JP2010505010A

JP2010505010A - 燃焼遅延性を有する押出されたポリスチレン発泡体組成物

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Publication number: JP2010505010A
Application number: JP2009529434A
Authority: JP
Inventors: マクスウエル，キンバリー・エイ
Original assignee: アルベマール・コーポレーシヨン
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2010-02-18
Also published as: WO2008039836A2; KR20090068217A; EP2074163A2; IL197792A0; MX2009003004A; WO2008039836A3; CN101516976A; BRPI0717819A2; CA2664636A1; US20080090920A1

Abstract

燃焼遅延性をもった押出し可能なポリスチレン発泡体組成物、燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体、該発泡体を製造する方法、および該組成物および発泡体を含んで成る製品が提供される。燃焼遅延性をもった組成物を有する押出し可能なポリスチレン組成物は一般に、燃焼遅延剤組成物を含まない同一の組成物中のポリスチレンの少なくとも約９０％の分子量（Ｍ_ｗ）をもち、黄色化指数は約１〜約１０の範囲にあることを特徴としている。

Description

本発明は押出されたポリスチレン発泡体に関する。

スチレン重合体組成物および発泡体、例えば押出されたポリスチレン発泡体は押出し製品、ペイント、フィルムの塗装、および種々の製品の製造に広く使用されている。ポリスチレンの押出された発泡体は、優れた断熱性および高度の圧縮強さを与える完全独立気孔をもっていることを特徴としている。

押出されたポリスチレン発泡体は典型的にはスチレン重合体、燃焼遅延剤化合物、および発泡剤（ｂｌｏｗｉｎｇａｇｅｎｔ）を配合し、得られる混合物をダイス型を通して押出して発泡体を作ることによって製造される。若干の製品の用途に対しては、燃焼遅延剤化合物を使用して押出されたポリスチレン発泡体の燃焼性を減少させることが望ましい。押出されたポリスチレン発泡体に使用される燃焼遅延剤化合物は熱安定性、ポリスチレン中における実質的な混和性（ｍｉｓｃｉｂｉｌｉｔｙ）、高度の燃焼遅延性を含む多くの必要とされる特性をもっている。さらに、或る種の用途に対しては、これらの燃焼遅延剤化合物は発泡体を変色させないこと、即ち燃焼遅延剤化合物を含む発泡体の色が燃焼遅延剤化合物を含まない発泡体の色にできるだけ近いことが望ましい。

このように、上記の要求の全部ではないがそのいくつかを満たす燃焼遅延剤化合物が求められている。

本発明は一般に燃焼遅延剤として

の構造をもつ化合物を含む、平均のＹＩが約１〜約１０の燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体に関する。

この発泡体は、１９０℃において３２分後に約１５％未満の減少を示す初期剪断粘度をもった組成物からつくることができる。一態様においては、発泡体は、１７５℃において約３２分後に約１０％未満の減少を示す初期剪断粘度をもった組成物からつくることができる。

この発泡体は、ポリスチレンの分子量（Ｍ_ｗ）が燃焼遅延剤化合物を含まない同じ組成物中のポリスチレンの分子量の少なくとも約９０％である組成物からつくることができる
。他の態様においては、発泡体は、ポリスチレンの分子量（Ｍ_ｗ）が燃焼遅延剤化合物を含まない同じ組成物中のポリスチレンの分子量の少なくとも約９５％である組成物からつくることができる。

本発明の発泡体は平均のＹＩが約１〜約１０、好ましくは約１〜約５、さらに好ましくは約１〜約３、最も好ましくは約１〜約２の範囲にあり、例示的な具体化例においては本発明の発泡体は平均のＹＩが１である。

押出されたポリスチレン発泡体は製造製品をつくるのに使用することができる。例えば、押出されたポリスチレン発泡体は断熱材（ｔｈｅｒｍａｌｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ）をつくるのに使用することができる。

本発明の他の態様に従えば、燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体は燃焼遅延剤化合物を含み、この際該発泡体は平均のＹＩが約１〜約１０の範囲にあり、少なくとも一つの下記の特性をもっている。
（ａ）発泡体は１９０℃において３２分後には約１５％未満の減少を示す初期剪断粘度度をもった組成物からつくられる。
（ｂ）発泡体は１７５℃において３２分後に約１０％未満の減少を示す初期剪断粘度をもった組成物からつくられる。および／または
（ｃ）発泡体は、ポリスチレンが燃焼遅延剤化合物を含まない同じ組成物中のポリスチレンの少なくとも約９０％の分子量（Ｍ_ｗ）をもつ組成物からつくられる。

また本発明はＹＩが約１〜約１０の範囲にあり、燃焼遅延剤として

の構造をもつ化合物を含み、実質的に三酸化アンチモンを含まない燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体に関する。

本発明はさらに、三酸化アンチモンを実質的に含まない燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体の製造法であって、該方法は熔融したポリスチレン樹脂を提供し、該熔融したポリスチレンを

の構造を有する約０．１〜約１０重量％の燃焼遅延剤化合物と配合し、熔融したポリスチレンに発泡剤を加えて燃焼遅延性をもったポリスチレン組成物をつくり、該燃焼遅延性をもったポリスチレン組成物をダイス型を通して押出して押出されたポリスチレン発泡体をつくり、ここで該押出されたポリスチレン発泡体の平均のＹＩは約１〜約１０の範囲にあるようにすることを特徴とする方法に関する。

「発泡体」と言う言葉は「押出し可能なポリスチレン発泡体組成物」、「押出されたポリスチレン発泡体組成物」、「押出されたポリスチレン発泡体」、「燃焼遅延性をもった押出し可能なポリスチレン発泡体組成物」、「燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体組成物」、「燃焼遅延性をもった押出し可能なポリスチレン発泡体」、「燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体」等の言葉と入れ替えて使用される。

またＹＩは「黄色度指数（ＹｅｌｌｏｗｎｅｓｓＩｎｄｅｘ）」の略語であり、この方法はＡＳＴＭにより１９９５年に撤回されたにも拘わらず、例えばポリスチレンの発泡体のような白色度の非常に高い物体の中での変化を検出するのに特に使用される値としてまだ普通に使用されている。黄色度指数の測定装置ＹＩＤ１９２５［Ｃ／２］はＨｕｎｔｅｒＬａｂＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのような市販の装置として容易に入手できる。ＹＩＤ１９２５［Ｃ／２］を用いて対象物を比較する場合、それらは透明度、乳白度、厚さ、形、および他の物理的特性が類似していなければならないことに注意すべきである。

本明細書に記載されたＹＩの値は、米国、バージニア州、ＲｅｓｔｏｎのＨｕｎｔｅｒ
ＡｓｓｏｃｉａｔｅｓＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｉｎｃ．製のＨｕｎｔｅｒＬａｂＣｏｌｏｒＱＵＥＳＴ^(R) ＸＥＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（一連番号ＣＱＸ２９６３）を用い、６．６ｍｍのＳＡＶ（小区域視野）のポートの孔、および公称ディフューズ（ｄｉｆｆｕｓｅ）／８°球形光学的形状体、１０°のオブザーバー、Ｄｉｄｙｍｉｕｍフィルター（４３０ｎｍにおける透過率７８．１２％、５７０ｎｍにおける透過率３４．２８％）を備えたＤ６５光源を用いて得た。ＥａｓｙＭａｔｃｈ^(R)ＱＣのソフトウエア、バージョン３．６１．００（２００４）を使用して装置データの処理を行った。このデータを２°の標準的なオブザーバー関数およびＣ光源に対して処理し、ＹＩＤ１９２５［Ｃ／２］の値を得た。

この点に関して、「反射率−包含された鏡（ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ − ｓｐｅｃｕｌａｒｉｎｃｌｕｄｅｄ）」（ＲＳＩＮ）の標準化モードにおける較正されたタイルセットＨＣＬ−４０５を用いて分光装置の較正を行った。小視野（ＳＡＶ）を使用した。この場合試料全体、即ち直径約１．５ｃｍ、長さ約５インチの円筒形の発泡体が外部反射率ポート（ｅｘｔｅｒｎａｌｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅｐｏｒｔ）の小さな孔（孔の直径約０．９ｃｍ）を通って出てくる光を覆うようにする。試料のセルまたはレンズは使用せず、ＵＶフィルターは取り外した。緑色のタイル（Ｘ＝１９．３５，Ｙ＝２５．４４，Ｚ＝２１．２３，Ｌ^＊＝５７．５０，ａ^＊＝２２．４２，ｂ^＊＝１０．１８；光源Ｄ６５，１０°のオブザーバー，ＡＳＴＭＥ３０８）を毎週１回標準化し、この値をＸ、Ｙ、Ｚに対して±０．３に保つ。

較正手続きは次の通りである。蓋板（小視野用）を外部反射率ポートのところに装着する。較正を始めるために、外部反射率ポートを黒色の光トラップで覆って小視野を被覆し、検出器によって読み取る。光トラップを取り外し、反射率ポートを白色の較正タイル（Ｘ＝８０．１９，Ｙ＝８５．０５，Ｚ＝８９．７６，Ｌ^＊＝９３．９０，ａ^＊＝−０．８７，ｂ^＊＝１．０５；光源Ｄ６５，１０°のオブザーバー，ＡＳＴＭＥ３０８；一連番号ＣＱＸ２９６３，日付１０／３１／０５）で覆い、検出器によって読み取る。

またＤｏｗ社のＰＳ−１６８（燃焼遅延剤を含まない）を参照基準として使用することができるが、白色のタイルの較正試料を使用し参照基準を使用しなかった場合も同様の値が得られることに注意すべきである。

較正を行った後、上記の寸法をもった円筒形の試料を用いて発泡体のＹＩを測定した。発泡体の「棒（ｒｏｄ）」をエンド・オン・ビュー（ｅｎｄ−ｏｎｖｉｅｗ）で保持し、外部反射率ポートの所で小さい視野を完全に被覆した。三つの別々の発泡体の試料を独立に３回測定し（標準のＰＳ−１６８参照発泡体を用いまたは用いないで）、平均して本明細書において議論する値を得た。これらの測定の結果、本発明の「ＦＲ」化合物は発泡体に与えた色はほとんどなく、このＸＰＳの用途に現在使用されている対照の材料と同様であった。

本発明は一般に燃焼遅延性をもった押出し可能なポリスチレン発泡体組成物、燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体、このような発泡体の製造法、および該組成物および発泡体を含んで成る製品に関する。本発明の一態様に従えば、燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体組成物はポリスチレンおよび少なくとも１種の燃焼遅延剤化合物を含んで成っている。随時、該組成物は１種以上の相乗剤（ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｓ）、安定剤または種々の他の添加剤を含んで成っている。

本発明の発泡体に使用される燃焼遅延剤化合物は構造式

をもつ化合物、その互変異性体、立体異性体、および多形体（包括的に「化合物（Ｉ）」と呼ぶ）である。

本発明においては、燃焼遅延性組成物をつくるために化合物（Ｉ）を使用すると、熱安定性をもった効果的な発泡体が得られることが見出だされた。化合物（Ｉ）は熔融したポリスチレン樹脂の中に容易に配合することができ、燃焼遅延性組成物を生じる。加工の際に減成（ｄｅｇｒａｄｅ）して発泡体の品質を減少させる他の化合物と異なり、化合物（Ｉ）は安定性を保ち、ポリスチレン発泡体の生成に悪影響をおよぼさない。

本発明の一態様に従えば、本発明の燃焼遅延性をもった組成物は１９０℃において約３２分後の初期剪断粘度の減少が約１５％より少ない。他の態様に従えば、１７５℃において約３２分後の初期剪断粘度の減少が約１０％より少ない組成物から発泡体をつくることができる。

発泡体は、ポリスチレンの分子量（Ｍ_ｗ）が燃焼遅延剤化合物を含まない同一の組成物中のポリスチレンの少なくとも約９０％である組成物から発泡体をつくることができる。一態様においては、発泡体は、ポリスチレンの分子量（Ｍ_ｗ）が燃焼遅延剤化合物を含まない同一の組成物中のポリスチレンの少なくとも約９５％である組成物から発泡体をつくることができる。

本発明の発泡体の平均のＹＩが約１〜約１０、好ましくは約１〜約５、さらに好ましくは約１〜約３、最も好ましくは約１〜約２の範囲にあり、例示的な具体化例において発泡体の平均のＹＩは１である。

化合物（Ｉ）は典型的には本発明の組成物中において発泡体の全重量に関し約０．１〜約１０重量％の量で存在している。一態様においては化合物（Ｉ）は典型的には本発明の組成物中において同じ基準で約０．３〜約８重量％の量で存在している。他の態様においては化合物（Ｉ）は典型的には本発明の組成物中において同じ基準で約０．５〜約７重量％、或る場合には約３〜約４重量％の量で存在している。さらに他の態様においては化合物（Ｉ）は典型的には本発明の組成物中において同じ基準で約１〜約５重量％の量で存在している。ここでは種々の例示的な範囲が与えられているが、燃焼遅延剤化合物の正確な使用量は望ましい燃焼遅延性の程度、使用する特定の重合体、および得られる製品の最終用途に依存することを理解すべきである。

本発明の押出された発泡体はスチレン重合体からつくることができる。本発明に使用できるスチレン重合体の中には、ビニル芳香族単量体、即ち不飽和部分と芳香族部分とをもつ単量体の単独重合体および共重合体が含まれる。

本発明の一態様に従えば、ビニル芳香族単量体は式
Ｈ_２Ｃ＝ＣＲ−Ａｒ
をもっている。ここでＲは水素または炭素数１〜４のアルキル基であり、Ａｒは炭素数約６〜約１０の芳香族の基（種々のアルキルおよびハロゲンが環に置換した芳香族単位を含む）である。このようなビニル芳香族単量体の例には、これだけには限定されないが、スチレン、α−メチルスチレン、オルト−メチルスチレン、メタ−メチルスチレン、パラ−メチルスチレン、パラ−エチルスチレン、イソプロペニルトルエン、イソプロペニルナフタレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ビニルビフェニル、ビニルアントラセン、ジメチルスチレン、ｔ−ブチルスチレン、数種のクロロスチレン（例えばモノ−およびジクロロ異性体）、および数種のブロモスチレン（例えばモノ−、ジブロモ、およびトリブロモ異性体）が含まれる。

本発明の一態様に従えば、単量体はスチレンである。ポリスチレンは当業界に公知の塊状重合、溶液重合、懸濁重合、または乳化重合の方法により容易につくられる。重合はフリーラジカル、陽イオン性または陰イオン性反応開始剤、例えばジ−ｔ−ブチルパーオキシド、アゾビス（イソブチロニトリル）、ジ−ベンゾイルパーオキシド、過安息香酸ｔ−ブチル、ジクミルパーオキシド、過硫酸カリウム、三塩化アルミニウム、三フッ化硼素、エーテレート錯体、四塩化チタン、ｎ−ブチルリチウム、ｔ−ブチルリチウム、クミルカリウム、１，３−トリリチオシクロヘキサン等を存在させて行うことができる。スチレンを単独であるいはスチレンと共重合し得る１種またはそれ以上の単量体と重合させるさらに詳細な点は公知であり、ここで詳細に述べることはしない。

ポリスチレンは典型的には少なくとも約１，０００の分子量をもっている。本発明の一態様に従えば、ポリスチレンは少なくとも５０，０００の分子量をもっている。本発明の他の態様に従えば、ポリスチレンは約１５０，０００〜５００，０００の分子量をもっている。適当な場合または望ましい場合には、これよりも大きな分子量をもつポリスチレンを使用することもできることを理解すべきである。

本発明の発泡体は随時相乗剤を含んでいることができる。本発明に使用するのに適した本発明を限定しない例には、ジクミルパーオキシド、酸化第二鉄、酸化亜鉛、砒素、硼酸亜鉛、およびＶ族元素の酸化物、例えばビスマス、砒素、燐、およびアンチモンの酸化物が含まれる。本発明の一態様に従えば、相乗剤はジクミルである。

本発明の発泡体が相乗剤を含んでいる場合、相乗剤は一般に発泡体中において発泡体の全重量に関し約０．０１〜約５重量％の量で存在していることができる。一態様においては、相乗剤は発泡体中において同じ基準で約０．０５〜約３重量％、場合によっては約０．１〜約１重量％の量で存在していることができる。他の態様においては、相乗剤は一般に発泡体中において同じ基準で約０．１〜約１重量％の量で存在していることができる。さらに他の態様においては、相乗剤は一般に発泡体中において同じ基準で約０．１〜約０．５重量％の量で存在していることができる。例示的な一具体化例においては、本発明の発泡体の中に相乗剤を使用する場合、相乗剤は同じ基準で約０．４重量％の量で存在している。

相乗剤の全重量対化合物（Ｉ）の全重量の比は、約１：１〜約１：７の範囲にあることができる。本発明の一態様に従えば、相乗剤の全重量対化合物（Ｉ）の全重量の比は約１：２〜約１：４の範囲にある。

しかし、ここでは相乗剤が使用されているが、効果的な燃焼遅延性組成物を得るのに相乗剤は必要ではないことを理解すべきである。従って本発明の一態様に従えば、燃焼遅延性組成物は相乗剤を実質的に含んでいない。本発明の他の態様に従えば、燃焼遅延性組成物はアンチモン化合物を実質的に含んでいない。本発明のさらに他の態様に従えば、燃焼遅延性組成物は相乗剤を含んでいるが、三酸化アンチモンを実質的に含んでいない。

本発明の発泡体は随時熱安定剤を含んでいる。安定剤の例には、これだけには限定されないが、ゼオライト；ハイドロタルサイト；タルク；有機錫安定剤、例えばブチル錫、オクチル錫、およびメチル錫メルカプチド、ブチル錫カルボキシレート、オクチル錫マレエート、ジブチル錫マレエート；エポキシ誘導体；重合したアクリル結合剤；金属酸化物、例えばＺｎＯ、ＣａＯ、およびＭｇＯ；混合金属安定剤、例えば亜鉛、カルシウム／マグネシウム／亜鉛、バリウム／亜鉛、バリウム／カルシウム／亜鉛安定剤；カルボン酸の金属塩、例えばステアリン酸もしくは他の長鎖カルボン酸と亜鉛、カルシウム、バリウムの塩；金属の燐酸塩、例えばナトリウム、カルシウム、マグネシウム、または亜鉛の塩；或いはこれらの組み合わせが含まれる。

本発明の発泡体が熱安定剤を含んでいる場合、これは一般に発泡体の中に使用されている化合物（Ｉ）の全重量に関し約０．０１〜約１０重量％の量で存在している。一態様においては、熱安定剤は発泡体中において同じ基準で約０．５〜約５重量％の量で存在している。他の態様においては、熱安定剤は発泡体中において同じ基準で約１〜約５重量％の量で存在している。さらに他の態様においては、熱安定剤は発泡体中において同じ基準で約２重量％の量で存在している。

本発明の組成物および発泡体に使用できる他の添加物には、例えば押出し助剤（例えばステアリン酸バリウムまたはステアリン酸カルシウム）、またはジクミル化合物および誘導体、染料、顔料、充填剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、補強材、金属除去剤または失活剤、耐衝撃性付与剤、加工助剤、離型剤、潤滑剤、ブロッキング防止剤、他の燃焼遅延剤、他の熱安定剤、酸化防止剤、紫外線安定剤、可塑剤、流動助剤、および同様な材料が含まれる。必要に応じ、造核剤（例えばタルク、珪酸カルシウム、またはインジゴ）をポリスチレン組成物に含ませて気孔の大きさを制御することができる。

当業界に公知の任意の方法を用いて本発明の発泡体をつくることができ、これらの発泡体はこれだけには限定されないが断熱材を含む種々の目的に使用することができる。

本発明の発泡体をつくるための一つの例示的な方法は、押出し機の中でポリスチレン樹脂を熔融して熔融した樹脂をつくることを含んでいる。熔融した樹脂を混合機、例えばハウジングの内部に収納され、ローターの上の植込みボルトと噛み合う植込みボルト付きの内部表面をもった植込みボルト付きのローターを有する混合機へと移す。熔融した樹脂および揮発性の発泡剤または発泡剤を混合機の入口端に供給し、出口端から取出し、この時流れが一般に軸方向に向くようにする。混合機からゲルを冷却器に通し、冷却器からダイス型に通して一般的に矩形の形の板を押出す。このような方法は例えば米国特許第５，０１１，８６６号明細書に記載されている。この特許は引用により全文が本明細書に包含される。他の方法は米国特許第３，７０４，０８３号明細書および同第５，０１１，８６６号明細書に記載されている。これらの特許は引用により本明細書に包含される。これらの特許の中には、発泡体を押出し、大気圧より低い、大気圧での、または大気圧より高い圧力条件において発泡させるシステムを使用することが含まれている。適当な発泡方法の他の例は例えば米国特許第２，４５０，４３６号明細書；同第２，６６９，７５１号明細書；同第２，７４０，１５７号明細書；同第２，７６９，８０４号明細書；同第３，０７２，５８４号明細書；および同第３，２１５，６４７号明細書に記載されている。これらの特許は引用により全文が本明細書に包含される。

種々の泡形成剤（ｆｏａｍｉｎｇａｇｅｎｔｓ）または発泡剤を使用して本発明の燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体をつくることができる。適当な材料は米国特許第３，９６０，７９２号明細書に記載されている。この特許は引用により全文が本明細書に包含される。この目的に対しては揮発性の炭素含有化学物質が広く使用されている。その中には例えばエタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ブタン、ブチレン、イソブタン、ペンタン、ネオペンタン、イソペンタン、ヘキサン、ヘプタン、またはこれらの任意の混合物を含む脂肪族炭化水素；揮発性のハロゲン化炭素および／またはハロゲン化炭化水素、例えば塩化メチル、クロロフルオロメタン、ブロモクロロジフルオロメタン、１，１，１−トリフルオロエタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、ジクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、クロロトリフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ｓｙｍ−テトラクロロジフルオロエタン、１，２，２−トリクロロ−１，１，２−トリフルオロエタン、ｓｙｍ−ジクロロテトラフルオロエタン；揮発性のテトラアルキルシラン、例えばテトラメチルシラン、エチルトリメチルシラン、イソプロピルトリメチルシラン、およびｎ−プロピルトリメチルシラン、およびこれらの混合物が含まれ
る。フッ素を含む発泡剤の１種は商品名ＨＦＣ−１５２ａ（ＦＯＲＭＡＣＥＬＺ−２，Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓａｎｄＣｏ．）で市販されている１，１−ジフルオロエタンである。水を含む植物性の物質、例えば微粉末にしたトウモロコシの穂軸も発泡剤として使用することができる。米国特許第４，５５９，３６７号明細書に記載されているように、このような植物性の物質はまた充填剤としての役目をすることができる。この特許は引用により全文が本明細書に包含される。二酸化炭素も発泡剤またはその成分として使用することができる。二酸化炭素を発泡剤として使用する方法は例えば米国特許第５，００６，５６６号明細書；同第５，１８９，０７１号明細書；同第５，１８９，０７２号明細書；および同第５，３８０，７６７号明細書に記載されている。これらの各特許は引用により全文が本明細書に包含される。発泡剤および発泡剤混合物の他の例には二酸化炭素を含みまたは含まない窒素、アルゴン、または水が含まれる。必要に応じ、発泡剤および発泡剤混合物を適当な揮発性をもったアルコール、炭化水素、またはエーテルと混合することができる。例えば米国特許第６，４２０，４４２号明細書参照。この特許は引用により全文が本明細書に包含される。

押出されたポリスチレン発泡体は典型的には発泡体をつくるのに使用される組成物に関連して上記に述べた相対的な量で種々の成分および添加物を含んでいることができる。即ち例えば本発明の押出されたポリスチレン発泡体は、発泡体の約０．１〜約１０重量％の量で燃焼遅延剤化合物を含んでいることができる。

上記の説明は本発明のいくつかの具体化例に関するものである。当業界の専門家は、本発明の精神を実施するために同様に効果的な他の方法を工夫することが出来よう。また本発明の好適な具体化例は、本明細書に記載されたすべての範囲は任意のこれよりも少ない量から任意のこれよりも多い量の範囲に亙っているものと認識すべきである。下記実施例は本発明を例示するが、いずれの方法によっても本発明を限定するものではない。

下記の実施例において［ＰＳ」という言葉はポリスチレンの代りに使用されている。

押出しの前後においてＧＰＣを用い試料の評価を行うことにより、種々の燃焼遅延性濃縮物の分子量および発泡体に対する押出しの影響を決定した。

濃縮物（１０重量％の化合物Ｉ）をつくり、次いで約６５重量％のＰＳ−１６８の混ぜ物をしない樹脂に対し約３５重量％の濃縮物の割合で濃縮物を混ぜ物を含まない樹脂の中に混入し、二酸化炭素を注入して低密度の発泡体を押出すことにより試料Ａをつくった。ＰＳ−１６８はＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙから市販されている汎用の非燃焼遅延性級の補強しない結晶性ポリスチレンである。これは重量平均分子量が約１７２，０００ダルトン、数平均分子量が約１１０，０００ダルトンである（ＧＰＣで測定）。分子量の分析は、Ｗａｔｅｒｓ社の４１０示差屈折計およびＰｒｅｃｉｓｉｏｎＤｅｔｅｃｔｏｒｓのｍｏｄｅｌＰＤ−２０００光散乱強度検出器を備えたモジュール方式のＷａｔｅｒｓ社のＨＰＬＣを用い、ＴＨＦ中で測定した。分離に使用したカラムは２ＰＬＧｅｌＭｉｘｅｄＢｅｄＢカラム（ＰｏｌｙｍｅｒＬａｂｓ製）であった。やはりＰｏｌｙｍｅｒＬａｂｓ製のポリスチレンの標準を分子量の値を決定する際の較正標準として使用した。

濃縮物は約１０重量％の化合物（Ｉ）、約０．５重量％のハイドロタルサイト熱安定剤、約４．３重量％のＭｉｓｔｒｏｎＶａｐｏｒＴａｌｃ、約１．５重量％のステアリン酸カルシウム、および約８３．７重量％のＤｏｗＰＳ−１６８を含んでいた。濃縮物はＷｅｒｎｅｒ＆ＰｈｌｅｉｄｅｒｅｒＺＳＫ−３０同時回転式二重スクリュー押
出し機を用い約１７５℃の熔融温度でつくった。標準的な分散型の混合スクリューの断面を約２５０ｒｐｍ、供給速度約８ｋｇ／時で使用した。ＰＳ−１６８樹脂は単一スクリュー重力式供給器を介して供給し、前以て粉末の添加物を混合し、二重スクリュー粉末供給器を用いて供給した。

次に濃縮物を同じ二重スクリュー押出し機を使用して約６５重量％のポリスチレンに対し約３５重量％の濃縮物の割合で混ぜ物を含まないＤｏｗ社のポリスチレンＰＳ−１６８の中に混合し、次の条件を用いて発泡体をつくった：温度は区域１で約１７５℃、２で約１６０℃、３で約１３０℃、４で約１３０℃、ダイス型の温度約１４５℃、スクリューの速度約６０ｒｐｍ、供給速度約３．２ｋｇ／時、スクリーン・パック４０／８０／１５０、二酸化炭素の圧力約２９０〜約３１０ｐｓｉｇ、トルク約６３〜約７０％、および取出し速度約２〜約３フィート／分。

発泡体は約３．５重量％の燃焼遅延剤（約２．２重量％の臭素）および発泡工程のための造核剤として約１．５重量％のタルクを含んでいた。ＤＨＴ４Ａハイドロタルサイトを燃焼遅延剤化合物の約５重量％の量で使用して押出しおよび発泡体製造工程の際に燃焼遅延剤を安定化した。標準的な二孔式のストランディング・ダイス型（ｓｔｒａｎｄｉｎｇｄｉｅ）（孔の直径１／８インチ）を孔の一つを塞いで使用して発泡体をつくった。得られた直径５／８インチの発泡体の棒は非常に薄い（０．００５インチ以下）表面の皮質を有し、また細かい閉じた気孔構造をもっていた。二酸化炭素ガスをバレル＃８（ＺＳＫ−３０は９バレルの押出し機である）に注入した。この棒は二酸化炭素を用いて密度が約９．０ポンド／フィート（比重０．１４）になるまで発泡した。

対照の試料Ｋを試料Ａと同様にしてつくったが、濃縮物は約９重量％のＳＡＹＴＥＸ^(R)ＨＰ９００ＳＧ、即ち安定化されたヘキサブロモシクロドデカン（ＨＢＣＤ）を含んでいる点が異なっていた。

対照例Ｌは、約１３重量％の化合物（ＩＩ）、Ｎ−メチル−イソインドール−１，３−（２Ｈ）−ジオン，５，６−ジブロモヘキサヒドロＣａｓＮｏ．２０２１−２１−８、約０．５重量％のハイドロタルサイト熱安定剤、４．３重量％のＭｉｓｔｒｏｎＶａｐｏｒＴａｌｃ、約１．５重量％のステアリン酸カルシウム、および約８０．７重量％のＤｏｗＰＳ−１６８を含むＰＳ−１６８樹脂をつくることによって調製した。

Ｗｅｒｎｅｒ＆ＰｈｌｅｉｄｅｒｅｒＺＳＫ−３０同時回転式二重スクリュー押出し機を用いて約１７５℃の熔融温度で濃縮物をつくった。標準的な分散型の混合スクリューの断面（ｐｒｏｆｉｌｅ）を約２５０ｒｐｍ、供給速度約８ｋｇ／時で使用した。ＰＳ−１６８樹脂および粉末の添加物を前以て混合し、単一スクリュー重力供給器を用いて供給した。濃縮物はうまく動作せず、時間が経つと暗橙色になった。脱ガスが起こり、樹脂の熔融強度が低下した。押出し後約１０分にはストランディングは不可能になった。

対照例Ｍは、約１２．５重量％の化合物（ＩＩＩ）、１Ｈ−イソインドール−１，３−（２Ｈ）−ジオン，５，６−ジブロモヘキサヒドロＣａｓＮｏ．５９６１５−０６−４、約０．５重量％のハイドロタルサイト熱安定剤、約４．３重量％のＭｉｓｔｒｏｎＶａｐｏｒＴａｌｃ、約１．５重量％のステアリン酸カルシウム、および約８１．２重量％のＤｏｗＰＳ−１６８を含むＰＳ−１６８樹脂をつくることによって調製した。

濃縮物はＷｅｒｎｅｒ＆ＰｈｌｅｉｄｅｒｅｒＺＳＫ−３０同時回転式二重スクリュー押出し機を用い約１７５℃の熔融温度でつくった。標準的な分散型の混合スクリューの断面を約２５０ｒｐｍ、供給速度約８ｋｇ／時で使用した。ＰＳ−１６８樹脂および粉末の添加物を前以て混合し、単一スクリュー重力供給器を用いて供給した。熔融強度および良好のストランディングが保たれるという点においてこの濃縮物はかなりうまく動作したが、材料は最初から暗い赤橙色になった。約５〜１０分後最初起こった脱ガスは安定した。

試料Ｎは試料Ａを参照して上記のようにしてつくったが、化合物（Ｉ）の代りに３０重量％の化合物（ＩＶ），臭素化したビス−１，１’−（メチレンジ４，１−フェニレン）ビスマレイミドを使用した。

濃縮物は約３０重量％（１．１１ｋｇ）の化合物（ＩＶ）および約７０重量％（２．５９ｋｇ）のＰＳ−１６８を含んでいた。濃縮物は、Ｌｅｉｓｔｒｉｔｚ／ＨａａｋｅＭｉｃｒｏ１８を用い約１７０℃の熔融温度でつくった。標準的な分散型の混合スクリューの断面を約１００ｒｐｍ、供給速度約３ｋｇ／時で使用した。このポリスチレン樹脂濃縮物および粉末の添加物を前以て混合し、単一スクリュー重力供給器を用いて供給した。押出されたストランドは僅かな発泡を示し、熱的にＨＢｒが放出されることを示す臭気があった。

この結果によれば、化合物（Ｉ）は高度に安定であり、ポリスチレンの解重合はもしあったとしても最低限度に抑制されることが示される。これとは対照的に、化合物（ＩＶ）はポリスチレンの著しい解重合を起こし、従って燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体の製造には適していない。

ＨｕｎｔｅｒＬａｂＣｏｌｏｒＱＵＥＳＴＳｐｅｃｔｒｏｃｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒ（広がった幾何学的形状）を使用して種々の燃焼遅延性をもった発泡体に対する黄色化試料（ＹＩ）を測定した。使用した方法は上記の「発明を実施するための最良の形態」の項に記載された方法である。

試料Ａ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、ＮおよびＰＳ−１６８については上記に記載されている。結果を表２に示す。

この結果は、ポリスチレン発泡体の製造に使用するのに化合物（Ｉ）が極めて適していることが示している。色の変化がないことは、高度の熱安定性をもっているために重合体の解重合がほとんどまたは全くないことを示している。試料Ｌの発泡体およびＭの発泡体は著しく着色し、この燃焼遅延剤化合物（ＩＩ）および（ＩＩＩ）は押出されたポリスチレン発泡体の製造には適していない。

Claims

構造

をもつ燃焼遅延剤化合物を含む燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体であって、
該燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体の平均のＹＩは約１〜約１０の範囲にあり、該燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体は燃焼遅延剤化合物を含まない同じ組成物中のポリスチレンの少なくとも約９０％の分子量（Ｍ_ｗ）をもっていることを特徴とする燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体。
燃焼遅延剤化合物は発泡体の約０．１〜約１０重量％の範囲の量で存在していることを特徴とする請求項１記載の押出されたポリスチレン発泡体。
燃焼遅延剤化合物は発泡体の約０．５〜約７重量％の範囲の量で存在していることを特徴とする請求項１記載の押出されたポリスチレン発泡体。
燃焼遅延剤化合物は発泡体の約１〜約５重量％の範囲の量で存在していることを特徴とする請求項１記載の押出されたポリスチレン発泡体。
燃焼遅延剤化合物は発泡体の約３〜約４重量％の範囲の量で存在していることを特徴とする請求項１記載の押出されたポリスチレン発泡体。
１９０℃において約３２分後における減少が約１５％未満である初期剪断粘度をもった組成物からつくられていることを特徴とする請求項１記載の押出されたポリスチレン発泡体。
１７５℃において約３２分後における減少が約１０％未満である初期剪断粘度をもった組成物からつくられていることを特徴とする請求項１記載の押出されたポリスチレン発泡体。
燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレンが燃焼遅延剤化合物を含まない同じ組成物中のポリスチレンの少なくとも約９５％の分子量（Ｍ_ｗ）をもっている組成物からつくられていることを特徴とする請求項１記載の押出されたポリスチレン発泡体。
平均のＹＩが約１〜約５であることを特徴とする請求項１記載の押出されたポリスチレン発泡体。
平均のＹＩが約１であることを特徴とする請求項１記載の押出されたポリスチレン発泡体。
請求項１記載の押出されたポリスチレン発泡体からつくられた製品。
該製品は断熱材であることを特徴とする請求項１１記載の押出されたポリスチレン発泡体。
平均のＹＩが約１〜約１０の範囲にある燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体であって、該燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体は下記の特性：即ち
（ａ）該発泡体は１９０℃において約３２分後において約１５％未満の減少を示す初期剪断粘度をもった組成物からつくられるか、
（ｂ）該発泡体は１７５℃において約３２分後において約１０％未満の減少を示す初期剪断粘度をもった組成物からつくられるか、または
（ｃ）該発泡体はその中のポリスチレンが燃焼遅延剤化合物を含まない同じ組成物中のポリスチレンの少なくとも約９０％の分子量（Ｍ_ｗ）を有する
という特性を少なくとも一つもっていることを特徴とする燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体。
該燃焼遅延剤化合物は脂肪族の臭素化された化合物、脂環式の化合物、またはこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１３記載の燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体。
該燃焼遅延剤化合物は

であることを特徴とする請求項１３記載の燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体。
構造

を有する燃焼遅延剤化合物を含む燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体であって、該燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体は実質的に三酸化アンチモンを含まず、約１〜約１０の範囲の平均のＹＩを有し、また該燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体は燃焼遅延剤化合物を含まない同じ組成物中のポリスチレンの少なくとも約９０％の分子量（Ｍ_ｗ）をもっていることを特徴とする押出されたポリスチレン発泡体。
実質的に三酸化アンチモンを含まない燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体を製造する方法において、
熔融したポリスチレン樹脂を提供し；
約０．１〜約１０重量％の構造

をもった燃焼遅延剤化合物を熔融したポリスチレンと熔融配合し；
発泡剤を熔融したポリスチレンに加えて燃焼遅延性をもったポリスチレン組成物をつくり；
該燃焼遅延性をもったポリスチレン組成物をダイス型を通して押出して実質的に三酸化アンチモンを含まない押出された燃焼遅延性をもったポリスチレン発泡体をつくり；
ここで実質的に三酸化アンチモンを含まない該燃焼遅延性をもったポリスチレン発泡体の平均のＹＩは約１〜約１０の範囲にあるようにすることを特徴とする方法。
該燃焼遅延性をもった押出されたポリスチレン発泡体は燃焼遅延剤化合物を含まない同じ組成物中のポリスチレンの少なくとも約９０％の分子量（Ｍ_ｗ）をもっていることを特徴とする請求項１７記載の方法。