TW201038641A - Elastic expanded polymer foam based on polyolefin/styrene polymer mixtures - Google Patents

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201038641 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種彈性膨脹聚合物發泡體，亦及其製 法，其係藉由燒結包括由不同熱塑性聚合物或聚合物摻合 物組成之發泡體粒子p 1及P2的混合物。 【先前技術】 聚笨乙烯發泡體為剛性發泡體。其低彈性不利於許多應 用，例如封裝領域，僅由於被封裝物品在衝擊及衝擊應力 下不能獲得不令人滿意的保護，且用作封裝材料之發泡體 成型物甚至會低變形斷裂，故導致發泡體處於再生應力下 時會喪失保護作用。因此，過去早已在增加聚苯乙烯發泡 體之彈性上作出嘗試。 例如自 DE 24 13 375、DE 24 13 408 或 DE 38 14 783 中已 知諸如氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物之苯乙烯聚合物、 聚烯烴及若適宜之相容劑之膨脹聚合物混合物。據稱，對 比於由苯乙烯聚合物所構成之發泡體，由此可獲之發泡體 之機械性能更佳，特定言之彈性更佳及在低溫下之脆性更 低，且亦不易溶於諸如乙酸乙酯及甲苯之溶劑。然而，對 於加工而言，發泡劑保留能力及使可膨脹聚合物混合物發 泡成低密度物質的能力不夠。 WO 2005/056652闡述一種密度為1〇至1〇〇 g/丨之膨脹聚合 物發泡體成型物，其製造方法可為··熔融由衍生自可膨 脹、熱塑性聚合物顆粒的經預發泡之發泡體粒子。該等聚 合物顆粒包括苯乙烯聚合物及其他熱塑性聚合物之混合 146624.doc 201038641 物，且可藉由熔融浸潰及隨後的加壓水下顆粒化而獲得。 亦已知自可膨脹互聚物粒子製得之彈性膨脹聚合物發泡 體（例如US 2004/0152795 Α1)。該互聚物之製法可為：在 含聚烯烴之水性懸浮液存在下，使苯乙烯發生聚合反應’ 並形成苯乙烯聚合物及烯烴聚合物之互穿網路。然而，由 ⑨發泡劑會快速地自可㈣聚合物粒子擴散，故須在低溫 下貯藏，且僅在短時期内顯示令人滿意的可發泡性。 w〇 2008/050909闡述一種由具有芯-鞘結構之膨脹互聚 〇 物粒子構成之彈性膨脹聚合物發泡體，其中該芯包括聚苯 乙婦聚婦經互聚物，且該鞘包括聚烯烴。較之，該等 膨脹聚合物發泡體具有改善的彈性及抗斷裂性且在汽車 應用中係作為首選之運輸封裝物或作為能量吸收體使用。 w〇 2005/092959闡述一種奈米多孔聚合物發泡體，其可 自具5至2〇〇⑽之區域的含發泡劑之多相聚合物混合物製 得。該等區域較佳包括可由乳液聚合獲得之& _勒粒子， 〇 1其中該發泡劑之可溶性至少為在鄰接相中時之兩倍。 已在W〇 2008/125250中闡述一類新熱塑性膨服聚合物發 泡體，其具有平均氣室尺寸為20至500 μιη之氣室，且其 中，氣室膜具有孔直徑或纖維直徑小於15〇〇 nm之奈米氣 室或纖維結構。 已知之抗斷裂發泡體（例如衍生自膨脹聚烯烴、膨脹立 聚物或可膨脹互聚物之發泡體）通常與經預發泡之可_ 聚苯乙烯（EPS)粒子不相容或僅具有低的相容性。在製造 諸如發泡體嵌段之成型物的製程中，常常觀察到不同發泡 146624.doc 201038641 體粒子不易熔融。 【發明内容】 —本發明之-目的為改善上述缺點，並提供—種以聚稀煙/ 苯乙稀聚合物混合物為基底之彈性膨脹聚合物發泡體，較 之衍生自可膨脹聚笨乙烯(EPS)的常見膨脹聚合物發泡 體’其壓縮及撓曲強度高、且吸收能量多，同時其具有顯 著改σ的彈J·生、抗斷裂性及撓曲功亦及其製法。 吾人因此已找到一種藉由燒結包括由不同熱塑性 或聚合物摻合物組成之發泡體粒子Ρ1及Ρ2的混合物而製造 膨脹聚合物發泡體的方法，其中該等發泡體粒子Ρ1係藉由 使包括如下組分之可膨脹、熱塑性聚合物粒子預發泡而獲 传· Α) 45至97.9重量。/。之苯乙烯聚合物、

Bl) 1至45重量％之熔點為105至140°C之聚烯烴、 B2) 〇至25重量。/◦之熔點低於1〇5°c之聚烯烴、

Cl) 0·1至25重量％之苯乙烯-丁二烯或苯乙烯_異戊二 烯嵌段共聚物、 C2) 〇.〇至10重量％之笨乙烯_乙烯_丁烯嵌段共聚物、 D) 1至15重量％之發泡劑、 E) 〇至5重量％之晶核形成劑， 其中A)至E)之總和為1 〇〇重量〇/0。 本發明亦提供一種可藉由該方法獲得之膨脹聚合物發泡 體。 較佳發泡體粒子P1係藉由使包括如下組分之可膨脹、熱 146624.doc 201038641 塑性聚合物粒子預發泡而獲得： Α) 55至78.1重量％之苯乙烯聚合物、 Β1) 7至15重量％之熔點為105至140°C之聚烯烴、 B2) 5至10重量。/。之熔點低於l〇5°C之聚烯烴、 C1) 6至15重量％之苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-異戊二婦 嵌段共聚物、 C2) 0.8至3重量％之苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物、 D) 3至1〇重量％之發泡劑、 Ο Ο E) 〇 · 3至2重重％之晶核形成劑’ 其中A)至E)之總和為1 〇〇重量％。 該等可在預發泡後獲得發泡體粒子P1之可膨脹、熱塑性 聚合物粒子最佳係由組分A)至E)組成。在預發泡期間，該 發泡劑（組分D)基本上已自發泡體粒子中釋放出。 發泡體粒子P1 : 可膨脹、熱塑性聚合物粒子包括45至97.9重量％，較佳 為55至78.1重量％之諸如通用聚苯乙烯（Gpps)或耐衝擊性 聚苯乙烯（HIPS)或苯乙烯-丙烯腈共聚物（s AN)或丙烯腈_ 丁 二烯-苯乙烯共聚物（AB S)或其混合物之苯乙烯聚合物A)。 該等用於製造發泡體粒子P1之可膨脹、熱塑性聚合物粒子 較佳包括通用聚苯乙烯（GPPS)，以作為苯乙烯聚合物A)。 最佳使用如經凝膠滲透層析所測之平均分子重量為 120 000至300 000 g/mo卜特定言之自19〇 〇〇〇至28〇 〇㈧ g/mol，且根據iso 113之熔融體積速率MVR (2〇〇亡/5 為1至10 cm3/1〇 min之通用聚苯乙烯等級品，例如購自 146624.doc 201038641 BASF SE之PS 158 Κ、168 N或148 G。為改善發泡體粒子 在製造成型物之製程中的熔融性，可添加易流動之等級 品，例如 Empera® 156L(Innovene)。 作為進一步之組分B)，可膨脹、熱塑性聚合物粒子包括 熔點為105至140°C範圍内之聚烯烴B1)及熔點低於105°C之 聚烯烴B2)。熔點係於10°C/分鐘之加熱速率下，由DSC(動 態掃描熱量法）所測之溶融峰值。 可膨脹、熱塑性聚合物粒子包括1至45重量％，特定言 之7至15重量％之聚烯烴B1)。作為聚烯烴B1)，較佳使用 密度為0.91至0.98 g/Ι範圍内（根據ASTM D792測定）之乙烯 及/或丙烯之均聚物或共聚物，特定言之聚乙烯。可能的 聚丙烯為特定言之射出成型級。可能的聚乙烯為市售之乙 烯均聚物，例如LDPE(射出成型級）、LLDPE、HDPE、或 乙稀與丙烯之共聚物（例如獲自Basell之Moplen® RP220及 Moplen® RP3 20或獲自Dow之Versify®等級品）' 乙浠及乙 酸乙烯基酯之共聚物（EVA)、乙烯-丙烯酸酯共聚物（EA)或 乙烯-丙烯酸伸丁酯共聚物（EBA)。聚乙烯之熔融體積指數 MVI (190°C /2.16 kg)通常為 0.5至 40 g/10 min，且其密度為 0.91至0.95 g/cm3。另外，可使用與聚異丁烯（PIB)之摻合 物（例如獲自 BASF Aktiengesellschaft 之 Oppanol® B150)。 最佳使用熔點為110至125°C且密度為0.92至0·94 g/1之 LLDPE。 如例如WO 2006/099631中所述，其他適用作組分B1)之 聚合物為由聚烯烴嵌段PB1 (硬嵌段）及聚烯烴嵌段PB2(軟 146624.doc 201038641 嵌)所組成之烯烴嵌段共聚物。聚烯烴嵌段pB丨較佳包括 95至1〇〇重量％之乙婦。咖嵌段較佳包括乙烯及…稀煙， 且可能的α-烯烴為苯乙烯、丙烯、丨_丁烯、卜己烯、丨·辛 烯、4-甲基-1-戊烯、降冰片烯、癸烯、以-己二烯或其 • 混合物。該PB2嵌段較佳為具有5至60重量％α-烯烴的乙 烯-α-烯烴共聚物嵌段，特定言之乙烯-辛烯共聚物嵌段。 較佳為通式（ΡΒ1-ΡΒ2)η多嵌段共聚物，其中11為1至1〇〇之 整數。該等嵌段PB1及ρΒ2大體上形成直鏈，且較佳交替 或隨機分佈。PB2嵌段之比例較佳為烯烴嵌段共聚物之4〇 至60重量％。最佳為具有交替排列的硬pB 1嵌段及彈性軟 PB2肷段之烯烴嵌段共聚物，其可以名稱infuse㊣購得。 發泡劑保留能力顯著隨聚烯烴B1)比例的減少而增加。 由此顯著改善可膨脹、#塑性《合物粒子之貯藏壽命及可 加工性。4至20重量％之聚烯烴可產生具有長貯藏壽命的 可膨脹、熱塑性聚合物粒子，而由此製得之膨脹聚合物發 ❾/包體的彈性不會減少。此係由例如脫模值ε…減少25至35% 所顯示。 對於伞烯烴Β2)，可膨脹、熱塑性聚合物粒子包括〇至25 重置°/。，特定言之1至10重量％之熔點低於1〇5t的聚烯烴 B2)。該聚烯烴B2)之密度較佳為〇86至〇9〇 g/i(根據astm D792所測）。適於達成該目的之聚烯烴特定言之為以烯烴 為基底之熱塑性彈性體（TPO)。最佳為乙烯_辛烯共聚物， 其可例如自Dow以商品名Engage®8411購得。在製造發泡 體成型物之製程之後，包括組分B2)之可膨脹、熱塑性聚 146624.doc 201038641 合物粒子在撓曲功及最終抗拉強度上顯著改善。 自多相聚合物系統領域已知，大多數聚合物之間不可互 溶或僅少量互溶（Flory)，因此，取決於溫度、壓力及化學 組成’分層進入相應的相。如果不相容之聚合物之間共價 結合’則不會發生宏觀水平之分層，僅為微觀水平（即單 聚合物鍵之長度範圍）上。此因此稱為微相分離。其導致 例如薄片形、六角形、#古加 μ 月办立方形及雙連續型態之許多介觀結 構，其與易溶相緊密相關。 根據本發明’為以針對性方式建立所需形態，使用相容 劑（組分〇。#由使用作為組分C1)之苯乙稀_丁二稀或苯乙 烯1異戊二稀嵌段共聚物與作為組分C2)之苯乙烯-乙烯-丁 烯肷段共聚物（SEPS)的混合物可使相容性得到進一步改 善。 相容劑使富含聚烯烴之相與富含苯乙烯聚合物之相之間 的黏著性知以改善，甚至僅以少量即可使發泡體之彈性較 之系用EPS發泡體有顯著改善。對富含聚稀煙之相之區域 尺寸之研究顯7F相容劑係藉由降低表面張力而使小液滴安 定。 含發泡劑之可膨脹聚苯乙烯/聚乙烯混合物截面的電子 顯微照片顯示聚乙烯區域分散於聚笨乙烯基質中。 可膨脹、熱塑性聚合物粒子包括〇丨至25重量％，特定言 之6至15重量％之苯乙烯_丁二烯或笨乙烯-異戊二烯嵌段共 聚物’以作為組分C1)。 適於此目的之嵌段共聚物為例如笨乙烯-丁二烯或笨乙 146624.doc 201038641 烯-異戊二烯嵌段共聚物。二烯總含量較佳為20至60重量 % ’特定言之30至50重量％，且苯乙烯總含量對應地較佳 為40至80重量％，特定言之50至70重量％。 包括至少兩個聚苯乙烯嵌段S及至少一個苯乙烯-丁二烯 共聚物嵌段S/B的適宜苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物為例如如 EP-A-0654488中所述之具有星型分支之嵌段共聚物。 亦適宜的嵌段共聚物為如WO 00/58380中所述之具有至 少兩個由乙烯基芳香族單體組成之硬嵌段1及82、及至少 一個位於中間且由乙烯基芳香族單體及二浠組成之隨機軟 嵌段B/S之嵌段共聚物，其中硬嵌段佔總嵌段共聚物之4〇 重量％以上，且軟嵌段B/S中之丨，2•乙烯基含量低於2〇%。 其他適宜的相容劑為具有結構通式S_(S/B)_S且具有一個 或多個隨機介於兩個S嵌段之間的嵌段0/：8)之直鏈苯乙烯_ 丁二烯嵌段共聚物且具有苯乙烯/丁二烯隨機分佈。如例 如WO 95/35335或WO 97/40079中所述，該等嵌段共聚物 可藉由於添加極性共溶劑或鉀鹽之非極性溶劑中之陰離子 聚合反應製得。 對於本發明，乙婦基含量係指二烯單元中^鍵佔12_、 K順式-及ι，4-反式·鍵總量的相對比例。苯乙烯-丁二烯 =物丧段（S/B)中之！，2_乙稀基含量較佳為㈣以下，特 疋言之10至18%，以12至16。/。最佳。 較佳使用T二烯含量為2G至㈣量％，較㈣至5〇重量 %，且可部份氫化或未氫化之苯乙烯_ 丁二稀·苯乙稀 (SBS)三嵌段共聚物作為相容劑。其可以如下商品講得： 146624.doc 201038641 例如商 〇σ 名 Styroflex® 2G66 、Styrolux® 3(355 、

Styroclear® GH62 ' Kraton® D 1101、Kraton® D 1155、 Tuftec® H1043 或 Europren® SOL T6414。其等為B嵌段與 S 嵌段之間存在突變之SBS嵌段共聚物。 對於組分C2)，可膨脹、熱塑性聚合物粒子包括〇至1〇重 量％，特定言之0_8至3重量％之苯乙烯-乙烯_丁烯嵌段共聚 物（SEBS)。適宜的苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物（§£]58)為 例如可由氫化嵌段共聚物C1)之烯烴雙鍵而製得之彼等 物。適宜的苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物為例如市售物

Kraton® G等級品，特定言之Kraton® G 1650。 另外，將添加劑、晶核形成劑、增塑劑 '含_素戋不含 齒素之阻燃劑、可溶性及不可溶性有機及/或無機染料及 顏料、填充劑或共-發泡劑以不會對區域形成及所得發泡 體結構造成有害影響之量加入多相聚合物混合物中。 對於組分E)，可膨脹、熱塑性聚合物粒子包括〇至5重量 % ’較佳0.3至2重量％之晶核形成劑，例如滑石。 對於發泡劑（組分D) ’可膨脹、熱塑性聚合物粒子包括 基於組分A)至E)總量之1至15重量％ ’較佳3至1〇重量％之 物理發泡劑。在室溫（20至30。〇及大氣壓下，發泡劑可呈 氣態或液態。其沸點應低於聚合物混合物之軟化溫度，通 常為-40至8(TC，較佳為-10至4(TC。適宜發泡劑為例如齒 化或不含画素之脂肪族烴、醇、酮或醚。適宜脂肪族發泡 劑為例如諸如正丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烧、異戍 烧、正己烷、新戊烷之脂肪族Cs-C8-烴；諸如環丁烧及環 146624.doc 201038641 戍烧之環脂族烴；諸如氣代甲烧、氯代乙烧、二氯甲烧、 ，氯氟：烷、二氣氣甲⑥、二氣二氟甲烷、氯二氟甲烷、 二氣四氟乙烷之_化烴；及其混合物。較佳為不含_素之 發泡劑：異丁貌、正丁燒、異戊烧、正戊烧、新戍烷、環 戊烧及其混合物。 適宜共發泡劑為溶解力對形成區域之相之選擇性相對較 低者，例如氣冑’諸如叫鳴、氟化煙或惰性氣體。其

較佳使用量為基於可膨脹、熱塑性聚合物粒子之〇至重 量％。 具有連續相及分散相之聚合物混合物之製法可為例如於 擠出機令混合兩種不相容之熱塑性聚合物。 可膨脹、熱塑性聚合物粒子可藉由如下方法製得，其中 ^藉由混合組分A)至C)及若適宜之E)，製得具有連 續相及分散相之聚合物混合物。 b) 使該混合物含浸發泡劑D)，並製粒以形成可膨 脹、熱塑性聚合物粒子 c) 於1.5至10 bar之壓力下，藉由水下製粒術，使其 成粒以形成可膨脹、熱塑性聚合物粒子。 在自步驟a)製得之聚合物混合物中，分散相的平均直徑 較佳為1至2000 nm，最佳為1〇〇至15〇〇11111。 在另-實施例中，步驟b)中亦可先使聚合物混合物成 粒，且隨後在水相t，於超大氣壓及高溫下，使該等顆粒 含浸發泡劑D)，形成可膨脹、熱塑性聚合物粒子。隨後在 冷卻至低於聚合物基質之㈣後進行分離；或藉由減壓， 146624.doc •13- 201038641 直接以經預發泡之發泡體粒子獲得。 最佳為連續法，其中在步驟a)中，使形成連續相之例如 聚苯乙烯之熱塑性苯乙烯聚合物A)於雙螺紋擠出機中熔 融並與形成分散相之聚烯烴B1)及B2)、亦及相容劑d) 與C2)、及若適宜之晶核形成劑E)混合，形成聚合物混合 物，且在步驟b)中，使聚合物熔融物隨後經由一個或多個 靜L及/或動態混合元件輸送，並使其含浸發泡劑◦)。載 有毛泡齊丨之溶融物可隨後經由一適宜喷嘴擠出產生發泡 體板、擠出物或粒子，並切割。 自噴嘴擠出之溶融物亦可藉由水下成粒術（uwp)直接切 。’J形成可膨脹聚合物粒子或以針對性方式經部份發泡之 A -物粒子„又置UWP水浴的適宜反壓力及適宜溫度，由 此可以針對性方式製造發泡體粒子。 為可％脹聚合物粒子，通常於15至bar之壓力 下進饤水下成粒術。模板通常具有複數個含複數個孔洞 之座。在孔洞直徑為〇.2至1職下，獲得具有〇.5h.5 _ 之車又佳平均粒之可膨脹聚合物粒子。具有狹窄粒徑分佈 ,0.6至〇_8 mm之平均粒徑之可膨脹聚合物粒子在預發泡 '更佳地填充具有更易損幾何結構之模具的自動成型機。 此外’其產生具有更小間隙體積之表面更佳之成型物。 藉由如下方法獲得較佳聚合物混合物：在步驟a)中，藉 由混合 A) 45至97·9重ϊ% ’特定言之55至78.1重量％之苯乙 稀聚合物， J46624.doc • J4- 201038641

Bl) 1至45重量％，特定言之7至15重量％之熔點為105 至140°C之聚烯烴， B2) 〇至25重量％，特定言之5至1〇重量％之熔點低於 105°C之聚烯烴， C1) 〇.1至25重量％ ’特定言之6至15重量％之苯乙烯- 丁二烯或苯乙浠·異戊二稀敌段共聚物， C2) 〇至10重量％，特定言之〇.8至3重量％之苯乙烯-乙 烯-丁烯嵌段共聚物， 〇 E) 〇至5重量％，特定言之〇.3至2重量％之晶核形成劑 且 在步驟b)中，使其含浸1至15重量％，特定言之3至1〇重 ΐ 0/。之發泡劑D) ’其中A)至E)之總和為1〇〇重量％，且在步 驟c)中成粒^ 為改善可加工性，可以甘油酯、抗靜電劑或抗凝結劑包 覆所得的可膨脹、熱塑性聚合物粒子。 0 較佳使所得之圓形或卵形粒子發泡成直徑為0.2至10 mm 之粒子。其體積密度較佳為10至100 g/I。 經預發泡之發泡體小珠之熔融以產生成型物及由此產生 - 的機械性能係藉由特定言之以硬脂酸甘油酯包覆可膨脹、 - 熱塑性聚合物粒子而得以改善。最佳使用由50至100重量 〇/〇三硬脂酸甘油酯（GTS)、〇至50重量％單硬脂酸甘油酯 (GMS)及0至20重量％矽石所組成之塗料。 可藉由熱空氣或蒸汽使可膨脹、熱塑性聚合物粒子預發 '包產生费度為8至200 kg/m3，較佳為10至80 kg/m3之發 146624.doc -15- 201038641 泡體粒子，且隨後在密封模具中熔融，產生發泡體成型 物。此處，選擇足夠低之加工壓力，使得氣室膜中之區域 結構得以保留。通常選擇0.5至1 5 bar之表壓。 可依此方式獲得之熱塑性膨脹聚合物發泡體較佳具有平 均氣室大小為50至250 μιη之氣室，且在熱塑性膨脹聚合物 發泡體之氣室壁中具有分散相，該分散相經延伸形成纖維 且具有10至1000 nm範圍内，最佳為1〇〇至750 nms圍内之 平均直徑。 發泡體粒子P2 對於發泡體粒子P2，使用不同於p丨之發泡體粒子，特定 言之由苯乙烯聚合物或聚烯烴組成之發泡體粒子，例如膨 脹聚丙烯（EPP)、膨脹聚乙烯（EPE)或經預發泡之可膨脹聚 苯乙烯（EPS)。亦可使用不同發泡體粒子之組合。該等聚 合物較佳為熱塑性物質》亦可使用交聯聚合物，例如經輻 射交聯之聚烯烴發泡體粒子。 以笨乙烯聚合物為基底之發泡體粒子之製法可為在預發 泡容器中，藉由熱空氣或蒸汽，使EPS預發泡至所需密 度。在加壓預發泡容器或連續預發泡容器中，文中藉由單 次或多次預發泡，可獲得小於10 g/Ι之最終體積密度。 例如自EP-B 981 574及EP-B 981 575中已知，為製造具 有尚絕熱能力之絕熱板，最佳使用經預發泡之可膨脹苯乙 稀聚合物’其包括量為基於EPS之0.1至1〇重量％，特定言 之2至8重量。/〇之平均粒徑為1至5〇 μηι範圍内的絕熱固體， 諸如碳黑、鋁、石墨或二氧化鈦，特定言之石墨。 146624.doc 16 201038641 特定言之，抗熱扭變且抗溶劑之發泡體粒子P2係獲自可 膨脹笨乙烯聚合物，例如曱基苯乙烯-丙烯腈聚合物 (AMS AN)，諸如α-曱基苯乙烯-丙烯腈共聚物或心甲基_苯 乙烯-苯乙炼-丙稀腈三元共聚物，其製法闡述於W〇 2009/000872中。此外，可使用以苯乙烯_烯烴互聚物或諸 如耐衝擊性聚笨乙烯（HIPS)之衝擊性經修飾之苯乙烯聚合 物為基底之發泡體粒子P2。 亦可使用衍生自循環發泡體成型物的經粉碎的發泡體粒 Ο 子來進行該方法。為製造本發明之膨脹聚合物發泡體，經 私碎之循環發泡體係以發泡體粒子P2的1 〇〇%或，例如2至 90重置％，特定言之5至25重量％之比例與新鮮物質一起使 用’且未明顯損及強度及機械性能。。 發泡體粒子P2亦可包含常用量之添加劑、晶核形成劑、 增塑劑、含鹵素或不含鹵素之阻燃劑、可溶性及不可溶性 無機及/或有機染料及顏料或填充劑。 D 本發明之膨脹聚合物發泡體之製法 根據本發明所使用之發泡體粒子ρι 與發泡體粒一容性，因此可與後者⑽此= 可使用不同密度之經預發泡之小珠。為製造本發明之膨服 聚。物發/包體，較佳使用密度皆為5至5〇 之發泡體粒 子P1及P2 。 、在項貫知例中，可在模具中混合發泡體粒子p 1及p2， 並藉由熱空氣或蒸汽使其燒結。 所用混合物較佳包括10至95重量％，最佳為15至80重量 146624.doc •17· 201038641 %之發泡體粒子？1及5至90重量％，最佳為2_5重量％之 發泡體粒子P 2。 在另一項實施例中，可將發泡體粒子Pi及P2基本上不經 混。地引入杈具中，並藉由熱空氣或蒸汽使其燒結。例 如，將發泡體粒州㈣呈一層或多層地引入模具，並藉 由熱空氣或蒸汽使其燒結。 根據本發明之替代性方法可以不同方式配置膨脹聚合物 發泡體成型物，並使其與性能及所需用途相匹配。為此， 可變化混合物中發泡體粒子P1及P2之量比例、密度或甚至 顏色。產生具有獨特性能之成型物。 為此’可使用例如適於製造具有不同密度分佈之成型物 的成型機。其等通常具有一個或多個可在引入不同的發泡 體粒子P1及P2後或於溶融期間取出之滑動元件。然而，亦 可先引人-種發泡體粒子PuilP2，並㈣，^隨後引入另 -種發泡體粒子，並使其與發泡體成型物之已存在部份溶 融。 依此方式，亦可製造成型物，例如用於輸送物體之托 盤，其中例如凸條或底部係由發泡體粒子ρι組成，且該成 型物之其餘部份係由發泡體粒子P2組成。

由於發泡體粒子P1及P2之相容性，實際上可進行單一来 型之循環且未分解為單獨組分。 X 本發明之膨脹聚合物發泡體之用途 由於彼等性能係介於由膨脹聚丙烯（Epp)製得之發泡體 與由膨脹聚苯乙稀（EPS)製得之發泡體之間，故本發明之 146624.doc 201038641 膨脹聚合物發泡體原則上適用於該兩種類型之發泡體的通 常應用。 由於彼等之彈性’特定言之，就減衝擊封裝而言，彼等 彳用作π車緩衝器之芯部材料，作為汽車内部裝飾之概面 ㈣及作為絕熱材料及隔音材I本發明之膨脹聚合物發 /包體特別適於製成封裝及緩衝材料或具有經改善的抗斷性 及抗裂性之封裝。 由於彼等之彈性’本發明之膨脹聚合物發泡體亦適於作 Ο為安全帽（諸如滑水、摩托車或自行車頭幻之内部襯墊， 以緩衝機械衝擊，或在運動及休閒領域中，作為衝浪板之 芯部材料。 由於尚絕熱及隔音性能，其亦可應用於建築物領域。就 地板絕緣而言，通常使用直接鋪設於混凝土地板上之發泡 體板。由於向下方向之絕熱性，其在地板加熱之情形中特 別重要。文中’將熱水管依適宜型態直接安裝於發泡體板 ◎ β將水泥冲筋施用於發泡體板頂部，再可將木地板或地 毯鋪設於該沖筋上。另外，發泡體板可用作減弱腳步聲 音。 根據本發明之成型物亦適用作在造船、分機結構、風能 廠結構及車輛結構中之夾層結構的芯部材料。其等可用於 例如製造汽車部件，諸如行李箱地板、包裹架子及侧門包 層。 在房屋結構、乾修及室内裝修中，複合成型物較佳用於 製造傢具、封裝材料，例如作為層壓物、絕緣材料、牆壁 146624.doc •19· 201038641 或天化板兀件。在汽車結構中，該等新賴複合成型物較佳 例如作為門包層、操縱盤、控制臺、遮陽板、緩衝器 流器等。 由於較由可膨脹聚苯乙烯（EPS)製得之膨職聚合物發泡 體更佳的之彈性及抗裂性、以及高壓縮剛性，本發明之發 泡體粒子特別適用於製造托盤。為改善托盤之财久性，其 可若適宜與木材、塑膠或金屬黏合，或各面由塑膠膜包 膜，例如由聚烯烴或$乙烯-丁二稀嵌段共聚物組成之 膜。 本發明進一步提供根據本發明之成型物，較佳為根據本 發明之木材，於房屋結構、乾修或内部裝修中用於製造傢 具、封裝材料，例如作為層壓物、絕緣材料、牆壁或天花 板元件，或於汽車中之用途。 【實施方式】 實例 發泡體粒子P1之起始物： 組分A :熔融體積指數MVI(20(TC/5 kg)為 2.9 cm3/10 min 之聚苯乙烯（獲自BASF SE之PS 158K，Mw=280 000 g/mol，黏度值VN 98 ml/g) 組分B :

Bl :聚乙烯LLDPE(獲自 Exxon Mobil之LL1201 XV，密 度為 0.925 g/1，MVI = 0.7 g/10 min，熔點為 123°C ) B2:聚乙烯乙烯-辛烯共聚物（獲自Exxon Mobil之 Exact® 210，密度為 0.902 g/1，MVI=10 g/10 min，熔點為 146624.doc -20- 201038641 95〇C ) 組分C :

Cl Styroflex® 2G66，購自BASF SE之熱塑性彈性苯乙 烯-丁二烯嵌段共聚物， C2 Kraton G 1652，購自 Kraton Polymers LLC之苯乙 * 烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物 組分D : 發泡劑：（95%異戊烷、5%正戊烷） 組分E :滑石（購自Omyacarb之HP 320) Ο 發泡體粒子pi之製造 在 Leitritz ZE 40 雙螺紋擠出機中，於240-260°C/140 bar 下使組分A)至C)熔融，並與作為晶核形成劑之滑石（組分 E)混合（參見表1)。隨後在加壓下將發泡劑（組分D)引入該 聚合物熔融物中，並利用兩臺靜態混合機將其均勻地併入 聚合物熔融物中。隨後藉由冷卻器使溫度降至180°-195°C。在另外兩臺靜態混合機中進一步均質化後，經由 維持在240-260°C下之多孔板（孔洞直徑為0.6 mm之7個座 〇 x7個孔洞或孔洞直徑為0.4 mm之7個座X 1 0個孔洞），在 200-220 bar下，以50 kg/h擠壓聚合物熔融物。藉由水下成 • 粒術使聚合物股成粒（11-10 bar之水下壓力，40°C-50°C之 水溫），以產生具有狹窄粒徑分佈之載有發泡劑的微粒（孔 徑為 0_65 mm時 d'=1.2 mm)。 將70重量％三硬脂酸甘油酯（GTS)及30重量％單硬脂酸甘 油酯（GMS)用作包覆組分。包覆組合物對經預發泡的發泡 體小珠之熔融以製得成型物具有積極作用。撓曲強度會增 146624.doc -21 - 201038641 加至250或3 1 0 kPa，而獲自未經包覆之顆粒的成型物為 150 kPa ° 表1 :用於製造發泡體粒子Pl.l、P1.2及pi.3之可膨脹聚 合物粒子（EPS)組分（以重量比表示） 實例 組分A [重量％] 組分B1 [重量％] 組分B2 [重量％] 組分C2 [重量％] 組分C1 [重量％] 組分E [重量％] 組分D [重量％] P1.1 67.2 7.5 4.7 0.7 13.2 0.5 6.1 P1.2 「67.9 7.5 4.7 0 「13.2 0.5 6.1 P1.3C 81.1 7.5 4.7 0 0 0.5 6.1 穿透式電子顯微照片（TEM)顯示含發泡劑之微粒中之聚 乙烯（P1相，淺色區域）之分散分佈且苯乙烯_ 丁二烯嵌段共 聚物（P2相，深色區域）之分散分佈，其隨後有助於使發泡 體具有彈性。載有發泡劑之微粒中之pE區域之大小約為 200至1〇〇〇 nm，且苯乙烯_丁二烯嵌段共聚物區域之大小 約為 200至 1500 nm。 在EPS預發泡機中使含發泡劑之顆粒預發泡，產生具有 低密度（17.7 kg/m3)之發泡體小珠。 發泡體粒子P2 : 使Ne〇P〇r® X 5300(購自BASF沾之含石墨之可膨脹聚苯 乙烯）預發泡至密度為l6.i kg/m3。 實例1至23 :成型物之製造 依表2中所示比例混合發泡體粒子ρι&ρ2，並在自動 EPS成型機中以hl bar之表壓加工產生成型物。 對成型物進行多種機械測量，以證實發泡體具有彈性。 146624.doc -22· 201038641 如可自極高之回彈性所見，對比於純EPS，觀察到根據本 發明之實例具有顯著的彈化。根據DIN EN 826測定於10〇/〇 壓縮度下之壓縮強度，並根據〇11<[ EN 12089測定撓曲強 度。自撓曲強度之測量值確定撓曲功。 實例5C為對照實驗。 表2 :含有不同比例之發泡體粒子Ρ1.1的膨脹聚合物發 泡體之性質： 實例 1 2 3 4 5C P1.1 95% 60% 40% 20% 0% P2 5% 40% 60% 80% 100% 密度_ 17.7 17.3 16.8 16.6 16.1 撓曲功[Nm] 5.4 4.2 3.7 3.1 2.7 撓曲強度[kPa] 250.7 247.9 243.5 239.3 228.3 實例顯示發泡體粒子Ρ2可於寬範圍内與根據本發明所用 之發泡體粒子Ρ1混合。依此方式，可依針對性方式設定例 Q 如撓曲功之機械性能。 表3 :含有不同比例之發泡體粒子pi l的膨脹聚合物發 泡體之撓曲功[Nm] 實例 6 7 8 9 10 P2之比例[重量°/〇] 5 20 40 60 80 P1.1之比例[重量％] 95 80 60 40 20 撓曲功[Nm] 5.5 5.0 4.2 3.7 1 3.1 146624.doc -23· 201038641 表4 :含有不同比例之發泡體粒子P1.2的膨脹聚合物發 泡體之撓曲功[Nm] 實例 11 12 13 14 15 P2之比例[重量°/〇] 5 20 40 60 80 P1.2之比例[重量％] 95 80 60 40 20 撓曲功[Nm] 4.2 4.0 3.5 3.3 3.2 表5 :含有不同比例之發泡體粒子PI .3 C的膨脹聚合物 發泡體之撓曲功[Nm] 16 17 18 19 20 P2之比例[重量％] 5 20 40 60 80 P1.3C之比例 [重量％] 95 80 60 40 20 撓曲功[Nm] 3.1 2.8 2.9 3.0 2.7 146624.doc 24-

Claims (1)

1. 201038641 七、申請專利範圍： 1. 一種製造膨脹聚合物發泡體之方法，其係藉由燒結包括 由不同熱塑性聚合物或聚合物摻合物組成之發泡體粒子 P1及P2的混合物，其中該等發泡體粒子卩丨係藉由使包括 如下組分之可膨脹、熱塑性聚合物粒子預發泡而獲得 A) 45至97.9重量％之苯乙烯聚合物、 Bl) 1至45重量％之熔點為1〇5至14〇。(：之聚烯烴、 B2) 〇至25重量❶/。之熔點低於i〇5〇c之聚烯烴、 © C1) 0.1至25重量％之苯乙浠_ 丁二烯或苯乙烯_異戊二烯 嵌段共聚物、 C2) 〇·〇至10重量。/。之苯乙烯·乙烯-丁烯嵌段共聚物、 D) 1至15重量％之發泡劑、 E) 0至5重量°/〇之晶核形成劑， 其中A)至E)之總和為1 〇〇重量〇/〇。 2. 如請求項1之方法’其中該等發泡體粒子ρι係藉由使包 括如下組分之可膨脹、熱塑性聚合物粒子預發泡而獲 〇 得： A) 55至78.1重量。/。之苯乙烯聚合物、 . B1) 7至15重量°/。之熔點為1〇5至140¾之聚烯烴、 B2) 5至重量％之熔點低於105°C之聚烯烴、 C1) 6至15重量。/。之苯乙烯-丁二烯或苯乙烯_異戊二烯 嵌段共聚物、 C2) 〇.8至3重量％之苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物、 D) 3至10重量％之發泡劑、 146624.doc 201038641 E) 0.3至2重量％之晶核形成劑， 其中A)至E)之總和為100重量°/〇。 3. 4. 如請求項1或2之方法，其中用於製備 邊寻發泡體粒子P1 之可膨脹、熱塑性聚合物粒子包括竹兔— 戸马本乙烯聚合物A) 之通用聚苯乙烯（GPPS)。 如請求項1至3中任一項之方法，其φ田& 具中用於製備該等發泡 體粒子Ρ1之可膨脹、熱塑性聚合物粒子 于包括作為聚烯烴 Β1)之聚乙烯。 5. 如請求項…中任-項之方法，其中用於製備該等發泡 體粒子ΪΜ之可膨脹、熱塑性聚合物粒子包括作為聚晞烴 Β2)之乙烯與辛烯之共聚物。 6. 如請求項！至5中任-項之方法，其中用於製備該等發泡 體粒子Ρ1之可膨脹、熱塑性聚合物粒子具有平均直徑為 1至1500 nm之分散相。 7. 如請求項1至6中任一項之方法，其中不同於？1之由苯乙 烯聚合物或聚烯烴組成之發泡體粒子係用作發泡體粒子 P2 ° 8·如請求項7之方法，其中膨脹聚丙烯（Epp)或經預發泡之 可膨脹聚苯乙稀（EPS)係用作發泡體粒子p2。 9.如請求項1至8中任一項之方法，其中用於製造膨脹聚合 物發泡體之該混合物包括丨〇至95重量％之發泡體粒子p J 及5至90重量％之發泡體粒子p2。 1〇·如請求項1至9中任一項之方法，其中該等發泡體粒子？1 及P2具有5至80 kg/m3之密度。 146624.doc 201038641 11. 如4求項1至1()中任—項之方法其中該等發泡體粒子 P1及P2在模具中混合並藉由熱空氣或蒸汽使其等燒結。 12. 如4求項1至1()中任一項之方法纟中將該等發泡體粒 子P1及P2基本上不經混合地引入模具中並藉由熱空氣或 蒸汽使其等燒結。 13. 如請求項12之方法，其中將該等發泡體粒子？1及？2呈— 層或多層地引入模具中並藉由熱空氣或蒸汽使其等燒

   14. 一種可藉由如請求項1至13中 脹聚合物發泡體。 之任一項之方法獲得之膨

   146624.doc 201038641 四、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：（無） (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 五、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無）

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