[發明專利]用于聚合物泡沫的作為水載體和孔度控制劑的包含多孔碳的化合物

無效

• 申請號: 201080034165.0
• 申請日: 2010-06-25
• 公開（公告）號: CN102549052A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: N·安南;R·洛;R·科克倫;Y·德拉維茲;T·布拉默
• 申請（專利權）人: 歐文斯科寧知識產權資產有限公司
• 主分類號: C08J9/00
• 分類號: C08J9/00;C08J9/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 任宗華

發明技術領域和工業應用

本發明總的涉及擠出泡沫產品，特別是包含諸如活性炭的包含多孔碳的化合物作為吸水劑和載體來控制擠出泡沫產品孔度和改善其物理性能的擠出聚合物泡沫。還提供了該聚合物泡沫的成型方法。

發明背景

泡沫樹脂結構可用于諸如隔熱、在緩沖墊層中、作為包裝，以及作為吸附劑的多種應用中。一般通過與任何期望的添加劑一起熔融聚合物以產生聚合物熔體來制備擠出泡沫。在適當的溫度和壓力下把發泡劑與聚合物熔體混合來制造可發泡的凝膠混合物。然后該可發泡凝膠混合物被冷卻和擠壓入減壓區域，這導致凝膠的發泡以及期望的擠出泡沫產品的形成。就像將要認識到的，聚合物、發泡劑和添加劑的相對量，以及溫度和壓力降低的方式將會傾向于影響所得泡沫產品的品質和性能。

用于擠出泡沫產品的傳統發泡劑包括含氯氟烴(CFC)和氫氯氟烴(HCFC)。CFC和HCFC發泡劑二者的一個優點是在制備工藝期間它們在聚合物熔體中的高溶解度。當發泡劑與聚合物熔體混合時，較高的發泡劑溶解度促進粘度降低。進而，較低的粘度導致用于混合的較低的能量需要。另一方面，這些傳統的發泡劑的主要不利在于，由于增加的環境問題，全世界越來越多的政府已經命令消除CFC和HCFC發泡劑。由于其能引起平流層臭氧耗竭和全球變暖的能力，CFC，和許多其他的鹵代烴已經被認為是嚴重的全球環境威脅。諸如CFC和HCFC等化學物臭氧耗竭和全球變暖的影響分別通過臭氧耗竭潛力(ODP)和全球變暖潛力(GWP)來量度。

由于強制性的逐步淘汰具有高ODP和高GWP的發泡劑，在隔絕泡沫應用中有用諸如氫氟烴(HFC)和CO₂等的更環境友好的發泡劑替換常規發泡劑的運動。雖然與HFC和CO₂相比HCFC提供更優異的熱阻隔，但是存在于HCFC中的氯具有臭氧耗竭潛力。另外，隨著時間的推移，殘留在泡沫中的含氯氟烴氣相釋放到大氣中，從而減少該泡沫的隔絕值和潛在地進一步有助于全球變暖潛力。另外，取決于特定的發泡劑選擇，每種“非常規的”發泡劑導致不同的孔度和形態。另外，通過這些一般環境友好的發泡劑制造的泡沫的孔度太小而不能向泡沫產品提供可接受的隔絕值以及一般得到更高密度和更昂貴的產品。例如，HFC-134a在聚苯乙烯溶體中的可溶性比HCFC-142b低得多。HFC-134a得到具有小孔度的泡沫，與HCFC-142b相比這造成加工時的困難。

在利用非HCFC發泡劑和維持環境友好的產品的同時，本領域已經進行了擴大孔度的努力。這樣的努力的非限定實例在下文中列出。

Suh等的美國專利第4,229,396號教導了當揮發性流體發泡劑和孔度擴大劑結合用于擠出組合物時得到具有增大孔度的擠出合成樹脂泡沫。孔度擴大劑是在發泡溫度和大氣壓力下是液體的有機化合物并且在該發泡溫度下一般可溶于該凝膠。另外，Suh教導孔度擴大劑在低于可發泡組合物的發泡溫度熔融。孔度擴大劑的實例包括天然和合成蠟。有人主張根據該披露方法制備的泡沫比沒有孔度擴大劑的制備的類似泡沫在尺寸上更穩定。

Suh等的美國專利第5,489,407號描述了用于制造具有增大孔度的封閉孔、烯基芳族聚合物泡沫的工藝。該聚合物優選是聚苯乙烯。因為環境的原因，該發泡劑優選為諸如CO₂、氮、氬、水、氦，或空氣等的無機發泡劑。用于形成泡沫的組合物包括基本上的非蠟的孔度擴大劑。該組合物可能任選地包含成核劑(例如，諸如滑石、粘土、和/或碳酸鈣等的無機物)來控制泡沫孔的大小。

Park的美國專利第5,475,035號和EP0887167披露了在較高溫度下把第一發泡劑混合入聚合物熔體和在較低溫度下把水作為第二發泡劑的工藝。第一發泡劑基本上不含水，以及包括無機發泡劑、有機發泡劑、和化學發泡劑。水在第一發泡劑的下游引入。Park教導了通過在第一發泡劑的下游混合入水，使加工設備的腐蝕最小化。另外，成核劑(例如，諸如滑石、粘土、和/或碳酸鈣等的無機物)可以添加到熔體中來控制泡沫材料的孔度。

Stobby的美國專利公開號2008/0293839教導了采用水和優選的至少一種選自烴類、氫氟烴類、和氟烴類的發泡劑作為發泡劑。該發泡劑可以在足夠防止聚合物熔體材料的實質膨脹以及一般把發泡劑分散入聚合物熔體的高壓下混合或摻入聚合物熔體中。有人主張采用水使得能夠在保持環境友好的同時維持了較低的工藝壓力、較低的泡沫密度、和較大的孔度。