5-4重量％的C2-6有机发泡剂来进行，更优选用0.5-2.5重量％的C2-6有机发泡剂来进行。成核剂可在本体聚合之前或期间加入。
有利的是，可发泡性粒子通过悬浮聚合方法来制备，其中使乙烯基芳烃在水相悬浮液中在成核剂和0.1-1重量％自由基引发剂的存在下进行聚合，其中C2-6有机发泡剂在聚合之前、期间或之后加入，其中发泡剂的量是以乙烯基芳烃的量为基准的0.5-4重量％，以获得可发泡性聚乙烯基芳烃粒子。成核剂可在聚合之前或期间加入，优选在聚合之前加入。更优选，可发泡性粒子通过这样的方法来制备，其中发泡剂的量是以乙烯基芳烃的量为基准的0.5-2.5重量％。对于悬浮聚合，许多方法和引发剂是已知的。在此方面，参见例如美国专利2656334和3817965，和欧洲专利申请488040。其中提及的引发剂也可用于制备本发明的粒子。特别合适的是有机过氧化合物，例如过氧化物、过氧碳酸酯和过酸酯。这些过氧化合物的典型例子是C6-20酰基过氧化物，例如过氧化二癸酰、过氧化二苯甲酰、过氧化二辛酰、硬脂酰基过氧化物；过酸酯，例如过苯甲酸叔丁酯、过乙酸叔丁酯、过异丁酸叔丁酯；氢过氧化物和二烃基过氧化物，例如含有C3-10烃基部分的那些，包括二异丙苯基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧基-(2-乙基己基)碳酸酯、二枯基过氧化物或其组合。不同于过氧化合物的其它引发剂也可使用，例如α,α’-偶氮二异丁腈。
悬浮聚合适当地在悬浮稳定剂的存在下进行。合适的悬浮稳定剂是本领域公知的，包括聚乙烯醇、明胶、琼脂、聚乙烯基吡咯烷、聚丙烯酰胺，无机稳定剂，例如氧化铝、膨润土、硅酸镁或磷酸盐，如磷酸三钙和/或磷酸氢二钠，任选与上述任何稳定化合物组合使用。稳定剂的量可适当地在以水相重量为基准的0.1-0.9重量％之间变化。
悬浮聚合适当地在两个温度阶段进行，其中第一阶段的温度是85-110℃，第二阶段的温度是115-140℃。
可发泡性聚乙烯基芳烃合适地具有0.2-3.0毫米的平均粒径。为了使其发泡，将这些粒子暴露于聚乙烯基芳烃进行塑化且引起发泡剂蒸发的温度下。这导致可发泡性聚乙烯基芳烃粒子小幅度预发泡成本发明的粒子。所述预发泡可通过几种方法来进行。合适的公知方法包括使用油浴、红外线或微波或蒸汽。可使用100-168℃温度和0-600千帕表压的蒸汽，这取决于添加剂和/或其它聚合物在可发泡性聚乙烯基芳烃粒子中的存在。在聚苯乙烯的情况下，优选使用100-125℃温度和0-230千帕表压的饱和蒸汽。还可通过使可发泡性粒子暴露于热水中来使这些粒子预发泡。该方法是优选的。在该实施方案中，水的适当温度为60-100℃，且暴露持续5-120分钟。在本发明中预发泡的最优选方法是使用热空气，其温度为90-200℃，优选为95-160℃，最优选为100-140℃。暴露的持续时间优选为至多3小时。
在本发明的多孔聚合物粒子中所含的乙烯基芳烃优选主要包含苯乙烯。聚乙烯基芳烃可含有至多10摩尔％的另一种含乙烯基的单体，例如丙烯腈、丙烯酸或甲基丙烯酸或酯、取代的苯乙烯，例如氯化苯乙烯或α-甲基苯乙烯或二乙烯基苯。但是，优选聚乙烯基芳烃中的乙烯基芳烃含有多于99摩尔％苯乙烯。更优选，聚乙烯基芳烃是聚苯乙烯。
有利的是，在其它聚合物例如聚苯醚的存在下聚合乙烯基芳烃。这些其它聚合物可在聚合反应之前或期间加入，或可在乙烯基芳烃的聚合开始之前原位形成。合适的聚苯醚如EP-A-350137、EP-A-403023和EP-A-391499所述。聚苯醚的用量优选是以乙烯基芳烃的量为基准的1-30重量％，并可改进聚乙烯基芳烃聚合物的刚性。
可发泡性和/或多孔聚乙烯基芳烃粒子可含有各种常用的添加剂。这些添加剂包括链转移剂和交联剂。链转移剂的合适例子是C2-15烷基硫醇，例如正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、叔丁基硫醇和正丁基硫醇。其它试剂是五苯基乙烷和α-甲基苯乙烯的二聚体。交联剂的例子是丁二烯和二乙烯基苯。
可发泡性和/或经预发泡的粒子还可含有抗静电剂、阻燃剂(例如六溴环十二烷)、染料、填充材料、稳定剂、增塑剂(例如白油)和润滑剂。粒子适当地被涂料组合物所涂覆，该涂料组合物包含硅氧烷、金属硅酸盐或甘油羧酸酯。合适的羧酸酯是甘油单、二和三硬脂酸酯、硬脂酸锌、及其混合物。所述组合物的例子已公开于英国专利1409285。除了硬脂酸酯，还可使用柠檬酸酯或棕榈酸酯。已通过在螺条共混器中干燥-涂覆或通过在易蒸发的液体中的淤浆或溶液来用该涂料组合物涂覆粒子。
与传统的高密度聚乙烯基芳烃粒子相反，根据本发明的粒子实际上是不能发泡的。这意味着当暴露于传统的发泡条件下，即在超大气压下暴露于饱和蒸汽中以达到105℃的最终温度30秒时，本发明的粒子发泡至最多比d0低三倍的表观密度。优选，根据本发明的粒子在这些条件下发泡至最多比d0低两倍的表观密度。
为了使本发明的粒子具有足够的可发泡性，用发泡剂浸渍这些粒子。因此，本发明还提供根据本发明的多孔粒子在制备发泡粒子和泡沫制品中的用途。优选，要浸渍的发泡剂是无机气体。如上所述，与原来未发泡的粒子的体积相比，经预发泡的粒子的体积可增加到约1.5倍至小于3倍。这确保经预发泡的粒子中的孔具有这样的尺寸，以将适量的无机气体浸渍至粒子的孔隙中。“无机”指浸渍气体可含有以气体体积为基准的至多1体积％的有机化合物，优选至多0.5体积％。最优选，无机气体不含任何有机化合物。
合适的无机气体的例子是二氧化碳。但是，二氧化碳干扰聚乙烯基芳烃基体。与许多商品发泡剂相似，二氧化碳在聚合物基体中溶解至一定的程度。这意味着出于对例如在安全、健康或毒性领域中的潜在负面影响的考虑，在某些用途中将必须努力除去二氧化碳。二氧化碳还是公知的温室效应气体，所以不是优选的。优选的是不具有这种负面效应且与聚合物基体的相互作用较小的无机气体。这种气体的例子是含N2和/或O2的无机气体、氦气、氖气和氩气。更优选，用于浸渍的无机气体选自含N2和/或O2的无机气体。这些气体适当地含有以气体体积为基准的大于90体积％的N2和/或O2，更合适地大于95体积％。最优选，该气体是氮气或空气。这些气体不仅对聚合物基体的干扰极小，而且还是有效且价廉的，并对环境或健康无负面影响。
可通过许多方法来进行浸渍。但是，优选用无机气体通过使粒子在0-95℃范围内的温度下暴露于该气体中来浸渍本发明的粒子。在该方法中，粒子中的孔隙被气体所填充，且不致于把聚乙烯基芳烃加热到变形的程度。这种变形可能对孔隙的结构和性能有不利影响，进而对所得经浸渍的粒子的可发泡性有负面影响。此外，低温确保粒子保持自由流动，且不互相粘结，而如果在较高的温度下进行浸渍，则可能出现粘结。优选的温度范围是0-50℃，更优选10-30℃。最优选，所用的温度是室温。
这样的浸渍是合适的，以在多孔粒子的孔内达到100-1500千帕的表压。优选的孔内表压在200-1000千帕之间，更优选300-800千帕之间。低于100千帕的表压意味着孔隙在约大气压下只能被气体所填充，例如氮气或空气。这导致发泡不充足(即使有)。高于1500千帕的表压是可能的，但由于经济和安全原因而不是所期望的。为在孔内达到预期压力所需施加的外压优选是100-2000千帕。尽管有可能使用较高的外压，但是这需要更好的配备压力设备，且使取样更困难。优选，所施加的最高外压是1500千帕。适当地，所施加的外压与多孔粒子的孔内所需压力相同。
在用发泡剂浸渍之后，所得经浸渍的粒子适当地发泡至比d0低至少3倍的表观密度。优选，经浸渍的粒子适当地发泡至比d0低至少5倍的密度。尽管可发泡至所需的任何表观密度，但是实际上发泡至比d0低至多20倍的表观密度，更优选至多40倍。可通过与预发泡所述相同的方法来进行发泡。优选使用蒸汽作为发泡方式。然后经发泡的粒子在模具中一起熔融，获得泡沫制品。
将通过以下非限制性实施例进一步说明本发明。
实施例
所有表观密度根据以下方法来检测：
称量容量为1000厘米3±2厘米3、内径为66毫米和高度为293毫米的圆柱形杯子的重量，准确至接近0.1克(大气压，室温)。然后，用聚乙烯基芳烃粒子填充该杯子。用极平的金属刮刀在杯子的侧面轻敲三次，然后刮掉杯子顶部上多余的材料，且不摇动杯子。称量杯子中材料的重量，准确至接近0.1克，以克/厘米3为单位计算聚乙烯基芳烃粒子的重量，并转换成千克/米3。
用正己烷作为内标，通过气相色谱检测戊烷总含量。
根据Karl Fischer方法检测水的总含量。
实施例1EPS粒子的制备
通过悬浮聚合方法制备聚苯乙烯粒子。其中，将4000克软化水(4升)、3680克苯乙烯(4升)、传统的悬浮稳定剂、以苯乙烯重量为基准的0.25重量％的聚乙烯蜡和0.25重量％的白油在475rpm的搅拌速率下混合。通过将温度升至86℃和加入过氧化物引发剂(0.65重量％)来开始聚合。另外加入0.05重量％的α-甲基苯乙烯的二聚体。在约6小时之后，加入81克戊烷(75重量％正戊烷和25重量％异戊烷的混合物)，并使温度升至约120℃，在该温度下保持2小时。在完成聚合之后，冷却反应混合物。
所得的聚苯乙烯粒子含有以聚苯乙烯重量为基准的2.1重量％戊烷，其粒径在0.4-0.7毫米的范围内，聚乙烯蜡的含量是以聚苯乙烯重量为基准的0.25重量％。预发泡
将聚苯乙烯粒子在100℃的水浴中放置900秒。然后使其在60℃下干燥15分钟。所得经预发泡的粒子具有500千克/米3的堆积密度d0，以聚苯乙烯重量为基准的1.77重量％戊烷含量，和0.2重量％的含水量。发泡
将经预发泡的聚苯乙烯粒子置于KURTZ KV450间歇式蒸汽发泡机中，使用超大气压的饱和蒸汽，达到105℃的最终温度(KURTZ是商标)。发泡时间是30秒。粒子被发泡至362千克/米3的堆积密度d。d0/d比率的计算值是1.4。
实施例2
除了在KURTZ KV450间歇式预发泡机中使用80千帕表压的蒸汽在117℃的温度下将聚苯乙烯粒子预发泡15秒以外，重复实施例1的步骤。
所得经预发泡的粒子具有536克/升的堆积密度d0，以聚苯乙烯重量为基准的1.92重量％戊烷含量，和0.1重量％的含水量。
在置于KURTZ KV450间歇式蒸汽发泡机中之后，经预发泡的粒子被发泡至427千克/米3的堆积密度d。d0/d比率的计算值是1.3。
实施例3
除了在KURTZ KV450间歇式预发泡机中使用80千帕表压的蒸汽在117℃的温度下将聚苯乙烯粒子预发泡45秒以外，重复实施例1的步骤。所得经预发泡的粒子具有256千克/米3的堆积密度d0，以聚苯乙烯重量为基准的1.77重量％戊烷含量，和0.1重量％的含水量。
在置于KURTZ KV450间歇式蒸汽发泡机中之后，经预发泡的粒子被发泡至124千克/米3的堆积密度d。d0/d比率的计算值是2.1。
实施例4
除了在悬浮液中使用62克戊烷以外，重复实施例1的步骤。所得的聚苯乙烯粒子含有1.6重量％的戊烷，粒径在0.7-0.9毫米的范围内。聚乙烯蜡的量是0.25重量％。
然后，将聚苯乙烯粒子在KURTZ KV450间歇式预发泡机中在40千帕的表压下在109℃的温度下预发泡20秒。所得经预发泡的粒子具有350千克/米3的堆积密度d0，以聚苯乙烯重量为基准的1.1重量％戊烷含量，和0.1重量％的含水量。
然后，将经预发泡的粒子置于KURTZ KV450间歇式蒸汽发泡机中30秒，使用超大气压的饱和蒸汽，达到115℃的最终温度，而不是105℃。粒子被发泡至125千克/米3的堆积密度d。d0/d比率的计算值是2.8。
实施例5EPS粒子的制备
通过悬浮聚合方法制备聚苯乙烯粒子。其中，将67.7千克软化水(67.7升)、79.34千克苯乙烯(86.4升)、传统的悬浮稳定剂、以苯乙烯重量为基准的0.5重量％的聚乙烯蜡在170rpm的搅拌速率下混合。通过将温度升至86℃和加入过氧化物引发剂(0.57重量％)来开始聚合。在约4.5小时之后，加入2.5升戊烷(75重量％正戊烷和25重量％异戊烷的混合物)，并使温度升至约120℃，在该温度下保持2小时。在完成聚合之后，冷却反应混合物。
所得的聚苯乙烯粒子含有以聚苯乙烯重量为基准的1.66重量％戊烷，其粒径在0.4-0.7毫米的范围内，聚乙烯蜡的含量是以聚苯乙烯重量为基准的0.5重量％。预发泡
通过将聚苯乙烯粒子在温度为97-100℃的热空气中放置2700秒来进行预发泡。所得经预发泡的粒子具有428千克/米3的堆积密度d0，以聚苯乙烯重量为基准的1.29重量％戊烷含量，和0.2重量％的含水量。发泡
将经预发泡的聚苯乙烯粒子置于KURTZ KV450间歇式蒸汽发泡机中，使用超大气压的饱和蒸汽，达到105℃的最终温度。发泡时间是30秒。粒子被发泡至316千克/米3的堆积密度d。d0/d比率的计算值是1.4。
实施例6EPS粒子的制备
通过本体聚合方法、然后通过悬浮聚合方法制备聚苯乙烯粒子。其中，将69升苯乙烯、354克马来酸酐和1000克淀粉在175rpm的搅拌速率下混合。通过将温度升至120℃和加入过氧化物引发剂(0.025重量％)来开始聚合。在90分钟之后，将该混合物冷却至60℃，并转移至另一反应器中。
此时，将91千克软化水(91升)、所得的本体聚合混合物和传统的悬浮稳定剂在175rpm的搅拌速率下混合。通过将温度升至86℃和加入过氧化物引发剂(0.30重量％)来开始聚合。在约5小时之后，使温度升至约120℃，并在该温度下保持1.5小时。在完成聚合之后，冷却反应混合物。
所得的聚苯乙烯粒子含有以聚苯乙烯重量为基准的2.6重量％水，其粒径在0.9-1.6毫米的范围内。预发泡
将聚苯乙烯粒子在温度为127℃的热空气中放置100秒。所得经预发泡的粒子具有330千克/米3的堆积密度d0。发泡
将经预发泡的聚苯乙烯粒子置于KURTZ KV450间歇式蒸汽发泡机中，使用超大气压的饱和蒸汽，达到117℃的最终温度，而不是105℃。发泡时间是30秒。粒子被发泡至298千克/米3的堆积密度d。d0/d比率的计算值是1.1。对比实验
除了使用267克戊烷代替81克戊烷以外，根据实施例1的方法制备可发泡性聚苯乙烯粒子。所得的聚苯乙烯粒子含有6.2重量％戊烷，其粒径在0.4-0.7毫米的范围内，并含有0.25重量％聚乙烯蜡。
然后，通过将聚苯乙烯粒子在温度为70℃的水浴中放置600秒来使其预发泡。所得经预发泡的粒子具有520千克/米3的堆积密度d0，以乙烯基芳烃的量为基准的5.9重量％戊烷含量，和0.15重量％的含水量。
在实施例1的条件下置于KURTZ KV450间歇式蒸汽发泡机中之后，粒子被发泡至14.9千克/米3的堆积密度d。d0/d比率的计算值是34.9。

Claims (11)

1．表观密度d0为600-200千克/米3的多孔聚乙烯基芳烃粒子，所述粒子含有成核剂和以聚乙烯基芳烃的量为基准的2.0重量％或更少的挥发性有机发泡剂。
2．根据权利要求1的粒子，其表观密度为530-250千克/米3。
3．根据权利要求1或2的粒子，其含有以聚乙烯基芳烃的量为基准的小于3.0重量％的水。
4．根据权利要求1-3中任一项的粒子，其中当使所述粒子暴露于超大气压的饱和蒸汽以达到105℃的最终温度30秒时，所述粒子发泡至比d0低至多3倍的表观密度。
5．根据权利要求1-4中任一项的粒子，其具有平均孔径为5-100微米的孔。
6．根据权利要求1-5中任一项的粒子，其中所述聚乙烯基芳烃是聚苯乙烯。
7．一种制备多孔聚乙烯基芳烃粒子的方法，其中使含有成核剂和以聚乙烯基芳烃为基准的0.5-4重量％的C2-6有机发泡剂的可发泡性聚乙烯基芳烃粒子预发泡至600-200千克/米3的表观密度。
8．根据权利要求7的方法，其中所述可发泡性聚乙烯基芳烃粒子通过悬浮聚合方法来制备，其中乙烯基芳烃在水相悬浮液中在成核剂和0.1-1重量％自由基引发剂的存在下进行聚合，其中C2-6有机发泡剂在聚合之前、期间或之后加入，其中发泡剂的量是以乙烯基芳烃的量为基准的0.5-4重量％，以获得可发泡性聚乙烯基芳烃粒子。
9．根据权利要求7或8的方法，其中可发泡性聚乙烯基芳烃粒子的预发泡通过使其暴露于热空气中来进行。
10．根据权利要求9的方法，其中所述热空气具有90-200℃的温度。
11．根据权利要求1-7的粒子在制备发泡粒子和泡沫制品中的用途。
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