[發明專利]包含膠乳顆粒的水膨脹性聚合物珠

有效

• 申請號: 201580074546.4
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN107207651B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: G·戈爾馬拉;T·J·J·西亞羅恩;T·萊布蘭克;T·布什
• 申請（專利權）人: SABIC環球技術有限責任公司
• 主分類號: C08F12/08
• 分類號: C08F12/08;C08F12/30;C08F2/44;C08J9/12;C08J9/20;C08L25/06;C08L25/08;C08L71/12
• 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: 趙方鮮

本發明涉及用于制備水膨脹性聚合物珠的無乳化劑的方法，所述方法包括以下步驟：a)提供包括苯乙烯的無乳化劑的起始組合物，b)使起始組合物預聚，以獲得預聚物組合物，c)將含水發泡劑與預聚物組合物在升高的溫度混合，以獲得水微滴在預聚物組合物中的反相乳液，其中含水發泡劑包括水和溶于所述水中的水溶性引發劑并且所述水微滴包括苯乙烯聚合物的球，其中由于升高的溫度，所述水溶性引發劑部分地分解，導致形成水微滴在預聚物組合物中的反相乳液，d)將所述反相乳液分散在含水介質中，以生成經懸浮的微滴的含水懸浮液，和e)使通過步驟d)獲得的懸浮液的微滴中的單體聚合，以獲得水膨脹性聚合物珠。

本發明涉及用于制備水膨脹性聚合物珠(WEPS)的方法。本發明還涉及這樣的WEPS和通過使這樣的WEPS膨脹獲得的經膨脹的聚合物珠。

商業上可得的膨脹性聚苯乙烯珠(EPS)通常使用戊烷異構體作為發泡劑。戊烷及其異構體的應用導致低密度的均勻的EPS泡沫。然而，使用戊烷或其異構體的一個主要的不利之處在于對環境的危害性。研究顯示，戊烷及其異構體都有助于在較低的大氣中的臭氧形成。在戊烷的光氧化期間還形成有助于溫室效應的二氧化碳。

可追溯至1997年的J.J.Crevecoeur的埃因霍芬大學的學位論文“WaterExpandable Polystyrene”描述了用于生產WEPS的方法，其中首先借助于表面活性物質將細分散在苯乙烯中的水完全乳化，這之后使苯乙烯聚合至多50％的轉化率，將混合物采用相反轉懸浮于水中并且借助于過氧化物引發劑將苯乙烯最終聚合至完成。所使用的表面活性物質為兩親性乳化劑，例如雙(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉(AOT)或苯乙烯磺酸鈉(SSS)和苯乙烯的嵌段共聚物，其使用如US6242540中描述的相轉移催化劑原位制備。全部這些物質均顯示出親水性和疏水性結構部分二者并且因此能夠使水在苯乙烯中乳化。

WO98/01489描述了由聚苯乙烯均聚物組成的珠的制備。將另外的乳化劑(優選雙(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉：AOT)用于預聚步驟，以使聚苯乙烯/苯乙烯預聚物混合物中的水微滴乳化。使用具有長的直鏈烷基鏈的乳化劑的問題在于，這些脂族乳化劑尾部與芳族苯乙烯/聚苯乙烯相的混溶性隨著苯乙烯/聚苯乙烯混合物的轉化率增加而降低。在顯示某種高粘度的某個轉化程度，可能發生反相乳液的失穩，這導致經分散的水微滴的聚結。

US5096931描述了水-吸附劑有機聚合物(如交聯的聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸)作為將水引入聚苯乙烯基質中的手段的用途。在US5096931中，除傳統的有機烴發泡劑以外，將水用作輔助發泡劑。WO98/01501中描述了吸水性極性聚合物在其中水為僅有的發泡劑的WEPS中的用途。

Polymer,2006,47,6303-6310和WO2007/030719描述了類似于由Crevecoeur等人開發來制備WEPS珠的方法的方法。然而，將鈉蒙脫石納米粘土(Na⁺MMT)添加至經乳化的水作為水吸收劑/載體。對于這些反應，將乳化劑雙(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉(AOT)用作乳化劑。描述了由于存在鈉蒙脫石納米粘土在儲存期間改進的水吸收和降低的水損失。獲得具有小于50kg/m³的密度的WEPS泡沫。根據這些公開文獻，蒙脫石納米粘土在發泡WEPS珠期間形成圍繞泡孔壁的層。該層減少了在發泡程序期間水從所述珠自由擴散出來，從而對于膨脹可獲得更多的水并且因此獲得更大的膨脹比例。此外，已發現納米粘土的存在減少了在儲存期間的水的損失。

WO2013/029757公開了包括苯乙烯和極性共聚單體的共聚物而不是聚苯乙烯均聚物的WEPS的制備。此外，該公開文獻公開了納米粘土作為水吸收劑/載體在無乳化劑的方法中的用途。存在苯乙烯和極性共聚單體的共聚物和納米粘土導致穩定的懸浮液和顯示出高水吸收的最終的珠和納米粘土/水分散體在聚合物基質中的均勻的分布。然而，大量極性共聚單體與苯乙烯的共聚可能在某些情況下導致具有相當寬的玻璃化轉變溫度T_g的珠。這樣的寬的T_g通常與在使這樣的珠發泡期間的不均勻膨脹相關。