JP5592249B2 - フッ素化アルケン発泡剤からの高品質ポリマー発泡体 - Google Patents
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- C08J2325/04—Homopolymers or copolymers of styrene
- C08J2325/06—Polystyrene
Description
前記1種またはそれ以上のフッ素化アルケンは、3−フルオロプロペン、2,3−ジフルオロプロペン、1,1,3−トリフルオロプロペン、1,3,3−トリフルオロプロペン、1,1,2−トリフルオロプロペン、1−フルオロブテン、2−フルオロブテン、2−フルオロ−2−ブテン、1,1−ジフルオロ−1−ブテン、3,3−ジフルオロ−1−ブテン、3,4,4−トリフルオロ−1−ブテン、2,3,3−トリフルオロ−1−ブテン、1,1,3,3−テトラフルオロ−1−ブテン、1,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、3,3,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、4,4−ジフルオロ−1−ブテン、1,1,1−トリフルオロ−2−ブテン、2,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、1,1,1,2−テトラフルオロ−2−ブテン、1,1,4,4,4−ペンタフルオロ−1−ブテン、2,3,3,4,4−ペンタフルオロ−1−ブテン、1,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブテン、1,1,2,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブテン、および1,3,3,3−テトラフルオロ−2−(トリフルオロメチル)プロペンからなる群から選ばれること、
前記1種またはそれ以上のフッ素化アルケンがアルケニル芳香族ポリマー発泡体中の唯一の発泡剤であること、および
アルケニル芳香族ポリマーは、ポリスチレンポリマーおよびスチレンアクリロニトリル共重合体から選ばれる1種またはそれ以上のポリマーであること。
(a)ポリマーおよび発泡剤を含む発泡性組成物を用意する工程(ただし該ポリマーの50質量%超は1種またはそれ以上のアルケニル芳香族ポリマーからなる。)、および
(b)発泡性組成物をポリマー発泡体に発泡させる工程。
ただし、発泡剤は、ポリマー100gあたり0.03モル以上0.3モル以下の濃度で1種またはそれ以上のフッ素化アルケンを含み、フッ素化アルケンは、ヘキサフルオロプロペン、2−フルオロプロペン、1−フルオロプロペン、1,1−ジフルオロプロペン、3,3−ジフルオロプロペン、3,3,3−トリフルオロプロペン、2,3,3−トリフルオロプロペン、1,3,3,3−テトラフルオロプロペン、1,1,3,3−テトラフルオロプロペン、1,2,3,3,3−ペンタフルオロプロペン、4,4,4−トリフルオロ−1−ブテン、3,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、1,1,3,3,3−ペンタフルオロ−2−メチル−1−プロペン、オクタフルオロ−1−ブテン、オクタフルオロ−2−ブテン、2,3,3,4,4,4−ヘキサフルオロ−1−ブテン、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテン、1,1,1,2,4,4,4−ヘプタフルオロ−2−ブテン、3−フルオロプロペン、2,3−ジフルオロプロペン、1,1,3−トリフルオロプロペン、1,3,3−トリフルオロプロペン、1,1,2−トリフルオロプロペン、1−フルオロブテン、2−フルオロブテン、2−フルオロ−2−ブテン、1,1−ジフルオロ−1−ブテン、3,3−ジフルオロ−1−ブテン、3,4,4−トリフルオロ−1−ブテン、2,3,3−トリフルオロ−1−ブテン、1,1,3,3−テトラフルオロ−1−ブテン、1,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、3,3,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、4,4−ジフルオロ−1−ブテン、1,1,1−トリフルオロ−2−ブテン、2,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、1,1,1,2−テトラフルオロ−2−ブテン、1,1,4,4,4−ペンタフルオロ−1−ブテン、2,3,3,4,4−ペンタフルオロ−1−ブテン、1,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブテン、1,1,2,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブテン、および1,3,3,3−テトラフルオロ−2−(トリフルオロメチル)プロペンからなる群から選ばれる。
発泡剤の50質量%超がフッ素化アルケンの1種またはそれ以上からなること、
発泡剤が、さらに、1〜5個の炭素を有するフッ素化アルカン、1〜9個の炭素を有する炭化水素、1〜2〜5個の炭素を有するアルコール、水および二酸化炭素からなる群から選ばれる1種またはそれ以上の発泡剤を含むこと、
発泡剤が、前記1種またはそれ以上のフッ素化アルケンならびに二酸化炭素および水から選ばれる1種またはそれ以上の発泡剤からなること、
1種またはそれ以上のフッ素化アルケンが、3−フルオロプロペン、2,3−ジフルオロプロペン、1,1,3−トリフルオロプロペン、1,3,3−トリフルオロプロペン、1,1,2−トリフルオロプロペン、1−フルオロブテン、2−フルオロブテン、2−フルオロ−2−ブテン、1,1−ジフルオロ−1−ブテン、3,3−ジフルオロ−1−ブテン、3,4,4−トリフルオロ−1−ブテン、2,3,3−トリフルオロ−1−ブテン、1,1,3,3−テトラフルオロ−1−ブテン、1,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、3,3,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、4,4−ジフルオロ−1−ブテン、1,1,1−トリフルオロ−2−ブテン、2,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、1,1,1,2−テトラフルオロ−2−ブテン、1,1,4,4,4−ペンタフルオロ−1−ブテン、2,3,3,4,4−ペンタフルオロ−1−ブテン、1,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブテン、1,1,2,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブテン、および1,3,3,3−テトラフルオロ−2−(トリフルオロメチル)プロペンからなる群から選ばれること、
発泡剤が1種またはそれ以上のフッ素化アルケンからなること、
アルケニル芳香族ポリマーが、ポリスチレンポリマー、スチレンアクリロニトリル共重合体およびそれらの混合物から選ばれる1種またはそれ以上のポリマーであること、
前記1種またはそれ以上のアルケニル芳香族ポリマーが、発泡性組成物中のポリマーの95質量%以上を含むこと、
前記方法は、工程(a)が、押出機の中でポリマーを軟化し、添加温度および添加圧力で軟化したポリマーに発泡剤を混合して発泡性組成物を形成し、その後、発泡性組成物を発泡温度まで冷却することを含み、そして工程(b)が混合圧力より低い圧力で環境の中への発泡温度で口金を通して発泡性組成物を押し出すことを含む、押出法であること、および
前記方法は、工程(a)における発泡性組成物がビーズの形をしており、工程(b)がそのポリマービーズを水蒸気発泡させることを含む、発泡ビーズ発泡法(expanded bead foam process)であること。
「高品質発泡体」および「高品質ポリマー発泡体」とは、
(i)ASTM法D−3576−04による平均気泡サイズが0.02〜5mmであり、
(ii)ASTM法D6226−05による連続気泡含有量が30%未満であり、
(iii)国際標準化機構(ISO)法845−85による密度が64kg/m3以下であり、そして
(iv)気泡サイズ変動が30%以下、好ましくは25%以下、より好ましくは20%以下、さらに好ましくは10%以下、さらに好ましくは5%以下、最も好ましくは0%である、
ポリマー発泡体をいう。
本発明のアルケニル芳香族ポリマー発泡体(「ポリマー発泡体」)は、1種またはそれ以上のポリマーを含みそして多数の気泡の輪郭を定めるポリマーマトリックスを含む。典型的には、ポリマーマトリックスの少なくとも50質量%(wt%)が1種またはそれ以上のポリマー(すなわち「ポリマー材料」)である。ポリマー材料は、典型的には、ポリマーマトリックス中のすべてのポリマーの割合を占める。望ましくは、ポリマー材料は、典型的には、ポリマーマトリックスの質量を基準として、75質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%を構成し、そしてポリマーマトリックスの100質量%を構成することができる。
次の工程を順番に含む製法に従って本発明のアルケニル芳香族ポリマー発泡体を調製する。
(a)ポリマー(ただし該ポリマーの50質量%超が1種またはそれ以上のアルケニル芳香族ポリマーからなる。)および発泡剤を含む発泡性組成物を用意する工程、および
(b)発泡性組成物を発泡させてポリマー発泡体にする工程。
本発明のポリマー発泡体は、理想的には、断熱材料として使用するのに適している。フッ素化アルケンは、発泡体に長期の断熱能力を付与し、しかも環境にやさしい。断熱材として発泡体を用いる方法は、2つの領域の一方が他方の領域とは異なる温度を経験する2つの領域の間にポリマー発泡体を配置する工程を含む。たとえば、本発明の発泡体の使用は、建築構造物の壁に発泡体を配置することを含んでもよい。ポリマー発泡体は、その後、建築構造物の外部の温度変動から構造物の内部を断熱する役目をすることができる。
ポリスチレンホモポリマー(M:168,000)100質量部をタルク0.3質量部および発泡剤としての3−フルオロプロペン(CH2=CH−CH2F)8質量部とともに105バールの圧力で約200℃の温度で押出機の中に供給して発泡性混合物を形成することによって、実施例1を調製する。発泡性混合物を約123℃に冷却し、約69バールの圧力で約3.175mmのスリットダイを通して大気圧の中に押し出す。得られた発泡体(実施例1)は、厚さが9mmであり、良好なスキン品質を有し、密度が30.2kg/m3であり、平均気泡サイズが0.73mmであり、連続気泡含有量が0%であり、そして10℃、90日後の熱伝導度計算値が約33.4mW/m・Kである。実施例1はブローホールがなく、12.3%の気泡サイズ変動を有する。実施例1は、ポリマー発泡体100gあたり3−フルオロプロペンを0.133モル含む。
発泡剤として3,3,3−トリフルオロプロペン(CH2=CH−CF3)を使用し、タルクを含まない以外は、実施例1と同様にポリスチレン発泡体を調製する。混合圧力は約198バールである。比較例Aでは、発泡性混合物を約129℃に冷却し、約98バールでスリットダイを通して押し出す。比較例Bでは、発泡性混合物を約132℃に冷却し、約81バールでスリットダイを通して押し出す。
64質量%の3,3,3−トリフルオロプロペン(CH2=CH−CF3)、9質量%の二酸化炭素および27質量%のエタノールの組成を有する発泡剤の合計量11質量部を使用する以外は、比較例AおよびBと同様にポリスチレン発泡体を調製する。混合圧力は約95バールである。発泡性混合物を約130℃に冷却し、68バールの圧力でスリットダイを通して発泡性組成物を押し出し、発泡させて発泡体(実施例2)を得る。特に、発泡剤の量を増加させると、典型的には、気泡サイズ変動を増加させ、従って高品質発泡体を達成できない可能性を増加させる。
スチレンアクリロニトリル共重合体(アクリロニトリル:15質量%、Mw:118,000)を使用し、タルクを含まない以外は、実施例1と同様に実施例3を調製する。混合圧力は約119バールである。発泡性混合物を約130℃に冷却し、75バールの圧力でスリットダイを通して押し出す。得られた発泡体(実施例3)は、厚さが13mmであり、スキン品質が良好であり、密度が52.4kg/m3であり、平均気泡サイズが1.5mmであり、連続気泡含有量が3.2%であり、そして10℃、90日後の熱伝導度計算値が約35.4mW/m・Kである。実施例3は、ブローホールがなく、気泡サイズ変動が23.0%である。実施例3は、ポリマー発泡体100gあたり0.133モルの3−フルオロプロペンを含む。
発泡剤として3,3,3−トリフルオロプロペン(CH2=CH−CF3)を使用する以外は、実施例3に記載したのと同様に、スチレンアクリロニトリル共重合体発泡体を調製する。混合圧力は約230バールであり、そして発泡圧力は約106バールである。
88質量%の3,3,3−トリフルオロプロペン(CH2=CH−CF3)および12質量%の水からなる発泡剤をポリマー100質量部あたり9.7質量部使用する以外は、比較例Cと同様に、スチレンアクリロニトリル共重合体発泡体を調製する。混合圧力は約134バールであり、そして発泡圧力は約82バールである。
78質量%の3,3,3−トリフルオロプロペン(CH2=CH−CF3)、11質量%の二酸化炭素および11質量%の水からなる発泡剤をポリマー100質量部あたり9.0質量部使用する以外は、比較例Cと同様に、スチレンアクリロニトリル共重合体発泡体を調製する。混合圧力は約135バールであり、そして発泡圧力は約75バールである。
95質量%のヘキサブロモシクロドデカン、2質量%のスズ安定剤(Thermcheck PD832)、1質量%のハイドロタルサイトDHJT4Aおよび2質量%の酸化防止剤(NAUGARD(登録商標)XL1、NAUGARDはケムチュラ社(Chemtura Corporation)の商標である。)からなる難燃剤組成物を共重合体100質量部あたり2.5質量部含むこと以外は、実施例5と同様にスチレンアクリロニトリルポリマー発泡体を調製する。混合圧力は134バールであり、そして発泡圧力は約80バールである。
Claims (5)
- 1種またはそれ以上のポリマーを含有し、かつ平均気泡サイズを有する多数の気泡の輪郭を定めるポリマーマトリックスを含むアルケニル芳香族ポリマー発泡体であって、
(a)アルケニル芳香族ポリマー発泡体は、
(i)ASTM法D−3576−04による平均気泡サイズが0.02〜5mmの範囲内にあり、
(ii)ISO法845−85による密度が64kg/m3以下であり、
(iii)ASTM法D6226−05による連続気泡含有量が30%未満であり、そして
(iv)気泡サイズ変動が30%以下であり、そして
(b)前記1種またはそれ以上のポリマーの50質量%以上が、アルケニル芳香族ポリマーからなる群から選ばれた1種またはそれ以上のポリマーからなり、そして
アルケニル芳香族ポリマー発泡体は、さらに、ポリマー発泡体100gあたり0.03モル以上0.3モル以下の濃度で1種またはそれ以上のフッ素化アルケン発泡剤を含み、
1種またはそれ以上のフッ素化アルケン発泡剤は、2−フルオロプロペン、1−フルオロプロペン、1,1−ジフルオロプロペン、3,3−ジフルオロプロペン、3,3,3−トリフルオロプロペン、2,3,3−トリフルオロプロペン、1,1,3,3−テトラフルオロプロペン、1,2,3,3,3−ペンタフルオロプロペン、4,4,4−トリフルオロ−1−ブテン、3,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、1,1,3,3,3−ペンタフルオロ−2−メチル−1−プロペン、オクタフルオロ−1−ブテン、オクタフルオロ−2−ブテン、2,3,3,4,4,4−ヘキサフルオロ−1−ブテン、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテン、1,1,1,2,4,4,4−ヘプタフルオロ−2−ブテン、3−フルオロプロペン、2,3−ジフルオロプロペン、1,1,3−トリフルオロプロペン、1,3,3−トリフルオロプロペン、1,1,2−トリフルオロプロペン、1−フルオロブテン、2−フルオロブテン、2−フルオロ−2−ブテン、1,1−ジフルオロ−1−ブテン、3,3−ジフルオロ−1−ブテン、3,4,4−トリフルオロ−1−ブテン、2,3,3−トリフルオロ−1−ブテン、1,1,3,3−テトラフルオロ−1−ブテン、1,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、3,3,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、4,4−ジフルオロ−1−ブテン、1,1,1−トリフルオロ−2−ブテン、2,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、1,1,1,2−テトラフルオロ−2−ブテン、1,1,4,4,4−ペンタフルオロ−1−ブテン、2,3,3,4,4−ペンタフルオロ−1−ブテン、1,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブテン、1,1,2,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブテン、および1,3,3,3−テトラフルオロ−2−(トリフルオロメチル)プロペンからなる群から選ばれることを特徴とするアルケニル芳香族ポリマー発泡体。 - 前記1種またはそれ以上のフッ素化アルケンが、3−フルオロプロペン、2,3−ジフルオロプロペン、1,1,3−トリフルオロプロペン、1,3,3−トリフルオロプロペン、1,1,2−トリフルオロプロペン、1−フルオロブテン、2−フルオロブテン、2−フルオロ−2−ブテン、1,1−ジフルオロ−1−ブテン、3,3−ジフルオロ−1−ブテン、3,4,4−トリフルオロ−1−ブテン、2,3,3−トリフルオロ−1−ブテン、1,1,3,3−テトラフルオロ−1−ブテン、1,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、3,3,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、4,4−ジフルオロ−1−ブテン、1,1,1−トリフルオロ−2−ブテン、2,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、1,1,1,2−テトラフルオロ−2−ブテン、1,1,4,4,4−ペンタフルオロ−1−ブテン、2,3,3,4,4−ペンタフルオロ−1−ブテン、1,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブテン、1,1,2,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブテン、および1,3,3,3−テトラフルオロ−2−(トリフルオロメチル)プロペンからなる群から選ばれることを特徴とする請求項1に記載のアルケニル芳香族ポリマー発泡体。
- (a)ポリマーおよび発泡剤を含む発泡性組成物を用意する工程、および
(b)発泡性組成物を発泡させてポリマー発泡体にする工程
を順に含むアルケニル芳香族ポリマー発泡体を調製する方法であって、
前記ポリマーの50質量%超は1種またはそれ以上のアルケニル芳香族ポリマーからなり、
前記発泡剤は、ポリマー100gあたり0.03モル以上0.3モル以下の濃度で1種またはそれ以上のフッ素化アルケンを含み、
フッ素化アルケンは、2−フルオロプロペン、1−フルオロプロペン、1,1−ジフルオロプロペン、3,3−ジフルオロプロペン、3,3,3−トリフルオロプロペン、2,3,3−トリフルオロプロペン、1,1,3,3−テトラフルオロプロペン、1,2,3,3,3−ペンタフルオロプロペン、4,4,4−トリフルオロ−1−ブテン、3,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、1,1,3,3,3−ペンタフルオロ−2−メチル−1−プロペン、オクタフルオロ−1−ブテン、オクタフルオロ−2−ブテン、2,3,3,4,4,4−ヘキサフルオロ−1−ブテン、1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテン、1,1,1,2,4,4,4−ヘプタフルオロ−2−ブテン、3−フルオロプロペン、2,3−ジフルオロプロペン、1,1,3−トリフルオロプロペン、1,3,3−トリフルオロプロペン、1,1,2−トリフルオロプロペン、1−フルオロブテン、2−フルオロブテン、2−フルオロ−2−ブテン、1,1−ジフルオロ−1−ブテン、3,3−ジフルオロ−1−ブテン、3,4,4−トリフルオロ−1−ブテン、2,3,3−トリフルオロ−1−ブテン、1,1,3,3−テトラフルオロ−1−ブテン、1,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、3,3,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、4,4−ジフルオロ−1−ブテン、1,1,1−トリフルオロ−2−ブテン、2,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、1,1,1,2−テトラフルオロ−2−ブテン、1,1,4,4,4−ペンタフルオロ−1−ブテン、2,3,3,4,4−ペンタフルオロ−1−ブテン、1,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブテン、1,1,2,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブテン、および1,3,3,3−テトラフルオロ−2−(トリフルオロメチル)プロペンからなる群から選ばれることを特徴とする方法。 - 前記1種またはそれ以上のフッ素化アルケンが、3−フルオロプロペン、2,3−ジフルオロプロペン、1,1,3−トリフルオロプロペン、1,3,3−トリフルオロプロペン、1,1,2−トリフルオロプロペン、1−フルオロブテン、2−フルオロブテン、2−フルオロ−2−ブテン、1,1−ジフルオロ−1−ブテン、3,3−ジフルオロ−1−ブテン、3,4,4−トリフルオロ−1−ブテン、2,3,3−トリフルオロ−1−ブテン、1,1,3,3−テトラフルオロ−1−ブテン、1,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、3,3,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、4,4−ジフルオロ−1−ブテン、1,1,1−トリフルオロ−2−ブテン、2,4,4,4−テトラフルオロ−1−ブテン、1,1,1,2−テトラフルオロ−2−ブテン、1,1,4,4,4−ペンタフルオロ−1−ブテン、2,3,3,4,4−ペンタフルオロ−1−ブテン、1,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブテン、1,1,2,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブテン、および1,3,3,3−テトラフルオロ−2−(トリフルオロメチル)プロペンからなる群から選ばれることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 発泡剤が前記1種以上のフッ素化アルケンからなることを特徴とする請求項4に記載の方法。
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