JP6144693B2 - スチレン系ポリマー、ポリエチレンワックスおよび臭素化ビニル芳香族/ブタジエン−コポリマーを含むポリマー発泡体のための組成物 - Google Patents

スチレン系ポリマー、ポリエチレンワックスおよび臭素化ビニル芳香族/ブタジエン−コポリマーを含むポリマー発泡体のための組成物 Download PDF

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Description

本発明は、ポリエチレンワックスおよび臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーを含むスチレン系ポリマーの組成物、当該組成物を含有するポリマー発泡体、ならびに当該発泡体を調製するためのプロセスに関する。
一般に、スチレン系ポリマー発泡体を作製するため、従来の低分子量臭素化化合物、例えばヘキサブロモシクロドデカン(HBCD)が難燃剤として用いられる。しかし、HBCDは、環境問題で政府の規制に直面している。したがって、スチレン系発泡体に用いるための代替の難燃剤が必要とされている。
米国特許出願公開第2008/0287559A号は、スチレン系発泡体中に、HBCDに代わる難燃剤としての臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーの使用を記載している。臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーを用いる際の課題は、ポリスチレンマトリクス中に分散するという臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーの粒子の性質のため、HBCDより大きい程度まで発泡する間にセル成長の核となり易い点が挙げられる。結果としてポリスチレン発泡体において望ましくない量の核生成が生じる場合があり、その結果、HBCDを用いて作られる発泡体よりもセルの数が多く、セルが小さくなり、発泡体の密度が上昇してしまう。
米国特許第4,229,396号は、アルケニル芳香族樹脂のセルサイズ拡大剤(cell size enlarger)として天然および合成のワックスを記載している。しかし、ポリエチレンワックスが、粒子状物質の存在下で、スチレン系ポリマー発泡体の形成時に粒子(臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマー粒子など)の核形成効果を弱めることにより、効果的に働いてより大きなセルを生成することができることを示唆するものはない。
セルサイズ拡大剤などの添加剤は、ポリマー発泡体のセルサイズおよび密度だけでなく、ポリマーの組成物またはポリマー発泡体の他の特性にも影響を及ぼす。これは、ポリマー発泡体の形成において困難をもたらす。例えば、押出機によるポリマー発泡体の形成時、発泡体の出力スピードは、組成物の表面の滑らかさなどのポリマーの組成物の特性に影響される。滑らかさが少ないことは、押し出しの硬さに繋がるが、極度の滑らかさは組成物の滑りに繋がり、押し出しのスピードを低減する。組成物の滑りは、生産性の低下および得られる発泡体の劣化をもたらす。したがって、ポリマーの組成物およびポリマー発泡体のために必要とされる特性を示す難燃剤および添加剤の組み合わせが重要である。
添加剤を添加せずに調製された同等のスチレン系ポリマー発泡体よりセルサイズが大きくかつ密度の低い臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーを含む、HBCDを含まないスチレン系ポリマー発泡体の調製を可能にするであろう添加剤を見つけることは望ましい。ポリマーの組成物の表面の滑らかさに影響すること無く、セルサイズが少なくとも同等のHBCDを含むスチレン系ポリマー発泡体と同じくらい大きく、密度が少なくとも同等のHBCDを含むスチレン系ポリマー発泡体と同じくらい低いこのような発泡体を調製することは特に望ましい。
米国特許出願公開第2008/0287559A号 米国特許第4,229,396号
本発明は、上述の問題を考慮してなされ、ポリマーの組成物の表面の滑らかさに影響すること無く、添加剤を添加せずに調製された同等のスチレン系ポリマー発泡体よりセルサイズが大きくかつ密度の低い臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーを含む、HBCDを含まないスチレン系ポリマー発泡体の調製を可能にするであろう添加剤を発見することの問題の解決を提供する。
本発明の第1の態様は、ポリエチレンワックスの平均分子量がモル当たり10,000グラム(g/モル)または10,000g/モル未満である、スチレン系ポリマー、臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーおよびポリエチレンワックスをポリマー成分の重量に基づいて0.02〜1.0重量パーセントの濃度で含むポリマー成分を含むポリマー組成物である。一実施形態において望ましくは、ポリマー組成物は、ポリマー成分がその中に画定したセルを有する、ポリマー発泡体である。
本発明の第2の態様は、特に望ましくは第1の態様の実施形態の発泡体を調製するためのプロセスである。
本発明は、添加剤を添加せずに調製された同等のスチレン系ポリマー発泡体よりセルサイズが大きくかつ密度の低い臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーを含む、HBCDを含まないスチレン系ポリマー発泡体の調製を可能にするであろう添加剤を見つけることの問題の解決を提供する。さらには、本発明は、ポリマーの組成物の表面の滑らかさに影響すること無く、セルサイズが同等のHBCD含有スチレン系ポリマー発泡体と少なくとも同じくらい大きいこのような発泡体を調製することの問題をさらに解決する能力がある。第1の態様の発泡体は、断熱を含む多くの発泡体用途に有用である。
試験法は、試験法の番号と共に日付が示されていない場合は、本明細書の優先日において最新の試験法を指す。試験法への参照は、試験協会および試験法番号の両方への参照を含む。以下の試験法略称および識別子を本明細書に適用する:JISは日本工業規格(Japanese Industrial Standard)を指し、ASTMは米国材料試験協会(American Society for Testing and Materials)を指し、ENは欧州規格(European Norm)を指し、DINはドイツ規格協会(Deutches Institute fur Normung)を指し、ISOは国際標準化機構(International Organization for Standards)を指す。
「複数の」は、2またはそれ以上を意味する。「および/または」は、「および、または別の可能性として」を意味する。全ての範囲には、別段の指示がない限り端点が含まれる。
「コポリマー」は、共反応してポリマーを形成する2種以上のモノマーの任意の組み合わせを指す。コポリマーは、ランダムコポリマーまたはブロックコポリマーであってよい。ブロックコポリマーは、ジブロックおよびトリブロックコポリマーを含む任意の種類であってよい。
本発明のポリマー組成物およびポリマー発泡体は、スチレン系ポリマー、臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーおよびポリエチレンワックスを含むポリマー成分を含む。
(A)スチレン系ポリマー
スチレン系ポリマーは、スチレン系モノマーのホモポリマーおよび共重合スチレン系モノマーを含有するコポリマーから選択される任意の1種または複数のポリマーであってよい。ポリスチレンホモポリマーは、本発明における使用に最も好ましいスチレン系ポリマーである。
スチレン系モノマーと共重合して本発明での使用に適したスチレン系ポリマーを形成し得るモノマーの例には、メチルスチレン、ジメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、トリブロモスチレン、クロロスチレンジクロロスチレンまたはトリクロロスチレンなどのスチレン誘導体;ビニルトルエン、ビニルキシレンまたはジビニルベンゼンなどのビニル化合物;アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、ブタジエンまたはアクリロニトリル、あるいはそれらの誘導体などの不飽和化合物;マレイン酸無水物およびイタコン酸無水物から選択される任意の1種または2種以上のモノマーの組み合わせが含まれる。
スチレン系ポリマーは、ポリマー成分重量に基づいて好ましくは50重量パーセント(wt%)より多く、より好ましくは75wt%以上であり、90wt%以上、95wt%以上およびさらには100wt%でもよい。
(B)臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマー
本発明において用いられる難燃剤は、臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーである。臭素化スチレン/ブタジエンコポリマーの難燃剤効果はより高いので、好ましくは、臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーは、臭素化スチレン/ブタジエンコポリマーである。臭素化スチレン/ブタジエンコポリマーには、臭素化スチレン/ブタジエンブロックコポリマー、臭素化ランダムスチレン/ブタジエンコポリマーおよび臭素化スチレン/ブタジエングラフトコポリマーが含まれる。臭素化スチレン/ブタジエン/スチレンブロックコポリマーなどの臭素化トリ−ブロック臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーはより好ましい。臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーは、望ましくは欧州特許第1957544(B1)号に記載されおよび/または主張されているものから選択される1種または複数の臭素化ブタジエン/ビニル芳香族コポリマーである。
臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーの濃度は、ポリマー成分の重量に基づいて望ましくは0.25wt%以上であり、一般には70wt%以下である。臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーの濃度は、ポリマー成分の重量に基づいて好ましくは1.0wt%以上6.0wt%以下であり、最も好ましくは2.0wt%以上4.0wt%以下である。0.25wt%未満の濃度の臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーは、一般にポリマー組成物の難燃剤特性を望ましい程度に改善するのに十分高い濃度にない。臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーの70wt%を超える濃度は、しばしば処理が困難となるような高濃度である。
ポリマー組成物がポリマー発泡体の形態である場合、臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーの濃度は、ポリマー成分の重量に基づいて望ましくは0.25wt%以上、好ましくは1.0wt%以上、より好ましくは2.0wt%以上であり、同時に望ましくは10wt%以下、好ましくは6wt%以下、より好ましくは4wt%以下である。
(C)ポリエチレンワックス
本発明において用いられるポリエチレンワックスは、ポリエチレンの分解によって得られる分解ワックス、および酸化ポリエチレンワックスであってよく、好ましくはチーグラー触媒によって重合したポリエチレンワックスである。本発明において、ポリエチレンワックスの平均分子量は、10,000g/モル以下、好ましくは6,000g/モル以下、より好ましくは500g/モル〜6,000g/モルである。平均分子量が10,000g/モルより大きい場合、セルサイズ拡大の効果は低い。ポリエチレンワックスの平均分子量は、通常はGPCによってポリスチレン標準と比較して決定される。
さらに、10,000g/モルまたは10,000g/モル未満の平均分子量を有するポリエチレンワックスが、ポリマー発泡体を形成する時に押出機の押出機スクリューの負荷を低減しないことは意外である。押出機スクリュー負荷は、ポリマーの組成物の表面の滑らかさのバロメーターとなる。滑らかさが少ないことは、押し出しの難しさに繋がるが、滑らか過ぎても組成物が滑り、生産性が低下し、得られる発泡体を劣化させる。ワックスは平滑剤として知られるが、本発明者らは10,000g/モルまたは10,000g/モル未満の平均分子量を有するポリエチレンワックスはポリマー発泡体を形成する時に押出機の押出機スクリュー負荷を低減しないことを発見した。
本発明において、ポリエチレンワックスの濃度は、ポリマー成分の重量に基づいて0.02〜1.0wt%、好ましくは0.03〜0.7wt%である。ポリエチレンワックスの量が0.02wt%未満の場合、セルサイズを広げる効果は低い。
(D)他の添加剤
本発明において、ポリマーの組成物は、他の添加剤をさらに含んでいてもよい。他の添加剤の例には、難燃剤のための安定剤、押出助剤、顔料および無機充填剤が含まれる。安定剤の例には、酸化マグネシウム、エポキシ樹脂、リン酸塩およびエポキシ化大豆油が含まれる。押出助剤の例には、ステアリン酸バリウムなどのステアリン酸の金属塩が含まれる。
本発明のポリマー発泡体は、驚くべきことにポリエチレンワックスのない同等の発泡体より大きいセルサイズを有する。さらに、本発明のポリマー発泡体は、臭素化アルキル芳香族/ブタジエンコポリマーの代わりに等量のHBCDを含む同等の発泡体と同じまたはより大きいセルサイズを有する傾向がある。本発明のポリマー発泡体は、望ましくは0.1ミリメートル(mm)以上であり、同時に望ましくは4.0mm以下、好ましくは1mm以下、さらにより好ましくは0.8mm以下である平均セルサイズ(「セルサイズ」)を有する。ASTM法D−3576−04に従ってセルサイズを決定する。
ポリマー発泡体は、連続気泡発泡体または独立気泡発泡体のいずれかであってよい。望ましくは、スチレン系ポリマー発泡体の連続気泡容積は、30パーセント(%)以下、好ましくは10%以下、さらにより好ましくは5%以下、一層より好ましくは1%以下であり、0%であってもよい。ASTM法D6226−05に従って連続気泡容積を決定する。連続気泡発泡体は、30%より多い連続気泡容積を含んでいてもよい。
望ましくは、ポリマー発泡体は、24キログラム毎立方メートル(kg/m)以上の密度を有し、同時に望ましくは80キログラム毎立方メートル(kg/m)以下、好ましくは48kg/m以下の密度を有する。スチレン系ポリマーの密度を次式、[密度]=[発泡体の重量]/[発泡体の体積]によって決定する。発泡体の体積は、発泡体を沈めた時に追い出される水量から決定される。構造的完全性を確保するために、24kg/m以上の密度を有することが望ましい。最適断熱性のために、80kg/m以下、特に48kg/m以下の密度を有することが望ましい。
ポリマー発泡体の調製に適した任意の発泡法によって本発明のポリマー発泡体を調製する。一般にはポリマー発泡体を調製するためのプロセスは、(a)ポリマーの成分を臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマー、ポリエチレンワックスおよび発泡剤と溶融ブレンドして発泡性ポリマー組成物を形成するステップと、(b)発泡性ポリマー組成物をポリマー発泡体に膨張させるステップとを含む。発泡剤は、ポリマーの成分の他の原料と別にポリマー成分に組み込んでもよい。追加の添加剤が存在する場合、それらは典型的にはステップ(a)において発泡性ポリマー組成物を発泡させるために溶融ブレンドされる。
発泡プロセスは、バッチ式または連続的プロセスのいずれかであってよい。本発明のために適したプロセスの例は、ポリマーの成分を臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマー、および発泡剤を除く他の原料とブレンドし、110〜200kg/cmの圧力で上記のブレンドした組成物に起泡剤を加え、次に押出機内で全ての成分を溶融ブレンドし、溶融ブレンドした成分を均一に冷却し、冷却した組成物をダイを通して大気圧に膨張させて発泡性ポリマーの組成物を形成する。
ポリマーの成分を他の原料と溶融ブレンドする溶融温度は、160〜240℃、好ましくは170〜230℃、より好ましくは180〜220℃である。発泡剤をポリマーの組成物に圧入する時、押出機内で加圧される圧力は、110〜200kg/cm、より好ましくは120〜185kg/cmである。押出機によって固体原料を融解し、ミキサー(押出機スピード:20〜40rpm、より好ましくは25〜35rpm)によって発泡剤を混合し、冷却器によってゆっくり冷却する。溶融ブレンドした組成物を冷却し発泡する時の最適温度は、100〜130℃、より好ましくは110〜127℃である。
発泡剤は、典型的には有機発泡剤、無機発泡剤および化学発泡剤から選択される。望ましくは、発泡剤は、3〜5個の炭素原子を有する1種または複数の飽和炭化水素を含むか、それらからなる。
3〜5個の炭素原子を有する飽和炭化水素の例は、プロパン、ノルマル−ブタン、イソ−ブタン、工業用ブタン(ノルマル−ブタンおよびイソ−ブタンの混合物)、ノルマル−ペンタン、イソ−ペンタン、シクロペンタンおよびネオペンタンである。得られる発泡体の発泡効果および断熱効果のため、好ましい3〜5個の炭素原子を有する炭化水素は、ノルマル−ブタンまたはイソ−ブタンである。最も好ましい3〜5個の炭素原子を有する炭化水素は、イソ−ブタンである。3〜5個の炭素原子を有する飽和炭化水素の濃度は、高品質の断熱効果および難燃剤効果の両方を獲得するために、好ましくはスチレン系ポリマー100重量部に基づいて1〜10重量部、より好ましくは、スチレン系ポリマー100部に基づいて1.5〜5重量部である。
他の有機発泡剤の例には、塩化メチルまたは塩化エチルなどの塩化アルキル;ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、イソプロピルエーテル、ノルマルブチルエーテル、ジ−イソプロピルエーテル、フラン、フルフラール、2−メチルフラン、テトラヒドロフランまたはテトラヒドロピランなどのエーテル;ジメチルケトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルノルマル−プロピルケトン、メチルノルマル−ブチルケトン、メチルイソ−ブチルケトン、メチルノルマル−アミルケトン、メチルノルマル−ヘキシルケトン、エチルノルマル−プロピルケトンまたはエチルノルマル−ブチルケトンなどのケトン;メタノール、エタノール、ノルマル−プロパノール、イソ−プロパノール、ノルマル−ブタノール、イソ−ブタノールまたは第3級−ブタノールなどのアルコール;およびギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、ギ酸アミル、プロピオン酸メチルまたはプロピオン酸エチルなどの炭酸エステルが含まれる。
無機発泡剤の例には、二酸化炭素および水が含まれる。化学発泡剤の例には、アゾ化合物が含まれる。これらの発泡剤は、単独でまたは3種以上の発泡剤の混合物として用いてよい。適した他の発泡剤には、塩化メチル、塩化エチルおよびジメチルエーテルが含まれる。
発泡剤の総濃度は、好ましくは、ポリマーの成分の重量に基づいて0.5〜20wt%である。
実施例1〜3および比較例A,B
ポリマー組成物は、重量平均分子量が210,000g/モルのポリスチレンホモポリマーを使用した。臭素化アルキル芳香族/ブタジエンコポリマーは、64wt%の臭素であり、摂氏120度(℃)の軟化点、100,000〜160,000g/モルの分子量および262℃の熱重量分析(Br−SBC、例えばEMERALD INNOVATION(商標) 3000、EMERALD INNOVATIONはChemtura Corporationの商標である)による5%の重量損失温度を有する、臭素化スチレン/ブタジエン/スチレンブロックコポリマーを使用した。ポリエチレンワックスは、重量平均分子量が6,000g/モルのポリエチレンワックス(Clariant Corporationから供給されているLICOWAX(商標) PE520)を使用した。
実施例(Ex)1〜3までおよび比較例(Comp Ex)Aでは、難燃剤添加剤として、臭素化アルキル芳香族/ブタジエンコポリマーを、ポリスチレンホモポリマー重量に基づいて2.85wt%の濃度で用いる。実施例1〜3までについては、ポリスチレンホモポリマーの重量に基づいてそれぞれ0.05wt%、0.20wt%および0.40wt%のポリエチレンワックスをさらに含む。
比較例Bは、臭素化アルキル芳香族/ブタジエンコポリマーの代わりにヘキサブロモシクロドデカン(HBCD)を難燃剤添加剤としてポリスチレンホモポリマー重量に基づいて2.5wt%で含み、ポリエチレンワックスを含まない。
実施例1〜3では、ポリスチレンホモポリマー、臭素化スチレン/ブタジエン/スチレンブロックコポリマー、ポリエチレンワックスを、表1に特定するような残留している添加剤と共に、4つの加熱区間、発泡剤混合部、3つの加熱区間のある冷却部および調整可能なスリットダイを有する押出機のホッパーに供給する。それぞれ110℃、140℃、185℃および200℃に設定した4つの加熱区間を有する押出機内で、成分を溶融ブレンドする。発泡剤組成物(表1の比率で、二酸化炭素、工業用ブタン(イソブタン/ノルマルブタンの35/65混合)、および塩化エチル)を発泡剤混合部内の混合物に注入し、発泡性ポリマー組成物を形成する。発泡性ポリマー組成物を混合し、次いでそれぞれ140℃、135℃および125℃に設定した冷却部に供給する。発泡性ポリマー組成物を均一に冷却し、100℃に設定したスリットダイの組を通して大気圧に押し出し、ポリマー発泡体に膨張させる。実施例1において用いられる添加剤は、安定剤としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(CN型樹脂、製品名はARALDITE ECN1280、Huntsman Japanから供給)、リン酸塩(DOVERPHOS S−9228、Dover Chemical Corporationから供給)およびエポキシ化大豆油(Plas−Check 775、Ferro Corporationから供給)、平滑剤としてステアリン酸バリウムならびに着色剤としてフタロシアニンブルーである。
比較例Aを、ポリエチレンワックスを含まない点を除き、実施例1〜3と同様に調製する。
比較例Bを、ポリエチレンワックスおよび臭素化スチレン/ブタジエン/スチレンブロックコポリマーのどちらも含まず、代わりに難燃剤としてHBCDを含む点を除き、実施例1〜3と同様に調製する。安定剤として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、リン酸塩およびエポキシ化大豆油の代わりに酸化マグネシウムを用いる。
スチレン系ポリマーの密度を次式、[密度]=[発泡体の重量]/[発泡体の体積]によって決定する。発泡体の体積は、発泡体を沈めた時に追い出される水量から決定される。平均セルサイズ直径を、ASTM法D 3576に従って、セルサイズの厚さ、幅および長さ方向の平均値により決定する。結果を表1に示す。
発泡体の特徴は、ポリエチレンワックスがBr−SBCの核形成効果を効果的に弱め(実施例1〜3を比較例Aと比較)、かかる効果がHBCDを用いて作製した発泡体より大きいセルサイズを有する発泡体を生成しさえするようにすること(実施例1〜3を比較例Bと比較)を明らかにする。
Figure 0006144693
実施例4〜7および比較例C〜G
多数のワックスについて平均セルサイズへの影響およびポリマー発泡体を形成する時の押出機スクリュー負荷を試験する。
実施例4〜7および比較例C〜Gを、Licowax PE520の代わりに表3に示すそれぞれのセルサイズ拡大を含む点を除き、実施例1と同様に調製する。それぞれの実施例のそれぞれの原料の量も表3に示す。ワックスの特性を表2に示す。
Figure 0006144693
押出機スクリュー負荷は、次式によって決定した。
押出機スクリュー負荷=(時間当たりの実際の発泡体の処理重量(kg/時))/押出機の回転数(rpm)
時間当たりの実際の発泡体の処理重量(kg/時)=(時間当たりの測定された発泡体の産出重量(kg/時))−(時間当たりの注入した発泡剤の重量(kg/時))
Figure 0006144693
Figure 0006144693
10,000または10,000未満の平均分子量を有する多くのポリエチレンワックスは、押出機スクリュー負荷に影響すること無くBr−SBCの核形成効果(実施例4〜7)を効果的に弱めた(実施例4〜7を比較例Gと比較)。平均分子量が18,000であるポリエチレンワックス、または天然ワックスを含む発泡体のセルサイズは、10,000または10,000未満であるポリエチレンワックスを含むものより小さく、同時に押出機スクリュー負荷が低い(実施例4〜7を比較例C〜Fと比較)。
実施例8ならびに比較例HおよびI
JIS A9511断熱板クラス3の高圧発泡体について平均セルサイズへの影響を試験する。
実施例8を、工業用ブタンの代わりにイソブテンを用いる点を除き、実施例1と同様に調製する。それぞれの原料の量を表4に示す。
比較例Hを、ポリエチレンワックスを含まない点を除き実施例8と同様に調製する。
比較例Iを、ポリエチレンワックスおよび臭素化スチレン/ブタジエン/スチレンブロックコポリマーのどちらも含まず、代わりに難燃剤としてHBCDを含む点を除き実施例8と同様に調製する。安定剤として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、リン酸塩およびエポキシ化大豆油の代わりに酸化マグネシウムを用いる。結果も表4に示す。
Figure 0006144693
発泡体の特徴は、ポリエチレンワックスがBr−SBCの核形成効果を効果的に弱め(実施例8を比較例Hと比較)、かかる効果がHBCDを用いて作製した発泡体より大きいセルサイズを有する発泡体を生成しさえするようにする(実施例8を比較例Iと比較)ことを明らかにする。
本開示は以下も包含する。
[1] スチレン系ポリマー、臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーおよびポリエチレンワックスを含有するポリマー成分を含有し、前記ポリエチレンワックスの濃度が前記ポリマー成分の重量に基づいて0.02〜1.0重量パーセントであり、前記ポリエチレンワックスの平均分子量が10,000g/モル以下である、ポリマー組成物。
[2] 前記ポリエチレンワックスの平均分子量が6,000g/モル以下である、上記態様1に記載の組成物。
[3] 前記臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーは、臭素化スチレン/ブタジエン/スチレントリブロックコポリマーである、上記態様1または上記態様2に記載の組成物。
[4] 前記スチレン系ポリマーがポリスチレンを含む、上記態様1〜3のいずれかに記載の組成物。
[5] 前記ポリマー組成物は押し出しポリマー発泡体である、上記態様1〜4のいずれかに記載の組成物。
[6] 前記組成物は、前記ポリマー成分がその中に画定されたセルを有する、ポリマー発泡体の形態である、上記態様1〜5のいずれかに記載の組成物。
[7] 上記態様5に記載の前記ポリマー発泡体を調製するためのプロセスであって、(a)前記ポリマー成分を前記臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマー、グリセロールエステルおよび発泡剤と溶融ブレンドして発泡性ポリマー組成物を形成するステップと、(b)前記発泡性ポリマー組成物をポリマー発泡体に膨張させるステップと、を含むプロセス。

Claims (5)

  1. チレン系ポリマー、臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーおよびポリエチレンワックスを含有するポリマー成分を含有するポリマー組成物であって、前記ポリエチレンワックスの濃度が前記ポリマー成分の重量に基づいて0.02〜1.0重量パーセントであり、前記ポリエチレンワックスの重量平均分子量が10,000g/モル以下であり、前記スチレン系ポリマーが、スチレン系モノマーのホモポリマー、ならびに共重合したスチレン系モノマーとメチルスチレン、ジメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、イソプロピルスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、トリクロロスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、ジビニルベンゼン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリロニトリル、マレイン酸無水物およびイタコン酸無水物から選択される任意の1種または2種以上のモノマーの組み合わせを含むモノマーとを含有するコポリマーから選択される任意の1種または複数のポリマーであり、前記ポリマー組成物が押し出しポリマー発泡体である、ポリマー組成物。
  2. 前記ポリエチレンワックスの重量平均分子量が6,000g/モル以下である、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマーは、臭素化スチレン/ブタジエン/スチレントリブロックコポリマーである、請求項1または請求項2に記載の組成物。
  4. 前記スチレン系ポリマーがポリスチレンを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリマー組成物を調製するためのプロセスであって、(a)前記ポリマー成分を前記臭素化ビニル芳香族/ブタジエンコポリマー、ポリエチレンワックスおよび発泡剤と溶融ブレンドして発泡性ポリマー組成物を形成するステップと、(b)前記発泡性ポリマー組成物をポリマー発泡体であるポリマー組成物に膨張させるステップと、を含むプロセス。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014066089A1 (en) * 2012-10-24 2014-05-01 Dow Global Technologies Llc Glycerol ester and brominated polymer in styrenic polymer
JP6389591B2 (ja) * 2013-07-04 2018-09-12 株式会社ジェイエスピー ポリスチレン系樹脂発泡体の製造方法
JP6190208B2 (ja) * 2013-08-13 2017-08-30 株式会社ジェイエスピー ポリスチレン系樹脂押出発泡体の製造方法
JP6156060B2 (ja) * 2013-10-29 2017-07-05 株式会社ジェイエスピー 発泡性複合樹脂粒子の製造方法
WO2015065393A1 (en) * 2013-10-30 2015-05-07 Dow Global Technologies Llc Foamed styrenic polymers containing a brominated styrene-butadiene copolymer and having enhanced cell size homogeneity
EP3070118B1 (en) 2013-11-14 2020-02-26 Kaneka Corporation Extruded styrenic resin foam and method for manufacturing same
EP3102630A1 (en) * 2014-02-03 2016-12-14 Dow Global Technologies LLC Stable styrenic foam with brominated styrene/butadiene copolymer and metal oxide infrared attenuator
JP6323242B2 (ja) * 2014-08-06 2018-05-16 株式会社ジェイエスピー 発泡性複合樹脂粒子の製造方法
CA3023668C (en) 2016-05-11 2024-02-06 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Polymeric foam comprising low levels of brominated flame retardant and method of making same
JP6192143B1 (ja) 2016-10-03 2017-09-06 東洋スチレン株式会社 難燃性樹脂組成物及び難燃性樹脂成形体
US20190263991A1 (en) 2016-10-10 2019-08-29 Total Research & Technology Feluy Improved Expandable Vinyl Aromatic Polymers

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL287330A (ja) 1962-01-02 1900-01-01
US4229396A (en) 1979-03-21 1980-10-21 The Dow Chemical Company Method of extruding thermoplastic resin foams having enlarged cell-sizes
US4386165A (en) 1980-06-06 1983-05-31 The Dow Chemical Company Styrenic polymer foams and preparation thereof
DE3743322A1 (de) 1987-12-21 1989-06-29 Hoechst Ag Polyethylenwachs und verfahren zu seiner herstellung
JP2001279012A (ja) * 2000-03-28 2001-10-10 Achilles Corp 改良された寸法安定性を有する発泡成形品
EP1270665B1 (en) 2000-11-02 2006-02-08 Daicel Chemical Industries, Ltd. Styrene resin composition
ES2296002T3 (es) * 2004-05-13 2008-04-16 Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh Poliestireno expansible.
ES2336951T3 (es) 2005-11-12 2010-04-19 Dow Global Technologies Inc. Copolimeros de butadieno/vinilo aromaticos bromados, mezclas de tales copolimeros con un polimero aromatico vinilico, y espumas polimericas formadas a partir de tales mezclas.
EP2212377B1 (de) 2007-11-21 2012-02-08 Basf Se Flammgeschützte expandierbare styrolpolymere und verfahren zu ihrer herstellung
DE102009059781A1 (de) * 2009-12-18 2011-06-22 Basf Se, 67063 Flammgeschützte Polymerschaumstoffe
US20120283345A1 (en) 2011-05-05 2012-11-08 Basf Se Heat-resistant and flame-retardant extruded foam made of styrene copolymers

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