KR20210016392A - 단열 발포체를 위한 블로잉제 조성물 - Google Patents

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야돌라 델라비즈
체이스 부드로
샹민 한
에스 토마스 브레머
바바라 앤 파비안
미첼 제인 위클리
제프리 토마스
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오웬스 코닝 인텔렉츄얼 캐피탈 엘엘씨
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Abstract

하이드로플루오로올레핀 (HFO) 및 분지형 탄화수소를 포함하는 블로잉제 조성물, 및 상기 블로잉제 조성물을 포함하는 발포 가능한 중합체 조성물이 개시된다. 또한, HFO 및 분지형 탄화수소를 포함하는 블로잉제 조성물을 사용하는 중합체 발포체의 제조 방법이 개시된다.

Description

단열 발포체를 위한 블로잉제 조성물
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018 년 5 월 29 일에 출원된 미국 가출원 제 62/677,248 호에 대한 우선권 및 임의의 이점을 주장하며, 이의 내용은 그 전체가 본원에 참고로 포함된다.
기술분야
본 발명은 열가소성 중합체로부터 제조된 단열 발포체를 위한 블로잉제 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이들 블로잉제 조성물을 사용하여 제조된 단열 발포체에 관한 것이다.
과거에는, 단열 발포체 내에 가스-충전 셀을 생성하기 위해서, 할로겐화 블로잉제를 사용하여 단열 발포체를 제조하였다. 초기 블로잉제 중에는, 클로로플루오로카본 (CFC) 및 클로로플루오로하이드로카본 (HCFC) 이 있었다. 그러나, 상층 대기에서의 가능한 오존 고갈을 포함한, 염소화 블로잉제에 대한 의심스러운 환경 문제는, 환경에 덜 손상을 끼치는 것으로 고려된 블로잉제의 개발을 유도하였다. 이후의 이들 블로잉제는 플루오로카본 (FC) 및 플루오로하이드로카본 (HFC) 을 포함하였다.
최근에, 새로운 하이드로플루오로올레핀 (HFO) 이 개발되었다. HFO 블로잉제는 통상적인 할로겐화 블로잉제에 비해서 보다 환경 친화적인 것으로 생각된다. 예를 들어, HFO 는 통상적인 FC 및 HFC 할로겐화 블로잉제에 비해서 감소된 오존 파괴 지수 (ODP) 및 감소된 지구 온난화 지수 (GWP) 를 갖는 것으로 생각된다.
할로겐화 블로잉제 이외에, 다른 유형의 블로잉제가 연구되었다. 예를 들어, 탄화수소, 예컨대 펜탄, 헥산, 시클로펜탄 및 유사한 화합물은 또한 블로잉제로서 간주되었다. 이들 탄화수소는 고도로 가연성 및 휘발성이며, 따라서 안전성 염려 및 휘발성 유기 화합물 (VOC) 의 방출에 대한 염려가 모두 제기된다. 이산화탄소 (CO2) 는 환경적 및 경제적 관점 모두에서, 블로잉제로서 매력적인 후보 물질이다. 블로잉제로서 CO2 의 성공적인 사용은, 단열 발포체의 매트릭스 중합체로서 전형적으로 사용되는 중합체에서의 CO2 의 비교적 낮은 용해도, 높은 확산성 및 부족한 가공성으로 인해, 어려운 일이다. CO2 는 또한 HCFC 및 HFC 에 비해서 증가된 열 전도도를 가지며, CO2-블로잉 발포체는 HCFC 또는 HFC 로 제조된 상응하는 발포체보다 약 10-20 % 더 낮은 단열 값을 나타낸다.
단열 발포체가 원하는 특성 (예를 들어, 낮은 밀도, 양호한 열 저항 등) 을 갖는 것을 보장하기 위해서, 블로잉제는 단열 발포체의 중합체 매트릭스에서 충분히 가용성인 것이 중요하다. HFO 블로잉제 단독은 단열 발포체의 중합체 매트릭스에서 충분히 가용성일 수 없으므로, 너무 조밀하거나 또는 허용할 수 없을 정도로 높은 열 전도도를 허용하는 단열 발포체를 생성할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 생성된 단열 발포체의 특성을 개선하기 위해서, HFO 와 HCFC, HFC, 이산화탄소, 물, 및 다른 이러한 혼합물의 조합을 함유하는 블로잉제 조성물이 혼합된 결과로 시도되었다.
본 발명의 목적은 HFO 및 분지형 탄화수소를 포함하는 개선된 블로잉제 조성물을 포함한다. 상기 목적은 개선된 블로잉제를 포함하는 발포 가능한 중합체 조성물, 및 개선된 블로잉제를 사용하는 중합체 발포체의 개선된 제조 방법을 추가로 포함한다.
본 발명의 예시적인 구현예에 있어서, 하이드로플루오로올레핀 (HFO) 및 분지형 탄화수소를 포함하는 블로잉제 조성물이 제공된다. 일부 예시적인 구현예에 있어서, 블로잉제는 본질적으로 물을 함유하지 않는다.
본 발명의 예시적인 구현예에 있어서, 매트릭스 중합체, 및 HFO 및 분지형 탄화수소를 포함하는 블로잉제 조성물을 포함하는 발포 가능한 중합체 조성물이 제공된다. 일부 예시적인 구현예에 있어서, 발포 가능한 중합체 조성물은 본질적으로 물을 함유하지 않는다.
본 발명의 예시적인 구현예에 있어서, 하기의 단계를 포함하는 중합체 발포체의 제조 방법이 제공된다: 매트릭스 중합체를 용융시키는 단계; HFO 및 분지형 탄화수소를 포함하는 블로잉제 조성물을 매트릭스 중합체 용융물과 혼합하여 발포 가능한 중합체 조성물을 형성하는 단계; 및 발포 가능한 중합체 조성물을 압출하여 중합체 발포체를 형성하는 단계. 일부 예시적인 구현예에 있어서, 발포 가능한 중합체 조성물은 본질적으로 물을 함유하지 않는다.
본 발명의 예시적인 구현예는 하기에서 제공되는 본 발명의 특정한 예시적인 구현예의 보다 구체적인 설명으로부터, 그리고 첨부한 도면에 예시된 바와 같이 명백해질 것이다.
도 1 은 7 일 숙성 후의 다양한 블로잉제 조성물을 포함하는 발포체 제제에 대한 열 절연 특성의 그래프이다.
도 2 는 발포체를 숙성함에 따른, 다양한 농도의 HFO-1234ze 및 n-펜탄을 함유하는 발포체 제제에 대한 열 절연 특성의 그래프이다.
도 3 은 발포체를 숙성함에 따른, HFO-1234ze 및 다양한 공동-블로잉제를 함유하는 발포체 제제에 대한 열 절연 특성의 그래프이다.
도 4 는 각각의 공동-블로잉제의 몰% 농도에 대해 정규화된 도 3 에서의 데이터의 그래프이다.
도 5 는 발포체를 숙성함에 따른, 다양한 밀도로 HFO-1234ze 및 이소부탄을 함유하는 발포체 제제에 대한 열 절연 특성의 그래프이다.
도 6 은 7 일 숙성 후의 다양한 밀도로 HFO-1234ze 및 다양한 탄화수소 공동-블로잉제를 함유하는 발포체 제제의 열 절연 특성의 그래프이다.
도 7 은 HFO-1234ze, 이소부탄 및 이산화탄소를 함유하는 발포체 제제에 대한 열 절연 특성의 그래프이다.
이들 도면은 하기에서 보다 상세히 설명하는 바와 같은 본 발명의 예시적인 구현예의 이해를 돕기 위해서 제공되며, 본 발명을 지나치게 제한하는 것으로 해석해서는 안된다.
중합체 발포체 조성물, 및 중합체 발포체의 제조 방법을 본원에서 상세히 설명한다. 본원에 개시된 중합체 발포체를 제조하기 위한 조성물 및 방법은 하이드로플루오로올레핀 (HFO) 및 분지형 탄화수소를 포함하는 블로잉제 조성물을 포함한다. 일부 예시적인 구현예에 있어서, 블로잉제는 본질적으로 물 또는 이산화탄소를 함유하지 않는다. 생성된 중합체 발포체는 HFO 및 선형 탄화수소를 포함하는 블로잉제와 비교할 때, 감소된 열 전도도를 가지며, 따라서 개선된 절연 특성을 가진다. 중합체 발포체의 이들 및 다른 특징, 뿐만 아니라, 많은 임의적인 변형 및 첨가의 일부가 이하에서 상세히 설명된다.
달리 정의하지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 본원에 기재된 것과 유사하거나 또는 동등한 임의의 방법 및 물질이 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있다. 공개된 또는 상응하는 미국 또는 외국 특허 출원, 발행된 미국 또는 외국 특허, 또는 임의의 다른 참고 문헌을 포함하여, 본원에서 인용된 임의의 참고 문헌은 각각 인용된 참고 문헌에서 제시된 모든 데이터, 표, 도면 및 텍스트를 포함하여, 이들의 전체가 참고로 포함된다.
본 발명의 설명 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 바와 같은, 단수형의 "부정관사" 및 "정관사" 는 문맥상 명백하게 달리 나타내지 않는 한, 복수형을 또한 포함하는 것으로 의도된다. 용어 "비롯하다" 또는 "비롯하는" 이 명세서 또는 청구범위에서 사용되는 한, 이 용어는 청구항에서 전환 단어로서 사용될 때 해석되기 때문에, 용어 "포함하는" 과 유사한 방식으로 포괄적인 것으로 의도된다. 또한, 용어 "또는" 이 사용되는 한 (예를 들어, A 또는 B), 이것은 "A 또는 B, 또는 둘 다" 를 의미하는 것으로 의도된다. 출원인이 "A 또는 B 만, 둘 다는 아님" 을 나타내는 것을 의도하는 경우, 용어 "A 또는 B 만, 둘 다는 아님" 이 사용될 것이다. 따라서, 본원에서 용어 "또는" 의 사용은 포괄적이며, 배타적인 사용은 아니다.
본원에서 사용되는 바와 같은 수치 범위는 구체적으로 개시되었는지 여부에 관계없이, 그 범위 내의 모든 수 및 수의 하위 집합을 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 이들 수치 범위는 그 범위에서의 임의의 수 또는 수의 하위 집합에 대한 주장을 뒷받침하는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 1 내지 10 의 기재는 2 내지 8, 3 내지 7, 5 내지 6, 1 내지 9, 3.6 내지 4.6, 3.5 내지 9.9 등의 범위를 뒷받침하는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 단수형의 특징 또는 제한에 대한 모든 언급은 상응하는 복수형의 특징 또는 제한을 포함해야 하며, 참조가 이루어진 문맥에 반하여 달리 명시되거나 명확하게 암시되지 않는 한, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 달리 명시되지 않는 한, 중합체 발포체, 난연제 조성물, 또는 다른 조성물의 구성 성분 또는 성분의 값은 조성물에서의 각 성분의 중량 퍼센트 또는 중량% 로 표현된다. 제공된 값은 지정된 종점까지 및 이것을 포함한다. 달리 명시하지 않는 한, 용어 " 중량%" 및 "wt.%" 는 상호 교환적으로 사용되며, 총 중량의 100 % 를 기준으로 한 백분율을 나타내는 것을 의미한다. 일부 구현예에 있어서, 블로잉제의 양은 몰/100 g 의 단위로 제공되며, 이는 매트릭스 중합체 100 g 당 특정 블로잉제의 몰수를 나타내는 것을 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같은, 용어 "중합체" 는 용어 "단일중합체", "공중합체", "삼중합체", 및 단일중합체, 공중합체 및/또는 삼중합체의 조합에 대한 총칭이다.
본원에서 사용되는 바와 같은, 용어 "매트릭스 중합체" 는 발포 가능한 중합체 조성물 및 중합체 발포체 생성물의 벌크를 형성하는 중합체 또는 중합체 혼합물을 지칭한다. 매트릭스 중합체는 최종 제품에 강도, 유연성, 인성 및 내구성을 제공한다.
본원에서 사용되는 바와 같은, 용어 "매트릭스 중합체 조성물" 은 안정화제, 가공 보조제, 착색제, 난연제 등과 같은 다른 임의적인 첨가제와 함께 매트릭스 중합체를 포함하는 조성물을 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같은, 용어 "블로잉제" 는 압력 (예컨대, 압출기 내의 압력) 하에서 용융된 매트릭스 중합체 조성물과 혼합될 때 발포 가능한 중합체 조성물을 형성하고, 조성물이 압력으로부터 방출될 때 작은 기체 주머니로 전환되어 발포 가능한 중합체 조성물을 발포시키는 액체 또는 기체상 화합물 또는 혼합물을 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 용어 "공동-블로잉제" 는 블로잉제 조성물에서의 제 2 (제 3, 제 4 등) 블로잉제를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같은, 용어 "분지형 탄화수소" 는 탄소 및 수소 원자로 이루어진 화합물을 지칭하며, 여기에서 탄소 원자는 선형 또는 시클릭 형태보다는 분지형으로 배열된다. 예시적인 분지형 탄화수소는 이소부탄, 이소펜탄, 네오펜탄, 이소헥산, 3-메틸펜탄, 2,3-디메틸부탄, 네오헥산, 이소헵탄, 3-메틸헥산, 2,2-디메틸펜탄, 2,3-디메틸펜탄, 2,4-디메틸펜탄, 3,3-디메틸펜탄, 3-에틸펜탄 및 2,2,3-트리메틸부탄을 포함한다.
압출된 합성 발포체의 제조에 사용되는 일반적인 절차는 일반적으로 매트릭스 중합체 조성물을 용융시킨 후, 발포 가능한 중합체 조성물이, 예를 들어 압력하에서 조기에 발포하는 것을 방지하면서, 블로잉제 조성물과 매트릭스 중합체의 완전한 혼합을 제공하는 조건하에서, 블로잉제 조성물을 중합체 용융물에 혼입시켜 발포 가능한 중합체 조성물을 형성하는 단계를 포함한다. 다른 첨가제 (예를 들어, 안정화제, 가공 보조제, 착색제, 난연제 등) 가 또한 발포 가능한 중합체 조성물에 첨가될 수 있다. 이어서, 이 발포 가능한 중합체 조성물은 전형적으로 단일 또는 다단계 압출 다이를 통해 압출하여 냉각시키고, 발포 가능한 중합체 조성물에 대한 압력을 감소시켜, 발포 가능한 중합체 조성물을 발포시키고, 발포 제품을 생성한다. 이해되는 바와 같이, 발포 가능한 중합체 조성물에서의 중합체, 블로잉제 및 첨가제의 상대적인 양, 뿐만 아니라, 압력이 감소하는 온도 및 방식은 생성된 발포체 제품의 양 및 특성에 영향을 미칠 수 있다.
블로잉제 조성물
블로잉제 조성물의 선택에 있어서, 매트릭스 중합체에서의 블로잉제 조성물의 용해도는 중요한 고려 사항이다. 예를 들어, 펜탄과 Freon 11 및 12 와 같은 CFC 와의 조합은 PS 에서 부분적으로 가용성이며, 일반적으로 허용 가능한 외관 및 물리적 특성, 예컨대 표면 마감, 셀 크기 및 분포, 배향, 수축 및 강성을 나타낸 PS 발포체를 생성하는데 사용되었다. 플루오로카본 (FC) 및 하이드로플루오로카본 (HFC), 예컨대 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 (HFC-134a) 및 1,1-디플루오로에탄 (HFC-152a) 은 CFC 보다 훨씬 더 오존 친화적인 것으로 생각되지만, 이들은 PS 에서 덜 가용성인 경향이 있다. 새로운 하이드로플루오로올레핀 (HFO) 블로잉제는 통상적인 할로겐화 블로잉제보다 더욱 환경 친화적인 것으로 생각된다. 그러나, 많은 HFO, 예컨대 테트라플루오로프로펜은 PS 에서 불충분한 용해도를 가진다. 이들 HFO 를 공동-블로잉제 없이 블로잉제로서 사용하여 PS 발포체를 제조하는 경우, HFO 는 PS 매트릭스에서 용해되지 않은 상태로 유지되는 경향이 있으며, 이는 발포 가능한 중합체 조성물의 압출 동안에, 발포체 제품에서 커다란 블로우-홀 및 다른 결함을 생성한다. PS 에서의 HFO 블로잉제의 불충분한 용해도는 또한 발포체의 장기간 절연 특성에 해로운 영향을 미칠 수 있다.
HFO 블로잉제를 공동-블로잉제, 예컨대 탄화수소, 하이드로플루오로카본, 이산화탄소 및 물과 함께 연구하여, 공동-블로잉제가 매트릭스 중합체에서의 HFO 의 용해도를 향상시키는지를 결정하였다. 탄화수소는 PS 에서 가용성이며, 또한 PS 에서의 HFO 의 용해도를 향상시키는 것으로 생각된다.
본 발명자들은 분지형 탄화수소를 제외하고, HFO 와 선형 탄화수소, 시클릭 탄화수소, 또는 HFC 공동-블로잉제를 포함하는 블로잉제 조성물로 제조된 발포체와 비교할 때, 분지형 탄화수소 공동-블로잉제를 갖는 HFO 블로잉제 조성물이 예상외로 개선된 절연 특성을 갖는 발포체를 형성한다는 것을 발견하였다. 이론에 얽매이지 않고, 본 발명자들은 분지형 탄화수소 분자의 압축성 때문에, 분지형 탄화수소가 우수한 공동-블로잉제라고 생각한다. 분지형 탄화수소 상의 펜던트 분지형 기 (예를 들어, 메틸기) 는, 이들 분자가 동일한 수의 탄소 원자를 가진 선형 또는 시클릭 탄화수소 분자보다 더욱 조밀하고, 보다 적은 표면적을 가진다는 것을 의미한다. 분자의 표면적에 따라 달라지는 분자간 인력은 동일한 수의 탄소 원자를 가진 선형 또는 시클릭 탄화수소 사이보다 분지형 탄화수소 사이에서 더욱 작다. 결과적으로, 분지형 탄화수소의 비점은 상응하는 선형 또는 시클릭 탄화수소보다 낮으며, 비점이 낮을수록 분지형 탄화수소의 증기압은 높아진다. 분지형 탄화수소의 증기압이 높을수록 단열 발포체의 각 셀에서의 분지형 탄화수소 가스는 많아진다. 블로잉제는 효과적인 단열 가스가 되기 위해서 기체 형태이어야 하기 때문에, 발포체 셀에서 더욱 높은 증기압, 따라서 보다 많은 가스를 갖는 블로잉제는 개선된 절연 특성을 갖는 경향이 있다.
본 발명의 블로잉제 조성물에서의 하이드로플루오로올레핀 블로잉제는, 예를 들어, 3,3,3-트리플루오로프로펜 (HFO-1243zf); 2,3,3-트리플루오로프로펜; (시스 및/또는 트랜스)-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (HFO-1234ze), 특히 트랜스 이성질체; 1,1,3,3-테트라플루오로프로펜; 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (HFO-1234yf); (시스 및/또는 트랜스)-1,2,3,3,3-펜타플루오로프로펜 (HFO-1225ye); 1,1,3,3,3-펜타플루오로프로펜 (HFO-1225zc); 1,1,2,3,3-펜타플루오로프로펜 (HFO-1225yc); 헥사플루오로프로펜 (HFO-1216); 2-플루오로프로펜, 1-플루오로프로펜; 1,1-디플루오로프로펜; 3,3-디플루오로프로펜; 4,4,4-트리플루오로-1-부텐; 2,4,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 3,4,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 옥타플루오로-2-펜텐 (HFO-1438); 1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-메틸-1-프로펜; 옥타플루오로-1-부텐; 2,3,3,4,4,4-헥사플루오로-1-부텐; 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 (HFO-1336m/z); 1,2-디플루오로에텐 (HFO-1132); 1,1,1,2,4,4,4-헵타플루오로-2-부텐; 3-플루오로프로펜, 2,3-디플루오로프로펜; 1,1,3-트리플루오로프로펜; 1,3,3-트리플루오로프로펜; 1,1,2-트리플루오로프로펜; 1-플루오로부텐; 2-플루오로부텐; 2-플루오로-2-부텐; 1,1-디플루오로-1-부텐; 3,3-디플루오로-1-부텐; 3,4,4-트리플루오로-1-부텐; 2,3,3-트리플루오로-1-부텐; 1,1,3,3-테트라플루오로-1-부텐; 1,4,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 3,3,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 4,4-디플루오로-1-부텐; 1,1,1-트리플루오로-2-부텐; 2,4,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 1,1,1,2-테트라플루오로-2 부텐; 1,1,4,4,4-펜타플루오로-1-부텐; 2,3,3,4,4-펜타플루오로-1-부텐; 1,2,3,3,4,4,4-헵타플루오로-1-부텐; 1,1,2,3,4,4,4-헵타플루오로-1-부텐; 및 1,3,3,3-테트라플루오로-2-(트리플루오로메틸)-프로펜을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 구현예에 있어서, 블로잉제 또는 공동-블로잉제는 HFO-1234ze 를 포함한다.
본 발명의 블로잉제 조성물에서의 분지형 탄화수소 공동-블로잉제는, 예를 들어, 분지형 부탄, 펜탄, 헥산 및 헵탄을 포함할 수 있다. 바람직한 분지형 탄화수소 공동-블로잉제는, 비제한적으로, 이소부탄, 이소펜탄, 네오펜탄, 이소헥산, 3-메틸펜탄, 2,3-디메틸부탄, 네오헥산, 이소헵탄, 3-메틸헥산, 2,2-디메틸펜탄, 2,3-디메틸펜탄, 2,4-디메틸펜탄, 3,3-디메틸펜탄, 3-에틸펜탄 및 2,2,3-트리메틸부탄을 포함한다. 일부 예시적인 구현예에 있어서, 블로잉제 또는 공동-블로잉제는 이소부탄, 이소펜탄, 또는 이의 조합을 포함한다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, HFO 블로잉제는 블로잉제 조성물의 총 중량의 약 14 중량% 내지 약 89 중량%, 예를 들어 약 15 중량% 내지 약 80 중량%, 예를 들어 약 20 중량% 내지 약 75 중량%, 예를 들어 약 25 중량% 내지 약 70 중량%, 예를 들어 약 30 중량% 내지 약 65 중량%, 예를 들어 약 35 중량% 내지 약 60 중량%, 및 예를 들어 블로잉제 조성물의 총 중량의 약 38 중량% 내지 약 55 중량% 로 포함된다. 일부 예시적인 구현예에 있어서, HFO 블로잉제는 전체 블로잉제 조성물의 50 중량% 미만으로 포함된다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, 분지형 탄화수소 공동-블로잉제는 블로잉제 조성물의 총 중량의 약 5.0 중량% 내지 약 85 중량%, 예를 들어 약 7.0 중량% 내지 약 50 중량%, 예를 들어 약 9.0 중량% 내지 약 45 중량%, 예를 들어 약 10 중량% 내지 약 40 중량%, 예를 들어 약 12 중량% 내지 약 35 중량%, 예를 들어 약 12.3 중량% 내지 약 32 중량%, 예를 들어 약 12.5 중량% 내지 약 30 중량% 로 포함된다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, 블로잉제 조성물은 하나 이상의 2 차 공동-블로잉제, 예컨대 하나 이상의 하이드로플루오로카본 ("HFC"), 하이드로클로로플루오로카본 ("HCFO"), 이산화탄소 및 물을 추가로 포함한다. 일부 예시적인 구현예에 있어서, 블로잉제 조성물은 2 종 이상의 2 차 공동-블로잉제, 예컨대 하이드로플루오로카본 및 이산화탄소를 포함한다. 일부 예시적인 구현예에 있어서, 블로잉제 조성물은 2 차 공동-블로잉제를 포함하지 않는다. 일부 예시적인 구현예에 있어서, 블로잉제 제제는 이산화탄소 및/또는 물을 포함하지 않는다. 다양한 예시적인 구현예에 있어서, 블로잉제 조성물은 하이드로플루오로카본을 포함하지 않는다.
일부 예시적인 구현예에 있어서, 2 차 공동-블로잉제는 하나 이상의 하이드로플루오로카본을 포함할 수 있다. 사용되는 특정한 하이드로플루오로카본은 특별히 제한되지 않는다. 적합한 블로잉 HFC 블로잉제의 예의 비-완전한 목록은 1,1-디플루오로에탄 (HFC-152a), 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 (HFC-134a), 1,1,2,2-테트라플루오로에탄 (HFC-134), 1,1,1-트리플루오로에탄 (HFC-143a), 디플루오로메탄 (HFC-32), 1,3,3,3-펜타플루오로프로판 (HF0-1234ze), 펜타플루오로에탄 (HFC-125), 플루오로에탄 (HFC-161), 1,1,2,2,3,3-헥사플루오로프로판 (HFC-236ca), 1,1,1,2,3,3-헥사플루오로프로판 (HFC-236ea), 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판 (HFC-236fa), 1,1,1,2,2,3-헥사플루오로프로판 (HFC-245ca), 1,1,2,3,3-펜타플루오로프로판 (HFC-245ea), 1,1,1,2,3-펜타플루오로프로판 (HFC-245eb), 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판 (HFC-245fa), 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로부탄 (HFC-356mff), 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄 (HFC-365mfc), 및 이의 조합을 포함한다. 일부 예시적인 구현예에 있어서, 2 차 공동-블로잉제는 HFC-152a 를 포함한다.
2 차 공동-블로잉제는 또한 하나 이상의 하이드로클로로플루오로올레핀 (HCFO), 예컨대 HCFO-1233; 1-클로로-1,2,2,2-테트라플루오로에탄 (HCFC-124); 1,1-디클로로-1-플루오로에탄 (HCFC-141b); 1,1,1,2-테트라플루오로에탄 (HFC-134a); 1,1,2,2-테트라플루오로에탄 (HFC-134); 1-클로로-1,1-디플루오로에탄 (HCFC-142b); 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄 (HFC-365mfc); 1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로판 (HFC-227ea); 트리클로로플루오로메탄 (CFC-11); 디클로로디플루오로메탄 (CFC-12); 및 디클로로플루오로메탄 (HCFC-22) 을 포함할 수 있다.
용어 "HCFO-1233" 은 모든 트리플루오로모노클로로프로펜을 지칭하기 위해서 본원에서 사용된다. 트리플루오로모노클로로프로펜 중에는, 시스- 및 트랜스-1,1,1-트리플루오로-3-클로로프로펜 (HCFO-1233zd 또는 1233zd) 이 모두 포함된다. 용어 "HCFO-1233zd" 또는 "1233zd" 는 시스- 또는 트랜스-형태인지에 관계없이, 1,1,1-트리플루오로-3-클로로프로펜을 지칭하기 위해서 본원에서 일반적으로 사용된다. 용어 "시스 HCFO-1233zd" 및 "트랜스 HCFO-1233zd" 는 1,1,1-트리플루오로-3-클로로프로펜의 시스- 및 트랜스-형태 또는 트랜스-이성질체를 각각 설명하기 위해서 본원에서 사용된다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, 2 차 공동-블로잉제는 블로잉제 조성물의 총 중량의 0 내지 약 90 중량%, 예를 들어 블로잉제 조성물의 총 중량의 약 0.5 중량% 내지 약 89 중량%, 예를 들어 약 1 중량% 내지 약 50 중량%, 예를 들어 약 3 중량% 내지 약 25 중량%, 예를 들어 약 5 중량% 내지 약 20 중량%, 예를 들어 약 7 중량% 내지 약 15 중량%, 및 예를 들어 블로잉제 조성물의 총 중량의 약 7.5 중량% 내지 약 13 중량% 로 포함된다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, 전체 블로잉제 조성물은 약 2 중량% 내지 약 15 중량%, 및 일부 구현예에 있어서, 약 3 중량% 내지 약 10 중량%, 또는 약 4 중량% 내지 약 9 중량% (블로잉제 조성물을 제외한 발포 가능한 조성물의 총 중량에 대해서) 의 양으로 존재한다. 일부 예시적인 구현예에 있어서, 전체 블로잉제 조성물은 블로잉제 조성물을 제외한 발포 가능한 조성물의 총 중량에 대해서, 약 6.8 중량% 내지 약 8.0 중량%, 예를 들어 약 7.3 중량% 내지 약 7.9 중량% 의 양으로 존재한다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, HFO 블로잉제는 발포 가능한 조성물에서의 모든 성분의 총 중량의 약 1 중량% 내지 약 8 중량%, 예를 들어 약 1.5 중량% 내지 약 7.5 중량%, 예를 들어 약 2 중량% 내지 약 7 중량%, 예를 들어 약 2.5 중량% 내지 약 6.5 중량%, 예를 들어 약 3 중량% 내지 약 6 중량%, 예를 들어 약 3.5 중량% 내지 약 5.5 중량%, 예를 들어 약 4 중량% 내지 약 5 중량%, 및 예를 들어 발포 가능한 조성물에서의 모든 성분의 총 중량의 약 4.5 중량% 로 포함된다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, HFO 는 약 0.004 몰/100 g 내지 약 0.140 몰/100 g, 예를 들어 약 0.007 몰/100 g 내지 약 0.125 몰/100 g, 예를 들어 약 0.009 몰/100 g 내지 약 0.120 몰/100 g, 예를 들어 약 0.010 몰/100 g 내지 약 0.108 몰/100 g, 예를 들어 약 0.015 몰/100 g 내지 약 0.0999 몰/100 g, 예를 들어 약 0.017 몰/100 g 내지 약 0.091 몰/100 g, 예를 들어 약 0.019 몰/100 g 내지 약 0.085 몰/100 g 매트릭스 중합체, 및 예를 들어 약 0.020 몰/100 g 내지 약 0.075 몰/100 g 매트릭스 중합체로 포함된다. 일부 예시적인 구현예에 있어서, HFO 블로잉제는 0.05 몰 미만/100 g, 예를 들어 0.045 몰 미만/100 g, 약 0.03 몰 미만/100 g, 0.025 몰 미만/100 g, 0.023 몰 미만/100 g 매트릭스 중합체, 및 0.021 몰/100 g 매트릭스 중합체로 포함된다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, 분지형 탄화수소 공동-블로잉제는 발포 가능한 조성물에서의 모든 성분의 총 중량의 약 0.05 중량% 내지 약 6 중량%, 예를 들어 약 0.1 중량% 내지 약 5.5 중량%, 예를 들어 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%, 예를 들어 약 0.8 중량% 내지 약 4.5 중량%, 예를 들어 약 0.9 중량% 내지 약 4 중량%, 및 예를 들어 모든 성분의 총 중량의 약 1.0 중량% 로 포함된다. 특정한 예시적인 구현예에 있어서, 분지형 탄화수소 공동-블로잉제는 약 0.0005 몰/100 g 내지 약 0.150 몰/100 g, 예를 들어 약 0.0010 몰/100 g 내지 약 0.10 몰/100 g, 예를 들어 약 0.0050 몰/100 g 내지 약 0.085 몰/100 g, 예를 들어 약 0.0080 몰/100 g 내지 약 0.078 몰/100 g, 예를 들어 약 0.009 몰/100 g 내지 약 0.065 몰/100 g 매트릭스 중합체, 및 예를 들어 약 0.0100 몰/100 g 내지 약 0.020 몰/100 g 매트릭스 중합체로 포함된다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, 하나 이상의 2 차 공동-블로잉제는 발포 가능한 조성물에서의 모든 성분의 총 중량의 약 0.05 중량% 내지 약 6 중량%, 예를 들어 약 0.1 중량% 내지 약 5.5 중량%, 예를 들어 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%, 예를 들어 약 0.8 중량% 내지 약 4.5 중량%, 예를 들어 약 0.9 중량% 내지 약 4 중량%, 및 예를 들어 모든 성분의 총 중량의 약 1.0 중량% 로 포함된다.
매트릭스 중합체
매트릭스 중합체는 발포 가능한 중합체 혼합물의 벌크를 형성하며, 최종 제품에 강도, 유연성, 인성 및 내구성을 제공한다. 매트릭스 중합체는 특별히 제한되지 않으며, 일반적으로, 발포될 수 있는 임의의 중합체가 발포 가능한 중합체 혼합물에서 매트릭스 중합체로서 사용될 수 있다. 매트릭스 중합체는 열가소성 또는 열경화성 중합체일 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 매트릭스 중합체는 단일 중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 매트릭스 중합체는 2 종 이상의 중합체의 블렌드를 포함할 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 매트릭스 중합체는 최종 중합체 발포 제품에 충분한 기계적 강도를 제공하도록 선택될 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 매트릭스 중합체는 최종 중합체 발포체 제품을 형성하는데 사용되는 공정과 상용성이도록 선택될 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 매트릭스 중합체는 일반적으로 중합체 발포체에서의 형성 및 후속 사용 동안에 매트릭스 중합체가 경험하는 예상 온도 범위 내에서 화학적으로 안정하며, 즉, 비-반응성이다.
매트릭스 중합체는 약 50 wt.% 이상 (블로잉제 조성물을 제외한 모든 성분의 총 중량에 대해서) 의 양으로, 약 60 wt.% 내지 약 100 wt.% 의 양으로, 약 70 wt.% 내지 약 99 wt.% 의 양으로, 약 75 wt.% 내지 약 98 wt.% 의 양으로, 약 80 wt.% 내지 약 96 wt.% 의 양으로, 또는 약 85 wt.% 내지 약 95 wt.% 의 양으로 발포 가능한 중합체 혼합물에 존재할 수 있다. 특정한 예시적인 구현예에 있어서, 매트릭스 중합체는 약 80 wt.% 내지 약 100 wt.% 의 양으로 존재할 수 있다.
적합한 매트릭스 중합체의 비제한적인 예는 알케닐 방향족 중합체, 스티렌 중합체, 폴리스티렌 (PS), 스티렌 공중합체, 스티렌 블록 공중합체, 스티렌과 부타디엔의 공중합체, 스티렌 아크릴로니트릴 (SAN), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌, 아크릴/스티렌/아크릴로니트릴 블록 삼중합체 (ASA), 스티렌 말레산 무수물 공중합체 (SMA), 스티렌 메틸 메타크릴레이트 공중합체 (SMMA), 폴리올레핀, 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 비닐 아세테이트와 에틸렌의 공중합체, 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 염소화 폴리비닐 클로라이드 (CPVC), 폴리카보네이트, 폴리이소시아누레이트, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리아크릴산 에스테르, 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리우레탄, 페놀, 폴리술폰, 폴리페닐렌 술파이드, 아세탈 수지, 폴리아미드, 폴리아라미드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 고무 변성 중합체, 열가소성 중합체 블렌드, 및 이의 조합을 포함한다.
일부 예시적인 구현예에 있어서, 매트릭스 중합체는 알케닐 방향족 중합체 물질이다. 적합한 알케닐 방향족 중합체 물질은 알케닐 방향족 단일중합체 및 알케닐 방향족 화합물과 공중합 가능한 에틸렌성 불포화 공-단량체의 공중합체를 포함한다. 또한, 알케닐 방향족 중합체 물질은 소량의 비-알케닐 방향족 중합체를 포함할 수 있다. 알케닐 방향족 중합체 물질은 하나 이상의 알케닐 방향족 단일중합체, 하나 이상의 알케닐 방향족 공중합체, 알케닐 방향족 단일중합체 및 공중합체 각각의 하나 이상의 블렌드, 또는 이들과 비-알케닐 방향족 중합체의 블렌드로 형성될 수 있다.
알케닐 방향족 중합체의 예는, 비제한적으로, 스티렌, 스티렌 아크릴로니트릴 (SAN) 공중합체, 알파-메틸스티렌, 에틸스티렌, 비닐 벤젠, 비닐 톨루엔, 클로로스티렌 및 브로모스티렌과 같은 알케닐 방향족 화합물로부터 유도되는 알케닐 방향족 중합체를 포함한다. 하나 이상의 구현예에 있어서, 알케닐 방향족 중합체는 폴리스티렌 (PS) 을 포함한다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, 소량의 모노에틸렌성 불포화 단량체, 예컨대 C2 내지 C6 알킬 산 및 에스테르, 이오노머 유도체, 및 C4 내지 C8 디엔은 알케닐 방향족 단량체와 공중합되어 알케닐 방향족 중합체를 형성할 수 있다. 공중합 가능한 단량체의 비제한적인 예는 아크릴산, 메타크릴산, 에타크릴산, 말레산, 이타콘산, 아크릴로니트릴, 말레산 무수물, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 비닐 아세테이트 및 부타디엔을 포함한다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, 매트릭스 중합체는 전적으로 폴리스티렌으로 형성될 수 있다. 특정한 예시적인 구현예에 있어서, 매트릭스 중합체는 실질적으로 폴리스티렌 (예를 들어, 95 wt.% 초과) 으로 형성될 수 있다. 특정한 예시적인 구현예에 있어서, 매트릭스 중합체는 약 40 내지 100 wt.% 의 폴리스티렌, 예를 들어 약 45 내지 99 wt.%, 예를 들어 약 50 내지 98 wt.%, 예를 들어 약 55 내지 97 wt.%, 예를 들어 약 60 내지 96 wt.%, 예를 들어 약 65 내지 95 wt.%, 예를 들어 약 70 내지 94 wt.%, 예를 들어 약 75 내지 93 wt.%, 예를 들어 약 80 내지 92 wt.%, 예를 들어 약 85 내지 91 wt.%, 예를 들어 약 80 내지 90 wt.% 의 폴리스티렌으로 형성될 수 있다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, 중합체 발포체는 산화방지제, 열 안정화제, UV 안정화제, 산 스캐빈저, 난연제 조성물, 상승제, 핵제, 가소제, 안료, 엘라스토머, 가공제, 압출 보조제, 충전제, 대전방지제, 살생물제, 살흰개미제, 착색제, 오일 또는 왁스를 비제한적으로 포함하는 하나 이상의 임의적인 첨가제를 포함할 수 있다. 특정한 예시적인 구현예에 있어서, 중합체 발포체는 첨가제의 혼합물을 포함할 수 있다. 이들 임의적인 첨가제는 발포 가능한 중합체 혼합물 또는 생성된 중합체 발포체의 원하는 특성을 수득하는데 필요한 양으로 포함될 수 있다. 첨가제는 발포 가능한 중합체 혼합물에 첨가될 수 있거나, 또는 이들은 매트릭스 중합체를 제조하는데 사용되는 중합 공정 전, 동안 또는 후에 혼입될 수 있다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, 중합체 발포체는 카보네이트 조성물과 같은 하나 이상의 가공 보조제를 포함한다. 예시적인 카보네이트 조성물은 프로필렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트 등을 포함한다. 하나 이상의 가공 보조제는 0 중량% 내지 20 중량%, 예를 들어 약 0.05 중량% 내지 약 17 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 15 중량%, 약 1.0 중량% 내지 약 10 중량%, 약 1.5 중량% 내지 약 8 중량%, 및 약 2 중량% 내지 약 5 중량% 의 양으로 중합체 발포체 물질에 포함될 수 있다.
제조 방법
블로잉제 조성물을 포함하는 중합체 발포체는 압출 발포체 또는 팽창 발포체일 수 있다. 이들 중합체 발포체는 전형적인 제조 장비를 사용하여 공지의 제조 방법을 수정하여 제조될 수 있다.
일부 구현예에 있어서, 본 발명의 중합체 발포체는 압출 방법에 의해 제조된 압출 중합체 발포체이다. 압출 장치는 나선형 플라이트가 제공된 스크류를 둘러싸는 배럴을 포함하고, 압축하도록 구성되며, 이로써 스크류 압출기에 도입되는 물질을 가열 및 용융시키는 단축 또는 이축 압출기를 포함할 수 있다. 매트릭스 중합체 및 임의적인 첨가제는 매트릭스 중합체 혼합물을 형성하며, 이는 하나 이상의 공급 호퍼로부터 비이드, 과립 또는 펠렛과 같은 유동 가능한 고체로서, 또는 액체 또는 반-액체 용융물로서 스크류 압출기에 공급될 수 있다.
매트릭스 중합체 혼합물이 스크류 압출기를 통해 전진함에 따라, 플라이트의 감소하는 간격은 매트릭스 중합체 혼합물이 스크류의 회전에 의해 강제되는 연속적으로 더 작은 공간을 정의한다. 이러한 감소하는 부피는 매트릭스 중합체 혼합물의 압력을 증가시켜 중합체 용융물을 수득하고 (고체 출발 물질이 사용된 경우), 및/또는 중합체 용융물의 압력을 증가시키는 작용을 한다.
매트릭스 중합체 혼합물이 스크류 압출기를 통해 전진함에 따라, 하나 이상의 첨가제를 중합체 혼합물에 주입하기 위해 구성된 포트가 배럴을 통해 제공될 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 가공 보조제, 핵제, 난연제, 산화방지제 또는 안정화제와 같은 첨가제가 또한 포트를 통해 중합체 혼합물에 도입될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 블로잉제 조성물을 중합체 혼합물에 도입하기 위해 배럴을 통해 하나 이상의 추가의 포트가 제공될 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 하나 이상의 임의적인 첨가제 및 블로잉제 조성물은 단일 포트를 통해 도입된다. 일부 구현예에 있어서, 임의적인 첨가제 및 블로잉제 조성물은 복수의 포트를 통해 도입된다. 일단 이들 첨가제 및 블로잉제 조성물이 매트릭스 중합체 혼합물이 도입되면, 생성된 혼합물은 압출 조성물을 수득하기 위해서, 일반적으로 중합체 혼합물 전체에 균일하게 각각의 첨가제를 분배하는데 충분한 일부 추가의 블렌딩에 적용된다.
이어서, 이 압출 조성물은 압출 다이를 통해 강제되고, 다이로부터 감압 영역 (대기압 미만일 수 있음) 으로 배출되며, 이로써 블로잉제 조성물을 팽창시켜, 중합체 발포체 물질을 생성한다. 이러한 압력 감소는, 압출 조성물이 다이에 제공된 연속적으로 더 큰 개구를 통해, 또는 압출 조성물에 가해지는 압력이 감소되는 방식을 어느 정도 제어하기 위해 압출 다이의 하류에 제공된 일부 적합한 장치를 통해 진행함에 따라 점차적으로 수득될 수 있다. 압출된 및 팽창된 중합체 발포체 물질은 생성된 중합체 발포체 물질의 두께 및 다른 특성을 제어하기 위해서 캘린더링, 물 침지, 냉각 스프레이 또는 다른 작업과 같은 추가의 공정을 거칠 수 있다.
일부 구현예에 있어서, 본 발명의 중합체 발포체는 비이드 압출 방법에 의해 제조된 압출된 중합체 비이드이다. 비이드 압출은 이전에 기술한 압출 공정과 유사하다. 그러나, 비이드 압출에서, 압출 다이는 압출 조성물이 비이드로서 압출되도록 복수의 작은 구멍을 함유한다. 이들 비이드는 전형적으로 직경이 약 0.05 mm 내지 약 2.0 mm 의 범위이다. 또한, 압출 조성물을 함유하는 비이드가 일단 압출 다이로부터 배출되면, 압출 조성물은 발포되지 않는다. 대신, 압출 조성물을 함유하는 비이드는 냉각제 챔버 또는 냉각제 배스로 배출되고, 비이드는 압출 조성물의 유리 전이 온도 (Tg) 미만으로 급속히 냉각된다. 이러한 급속 냉각은 비이드에서의 압출 조성물이 발포되는 것을 방지한다.
비이드 압출의 일부 구현예에 있어서, 매트릭스 중합체, 블로잉제 조성물 및 임의적인 첨가제는 상기에서 기술한 바와 같은 압출기에 도입되어 압출 조성물을 형성한다. 비이드 압출의 일부 구현예에 있어서, 매트릭스 중합체 및 임의적인 첨가제는 상기에서 기술한 바와 같은 압출기에 도입되어 압출 조성물을 형성하지만, 블로잉제 조성물은 비이드가 압출 및 냉각된 후에, 압력 용기를 통해 압출된 비이드에 첨가된다.
일부 구현예에 있어서, 본 발명의 중합체 발포체는 유화 또는 현탁 중합 방법에 의해 제조된 팽창된 중합체 발포체이다. 팽창된 중합체 발포체의 일부 구현예에 있어서, 매트릭스 중합체는 반응 용기 내에서 액체 상에 분산된 단량체로부터 중합된다. 일부 구현예에 있어서, 블로잉제 조성물은 중합 반응 동안에 반응 용기 내에서 액상 내에 희석제로서 블로잉제를 첨가함으로써 중합체 혼합물에 첨가된다. 일부 구현예에 있어서, 블로잉제 조성물은 중합 반응 동안에 반응 용기 내에서 액체 상으로서 사용된다. 일부 구현예에 있어서, 블로잉제 조성물은 중합 반응이 완료된 후에 압력 용기에서 중합체 혼합물에 첨가된다.
이어서, 이 압출 조성물은 압출 다이를 통해 강제되고, 다이로부터 감압 영역 (대기압 미만일 수 있음) 으로 배출되며, 이로써 블로잉제를 팽창시켜, 중합체 발포체 층 또는 슬랩을 생성한다. 중합체 발포체는 생성된 중합체 발포체 제품의 두께 및 다른 특성을 제어하기 위해서 캘린더링, 물 침지, 냉각 스프레이 또는 다른 작업과 같은 추가의 공정을 거칠 수 있다.
중합체 발포체
제조 공정은 중합체 발포체를 생성한다. 일부 예시적인 구현예에 있어서, 발포 가능한 중합체 혼합물의 제조 공정은 압출 공정에 의해 제조된 경질의, 실질적으로 밀폐된 셀, 중합체 발포체 보드를 생성한다. 압출 발포체는 셀 멤브레인 및 스트럿에 의해 정의되는 셀이 있는 셀 구조를 가진다. 스트럿은 셀 멤브레인의 교차점에서 형성되며, 셀 멤브레인은 스트럿 사이의 상호 연결된 셀 윈도우를 커버한다.
일부 예시적인 구현예에 있어서, 발포체는 5 파운드/입방 피트 ("pcf") 미만, 또는 4 pcf 미만, 또는 3 pcf 미만의 평균 밀도를 가진다. 일부 예시적인 구현예에 있어서, 중합체 발포체는 약 1 pcf 내지 약 4.5 pcf, 예를 들어 약 1.2 pcf 내지 약 4 pcf, 예를 들어 약 1.3 pcf 내지 약 3.5 pcf, 예를 들어 약 1.4 pcf 내지 약 3 pcf, 예를 들어 약 1.5 pcf 내지 약 2.8 pcf, 예를 들어 약 1.6 pcf 내지 약 2.6 pcf, 예를 들어 약 1.7 pcf 내지 약 2.5 pcf, 예를 들어 약 1.8 pcf 내지 약 2.4 pcf, 예를 들어 약 1.9 pcf 내지 약 2.3 pcf, 예를 들어 약 2.0 pcf 내지 약 2.2 pcf 의 밀도를 가진다. 일부 예시적인 구현예에 있어서, 중합체 발포체는 약 2.0 pcf, 또는 2.0 pcf 미만의 밀도를 가진다.
문구 "실질적으로 밀폐된 셀" 은 발포체가 모든 밀폐 셀을 포함하거나, 또는 셀 구조에서의 거의 모든 셀이 밀폐되어 있음을 나타내는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 일부 구현예에 있어서, 셀의 20 % 이하는 개방 셀이며, 특히, 10 % 이하, 또는 5 % 이하는 개방 셀이거나, 또는 다르게는 "비-밀폐" 셀이다. 일부 구현예에 있어서, 셀의 약 0.5 % 내지 약 4.0 % 는 개방 셀이며, 예를 들어 셀의 약 0.75 % 내지 약 3.5 %, 예를 들어 약 1.0 % 내지 약 3.2 %, 예를 들어 약 1.2 % 내지 약 3.0 %, 예를 들어 약 1.5 % 내지 약 2.8 %, 예를 들어 약 1.75 % 내지 약 2.5 %, 및 예를 들어 약 2.0 % 내지 약 2.25 % 는 개방 셀이다. 밀폐 셀 구조는 형성된, 발포 단열 제품의 R-값을 증가시키는데 도움이 된다. 그러나, 개방 셀 구조를 생성하는 것은 본 발명의 범위 내에 있음을 인식해야 한다.
본 발명의 발포체 및 발포 제품에서의 매트릭스 중합체 셀의 평균 셀 크기는 약 0.05 mm (50 ㎛) 내지 약 0.4 mm (400 ㎛), 예를 들어 약 0.1 mm (100 ㎛) 내지 약 0.3 mm (300 ㎛), 예를 들어 약 0.11 mm (110 ㎛) 내지 약 0.25 mm (250 ㎛), 예를 들어 약 0.12 mm (120 ㎛) 내지 약 0.2 mm (200 ㎛), 예를 들어 약 0.13 mm (130 ㎛) 내지 약 0.18 mm (180 ㎛), 및 예를 들어 약 0.14 mm (140 ㎛) 내지 약 0.16 mm (160 ㎛) 일 수 있다. 본 발명의 발포체는 경질 단열 보드, 단열 발포체, 포장 제품, 및 건물 단열재 또는 지하 단열재 (예를 들어, 고속도로, 공항 활주로, 철도 및 지하 유틸리티 단열재) 와 같은 단열 제품으로 형성될 수 있다.
본 발명의 발포 가능한 중합체 혼합물은 축 방향으로 향하는 미는 힘을 견디는 발포체 물질의 능력을 정의하는 높은 압축 강도를 갖는 중합체 발포체를 추가로 생성할 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 본 발명의 발포체 조성물은 중합체 발포체에 대한 원하는 범위 내의 압축 강도를 가지며, 이것은 약 6 psi 내지 120 psi 이다. 일부 구현예에 있어서, 본 발명의 발포 가능한 중합체 혼합물은 약 10 psi 내지 약 110 psi, 예를 들어 약 20 psi 내지 약 100 psi, 예를 들어 약 25 psi 내지 약 90 psi, 예를 들어 약 30 psi 내지 약 80 psi, 예를 들어 약 35 psi 내지 약 70 psi, 예를 들어 약 40 psi 내지 약 60 psi, 예를 들어 약 45 psi 내지 약 50 psi 의 압축 강도를 갖는 발포체를 생성한다.
본 발명의 발포 가능한 중합체 혼합물은 높은 수준의 치수 안정성을 갖는 중합체 발포체를 추가로 생성할 수 있다. 예를 들어, 임의의 방향에서의 치수 변화는 5 % 이하, 예컨대 3 % 이하, 2 % 이하, 및 1.5 % 이하이다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 평균 셀 크기는 X, Y 및 Z 방향에서 결정되는 바와 같은 셀 크기의 평균이다. 특히, "X" 방향은 압출 방향이고, "Y" 방향은 교차 기계 방향이며, "Z" 방향은 두께이다. 본 발명에 있어서, 셀 확대에서의 가장 큰 영향은 X 및 Y 방향이며, 이는 배향 및 R-값 관점에서 바람직하다. 또한, 추가의 공정 수정은 허용 가능한 열 특성을 여전히 달성하면서, Z-배향을 증가시켜 기계적 특성을 향상시킬 것이다. 본 발명의 중합체 발포체는 경질의 단열 보드, 단열 발포체 및 포장 제품과 같은 단열 제품을 제조하는데 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 발포체 조성물은 인치 당 4 이상, 또는 약 4 내지 약 7 의 단열 값 (R-값) 을 갖는 중합체 발포체를 생성한다. R-값 또는 총 열 저항은 열 전달의 저항의 척도이다. R-값을 결정하는 방법은 다음과 같이 설명된다. 열 전도도, k 는 단위 단면적 당 열 흐름 대 단위 두께 당 온도 강하의 비로서 정의되고, US 단위는 다음과 같으며:
Figure pct00001
미터법 단위는 다음과 같다:
Figure pct00002
단열 물질을 통한 열 전달은 고체 전도도, 가스 전도도, 복사 및 대류를 통해 발생할 수 있다. 총 열 저항 (R-값), R 은 열 전달에 대한 저항의 척도이며, 다음과 같이 결정된다:
R = t / k
(식 중, t = 두께).
본 발명의 발포체를 7 일 숙성한 후의 열 전도도 k 는 약 0.16 내지 약 0.18 Btu·in/hr·ft2·℉, 예를 들어 약 0.162 내지 약 0.178 Btu·in/hr·ft2·℉, 예를 들어 약 0.164 내지 약 0.176 Btu·in/hr·ft2·℉, 예를 들어 약 0.166 내지 약 0.174 Btu·in/hr·ft2·℉, 예를 들어 약 0.168 내지 약 0.172 Btu·in/hr·ft2·℉, 예를 들어 약 0.170 Btu·in/hr·ft2·℉ 이다. 본 발명의 발포체를 60 일 숙성한 후의 열 전도도 k 는 약 0.17 내지 약 0.185 Btu·in/hr·ft2·℉, 예를 들어 약 0.172 내지 약 0.184 Btu·in/hr·ft2·℉, 예를 들어 약 0.174 내지 약 0.182 Btu·in/hr·ft2·℉, 예를 들어 약 0.175 내지 약 0.181 Btu·in/hr·ft2·℉, 예를 들어 약 0.176 내지 약 0.180 Btu·in/hr·ft2·℉, 예를 들어 약 0.178 Btu·in/hr·ft2·℉ 이다.
실시예
실시예 1
HFO-1234ze 와 함께 공동-블로잉제로서 다양한 탄화수소를 사용하여, 1.0 인치 압출 폴리스티렌 (XPS) 발포체 샘플을 형성하기 위해서 일련의 실험을 수행하였다. 시험한 탄화수소 공동-블로잉제는 n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄 및 시클로펜탄을 포함하였다. 각 발포체 샘플에 대해, 제제는 98.5 wt.% 의 폴리스티렌, 1 wt.% 의 난연제, 0.5 wt.% 의 적외선 감쇠제 및 7.8 wt.% 의 블로잉제 조성물을 포함하였다. 각 블로잉제 성분의 양은 전체 조성물의 wt.%, 및 매트릭스 중합체 100 g 당 몰 수로 제공된다. 각 시험 샘플의 블로잉제 조성물 제제 및 물리적 특성을 하기 표 1 내지 5 에 나타낸다.
표 1. n-부탄 및 HFO-1234ze 를 갖는 발포체 제제
Figure pct00003
표 2. 이소부탄 및 HFO-1234ze 를 갖는 발포체 제제
Figure pct00004
표 3. n-펜탄 및 HFO-1234ze 를 갖는 발포체 제제
Figure pct00005
표 4. 이소펜탄 및 HFO-1234ze 를 갖는 발포체 제제
Figure pct00006
표 5. 시클로펜탄 및 HFO-1234ze 를 갖는 발포체 제제
Figure pct00007
각 발포체 제제에 대한 열 단열 (7-일 k-인자) 의 그래프를 도 1 에 나타낸다. 각 제제에 대해, HFO 의 양이 변화함에 따라, 열 절연 특성은 비교적 일정하게 유지된다. 새로 제조된 중합체 발포체에서의 탄화수소 공동-블로잉제에 비해서 HFO 블로잉제 (고가의 성분) 의 중량% 를 증가시키는 것은, 즉각적인 이점이 있는 것으로 보이지 않는다.
실시예 2
샘플을 숙성함에 따라, 실시예 1 의 발포체 제제에 대한 열 절연 특성을 분석하였다. C1-C6 (공동-블로잉제로서 n-펜탄을 포함하는 발포체 제제) 에 대한 열 숙성 곡선을 도 2 에 나타낸다. 실시예 1 의 다른 발포체 제제에 대한 열 숙성 곡선은 도 2 에 나타낸 것과 동일한 일반적인 경향을 따른다.
HFO/n-펜탄 발포체를 숙성함에 따라, 가장 높은 농도의 HFO 를 갖는 발포체 샘플 (샘플 C-1) 은 보다 낮은 농도의 HFO 를 갖는 발포체 샘플 (샘플 C-2 내지 C-6) 보다 약간 더 양호한 열 절연 특성을 가진다. 그러나, 샘플 C-1 은 샘플 C-6 보다 약 30 % 더 많은 HFO 를 가지며 (7.55 wt.% 대 5.80 wt.%), 하지만 60 일에 C-1 에 대한 k-인자는 C-6 보다 단지 약 2 % 더 양호하다 (0.181 대 0.185) 는 것에 유의해야 한다. 중합체 발포체를 숙성함에 따라, 탄화수소 공동-블로잉제에 비해서 HFO 블로잉제 (고가의 성분) 의 중량% 를 증가시키는 것은, 커다란 장기간 이점이 있는 것으로 보이지 않는다.
실시예 3
5.8 wt.% 의 HFO 및 2.0 wt.% 의 탄화수소를 포함하는 실시예 1 로부터의 발포체 제제 (즉, 샘플 A-6, B-6, C-6, D-6 및 E-6) 를 숙성함에 따라, 이들에 대한 열 절연 특성을 비교하였다. 비교예로서, 5.80 wt.% 의 HFO-1234ze 및 2.00 wt.% 의 HFC-152 를 포함하는 유사한 발포체를 숙성함에 따라, 이에 대한 열 절연 특성을 또한 평가하였다. 이들 샘플에 대한 열 숙성 곡선을 도 3 에 나타낸다.
HFO 및 이소부탄을 포함하는 발포체 샘플 (샘플 B-6) 은 60 일 후에 k-인자가 약 0.180 Btu·in/hr·ft2·℉ 인 최고의 열 절연 특성을 가진다. HFO 및 이소펜탄을 포함하는 발포체 샘플 (샘플 D-6) 은 60 일 후에 k-인자가 약 0.183 Btu·in/hr·ft2·℉ 인 차선의 열 절연 특성을 가진다. n-부탄, n-펜탄 및 시클로펜탄을 갖는 발포체 샘플 (각각 샘플 A-6, C-6 및 E-6) 은 60 일 후에 k-인자가 약 0.184 내지 0.185 Btu·in/hr·ft2·℉ 인 비슷한 열 절연 특성을 가진다. HFO 및 HFC 를 갖는 비교 샘플 (샘플 COMP) 은 60 일 후에 k-인자가 약 0.188 Btu·in/hr·ft2·℉ 인 가장 불량한 열 절연 특성을 가진다. 이들 결과는 HFO 및 분지형 탄화수소, 예컨대 이소부탄 또는 이소펜탄을 포함하는 블로잉제를 사용하는 중합체 발포체가, HFO 및 선형 또는 시클릭 탄화수소, 예컨대 n-부탄, n-펜탄 또는 시클로펜탄을 포함하는 블로잉제를 사용하는 유사한 발포체에 비해서 우수한 열 절연 특성을 가진다는 것을 시사한다. 또한, HFO 및 분지형 탄화수소, 예컨대 이소부탄 또는 이소펜탄을 포함하는 블로잉제를 사용하는 중합체 발포체는 또한, HFO 및 HFC 를 포함하며, 분지형 탄화수소를 배제하는 블로잉제를 사용하는 유사한 발포체에 비해서 우수한 열 절연 특성을 가진다.
실시예 4
실시예 3 에 대해 도 3 에 제시한 데이터는 탄화수소 공동-블로잉제를 각 조성물에서 중량 (2.0 wt.%) 기준보다는 오히려 몰 (2.88 몰/100 g 매트릭스 중합체) 기준으로 비교하여 정규화하였다. 정규화된 열 숙성 곡선을 도 4 에 나타낸다. 이러한 방식으로 정규화하면, 이소펜탄, 이소부탄 및 n-부탄을 갖는 발포체 (각각 샘플 D-6, B-6 및 A-6) 는 n-펜탄 및 시클로펜탄을 갖는 발포체 (각각 샘플 C-6 및 E-6) 에 비해서 우수한 열 절연 특성을 가진다. 비교 샘플 (샘플 COMP) 은 여전히 가장 불량한 열 절연 특성을 가진다.
실시예 5
3.00 wt.% 의 HFO-1234ze 블로잉제 및 4.80 wt.% 의 다양한 탄화수소 공동-블로잉제를 사용하여, 가장 낮은 가능한 밀도에서 압출 폴리스티렌 (XPS) 발포체 샘플을 형성하기 위해서 일련의 실험을 수행하였다. 시험한 탄화수소 공동-블로잉제는 n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄 및 시클로펜탄을 포함하였다. 샘플의 두께는 1.00 인치에서 일정하게 유지하였다. 1.0 인치 보드의 경우, R-값은 5 이거나 또는 열 전도도는 0.20 Btu·in/hr·ft2·℉ 이다. R-값은 열 전도도의 역수이다. 열 전도도가 낮을수록 R-값은 높아진다. 비교예로서, 3.00 wt.% 의 HFO-1234ze 및 4.80 wt.% 의 HFC-152a 를 포함하는 유사한 발포체를 숙성함에 따라, 이에 대한 열 절연 특성을 또한 평가하였다. 각 발포체 샘플에 대해, 제제는 98.5 wt.% 의 폴리스티렌, 1 wt.% 의 난연제, 0.5 wt.% 의 적외선 감쇠제 및 7.8 wt.% 의 블로잉제 조성물을 포함하였다. 각각의 일련의 시험 샘플에 대한 블로잉제 조성물 제제를 하기 표 6 에 나타낸다.
표 6. 3.00 wt.% 의 HFO-1234ze 및 4.80 wt.% 의 공동-블로잉제를 갖는 발포체 제제
Figure pct00008
도 5 는 3.00 wt.% 의 HFO 및 4.80 wt.% 의 이소부탄의 블로잉제를 사용하는, 다양한 밀도에서 발포체에 대한 열 숙성 곡선의 그래프를 나타낸다. 발포체는 각각 0.03 몰 미만의 HFO-1234ze 를 포함하였다. 밀도가 2.52 lb/ft3 인 발포체 샘플은, 180 일 후에 k-인자가 약 0.179 Btu·in/hr·ft2·℉ 인 가장 높은 열 저항을 가진다. 그러나, 밀도가 보다 낮은 발포체는 또한, 각각 밀도가 2.25 내지 1.43 lb/ft3 인 발포체에 대한 180-일 k-인자가 약 0.180 내지 약 0.194 Btu·in/hr·ft2·℉ 의 범위인 허용 가능한 열 저항 값을 가졌다. 상기에서 언급한 바와 같이, 1.0 인치 보드에 대한 5 의 R-값은 0.20 Btu·in/hr·ft2·℉ 의 열 전도도를 가진다. 따라서, 각 발포체 샘플은 5 이상의 R-값을 달성하였다.
도 6 은 다양한 밀도에서 상이한 탄화수소 공동-블로잉제를 함유하는 발포체를 비교하는 그래프를 나타낸다. 모든 발포체 밀도에 대해, 공동-블로잉제 이소부탄 및 이소펜탄을 각각 함유하는 샘플 F-2 및 F-4 는 n-부탄 및 n-펜탄을 각각 함유하는 샘플 F-1 및 F-3 에 비해서, 7 일 후에 보다 양호한 열 저항 (보다 낮은 k-인자) 을 가진다. 1.75 lb/ft3 밀도에서의 점선은 대부분의 상업용 발포체에 대한 목표 밀도를 나타낸다. 도 6 은 밀도가 실질적으로 1.75 lb/ft3 미만인 발포 제품이 이소부탄 또는 이소펜탄을 공동-블로잉제로서 사용하고, HFO 를 블로잉제로서 사용할 때, 허용 가능한 열 저항을 가질 수 있다는 것을 보여준다.
실시예 6
다양한 농도의 HFO-1234ze, 이소부탄 및 이산화탄소를 사용하여, 압출 폴리스티렌 (XPS) 발포체 샘플을 형성하기 위해서 일련의 실험을 수행하였다. 목표 발포체 밀도는 2.25 +/- 0.05 lb/ft3 이었다. CO2 를 사용하여 총 블로잉제를 발포 가능한 물질의 7.8 wt.% 로 유지시키고, HFO-1234ze 및 이소부탄의 농도를 변화시켰다. HFO 와 이소부탄 사이의 비를 1.6 에서 일정하게 유지시켰다. 각 발포체 샘플에 대해, 제제는 98.5 wt.% 의 폴리스티렌, 1 wt.% 의 난연제, 0.5 wt.% 의 적외선 감쇠제 및 7.8 wt.% 의 블로잉제 조성물을 포함하였다. 각 블로잉제 성분의 양은 전체 조성물의 wt.%, 및 매트릭스 중합체 100 g 당 몰 수로 제공된다. 각 샘플의 블로잉제 조성물 제제, 발포체 밀도, 7-일 k-인자를 하기 표 7 에 나타낸다.
표 7. 다양한 농도의 HFO-1234ze, 이소부탄 및 이산화탄소를 함유하는 발포체 제제.
Figure pct00009
다양한 농도의 HFO-1234ze, 이소부탄 및 이산화탄소를 갖는 발포체 열 숙성 곡선을 도 7 에 나타낸다. 곡선은 HFO-1234ze 및 이소부탄의 농도가 감소하고, 이산화탄소로 대체함에 따라, 발포체의 열 전도도가 증가한다는 것을 보여준다.
본 발명을 특정한 폴리스티렌 발포체 물질과 관련하여 설명하였지만, 본 발명의 방법은 또한 다양한 중합체 발포체 물질을 수득하기 위해서 다른 중합체 조성물 및 블렌딩제의 다양한 조합에도 적용 가능하다. 본 발명의 예시적인 구현예를 본원에서 개시하였으며, 특정한 용어가 사용되었지만, 이들은 제한의 목적이 아니라, 포괄적이고 설명적인 의미로만 사용되고 해석되어야 한다. 따라서, 개시된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항의 다양한 변경이, 하기의 청구범위에 기재된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 이루어질 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다.

Claims (23)

  1. 다음을 포함하는 중합체 발포체를 위한 블로잉제 조성물:
    a) 하이드로플루오로올레핀 (HFO) 블로잉제, 및
    b) 분지형 탄화수소 공동-블로잉제,
    여기에서, 블로잉제 조성물은 본질적으로 물을 함유하지 않음.
  2. 제 1 항에 있어서, HFO 블로잉제가 3,3,3-트리플루오로프로펜 (HFO-1243zf); 2,3,3-트리플루오로프로펜; (시스 및/또는 트랜스)-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (HFO-1234ze); 1,1,3,3-테트라플루오로프로펜; 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (HFO-1234yf); (시스 및/또는 트랜스)-1,2,3,3,3-펜타플루오로프로펜 (HFO-1225ye); 1,1,3,3,3-펜타플루오로프로펜 (HFO-1225zc); 1,1,2,3,3-펜타플루오로프로펜 (HFO-1225yc); 헥사플루오로프로펜 (HFO-1216); 2-플루오로프로펜, 1-플루오로프로펜; 1,1-디플루오로프로펜; 3,3-디플루오로프로펜; 4,4,4-트리플루오로-1-부텐; 2,4,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 3,4,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 옥타플루오로-2-펜텐 (HFO-1438); 1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-메틸-1-프로펜; 옥타플루오로-1-부텐; 2,3,3,4,4,4-헥사플루오로-1-부텐; 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 (HFO-1336m/z); 1,2-디플루오로에텐 (HFO-1132); 1,1,1,2,4,4,4-헵타플루오로-2-부텐; 3-플루오로프로펜, 2,3-디플루오로프로펜; 1,1,3-트리플루오로프로펜; 1,3,3-트리플루오로프로펜; 1,1,2-트리플루오로프로펜; 1-플루오로부텐; 2-플루오로부텐; 2-플루오로-2-부텐; 1,1-디플루오로-1-부텐; 3,3-디플루오로-1-부텐; 3,4,4-트리플루오로-1-부텐; 2,3,3-트리플루오로-1-부텐; 1,1,3,3-테트라플루오로-1-부텐; 1,4,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 3,3,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 4,4-디플루오로-1-부텐; 1,1,1-트리플루오로-2-부텐; 2,4,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 1,1,1,2-테트라플루오로-2-부텐; 1,1,4,4,4-펜타플루오로-1-부텐; 2,3,3,4,4-펜타플루오로-1-부텐; 1,2,3,3,4,4,4-헵타플루오로-1-부텐; 1,1,2,3,4,4,4-헵타플루오로-1-부텐; 1,3,3,3-테트라플루오로-2-(트리플루오로메틸)-프로펜; 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 블로잉제 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 분지형 탄화수소 공동-블로잉제가 이소부탄; 이소펜탄; 네오펜탄; 이소헥산; 3-메틸펜탄; 2,3-디메틸부탄; 네오헥산; 이소헵탄; 3-메틸헥산; 2,2-디메틸펜탄; 2,3-디메틸펜탄; 2,4-디메틸펜탄; 3,3-디메틸펜탄; 3-에틸펜탄; 2,2,3-트리메틸부탄; 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 블로잉제 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, HFO 블로잉제가 블로잉제 조성물의 총 중량의 약 14 중량% 내지 약 89 중량% 로 포함되는 블로잉제 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 분지형 탄화수소 공동-블로잉제가 블로잉제 조성물의 총 중량의 약 11 중량% 내지 약 86 중량% 로 포함되는 블로잉제 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 블로잉제 조성물이 하이드로플루오로카본 ("HFC"), 하이드로클로로플루오로카본 ("HCFO"), 이산화탄소 및 물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 2 차 공동-블로잉제를 추가로 포함하는 블로잉제 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서, 하나 이상의 2 차 공동-블로잉제가 블로잉제 조성물의 총 중량에 대해서, 약 0.5 중량% 내지 약 50 중량% 의 양으로 존재하는 블로잉제 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 블로잉제 조성물이 발포 가능한 중합체 조성물에서 사용되는 블로잉제 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서, 발포 가능한 중합체 조성물이 알케닐 방향족 중합체, 스티렌 중합체, 스티렌 공중합체, 스티렌 블록 공중합체, 폴리올레핀, 할로겐화 비닐 중합체, 폴리카보네이트, 폴리이소시아누레이트, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 페놀, 폴리술폰, 폴리페닐렌 술파이드, 아세탈 수지, 폴리아미드, 폴리아라미드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 고무 변성 중합체, 열가소성 중합체 블렌드, 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 매트릭스 중합체를 포함하는 블로잉제 조성물.
  10. 다음을 포함하는 발포 가능한 중합체 조성물:
    a) 매트릭스 중합체 조성물, 및
    b) 하이드로플루오로올레핀 (HFO) 블로잉제 및 분지형 탄화수소 공동-블로잉제를 포함하는 블로잉제 조성물,
    여기에서, 발포 가능한 중합체 조성물은 본질적으로 물을 함유하지 않음.
  11. 제 10 항에 있어서, HFO 블로잉제가 3,3,3-트리플루오로프로펜 (HFO-1243zf); 2,3,3-트리플루오로프로펜; (시스 및/또는 트랜스)-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (HFO-1234ze); 1,1,3,3-테트라플루오로프로펜; 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (HFO-1234yf); (시스 및/또는 트랜스)-1,2,3,3,3-펜타플루오로프로펜 (HFO-1225ye); 1,1,3,3,3-펜타플루오로프로펜 (HFO-1225zc); 1,1,2,3,3-펜타플루오로프로펜 (HFO-1225yc); 헥사플루오로프로펜 (HFO-1216); 2-플루오로프로펜, 1-플루오로프로펜; 1,1-디플루오로프로펜; 3,3-디플루오로프로펜; 4,4,4-트리플루오로-1-부텐; 2,4,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 3,4,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 옥타플루오로-2-펜텐 (HFO-1438); 1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-메틸-1-프로펜; 옥타플루오로-1-부텐; 2,3,3,4,4,4-헥사플루오로-1-부텐; 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 (HFO-1336m/z); 1,2-디플루오로에텐 (HFO-1132); 1,1,1,2,4,4,4-헵타플루오로-2-부텐; 3-플루오로프로펜, 2,3-디플루오로프로펜; 1,1,3-트리플루오로프로펜; 1,3,3-트리플루오로프로펜; 1,1,2-트리플루오로프로펜; 1-플루오로부텐; 2-플루오로부텐; 2-플루오로-2-부텐; 1,1-디플루오로-1-부텐; 3,3-디플루오로-1-부텐; 3,4,4-트리플루오로-1-부텐; 2,3,3-트리플루오로-1-부텐; 1,1,3,3-테트라플루오로-1-부텐; 1,4,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 3,3,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 4,4-디플루오로-1-부텐; 1,1,1-트리플루오로-2-부텐; 2,4,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 1,1,1,2-테트라플루오로-2-부텐; 1,1,4,4,4-펜타플루오로-1-부텐; 2,3,3,4,4-펜타플루오로-1-부텐; 1,2,3,3,4,4,4-헵타플루오로-1-부텐; 1,1,2,3,4,4,4-헵타플루오로-1-부텐; 1,3,3,3-테트라플루오로-2-(트리플루오로메틸)-프로펜; 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 발포 가능한 중합체 조성물.
  12. 제 10 항에 있어서, 분지형 탄화수소 공동-블로잉제가 이소부탄; 이소펜탄; 네오펜탄; 이소헥산; 3-메틸펜탄; 2,3-디메틸부탄; 네오헥산; 이소헵탄; 3-메틸헥산; 2,2-디메틸펜탄; 2,3-디메틸펜탄; 2,4-디메틸펜탄; 3,3-디메틸펜탄; 3-에틸펜탄; 2,2,3-트리메틸부탄; 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 발포 가능한 중합체 조성물.
  13. 제 10 항에 있어서, HFO 블로잉제가 발포 가능한 중합체 조성물의 총 중량의 약 1 중량% 내지 약 8 중량% 로 포함되는 발포 가능한 중합체 조성물.
  14. 제 10 항에 있어서, 분지형 탄화수소 공동-블로잉제가 발포 가능한 중합체 조성물의 총 중량의 약 1 중량% 내지 약 6 중량% 로 포함되는 발포 가능한 중합체 조성물.
  15. 제 10 항에 있어서, HFO 블로잉제가 0.03 몰 미만/100 g 매트릭스 중합체를 포함하는 발포 가능한 중합체 조성물.
  16. 제 10 항에 있어서, 매트릭스 중합체가 알케닐 방향족 중합체, 스티렌 중합체, 스티렌 공중합체, 스티렌 블록 공중합체, 폴리올레핀, 할로겐화 비닐 중합체, 폴리카보네이트, 폴리이소시아누레이트, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 페놀, 폴리술폰, 폴리페닐렌 술파이드, 아세탈 수지, 폴리아미드, 폴리아라미드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 고무 변성 중합체, 열가소성 중합체 블렌드, 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 발포 가능한 중합체 조성물.
  17. 하기의 단계를 포함하는 중합체 발포체의 제조 방법:
    a) 매트릭스 중합체 조성물을 제공하는 단계,
    b) 매트릭스 중합체 조성물을 압출기에서 용융시키는 단계,
    c) 하이드로플루오로올레핀 (HFO) 블로잉제 및 분지형 탄화수소 공동-블로잉제를 포함하는 블로잉제 조성물을 압출기 내의 용융된 매트릭스 중합체 조성물에 주입하여 발포 가능한 중합체 조성물을 형성하는 단계, 여기에서, 발포 가능한 중합체 조성물은 본질적으로 물 또는 이산화탄소를 함유하지 않음, 및
    d) 발포 가능한 중합체 조성물을 압출하여 중합체 발포체를 형성하는 단계.
  18. 제 17 항에 있어서, HFO 블로잉제가 3,3,3-트리플루오로프로펜 (HFO-1243zf); 2,3,3-트리플루오로프로펜; (시스 및/또는 트랜스)-1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (HFO-1234ze); 1,1,3,3-테트라플루오로프로펜; 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (HFO-1234yf); (시스 및/또는 트랜스)-1,2,3,3,3-펜타플루오로프로펜 (HFO-1225ye); 1,1,3,3,3-펜타플루오로프로펜 (HFO-1225zc); 1,1,2,3,3-펜타플루오로프로펜 (HFO-1225yc); 헥사플루오로프로펜 (HFO-1216); 2-플루오로프로펜, 1-플루오로프로펜; 1,1-디플루오로프로펜; 3,3-디플루오로프로펜; 4,4,4-트리플루오로-1-부텐; 2,4,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 3,4,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 옥타플루오로-2-펜텐 (HFO-1438); 1,1,3,3,3-펜타플루오로-2-메틸-1-프로펜; 옥타플루오로-1-부텐; 2,3,3,4,4,4-헥사플루오로-1-부텐; 1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-부텐 (HFO-1336m/z); 1,2-디플루오로에텐 (HFO-1132); 1,1,1,2,4,4,4-헵타플루오로-2-부텐; 3-플루오로프로펜, 2,3-디플루오로프로펜; 1,1,3-트리플루오로프로펜; 1,3,3-트리플루오로프로펜; 1,1,2-트리플루오로프로펜; 1-플루오로부텐; 2-플루오로부텐; 2-플루오로-2-부텐; 1,1-디플루오로-1-부텐; 3,3-디플루오로-1-부텐; 3,4,4-트리플루오로-1-부텐; 2,3,3-트리플루오로-1-부텐; 1,1,3,3-테트라플루오로-1-부텐; 1,4,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 3,3,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 4,4-디플루오로-1-부텐; 1,1,1-트리플루오로-2-부텐; 2,4,4,4-테트라플루오로-1-부텐; 1,1,1,2-테트라플루오로-2-부텐; 1,1,4,4,4-펜타플루오로-1-부텐; 2,3,3,4,4-펜타플루오로-1-부텐; 1,2,3,3,4,4,4-헵타플루오로-1-부텐; 1,1,2,3,4,4,4-헵타플루오로-1-부텐; 1,3,3,3-테트라플루오로-2-(트리플루오로메틸)-프로펜; 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 중합체 발포체의 제조 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 분지형 탄화수소 공동-블로잉제가 이소부탄; 이소펜탄; 네오펜탄; 이소헥산; 3-메틸펜탄; 2,3-디메틸부탄; 네오헥산; 이소헵탄; 3-메틸헥산; 2,2-디메틸펜탄; 2,3-디메틸펜탄; 2,4-디메틸펜탄; 3,3-디메틸펜탄; 3-에틸펜탄; 2,2,3-트리메틸부탄; 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 중합체 발포체의 제조 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, HFO 블로잉제가 발포 가능한 중합체 조성물의 총 중량의 약 1 중량% 내지 약 8 중량% 로 포함되는 중합체 발포체의 제조 방법.
  21. 제 17 항에 있어서, 분지형 탄화수소 공동-블로잉제가 발포 가능한 중합체 조성물의 총 중량의 약 1 중량% 내지 약 6 중량% 로 포함되는 중합체 발포체의 제조 방법.
  22. 제 17 항에 있어서, 매트릭스 중합체가 알케닐 방향족 중합체, 스티렌 중합체, 스티렌 공중합체, 스티렌 블록 공중합체, 폴리올레핀, 할로겐화 비닐 중합체, 폴리카보네이트, 폴리이소시아누레이트, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 페놀, 폴리술폰, 폴리페닐렌 술파이드, 아세탈 수지, 폴리아미드, 폴리아라미드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 고무 변성 중합체, 열가소성 중합체 블렌드, 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 중합체 발포체의 제조 방법.
  23. 제 17 항에 있어서, 중합체 발포체가 약 4 내지 약 7 의 R 값을 갖는 중합체 발포체의 제조 방법.
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