JP5785159B2 - 難燃性性能を有する赤外線減衰化ポリマーフォーム断熱材 - Google Patents
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Description
本件特許出願は、2009年6月4日に出願された米国仮特許出願第61/183,990号(その全内容を参照して本明細書に含める)の利益を請求する。
大きいグラファイト対小さいカーボンブラック
80pphの140,000g/モルMwのポリスチレンホモポリマー、20pphの200,000g/モルMwのポリスチレンホモポリマー、2pphの赤外線減衰剤(種類については下記を参照)及び0.4pphの低密度ポリエチレン(DOWLEX(登録商標)SC2107、DOWLEXは、The Dow Chemical Companyの商標である)、0.2pphのステアリン酸バリウム、0.25pphのエポキシクレゾールノボラック1280並びに2.5pphのヘキサブロモシクロドデカンを、単軸スクリュー押出機中で組合せ、そして加熱して、溶融物を形成し、次いで、3pphの二酸化炭素、0.63pphの水及び1.5pphのイソブタンを、180バール及び200℃で注入することによって、発泡性ポリマー組成物を製造する。実施例におけるpphに対する全ての参照は、総ポリマー重量基準で100当たりの重量部である。このポリマーを、60キログラム/時の速度で供給する。この発泡性ポリマー組成物を混合し、次いで、その温度を125℃に調節し、その圧力を約90バールに調節する。この発泡性ポリマー組成物を、50mmの幅及び前発泡を防止するのに充分な僅かに小さい厚さを有するスリットダイ(発泡ダイ)に通して、1気圧の圧力及び25℃の環境の中に押し出す。それがキャリブレーターを通過するとき、発泡性ポリマー組成物をポリマーフォームに膨張させて、13〜15cmの幅及び20〜35mmの厚さを有するポリマーフォームを形成する。
異なった発泡剤組成物での、大きいグラファイト対小さいカーボンブラック
比較例B〜F及び実施例2〜4を、表1において同定されたような発泡剤組成物及び赤外線減衰剤を使用する以外は、比較例Aと同様の方法で製造する。3000nmの赤外線減衰剤は、比較例Aにおけるのと同じグラファイトである。280nmの赤外線減衰剤は、実施例1におけるようなカーボンブラックである。得られるフォーム特性も、表1において同定される。表1において、CO2は二酸化炭素であり、iC4はイソブタンであり、EtOHはエタノールであり、H2Oは水であり、K−値は熱伝導率であり、Wはフォーム幅であり、そしてTはフォーム厚さである。ISO845−95に従って密度を測定し、ASTM方法D−3576に従って気泡サイズを測定し、EN8301に従って熱伝導率(k−値)を測定する。それぞれのフォームは、単峰性気泡サイズ分布を有し、B2防火試験に合格する。
赤外線減衰剤としてのペトコークス
比較例G及び実施例5〜10を、表2において同定された発泡剤組成物を使用し、赤外線減衰添加剤として、3000nmのグラファイトの代わりに3000nmのペトコークス(ドイツ国のH.C.CarbonからのグレードHC59803)を使用する以外は、比較例A、B及びD〜Fと同様の方法で製造する。ペトコークスは、比較例A、B及びD〜Fにおいて使用された天然に産出するグラファイトとは反対に人工のグラファイトである。表2は、比較例G及び実施例5〜10について予想される、得られるポリマーフォーム特性を同定する。それぞれのフォームは、単峰性気泡サイズ分布を有し、B2防火試験に合格する。
以下に、本発明及びその関連態様を記載する。
態様1.押出機内で初期圧力及び温度で発泡性ポリマー組成物を用意し、次いで、該発泡性ポリマー組成物を、初期圧力よりも低い圧力の雰囲気中に押出し、そして該発泡性ポリマー組成物をポリマーフォームに膨張させることを含んでなる、押出されたポリマーフォームを製造する方法であって、前記発泡性ポリマー組成物が、
a.熱可塑性ポリマーマトリックス中の全てのポリマーを含むポリマー成分を含んでなる熱可塑性ポリマーマトリックス、
b.熱可塑性ポリマーマトリックス中に分散された、3〜5重量%の二酸化炭素、5重量%以下の炭素数2〜3のアルコール、0.7重量%以下の水及び2.5重量%以下のイソブタンを含む発泡剤組成物(ここで、該発泡剤は、少なくとも0.1重量%の、水及び/又は炭素数2〜3のアルコールを含む)、
c.2重量%又はそれ以上で5重量%又はそれ以下の、熱可塑性ポリマーマトリックス中に分散された、100〜700ナノメートルの平均粒子サイズを有するカーボンブラック及びペトコークスからなる群から選択される赤外線減衰剤、
d.2.5〜3.5重量%の、熱可塑性ポリマーマトリックス中に分散された臭素化難燃剤並びに
e.少なくとも0.1重量%の、ポリマーマトリックス中に分散されたエポキシ安定剤
(ここで、全ての重量%は、全ポリマー成分重量に対するものである)を含んでなり、
得られるポリマーフォームが30〜37kg/m 3 の範囲内の密度、0.15mmよりも大きく0.4mm又はそれ以下の範囲内の平均気泡サイズを有する単峰性気泡サイズ分布、28〜35ミリワット/メートル・ケルビンの範囲内の熱伝導率を有し、かつドイツB2防火試験に合格することによって特徴付けられる方法。
態様2.前記赤外線減衰剤が少なくとも2重量%のペトコークス、2重量%よりも多いカーボンブラック又は両方を含む態様1に記載のプロセス。
態様3.前記ポリマー成分の少なくとも50重量%がアルケニル芳香族ポリマーである態様1に記載のプロセス。
態様4.前記アルケニル芳香族ポリマーがポリスチレンホモポリマーである態様3に記載のプロセス。
態様5.前記発泡剤組成物が、全ポリマー成分重量基準で、0.5〜1.5重量%の濃度範囲内のイソブタンを含む態様1に記載のプロセス。
態様6.前記エポキシ安定剤がエポキシクレゾールノボラックである態様1に記載のプロセス。
態様7.a.熱可塑性ポリマーマトリックス中の全てのポリマーを含むポリマー成分を含んでなり、その中に分散された気泡を有する熱可塑性ポリマーマトリックス、
b.2重量%又はそれ以上で5重量%又はそれ以下の、熱可塑性ポリマーマトリックス中に分散された、100〜700ナノメートルの平均粒子サイズを有するカーボンブラック及びペトコークスからなる群から選択される赤外線減衰剤、
c.2.5〜3.5重量%の、熱可塑性ポリマーマトリックス中に分散された臭素化難燃剤並びに
d.少なくとも0.1重量%の、ポリマーマトリックス中に分散されたエポキシ安定剤
(ここで、重量部は全ポリマー成分重量に対するものである)
を含んでなるポリマーフォームであって、
30〜37kg/m 3 の範囲内の密度、0.1〜0.4mmの範囲内の平均気泡サイズを有する単峰性気泡サイズ分布、28〜35ミリワット/メートル・ケルビンの範囲内の熱伝導率を有しかつドイツB2防火試験に合格することによって特徴付けられるポリマーフォーム。
態様8.前記赤外線減衰剤が少なくとも2重量%のペトコークス、2重量%よりも多いカーボンブラック又は両方を含む態様7に記載のポリマーフォーム。
態様9.前記ポリマー成分が少なくとも50重量%のアルケニル芳香族ポリマーである態様7に記載のポリマーフォーム。
態様10.前記アルケニル芳香族ポリマーがポリスチレンホモポリマーである態様7に記載のポリマーフォーム。
態様11.前記エポキシ安定剤がエポキシクレゾールノボラックである態様7に記載のポリマーフォーム。
態様12.前記ポリマーフォームが主表面を有し、ポリマーフォームの主表面上に中心が置かれ、フォームの幅の80%まで伸びている、該主表面の任意の200cm 2 部分の98%又はそれ以上が欠陥を有しない態様7に記載のポリマーフォーム。
Claims (5)
- 押出機内で初期圧力及び温度で発泡性ポリマー組成物を用意し、次いで、該発泡性ポリマー組成物を、初期圧力よりも低い圧力の雰囲気中に押出し、そして該発泡性ポリマー組成物をポリマーフォームに膨張させることを含んでなる、押出されたポリマーフォームを製造する方法であって、前記発泡性ポリマー組成物が、
a.熱可塑性ポリマーマトリックス中の全てのポリマーを含むポリマー成分を含んでなる熱可塑性ポリマーマトリックス、
b.熱可塑性ポリマーマトリックス中に分散された、3〜5重量%の二酸化炭素、5重量%以下の炭素数2〜3のアルコール、0.7重量%以下の水及び2.5重量%以下のイソブタンを含む発泡剤組成物(ここで、該発泡剤は、少なくとも0.1重量%の、水及び/又は炭素数2〜3のアルコールを含む)、
c.2重量%又はそれ以上で5重量%又はそれ以下の、熱可塑性ポリマーマトリックス中に分散された、(i)100〜700ナノメートルの平均粒子サイズを有するカーボンブラック及び(ii)100〜50,000ナノメートルの平均粒子サイズを有するペトコークスからなる群から選択される赤外線減衰剤、
d.2.5〜3.5重量%の、熱可塑性ポリマーマトリックス中に分散されたヘキサブロモシクロドデカン、臭素化ポリスチレン及び臭素化スチレン−ブタジエンコポリマーからなる群から選ばれた臭素化難燃剤並びに
e.少なくとも0.1重量%の、ポリマーマトリックス中に分散されたエポキシ安定剤(ここで、全ての重量%は、全ポリマー成分重量に対するものである)を含んでなり、
得られるポリマーフォームが30〜37kg/m3の範囲内の密度、0.15mmよりも大きく0.4mm又はそれ以下の範囲内の平均気泡サイズを有する単峰性気泡サイズ分布、28〜35ミリワット/メートル・ケルビンの範囲内の熱伝導率を有し、かつドイツB2防火試験に合格することによって特徴付けられる方法。 - 前記ポリマー成分の少なくとも50重量%がアルケニル芳香族ポリマーである請求項1に記載の方法。
- a.熱可塑性ポリマーマトリックス中の全てのポリマーを含むポリマー成分を含んでなり、その中に分散された気泡を有する熱可塑性ポリマーマトリックス、
b.2重量%又はそれ以上で5重量%又はそれ以下の、熱可塑性ポリマーマトリックス中に分散された、(i)100〜700ナノメートルの平均粒子サイズを有するカーボンブラック及び(ii)100〜50,000ナノメートルの平均粒子サイズを有するペトコークスからなる群から選択される赤外線減衰剤、
c.2.5〜3.5重量%の、熱可塑性ポリマーマトリックス中に分散されたヘキサブロモシクロドデカン、臭素化ポリスチレン及び臭素化スチレン−ブタジエンコポリマーからなる群から選ばれた臭素化難燃剤並びに
d.少なくとも0.1重量%の、ポリマーマトリックス中に分散されたエポキシ安定剤(ここで、重量部は全ポリマー成分重量に対するものである)
を含んでなるポリマーフォームであって、
30〜37kg/m3の範囲内の密度、0.1〜0.4mmの範囲内の平均気泡サイズを有する単峰性気泡サイズ分布、28〜35ミリワット/メートル・ケルビンの範囲内の熱伝導率を有しかつドイツB2防火試験に合格することによって特徴付けられるポリマーフォーム。 - 前記ポリマー成分が少なくとも50重量%のアルケニル芳香族ポリマーである請求項3に記載のポリマーフォーム。
- 前記ポリマーフォームが主表面を有し、ポリマーフォームの主表面上に中心が置かれ、フォームの幅の80%まで伸びている、該主表面の任意の200cm2部分の98%又はそれ以上が欠陥を有しない請求項3に記載のポリマーフォーム。
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