TW201302893A - 改進的能膨脹的乙烯基芳族聚合物 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了能膨脹的乙烯基芳族聚合物，其包括：a)乙烯基芳族聚合物基體，b)相對於聚合物(a)計算的1-10重量%的、嵌入到聚合物基體中的發泡劑，c)相對於聚合物(a)計算的0.1-5重量%的滑石，上述滑石具有2.3-5μm的通過沉降圖(ISO 13317-3)測量的D50粒度、4.2-9.5m2/g的根據DIN 66131/2測量的BET比表面積，d)相對於聚合物(a)計算的0.1-6重量%的炭黑，上述炭黑具有9-65m2/g的根據ASTM D-6556測量的BET比表面積，e)相對於聚合物(a)計算的0.1-1重量%的、均勻地分散在聚合物基體中的聚乙烯蠟。

Description

改進的能膨脹的乙烯基芳族聚合物
本發明係有關於含有與蠟結合的特定滑石和炭黑粉末的能膨脹的乙烯基芳族聚合物特別是能膨脹的聚苯乙烯粒料(granulate)(EPS)。
本發明還有關通過由該能膨脹的乙烯基芳族聚合物得到的膨脹顆粒的燒結獲得的泡沫體並且特別是具有增強的熱絕緣(隔熱，heat-insulation)性能的絕緣板(隔熱板，insulation board)。
在建築工業中，長期以來已知能膨脹的乙烯基芳族聚合物用於製備熱絕緣板/片材。這些板通過如下獲得：通過壓力和溫度使能膨脹的聚合物的經浸漬的珠粒(bead)膨脹並且對經膨脹的珠粒進行模塑。EPS顆粒的膨脹通常是在略高於聚合物玻璃化轉變溫度的溫度下使用蒸汽進行的。
熱塑性乙烯基芳族聚合物例如聚苯乙烯可通過在該聚合物基體中引入發泡劑而成為能膨脹的。用於乙烯基芳族聚合物的典型發泡劑包括：至少一種含有3-7個碳原子的在室溫下液態的烴；鹵代烴；二氧化碳或水。發泡劑的量由其分子量以及所獲得的泡沫體密度決定。其通常範圍為2-15重量%、優選3-9重量%。
能膨脹的聚合物通常是作為珠粒或粒料(granule)製造的，上述珠粒或粒料在典型地由蒸汽供應的熱的作用下 首先膨脹至期望的密度，並且在一定陳化期之後，在模具中燒結為任何合適的形狀。
EPS膨脹技術是本領域中公知的並且特別地描述於EP 126459、US 2006/211780、US 2005/156344、US 6 783 710和WO 2008/141766中。
滑石是用於EPS的最常見的泡孔(cell)調節劑並且在現有技術中已經公開了各種類型用於該目的。
已知炭黑作為使膨脹珠粒(其隨後燒結為絕緣板)的導熱率降低的紅外吸收劑。
EP 372343 A1描述了包含炭黑和滑石的EPS並且提到，使用10%的炭黑使導熱率降低15%。大量的專利文獻證實了炭黑在該目的中的用途。
WO 97/45477 A1描述了包含2-8%具有10-500m2/g的BET氮氣表面積的炭黑的EPS。一些經膨脹和燒結的EPS組合物實現了在10℃平均溫度下30-33 mW/mK的導熱率λ。
EP 620 246 B1描述了膨脹聚苯乙烯泡沫體，其具有小於20 kg/m3的密度並且包含吸收紅外輻射的不透輻射熱的(athermanous)顆粒。
WO 2006/058733 A1有關能膨脹的苯乙烯聚合物粒料，其含有：a)5-50重量%的填料，上述填料選自粉狀無機材料例如滑石、石灰石、高嶺土、氫氧化鋁、亞硝酸鋁、矽酸鋁、硫酸鋇、碳酸鈣、二氧化鈦、硫酸鈣、矽酸、石英粉、微粉矽膠(aerosil)、氧化鋁或矽灰石；和 b)0.1-10重量%的炭黑或石墨。
在實施例2中，存在1重量%的炭黑和10重量%的石灰石，導熱率λ為32 mW/m°K。
討論了泡孔調節劑和紅外吸收劑例如炭黑的類似效果的其他公開內容為US 2007/0112082 A1；WO 2006/108672 A2；WO 2007/045454 A1；WO 2008/141766 A1和WO 2008/061678 A2。
然而，在專利文獻中已經若干次報導了炭黑作為強的成核劑，導致含有不期望的小泡孔尺寸的泡沫體(US 6,864,298 B2、US 6,538,042 B1、US 6,476,089 B1)。
泡孔結構對於實現良好的絕緣性能和機械耐受性起到關鍵作用。在文獻(Placido, E., Arduini-Schuster, M. C., Kuhn, J., Infrared Physics & Technology, 2005, 46, 219; Schellenberg, J., Wallis, M., Journal of Cellular Plastics, 2010, 46, 209)中報導了，在給定密度下，為了達到最佳絕緣性能，存在最佳泡孔尺寸。因此，具有對於泡孔尺寸的良好控制是關鍵的。
已經公開了一些泡孔尺寸增大劑(enlarger agent)，例如US 2007/0299152中的聚乙二醇或US 7,018,700 B2中的甘油單硬脂酸酯。這些添加劑可用于增加泡孔尺寸。但是，這些軟化劑通常對於珠粒膨脹性具有負面作用。
現已發現，與滑石和蠟的特定選擇結合的炭黑的特定選擇具有泡孔尺寸分佈窄化效應。這種預料不到的行為允許容易地達到期望的泡孔尺寸而不損害膨脹過程。
因此，泡沫體的泡孔尺寸可簡單地通過選擇與特定的滑石和蠟結合的炭黑的類型和量來更精細地控制泡孔形態而控制。
發明目的
本發明的目的在於提供能膨脹的乙烯基芳族聚合物粒料特別是能膨脹的聚苯乙烯粒料(EPS)，其含有與蠟結合的特定滑石和炭黑粉末的組合，上述組合容許由該粒料獲得的膨脹顆粒具有特定的泡孔尺寸範圍和較窄的泡孔尺寸分佈，從而一旦燒結為絕緣板，則導致改善的熱絕緣性能。
本發明公開了能膨脹的乙烯基芳族聚合物，其包括：a)乙烯基芳族聚合物基體，b)相對於聚合物(a)計算的1-10重量%的、嵌入到聚合物基體中的發泡劑，c)相對於聚合物(a)計算的0.1-5重量%的滑石，上述滑石具有2.3-5μm的通過沉降圖(sedigraph)(ISO 13317-3)測量的D50粒度、4.2-9.5m2/g的根據DIN 66131/2測量的BET比表面積，d)相對於聚合物(a)計算的0.1-6重量%的炭黑，上述炭黑具有9-65m2/g的根據ASTM D-6556測量的BET比表面積，e)相對於聚合物(a)計算的0.1-1重量%的、均勻地 分散在聚合物基體中的聚乙烯蠟。
更具體地，本發明公開了能膨脹的乙烯基芳族聚合物，其包括：a)包括至少80重量%聚苯乙烯的乙烯基芳族聚合物基體，b)相對於聚合物(a)計算的3-8重量%的、嵌入到聚合物基體中的發泡劑，c)相對於聚合物(a)計算的0.5-2重量%的滑石，上述滑石具有2.3-5μm的通過沉降圖(ISO 13317-3)測量的D50粒度、4.2-9.5m2/g的根據DIN 66131/2測量的BET比表面積，d)相對於聚合物(a)計算的1-6重量%的炭黑，上述炭黑具有9-31m2/g的根據ASTM D-6556測量的BET比表面積，e)相對於聚合物(a)計算的0.2-0.8重量%的、均勻地分散在聚合物基體中的聚乙烯蠟。
本發明的一個優選實施例是能膨脹的乙烯基芳族聚合物，其包括：a)包括至少80重量%聚苯乙烯的乙烯基芳族聚合物基體，b)相對於聚合物(a)計算的3-8重量%的、嵌入到聚合物基體中的發泡劑，c)相對於聚合物(a)計算的0.5-2重量%的滑石，上述滑石具有2.3-5μm的通過沉降圖(ISO 13317-3)測量的D50粒度、4.2-9.5m2/g的根據DIN 66131/2測量的BET比表 面積，d)相對於聚合物(a)計算的3-6重量%的炭黑，上述炭黑具有9-31m2/g的根據ASTM D-6556測量的BET比表面積，e)相對於聚合物(a)計算的0.2-0.8重量%的、均勻地分散在聚合物基體中的聚乙烯蠟，上述聚乙烯蠟為HDPE型且分子量小於2500。
本發明的能膨脹的乙烯基芳族聚合物包括烴發泡劑，上述烴發泡劑是80重量%正戊烷和20重量%異戊烷的混合物。
本發明進一步公開了乙烯基芳族聚合物泡沫體，其包括經膨脹的根據本發明的乙烯基芳族聚合物顆粒，其中平均泡孔尺寸為80-200μm，其中泡孔尺寸的標準偏差低於50μm並且泡沫體的導熱率λ低於32mW/mK(ISO 8301)，泡沫體的密度低於22g/l。
在本發明的乙烯基芳族聚合物泡沫體中，標準偏差和平均泡孔尺寸之間的比值為0.17-0.39並且優選為0.17-0.29。
關於乙烯基芳族聚合物，可提及：- 聚苯乙烯，彈性體改性的聚苯乙烯，- 苯乙烯和丙烯腈的共聚物(SAN)，彈性體改性的SAN，特別是例如通過在聚丁二烯的骨架或丁二烯-丙烯腈共聚物的骨架上接枝(接枝聚合)苯乙烯和丙烯腈而獲得的ABS， - SAN和ABS的混合物，- 具有苯乙烯嵌段和由丁二烯或異戊二烯或丁二烯/異戊二烯混合物製成的嵌段的共聚物，這些嵌段共聚物可為線型嵌段共聚物或星型嵌段共聚物，它們可為氫化的和/或官能化的。在ULLMANN’S ENCYCLOPEDIA OF INDUSTRIAL CHEMISTRY，第5版(1995)第A26卷，第655-659頁中描述了這些共聚物。它們由Total Petrochemicals以商標Finaclear®、由BASF以商標Styrolux®、由Chevron Phillips Chemical以商標K-Resin®出售，- SBR(丁苯橡膠)。
上述彈性體的可能實例為EPR(乙丙橡膠或者乙丙彈性體的縮寫)、EPDM(乙烯-丙烯-二烯橡膠或者乙烯-丙烯-二烯彈性體的縮寫)、聚丁二烯、丙烯腈-丁二烯共聚物、聚異戊二烯、異戊二烯-丙烯腈共聚物、以及具有苯乙烯嵌段和由丁二烯或異戊二烯或丁二烯/異戊二烯混合物製成的嵌段的共聚物。這些嵌段共聚物可為線型嵌段共聚物或者星型嵌段共聚物，它們可為氫化的和/或官能化的(見上)。
在上述乙烯基芳族聚合物中，部分苯乙烯可被能與苯乙烯共聚的不飽和單體例如α-甲基苯乙烯或者(甲基)丙烯酸酯代替。可提及的苯乙烯共聚物的其他實例為氯代聚苯乙烯、聚α-甲基苯乙烯、苯乙烯-氯代苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯共聚物、苯乙烯-氯乙烯共聚物、苯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸烷基酯共聚物(丙烯酸甲酯、丙烯 酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸苯酯)、苯乙烯-甲基丙烯酸烷基酯共聚物(甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸苯酯)、苯乙烯-氯代丙烯酸甲酯共聚物和苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸烷基酯共聚物。
在一個實施例中，乙烯基芳族聚合物包括：i)60-100重量%的一種或多種C8-12乙烯基芳族單體，和ii)0-40重量%的一種或多種選自如下的單體：丙烯酸的或甲基丙烯酸的C1-4烷基酯和丙烯腈和甲基丙烯腈；該聚合物可接枝在0-20重量%的一種或多種橡膠狀聚合物上或者包藏在0-20重量%的一種或多種橡膠狀聚合物內。
例如，橡膠狀聚合物可選自：a)C4-6共軛二烯的共聚物和均聚物，b)包括60-85重量%的一種或多種C4-6共軛二烯以及15-40重量%的選自丙烯腈和甲基丙烯腈的單體的共聚物，和c)包括20-60重量%、優選40-50重量%的一種或多種C8-12乙烯基芳族單體以及60-40重量%、優選60-50重量%的一種或多種選自C4-6共軛二烯的單體的共聚物，上述C8-12乙烯基芳族單體是未取代的或者被C1-4烷基取代的。
上述橡膠可通過許多方法、優選通過乳液或者溶液聚合來製備。這些方法是本領域技術人員公知的。乙烯基芳族聚合物可通過許多方法來製備。該方法是本領域技術人 員公知的。如果存在，則上述橡膠優選地以3-10重量%的量存在。聚丁二烯是特別有用的橡膠。
在其中乙烯基芳族聚合物為聚苯乙烯的實施例中，其可為結晶(crystal)聚苯乙烯或橡膠改性的聚苯乙烯。橡膠改性的聚苯乙烯被稱為HIPS(高抗沖聚苯乙烯)。製造HIPS的方法是本領域技術人員公知的。上述橡膠“溶解”在苯乙烯單體中(實際上，橡膠被單體無限地溶脹)。這導致兩個共連續相(co-continuous phase)。將所得“溶液”進料至反應器並且典型地在剪切下聚合。當聚合程度約等於體系中橡膠的重量%時，其反轉(invert)(即，苯乙烯/苯乙烯聚合物相變成連續的，和橡膠相變成不連續的)。在相反轉後，聚合物以基本上與完成聚苯乙烯的方式類似的方式完成。聚合物使用常規的本體、溶液或懸浮聚合技術製備。
本發明的乙烯基芳族聚合物可為C8-12乙烯基芳族單體的共聚物或均聚物。一些乙烯基芳族單體可選自苯乙烯、α-甲基苯乙烯和對-甲基苯乙烯。優選地，乙烯基芳族單體是苯乙烯。乙烯基芳族聚合物可為包括如下的共聚物：60-100重量%的一種或多種C8-12乙烯基芳族單體，和0-40重量%的一種或多種選自丙烯酸的C1-4烷基酯或甲基丙烯酸的C1-4烷基酯以及丙烯腈和甲基丙烯腈的單體。適合的丙烯酸的酯或甲基丙烯酸的酯包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯。本發明的乙烯基芳族聚合物可為橡膠改性 的。有利地，乙烯基芳族聚合物是單乙烯基芳族聚合物。
關於膨脹劑，其選自：含有3-6個碳原子的脂族或脂環族烴，例如正戊烷、異戊烷、環戊烷、或其共混物；含有1-3個碳原子的脂族烴的鹵化衍生物，例如二氯二氟甲烷、1,2,2-三氟乙烷、1,1,2-三氟乙烷；二氧化碳和水。關於戊烷，有利地使用正戊烷和異戊烷的混合物。戊烷的比例有利地為3-7重量。
關於具有約1μm以上平均直徑的滑石，上述平均直徑是根據標準ISO 13317-3通過沉降圖測量的。可列舉由Rio Tinto Minerals公司(Talcs de Luzenac)提供的20M00S。有利地，上述滑石具有約1μm以上和100μm以下、更有利地2-50μm、優選地2-30μm、更優選2-12μm的平均直徑。有利地，D(95)為約50μm以下、更有利地約30μm、還更有利地約20μm、優選約12μm。D(95)意味著95%的顆粒小於該值。有利地，上述滑石的BET為3-20 m2/g並且優選為3-10 m2/g。滑石的比例有利地為0.5-2重量%並且優選為約1%。
關於上述炭黑，比例是本領域技術人員可容易確定的。隨著炭黑比例增加，泡沫體的導熱率降低。範圍可為約1-約6重量%。以數量減少的實驗找到如下比例是容易的：該比例達到泡沫體約32 mW/mK或更低的導熱率λ。上述炭黑有利地具有2-400 m2/g、更有利地5-200 m2/g的根據ASTM D-6556/09測量的表面積(優選是BET氮氣表面積)。優選地，上述表面積為8-100m2/g並且更優選為9-65 m2/g。可列舉由Timcal公司提供的Ensaco® 150、Ensaco®260；由Evonik提供的Lamp Black® 101、Printex® 30；由Cabot Corp提供的Black Pearl® 120、Black Pearl® 4040。
關於填料，在能夠降低導熱率和/或增強經膨脹的乙烯基芳族聚合物的性能的材料的非限制性實例中，可列舉石墨、雲母、二氧化矽、二氧化鈦、焦炭、鋁片(flake)和硫酸鋇。
還可列舉阻燃劑、成核劑、增塑劑以及促進經模塑和膨脹製品的脫模的試劑。特別地，其可以相對於100重量份的苯乙烯聚合物可範圍為0.05-3重量份、優選0.1-1.5重量份的量包括至少一種阻燃劑，上述阻燃劑特別地選自鹵代烴優選溴代烴特別是C6-C12烴例如六溴環己烷、五溴一氯環己烷或六溴環十二烷。組合物可進一步以相對於100重量份的乙烯基芳族聚合物可範圍為0.05-1重量份、優選0.1-0.5重量份的量包括至少一種成核劑，上述成核劑特別地選自合成蠟特別是費托(Fischer-Tropsch)蠟、和聚烯烴蠟例如聚乙烯蠟或聚丙烯蠟。同樣，組合物可以相對於100重量份的乙烯基芳族聚合物可範圍為0.1-1重量份、優選0.1-0.8重量份的量包括至少一種增塑劑，上述增塑劑特別地選自礦物油和石油蠟例如石蠟。
組合物可另外以相對於100重量份的乙烯基芳族聚合物可範圍為0.05-1重量份、優選0.1-0.6重量份的量包括至少一種促進經模塑和膨脹製品的脫模的試劑，其特別地 選自硬脂酸的無機鹽和酯，例如甘油單-、雙-、或三硬脂酸酯，和硬脂酸鋅，硬脂酸鈣或硬脂酸鎂。
關於製造上述能膨脹的聚合物的方法，其通過將熔融狀態的乙烯基芳族聚合物與發泡劑(一種或多種)、滑石、炭黑和填料混合而進行。
在有利的實施例中，上述混合在裝備有至少一個攪拌裝置的室中並且在能夠防止組合物膨脹的溫度和壓力下，優選在擠出機特別是單螺杆或雙螺杆擠出機中、或者在一個或多個靜態混合器中在大於聚合物的玻璃化轉變溫度的溫度、特別是120-250℃的溫度下和在0.1-10 Mpa的絕對壓力下進行。
已經在EP 126459、US 2006/211780、US 2005/156344、US 6 783 710和WO 2008/141766中描述了這樣的能膨脹的珠粒的製造方法，將這些文獻的內容引入本發明。
實施例 實施例1
含有97.7份的聚苯乙烯(Total Petrochemicals的PS 1450 N)、1份來自Rio Tinto®的滑石(平均粒度：5μm)、0.3份來自Baker Petrolite Polymers Divison的聚乙烯蠟(HDPE Mw=2000 g/mol)和1份來自Timcal的炭黑(BET：65m2/g)的混合物進料到擠出機中。將6重量%的戊烷(80/20正戊烷/異戊烷)注入到擠出機中。樣品最終在模頭出口處通過具有面切割系統(face cutting system)的水下 造粒機造粒。雙螺杆擠出機的輸出量為50 Kg/h。所收取的珠粒(其直徑為1-1.5 mm)然後用作為塗覆劑的硬脂酸鋅處理。經處理的珠粒在預膨脹機(EDVD-150 Erlenbach)中使用蒸汽在100℃預膨脹，放置陳化1天並且最終用於模塑5 cm的板。1天后，通過對板稱重和測量其尺寸而確定的板密度為19.8 g/l。根據標準ISO 8301測量的板的導熱率為31 mW/mK。
實施例2
以與實施例1中描述的相同條件製造能膨脹的珠粒，除了初始混合物含有95.7份的聚苯乙烯、1份來自Rio Tinto®的滑石(平均粒度：5μm)、0.3份的聚乙烯蠟(Mw=2000 g/mol)和3份來自Timcal的炭黑(BET：65m2/g)之外。所得到的板具有18.7g/l的密度。根據標準ISO 8301測量的板的導熱率為30mW/mK。
實施例3
以與實施例1中描述的相同條件製造能膨脹的珠粒，除了初始混合物含有94.2份的聚苯乙烯、1份來自Rio Tinto®的滑石(平均粒度：5μm)、0.3份的聚乙烯蠟(HDPE Mw=2000 g/mol)和4.5份來自Timcal的炭黑(BET：65m2/g)之外。所得到的板具有20.9g/l的密度。根據標準ISO 8301測量的板的導熱率為30mW/mK。
實施例4
以與實施例1中描述的相同條件製造能膨脹的珠粒，除了初始混合物含有92.7份的聚苯乙烯、1份來自Rio Tinto®的滑石(平均粒度：5μm)、0.3份的聚乙烯蠟(Mw=2000 g/mol)和6份來自Timcal的炭黑(BET：65m2/g)之外。所得到的板具有20.5g/l的密度。根據標準ISO 8301測量的板的導熱率為29mW/mK。
實施例5
以與實施例1中描述的相同條件製造能膨脹的珠粒，除了初始混合物含有95.7份的聚苯乙烯、1份來自Rio Tinto®的滑石(平均粒度：5μm)、0.3份的聚乙烯蠟(Mw=2000 g/mol)和3份來自Timcal的炭黑(BET：50m2/g)之外。所得到的板具有17.9g/l的密度。根據標準ISO 8301測量的板的導熱率為31mW/mK。
實施例6
以與實施例1中描述的相同條件製造能膨脹的珠粒，除了初始混合物含有95.7份的聚苯乙烯、1份來自Rio Tinto®的滑石(平均粒度：5μm)、0.3份的聚乙烯蠟(Mw=2000 g/mol)和3份來自Cabot Corp的炭黑CSX691之外。所得到的板具有18.1g/l的密度。根據標準ISO 8301測量的板的導熱率為31mW/mK。
實施例7
以與實施例1中描述的相同條件製造能膨脹的珠粒，除了初始混合物含有95.7份的聚苯乙烯、1份來自Rio Tinto®的滑石(平均粒度：5μm)、0.3份的聚乙烯蠟(Mw=2000 g/mol)和3份來自Evonik的炭黑(BET：9m2/g)之外。所得到的板具有17g/l的密度。根據標準ISO 8301測量的板的導熱率為30mW/mK。
實施例8
以與實施例1中描述的相同條件製造能膨脹的珠粒，除了初始混合物含有95.7份的聚苯乙烯、1份來自Rio Tinto®的滑石(平均粒度：5μm)、0.3份的聚乙烯蠟(Mw=2000 g/mol)和3份來自Cabot的炭黑(BET：31m2/g)之外。所得到的板具有16.8g/l的密度。根據標準ISO 8301測量的板的導熱率為31mW/mK。
實施例9
以與實施例1中描述的相同條件製造能膨脹的珠粒，除了初始混合物含有95.7份的聚苯乙烯、1份來自Mondo Minerals®的滑石(平均粒度：2.3μm)、0.3份的聚乙烯蠟(Mw=2000 g/mol)和3份來自Cabot的炭黑(BET：31m2/g)之外。所得到的板具有18.3g/l的密度。根據標準ISO 8301測量的板的導熱率為30mW/mK。
對比例1
以與實施例1中描述的相同條件製造能膨脹的珠粒，除了初始混合物含有98.7份的聚苯乙烯、1份來自Rio Tinto®的滑石(平均粒度：5μm)和0.3份的聚乙烯蠟(Mw=2000 g/mol)之外。不加入炭黑。所得到的板具有21.7g/l的密度。根據標準ISO 8301測量的板的導熱率為35mW/mK。
對比例2
以與實施例1中描述的相同條件製造能膨脹的珠粒，除了初始混合物含有95.7份的聚苯乙烯、1份來自Rio Tinto®的滑石(平均粒度：5μm)和3份來自Timcal的炭黑(BET：65m2/g)之外。不加入蠟。所得到的板具有18.4g/l的密度。根據標準ISO 8301測量的板的導熱率為34mW/mK。
對比例3
以與實施例1中描述的相同條件製造能膨脹的珠粒，除了初始混合物含有95.7份的聚苯乙烯、0.3份的聚乙烯蠟(Mw=2000 g/mol)和3份來自Timcal的炭黑(BET：65m2/g)之外。不加入滑石。所得到的板具有20.5g/l的密度。根據標準ISO 8301測量的板的導熱率為34mW/mK。
對比例4
以與實施例1中描述的相同條件製造能膨脹的珠粒， 除了初始混合物含有95.7份的聚苯乙烯、1份來自Rio Tinto®的滑石(平均粒度：0.7μm)、0.3份的聚乙烯蠟(Mw=2000 g/mol)和3份來自Timcal的炭黑(BET：65m2/g)之外。所得到的板具有18g/l的密度。根據標準ISO 8301測量的板的導熱率為33mW/mK。
對比例5
以與實施例1中描述的相同條件製造能膨脹的珠粒，除了初始混合物含有95.7份的聚苯乙烯、1份來自Rio Tinto®的滑石(平均粒度：5μm)、0.3份的聚乙烯蠟(Mw=2000 g/mol)和3份來自Timcal的炭黑(BET：770m2/g)之外。所得到的板具有19.5g/l的密度。根據標準ISO 8301測量的板的導熱率為33mW/mK。
結論
實施例1說明了本發明的主題，即，用於絕緣目的的有效的低λ模塑EPS板的製造以及其能膨脹的珠粒的製備。事實上，當將炭黑與滑石以及蠟以合宜的比例組合使用時，泡孔尺寸(約100μm)有利地得到控制並且導致在低的炭黑含量有效的絕緣係數。
在對比例1中，相同的板是在沒有炭黑加入的情況下製造的。獲得的平均泡孔尺寸更小，約50μm，並且絕緣係數因此更高。
實施例2-4以從3到6重量%的漸增的炭黑含量對本發 明進行說明。其顯示出平均泡孔尺寸增加，從102升高至164μm。因此，炭黑有效地起到泡孔尺寸增大劑的作用，並且容許達到理想的泡孔形態(100-200μm的泡孔尺寸)，從而導致更卓越的絕緣板。實際上，對於約19-21g/l的板密度，絕緣係數為約29-31mW/mK。
在實施例5-8中，對於不同的炭黑等級，證明了炭黑在與滑石和蠟合宜地組合時作為泡孔尺寸增大劑的能力。這些實施例顯示，比表面積從9到65m2/g的炭黑作為泡孔增大劑可為有效的，只要將它們與滑石和蠟以精確的比例混合。在這4個實施例中獲得了非常令人滿意的絕緣性能。相反，對比例5顯示，使用770m2/g的太高比表面積的炭黑在顯著增強板絕緣性能方面不是有效的。
在實施例9和對比例4中，使用的滑石等級與之前實施例中使用的滑石等級(滑石1，參見表III)相比具有更小的平均粒度/更高的BET比表面積。使用滑石2獲得了令人滿意的絕緣性能，而滑石3導致太小的泡孔尺寸以及由此帶來的更高的λ值。
對比例2和3分別有關由包含炭黑/滑石(無蠟)和炭黑/蠟(無滑石)配方的能膨脹的珠粒製備的模塑板。這兩種板顯示出不期望的小泡孔直徑(47-60μm)並且相應的絕緣性能明顯受到負面影響(34mW/mK)。相比之下，含有與滑石和蠟組合的相同量的炭黑的實施例2導致低得多的λ係數(30mW/mK)，其歸功於由於特定的填料組合而獲得的更合宜的泡孔形態。
因此，這些實施例證明，當精確地控制發泡板的泡孔尺寸時，能夠獲得非常令人滿意的絕緣性能。在本發明中，這種控制是以三種特定的填料：炭黑、滑石和蠟的組合實現的。
滑石的規格：
各種炭黑類型的規格：
在下表III中可變參數被加以下劃線：

Claims (7)

  1. 一種能膨脹的乙烯基芳族聚合物，其包括：a)乙烯基芳族聚合物基體，b)相對於聚合物(a)計算的1-10重量%的、嵌入到聚合物基體中的發泡劑，c)相對於聚合物(a)計算的0.1-5重量%的滑石，上述滑石具有2.3-5μm的通過沉降圖(ISO 13317-3)測量的D50粒度、4.2-9.5m2/g的根據DIN 66131/2測量的BET比表面積，d)相對於聚合物(a)計算的0.1-6重量%的炭黑，上述炭黑具有9-65m2/g的根據ASTM D-6556測量的BET比表面積，e)相對於聚合物(a)計算的0.1-1重量%的、均勻地分散在聚合物基體中的聚乙烯蠟。
  2. 如申請專利範圍第1項的能膨脹的乙烯基芳族聚合物，其包括：a)包括至少80重量%聚苯乙烯的乙烯基芳族聚合物基體，b)相對於聚合物(a)計算的3-8重量%的、嵌入到聚合物基體中的發泡劑，c)相對於聚合物(a)計算的0.5-2重量%的滑石，上述滑石具有2.3-5μm的通過沉降圖(ISO 13317-3)測量的D50粒度、4.2-9.5m2/g的根據DIN 66131/2測量的BET比表面積， d)相對於聚合物(a)計算的1-6重量%的炭黑，上述炭黑具有9-31m2/g的根據ASTM D-6556測量的BET比表面積，e)相對於聚合物(a)計算的0.2-0.8重量%的、均勻地分散在聚合物基體中的聚乙烯蠟。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的能膨脹的乙烯基芳族聚合物，其包括：a)包括至少80重量%聚苯乙烯的乙烯基芳族聚合物基體，b)相對於聚合物(a)計算的3-8重量%的、嵌入到聚合物基體中的發泡劑，c)相對於聚合物(a)計算的0.5-2重量%的滑石，上述滑石具有2.3-5μm的通過沉降圖(ISO 13317-3)測量的D50粒度、4.2-9.5m2/g的根據DIN 66131/2測量的BET比表面積，d)相對於聚合物(a)計算的3-6重量%的炭黑，上述炭黑具有9-31m2/g的根據ASTM D-6556測量的BET比表面積，e)相對於聚合物(a)計算的0.2-0.8重量%的、均勻地分散在聚合物基體中的聚乙烯蠟，上述聚乙烯蠟為HDPE型且分子量小於2500。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項的能膨脹的乙烯基芳族聚合物，其中上述發泡劑是80重量%正戊烷和20重量%異戊烷的混合物。
  5. 一種乙烯基芳族聚合物泡沫體，其包括經膨脹的根據前述申請專利範圍任一項的乙烯基芳族聚合物顆粒，其 中平均泡孔尺寸為80-200μm，泡孔尺寸的標準偏差低於50μm，並且其中泡沫體的導熱率λ低於32mW/mK(ISO 8301)，泡沫體的密度低於22g/l。
  6. 如申請專利範圍第4項的乙烯基芳族聚合物泡沫體，其中標準偏差和平均泡孔尺寸之間的比值為0.17-0.39。
  7. 如申請專利範圍第5或6項的乙烯基芳族聚合物泡沫體，其中標準偏差和平均泡孔尺寸之間的比值為0.17-0.29。
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