CN102341442B

CN102341442B - 基于聚烯烃/苯乙烯聚合物混合物的弹性颗粒泡沫材料

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Publication number: CN102341442B
Application number: CN2010800103648A
Authority: CN
Inventors: C·施奇普斯; J·阿斯曼; G·格拉塞尔; G·詹森斯; M·霍夫曼; H·鲁克达舍尔; J·朗伯特; C·兹拉
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2009-03-05
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2030-03-01
Also published as: MX2011009198A; KR20110120982A; US20110316198A1; KR101353631B1; CN102341442A; WO2010100101A1; TW201038641A; SG174165A1; EP2403900A1; BRPI1007842A2; US8741973B2; EP2403900B1

Abstract

本发明涉及弹性颗粒泡沫材料以及一种通过熔结包含由不同热塑性聚合物或聚合物混合物构成的泡沫材料颗粒P1和P2的混合物生产颗粒泡沫材料的方法，其中泡沫材料颗粒P1通过使包含如下组分的可发性热塑性聚合物颗粒预发泡而得到：A)45-97.9重量％苯乙烯聚合物，B1)1-45重量％熔点为105-140℃的聚烯烃，B2)0-25重量％熔点低于105℃的聚烯烃，C1)0.1-25重量％苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物，C2)0.0-10重量％苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物，D)1-15重量％发泡剂，E)0-5重量％成核剂，其中A)-E)的总和为100重量％。

Description

基于聚烯烃/苯乙烯聚合物混合物的弹性颗粒泡沫材料

本发明涉及弹性发泡聚合物泡沫以及一种通过熔结包含由不同热塑性聚合物或聚合物共混物构成的泡沫颗粒P1和P2的混合物而生产它们的方法。

聚苯乙烯泡沫是硬质泡沫。它们的低弹性对许多应用而言是一个缺点，例如在包装领域中，因为仅可获得被包装物品对冲击和震动应力的不令人满意的保护且用作包装材料的泡沫模制品甚至在低形变下断裂，导致泡沫在更新应力下的保护效果丧失。因此，在过去已经尝试提高聚苯乙烯泡沫的弹性。

例如由DE 24 13 375、DE 24 13 408或DE 38 14 783已知苯乙烯聚合物、聚烯烃和合适的话相容剂如氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的可发性聚合物混合物。可以由其得到的泡沫据说与由苯乙烯聚合物构成的泡沫相比具有更好的机械性能，尤其是在低温下更好的弹性和更低的脆性，并且对溶剂如乙酸乙酯和甲苯不敏感。然而，可发性聚合物混合物的发泡剂保留能力和达到低密度的发泡性对加工而言不足。

WO 2005/056652描述了发泡的聚合物泡沫模制品，其密度为10-100g/l且可以通过融合衍生自可发性热塑性聚合物粒料的预发泡泡沫颗粒而得到。该聚合物粒料包含苯乙烯聚合物和其他热塑性聚合物的混合物且可以通过熔体浸渍和随后加压水下造粒而得到。

由可发性共聚体颗粒生产的弹性发泡聚合物泡沫也是已知的(例如US2004/0152795 A1)。共聚体可以通过在聚烯烃存在下在含水悬浮液中聚合苯乙烯而得到且形成苯乙烯聚合物和烯烃聚合物的互穿网络。然而，发泡剂由可发性聚合物颗粒快速扩散出来，因此它们必须在低温下储存且仅短时间显示出令人满意的发泡性。

WO 2008/050909描述了由具有核-壳结构的发泡共聚体颗粒构成的弹性发泡聚合物泡沫，其中核包含聚苯乙烯-聚烯烃共聚体且壳包含聚烯烃。这些发泡的聚合物泡沫与EPS相比具有改进的弹性和抗碎裂性并且首先用作运输包装或在汽车应用中用作能量吸收剂。

WO 2005/092959描述了纳米多孔聚合物泡沫，其可以由包含发泡剂的多相聚合物混合物得到，该混合物具有5-200nm的区域。这些区域优选包含可以通过乳液聚合得到且其中发泡剂的溶解度至少比相邻相高一倍的核-壳颗粒。

WO 2008/125250中描述了新的一类热塑性发泡聚合物泡沫，其具有平均泡孔尺寸为20-500μm的泡孔且其中泡孔膜具有孔或纤维直径在1500nm以下的纳米泡孔结构或纤维结构。

例如衍生自发泡的聚烯烃、发泡的共聚体或可发性共聚体的已知抗碎裂泡沫通常与预发泡的可发性聚苯乙烯(EPS)颗粒不相容或者仅具有低相容性。在加工生产模制品如泡沫块时，通常观察到不同泡沫颗粒的不良融合。

本发明的目的是弥补上述缺点且提供基于聚烯烃/苯乙烯聚合物混合物的弹性发泡聚合物泡沫，其与衍生自可发性聚苯乙烯(EPS)的常规发泡聚合物泡沫相比具有高抗压和抗弯强度以及能量吸收，同时具有显著改进的弹性、抗碎裂性和弯曲功，还提供了一种生产它们的方法。

因此，我们发现了一种通过熔结包含由不同热塑性聚合物或聚合物共混物构成的泡沫颗粒P1和P2的混合物生产发泡聚合物泡沫的方法，其中所述泡沫颗粒P1通过使包含如下组分的可发性热塑性聚合物颗粒预发泡而得到：

A)45-97.9重量％苯乙烯聚合物，

B1)1-45重量％熔点为105-140℃的聚烯烃，

B2)0-25重量％熔点在105℃以下的聚烯烃，

C1)0.1-25重量％苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物，

C2)0.0-10重量％苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物，

D)1-15重量％发泡剂，

E)0-5重量％成核剂，

其中A)-E)的总和为100重量％。

本发明还提供了可以由该方法得到的发泡聚合物泡沫。

优选的泡沫颗粒P1通过使包含如下组分的可发性热塑性聚合物颗粒预发泡而得到：

A)55-78.1重量％苯乙烯聚合物，

B1)7-15重量％熔点为105-140℃的聚烯烃，

B2)5-10重量％熔点在105℃以下的聚烯烃，

C1)6-15重量％苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物，

C2)0.8-3重量％苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物，

D)3-10重量％发泡剂，

E)0.3-2重量％成核剂，

其中A)-E)的总和为100重量％。

通过预发泡得到泡沫颗粒P1的可发性热塑性聚合物颗粒特别优选由组分A)-E)构成。发泡剂(组分D)在预发泡过程中基本由泡沫颗粒释放出来。

泡沫颗粒P1：

该可发性热塑性聚合物颗粒包含45-97.9重量％，优选55-78.1重量％苯乙烯聚合物A)如通用型聚苯乙烯(GPPS)或耐冲击聚苯乙烯(HIPS)或苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)或其混合物。用于生产泡沫颗粒P1的可发性热塑性聚合物颗粒优选包含通用型聚苯乙烯(GPPS)作为苯乙烯聚合物A)。特别优选使用通过凝胶渗透色谱法测定的重均分子量为120 000-300 000g/mol，尤其是190 000-280 000g/mol且按照ISO113的熔体体积流速MVR(200℃/5kg)为1-10cm³/10min的通用型聚苯乙烯品级，例如来自BASF SE的PS 158K、168N或148G。为了在得到模制品的加工中改进泡沫颗粒的融合，可以加入易于流动的品级，例如

156L(Innovene)。

作为另一组分B)，该可发性热塑性聚合物颗粒包含熔点为105-140℃的聚烯烃B1)和熔点在105℃以下的聚烯烃B2)。熔点为借助DSC(动态扫描量热法)以10℃/分钟的加热速率测定的熔融峰。

该可发性热塑性聚合物颗粒包含1-45重量％，尤其是7-15重量％聚烯烃B1)。作为聚烯烃B1)优选使用密度为0.91-0.98g/l(按照ASTM D792测定)的乙烯和/或丙烯的均聚物或共聚物，尤其是聚乙烯。可能的聚丙烯尤其是注塑品级。可能的聚乙烯可以是市售乙烯均聚物，例如LDPE(注塑品级)、LLDPE、HDPE，或者乙烯和丙烯的共聚物(例如来自Basell的

RP220和

RP320或来自Dow的

品级)，乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物(EVA)，乙烯-丙烯酸酯的共聚物(EA)或乙烯-丁烯-丙烯酸酯的共聚物(EBA)。聚乙烯的熔体体积指数MVI(190℃/2.16kg)通常为0.5-40g/10分钟且密度为0.91-0.95g/cm³。此外，可以使用与聚异丁烯(PIB)的共混物(例如来自BASF Aktiengesellschaft的

B150)。特别优选使用熔点为110-125℃且密度0.92-0.94g/l为的LLDPE。

适合作为组分B1)的其他聚合物是由聚烯烃嵌段PB1(硬嵌段)和聚烯烃嵌段PB2(软嵌段)构成的烯烃嵌段共聚物，例如如WO 2006/099631所述。该聚烯烃嵌段PB1优选包含95-100重量％乙烯。该PB2嵌段优选包含乙烯和α-烯烃，可能的α-烯烃是苯乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯、降冰片烯、1-癸烯、1，5-己二烯或其混合物。该PB2嵌段优选为具有5-60重量％α-烯烃的乙烯-α-烯烃共聚物嵌段，尤其是乙烯-辛烯共聚物嵌段。优选式(PB1-PB2)n的多嵌段共聚物，其中n为1-100的整数。嵌段PB1和PB2基本形成线性链且优选交替或无规分布。PB2嵌段的比例基于该烯烃嵌段共聚物优选为40-60重量％。特别优选具有交替的PB1硬嵌段和PB2弹性软嵌段的烯烃嵌段共聚物，其以名称

市购。

发泡剂保留能力随着聚烯烃B1)的比例降低而显著提高。该可发性热塑性聚合物颗粒的储存寿命和加工性因此得到显著改进。在4-20重量％聚烯烃的范围内，得到具有长储存寿命的可发性热塑性聚合物颗粒，由其生产的发泡聚合物泡沫的弹性性能不变差。这例如由为25-35％的降低的脱模变定ε_变定表明。

作为聚烯烃B2)，该可发性热塑性聚合物颗粒包含0-25重量％，尤其是1-10重量％熔点在105℃以下的聚烯烃B2)。聚烯烃B2)的密度优选为0.86-0.90g/l(按照ASTM D792测定)。适合该目的的聚烯烃尤其是基于烯烃的热塑性弹性体(TPO)。特别优选乙烯-辛烯共聚物，其例如由Dow以商标名

8411市购。包含组分B2)的可发性热塑性聚合物颗粒在加工生产泡沫模制品之后在弯曲功和极限拉伸强度上显示出显著改进。

由多相聚合物体系领域已知大多数聚合物相互之间不溶混或者仅轻度相互溶混(Flory)，因而取决于温度、压力和化学组成，出现分层而形成各相应相。若将不相容的聚合物彼此共价键合，则在宏观程度上不发生分层，但仅在微观程度上，即在单一聚合链的长度范围上发生分层。因此将这称为微相分离。这导致许多介观结构，例如层状、六边形、立方形和双连续形态，它们与易溶相密切相关。

为了以目标方式设定所需形态，根据本发明使用相容剂(组分C)。相容性的进一步改进通过使用作为组分C1)的苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物和作为组分C2)的苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物(SEPS)的混合物实现。

与常规EPS泡沫相比，该相容剂导致富含聚烯烃的相和富含苯乙烯聚合物的相之间具有改进的粘附并且甚至以少量即可显著改进泡沫的弹性。对富含聚烯烃的相的区域尺寸进行的研究表明该相容剂通过降低表面张力而稳定小液滴。

通过包含发泡剂的可发性聚苯乙烯/聚乙烯混合物的截面的电子显微照片表明了在聚苯乙烯基体中的分散聚乙烯区域。

该可发性热塑性聚合物颗粒包含0.1-25重量％，尤其是6-15重量％的苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物作为组分C1)。

适合该目的的嵌段共聚物例如为苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物。总二烯含量优选为20-60重量％，特别优选30-50重量％，并且总苯乙烯含量相应地优选为40-80重量％，特别优选50-70重量％。

合适的包含至少两个聚苯乙烯嵌段S和至少一个苯乙烯-丁二烯共聚物嵌段S/B的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物例如为具有星形支化的嵌段共聚物，例如如EP-A-0654488所述。

还合适的是具有至少两个由乙烯基芳族单体构成的硬嵌段S₁和S₂以及至少一个位于其间且由乙烯基芳族单体和二烯构成的无规软嵌段B/S的嵌段共聚物，其中硬嵌段的比例基于整个嵌段共聚物在40重量％以上并且软嵌段B/S的1，2-乙烯基含量在20％以下，如WO 00/58380所述。

其他合适的相容剂是具有通式结构S-(S/B)-S并且具有一个或多个位于两个S嵌段之间且具有无规苯乙烯/丁二烯分布的嵌段(S/B)_无规的线性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。该嵌段共聚物可以通过在加入极性共溶剂或钾盐下在非极性溶剂中阴离子聚合而得到，例如如WO 95/35335或WO 97/40079所述。

对本发明而言，乙烯基含量是二烯单元的1，2-连接的相对比例，基于1，2-、1，4-顺-和1，4-反-连接的总和。苯乙烯-丁二烯共聚物嵌段(S/B)中1，2-乙烯基含量优选在20％以下，尤其为10-18％，特别优选12-16％。

优选使用丁二烯含量为20-60重量％，优选30-50重量％且作为相容剂可以部分氢化或未氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)三嵌段共聚物。这些例如可以商标名

2G66、

3G55、GH62、D 1101、

D 1155、

H1043或

SOLT6414市购。这些为在B嵌段和S嵌段之间具有清晰过渡的SBS嵌段共聚物。

作为组分C2)，该可发性热塑性聚合物颗粒包含0-10重量％，尤其是0.8-3重量％苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物(SEBS)。合适的苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物(SEBS)例如为可以通过氢化嵌段共聚物C1)的烯属双键得到的那些。合适的苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物例如为市售的

G品级，尤其是

G 1650。

此外，可以将添加剂、成核剂、增塑剂、含卤素或不含卤素的阻燃剂、可溶性和不溶性无机和/或有机染料和颜料、填料或共发泡剂以不会不利地影响区域形成和所得泡沫结构的量加入多相聚合物混合物中。

作为组分E)，该可发性热塑性聚合物颗粒包含0-5重量％，优选0.3-2重量％成核剂，例如滑石。

作为发泡剂(组分D)，该可发性热塑性聚合物颗粒基于所有组分A)-E)的总和包含1-15重量％，优选3-10重量％物理发泡剂。发泡剂在室温(20-30℃)和大气压力下可以呈气态或液态。它们应具有在该聚合物混合物的软化温度以下的沸点，通常为-40℃至80℃，优选-10℃至40℃。合适的发泡剂例如为卤代或不含卤素的脂族烃，醇，酮或醚。合适的脂族发泡剂例如为脂族C₃-C₈烃如正丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、正己烷、新戊烷，脂环族烃如环丁烷和环戊烷，卤代烃如氯甲烷、氯乙烷、二氯甲烷、三氯一氟甲烷、二氯一氟甲烷、二氯二氟甲烷、一氯二氟甲烷、二氯四氟乙烷及其混合物。优选不含卤素的发泡剂丁烷、正丁烷、异戊烷、正戊烷、新戊烷、环戊烷及其混合物。

合适的共发泡剂是对形成区域的相具有较低溶剂选择性的那些，例如气体如CO₂、N₂、氟代烃或稀有气体。这些优选基于可发性热塑性聚合物颗粒以0-10重量％的量使用。

具有连续相和分散相的聚合物混合物可以通过将两种不相容的热塑性聚合物混合而生产，例如在挤出机中混合。

该可发性热塑性聚合物颗粒可以通过如下方法得到，其中

a)通过混合组分A)-C)和合适的话E)生产具有连续相和分散相的聚合物混合物，

b)将该混合物用发泡剂D)浸渍并造粒，形成可发性热塑性聚合物颗粒，和

c)通过在1.5-10巴的压力下水下造粒而进行造粒，形成可发性热塑性聚合物颗粒。

在步骤a)中生产的该聚合物混合物中分散相的平均直径优选为1-2000nm，特别优选100-1500nm。

在另一实施方案中，还可以在步骤b)中首先将该聚合物混合物造粒，然后在超级大气压和升高的温度下在水相中用发泡剂D)后浸渍该粒料，形成可发性热塑性聚合物颗粒。然后可以在冷却至在聚合物基体的熔点以下之后分离这些颗粒或者可以通过减压直接以预发泡泡沫颗粒得到。

特别优选连续方法，其中在双螺杆挤出机中熔融形成连续相的热塑性苯乙烯聚合物A)，例如聚苯乙烯，并与形成分散相的聚烯烃B1)和B2)以及相容剂C1)和C2)及合适的话成核剂E)混合，以在步骤a)中形成聚合物混合物，然后通过一个或多个静态和/或动态混合元件输送聚合物熔体并在步骤b)中用发泡剂D)浸渍。然后可以通过合适的喷嘴挤出负载有发泡剂的熔体，得到泡沫板、挤出物或颗粒并切割。

由喷嘴出来的熔体也可以借助水下造粒(UWP)直接切割而形成可发性聚合物颗粒或已经以目标方式部分发泡的聚合物颗粒。在UWP的水浴中合适反压和合适温度的设定因此使得可以以目标方式生产泡沫颗粒。

为了生产可发性聚合物颗粒水下造粒通常在1.5-10巴的压力下进行。冲模板通常具有多个具有多个孔的座。在0.2-1mm的孔直径下，得到的可发性聚合物颗粒具有0.5-1.5mm的优选平均粒径。具有窄粒度分布且平均粒径为0.6-0.8mm的可发性聚合物颗粒在预发泡之后导致具有更细腻(filigree)模制品几何形状的自动成型机的更好填充。此外，这得到具有更低空隙体积的模制品的更好表面。

优选的聚合物混合物通过在步骤a)中混合如下组分，在步骤b)中用1-15重量％，尤其是3-10重量％发泡剂D)浸渍以及在步骤c)中造粒而得到：

A)45-97.9重量％，尤其是55-78.1重量％苯乙烯聚合物，

B1)1-45重量％，尤其是7-15重量％熔点为105-140℃的聚烯烃，

B2)0-25重量％，尤其是5-10重量％熔点在105℃以下的聚烯烃，

C1)0.1-25重量％，尤其是6-15重量％苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物，

C2)0-10重量％，尤其是0.8-3重量％苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物，

E)0-5重量％，尤其是0.3-2重量％成核剂，

其中A)-E)的总和为100重量％。

为了改进加工性，可以用甘油酯、抗静电剂或抗凝集剂涂敷制成的可发性热塑性聚合物颗粒。

所得圆形或卵圆形颗粒优选发泡至直径为0.2-10mm。它们的堆密度优选为10-100g/l。

得到模制品的预发泡泡沫珠粒的融合以及由此产生的机械性能尤其通过用甘油硬脂酸酯涂敷可发性热塑性聚合物颗粒而改进。特别优选使用由50-100重量％甘油三硬脂酸酯(GTS)、0-50重量％甘油单硬脂酸酯(GMS)和0-20重量％硅石构成的涂料。

该可发性热塑性聚合物颗粒可以借助热空气或蒸汽预发泡而得到密度为8-200kg/m³，优选10-80kg/m³的泡沫颗粒，然后在密闭模具中融合而得到泡沫模制品。此时加工压力选择在足够低的值，以维持泡孔膜中的区域结构。通常选择0.5-1.5巴的表压。

可以以此方式得到的热塑性发泡聚合物泡沫优选具有平均泡孔尺寸为50-250μm的泡孔并且在热塑性发泡聚合物泡沫的泡孔壁中具有被拉伸形成纤维且平均直径为10-1000nm，特别优选100-750nm的分散相。

泡沫颗粒P2

作为泡沫颗粒P2使用不同于P1的泡沫颗粒，尤其是由苯乙烯聚合物或聚烯烃构成的泡沫颗粒，例如发泡聚丙烯(EPP)、发泡聚乙烯(EPE)或预发泡的可发性聚苯乙烯(EPS)。还可以使用各种泡沫颗粒的组合。聚合物优选为热塑性材料。还可以使用交联聚合物，例如辐射交联的聚烯烃泡沫颗粒。

基于苯乙烯聚合物的泡沫颗粒可以通过在预发泡器中借助热空气或蒸汽将EPS预发泡至所需密度而得到。10g/l以下的最终堆密度此时可以通过在加压预发泡器或连续预发泡器中的单一或多次预发泡而得到。

为了生产具有高热绝缘能力的隔热板，特别优选使用预发泡的可发性苯乙烯聚合物，其基于EPS以0.1-10重量％，尤其是2-8重量％的量包含不导热固体如碳黑、铝、石墨或二氧化钛，尤其是平均粒径为1-50μm的石墨并且例如由EP-B 981 574和EP-B 981 575已知。

特别耐热畸变且耐溶剂的泡沫颗粒P2由可发性苯乙烯聚合物，例如α-甲基苯乙烯-丙烯腈聚合物(AMSAN)如α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物或α-甲基苯乙烯-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物得到，其生产描述于WO 2009/000872中。此外，还可以使用基于苯乙烯-烯烃共聚体或冲击改性的苯乙烯聚合物如耐冲击聚苯乙烯(HIPS)的泡沫颗粒P2。

该方法还可以使用衍生自再循环泡沫模制品的粉碎泡沫颗粒进行。为了生产本发明的发泡聚合物泡沫，可以基于泡沫颗粒P2以100％的比例或例如以2-90重量％，尤其是5-25重量％的比例将粉碎的再循环泡沫与新鲜材料一起使用而不显著损害强度和机械性能。

泡沫颗粒P2同样可以以常规量包含添加剂、成核剂、增塑剂、含卤素或不含卤素的阻燃剂、可溶性和不溶性无机和/或有机染料和颜料或填料。

生产本发明的发泡聚合物泡沫

本发明所用泡沫颗粒P1与泡沫颗粒P2具有惊人地好的相容性且因此可以与后者融合。在这里还可以使用具有不同密度的预发泡珠粒。为了生产本发明的发泡聚合物泡沫，优选使用密度各自为5-50kg/m³的泡沫颗粒P1和P2。

在一个实施方案中，可以在模具中将泡沫颗粒P1和P2混合并借助热空气或蒸汽熔结。

所用混合物优选包含10-95重量％，特别优选15-80重量％的泡沫颗粒P1和5-90重量％，特别优选20-85重量％的泡沫颗粒P2。

在另一实施方案中，可以将泡沫颗粒P1和P2基本没有混合地引入模具中并借助热空气或蒸汽熔结。例如，可以将泡沫颗粒P1和P2以一层或多层引入模具中并借助热空气或蒸汽熔结。

本发明方法的替换方案使得发泡的聚合物泡沫模制品能够以多种方式构造并与性能和所需应用匹配。为此，可以改变该混合物中泡沫颗粒P1和P2的用量比、密度或甚至颜色。得到具有独特性能特征的模制品。

为此，例如可以使用适合生产具有不同密度分布的模制品的成型机。这些通常具有一个或多个可以在引入不同泡沫颗粒P1和P2之后或在融合过程中取出的可移动元件。然而，还可以引入并融合一种类型的泡沫颗粒P1或P2，随后引入另一类型的泡沫颗粒并与泡沫模制品的已有部分融合。

以此方式还可以生产模制品如用于输送物品的货架，其中例如肋条或底部由泡沫颗粒P1制成，而模制品的其余部分由泡沫颗粒P2制成。

由于泡沫颗粒P1和P2的相容性，基本单一类型的再循环是可能的，而不会分解成单独的组分。

本发明的发泡聚合物泡沫的用途

由于其性能特征介于由发泡聚丙烯(EPP)制造的泡沫和由发泡聚苯乙烯(EPS)制造的泡沫之间，本发明的发泡聚合物泡沫原则上适合这两种类型泡沫的常规应用。

由于其弹性，它们尤其用于冲击减缓包装，作为机动车保险杠的芯材料，用于机动车内部装饰，作为装饰材料以及作为绝热材料和隔音材料。本发明的发泡聚合物泡沫特别适合生产包装和阻尼材料或具有改进的抗断裂性和抗碎裂性的包装材料。

本发明的发泡聚合物泡沫由于其弹性还适合作为保护性头盔如滑雪、摩托车或自行车头盔的内衬，以吸收机械冲击，或在运动和休闲领域用作冲浪板的芯材料。

由于高绝热和隔音性能，还可以用于建筑物领域。对于地板保温，通常使用直接铺在混凝土地板上的泡沫板。由于在向下方向上的热绝缘，这在地板加热的情况下特别重要。此时热水管以合适的分布直接安装在泡沫板中。在泡沫板的顶部施加水泥砂浆层，然后可以将木地板或地毯铺在砂浆层的顶部。此外，泡沫板起脚步缓冲作用。

本发明模制品还适合在造船、飞机制造、风能工厂建造和车辆制造中作为夹心结构的芯材料。它们例如可以用于生产机动车部件如行李舱地板、包裹架和侧门包层。

该复合模制品优选用于生产家具、包装材料，用于房屋建造、干整理和内部整理，例如作为层压体、绝缘材料、壁或天花板元件。新复合模制品优选用于机动车制造，例如作为门包层、仪表盘、控制台、防晒板、保险杠、扰流板等。

由于与由可发性聚苯乙烯(EPS)制造的发泡聚合物泡沫相比更高的弹性和抗碎裂性以及高抗压刚度，本发明的泡沫颗粒尤其可以用于生产货架。为了改善货架的耐久性，合适的话可以将它们与木材、塑料或金属粘接或者在所有侧用塑料薄膜，例如由聚烯烃或苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物构成的薄膜包封。

本发明进一步提供了本发明模制品，优选本发明的木材料在如下方面的用途：生产家具、包装材料，用于房屋建造、干整理或内部整理，例如作为层压体、绝缘材料、壁或天花板元件，或用于机动车。

实施例

泡沫颗粒P1的原料：

组分A：熔体体积指数MVI(200℃/5kg)为2.9cm³/10min的聚苯乙烯(来自BASF SE的PS 158K，M_w＝280000g/mol，粘数VN为98ml/g)

组分B：

B1：聚乙烯LLDPE(LL1201 XV，Exxon Mobil，密度为0.925g/l，

MVI＝0.7g/10min，熔点为123℃)

B2：聚乙烯乙烯-辛烯共聚物(来自Exxon Mobil的

210，密度为

0.902g/l，MVI＝10g/10min，熔点为95℃)

组分C：

C1：2G66，来自BASF SE的热塑性弹性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，

C2：Kraton G 1652，来自Kraton Polymers LLC的苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物，

组分D：发泡剂(95％异戊烷，5％正戊烷)

组分E：滑石(HP 320，Omyacarb)

泡沫颗粒P1的生产：

在Leitritz ZE 40双螺杆挤出机中将组分A)-C)在240-260℃/140巴下熔融并与作为成核剂的滑石(组分E)(见表1)混合。然后在加压下将发泡剂(组分D)引入聚合物熔体中并借助两个静态混合机均匀掺入聚合物熔体中。然后借助冷却器将温度降至180-195℃。在另外两个静态混合机中进一步均化之后，通过维持在240-260℃下的穿孔板(0.6mm孔直径，具有7个座×7个孔，或0.4mm孔直径，具有7个座×10个孔)将聚合物熔体在200-220巴下以50kg/h挤出。借助水下造粒(11-10巴水下压力/40-50℃水温)将聚合物线料造粒，得到具有窄粒度分布的负载有发泡剂的微细颗粒(d’＝1.2mm，在0.65mm的孔直径下)。

将70重量％甘油三硬脂酸酯(GTS)和30重量％甘油单硬脂酸酯(GMS)用作涂敷组分。该涂敷组合物对于将预发泡泡沫珠粒融合以生产模制品具有正面作用。与由未涂敷粒料得到的模制品的150kPa相比，可以将抗弯强度提高到250或310kPa。

表1：用于生产泡沫颗粒P1.1、P1.2和P1.3的可发性聚合物颗粒(EPS)的组成[重量比例]：

透射电子显微照片(TEM)表明包含发泡剂的微细粒料中聚乙烯(相P1，亮区)的分散分布和苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(相P2，暗区)的分散分布，它们又有助于泡沫的弹性化。负载有发泡剂的微细粒料的PE区域具有的尺寸为200-1000nm，而苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物区域具有的尺寸为200-1500nm。

在EPS预发泡器中使包含发泡剂的粒料预发泡，得到具有低密度(17.7kg/m³)的泡沫珠粒。

泡沫颗粒P2：

将

X 5300(包含石墨的可发性聚苯乙烯，来自BASF SE)预发泡至密度为16.1kg/m³。

实施例1-23：生产模制品：

以表2所示比例混合泡沫颗粒P1和P2并在自动EPS成型机中在1.1巴的表压下加工而生产模制品。

对模制品进行各种机械测量以证实泡沫的弹性化。与纯EPS相比对本发明实施例观察到显著的弹性化，这由非常高的弹性可见。按照DIN EN 826测定在10％压缩下的抗压强度并按照DIN EN 12089测定抗弯强度。由抗弯强度的测量值确定弯曲功。

实施例5C为对比试验。

表2：具有不同比例泡沫颗粒P1.1的发泡聚合物泡沫的性能：

实施例	1	2	3	4	5C
						P1.1	95％	60％	40％	20％	0％
P2	5％	40％	60％	80％	100％
						密度[g/l]	17.7	17.3	16.8	16.6	16.1
弯曲功[Nm]	5.4	4.2	3.7	3.1	2.7
						抗弯强度[kPa]	250.7	247.9	243.5	239.3	228.3

这些实施例表明泡沫颗粒P2可以在宽范围内与本发明所用泡沫颗粒P1混合。由此可以以目标方式设定机械性能，例如弯曲功。

表3：具有不同比例泡沫颗粒P1.1的发泡聚合物泡沫的弯曲功[Nm]：

实施例	6	7	8	9	10
						P2比例[重量％]	5	20	40	60	80
P1.1比例[重量％]	95	80	60	40	20

弯曲功[Nm]

5.5

5.0

4.2

3.7

3.1

表4：具有不同比例泡沫颗粒P1.2的发泡聚合物泡沫的弯曲功[Nm]：

实施例	11	12	13	14	15
						P2比例[重量％]	5	20	40	60	80
P1.2比例[重量％]	95	80	60	40	20
						弯曲功[Nm]	4.2	4.0	3.5	3.3	3.2

表5：具有不同比例泡沫颗粒P1.3C的发泡聚合物泡沫的弯曲功[Nm]：

	16	17	18	19	20
						P2比例[重量％]	5	20	40	60	80
P1.3C比例[重量％]	95	80	60	40	20
						弯曲功[Nm]	3.1	2.8	2.9	3.0	2.7

Claims

1.一种通过熔结包含由不同热塑性聚合物或聚合物共混物构成的泡沫颗粒P1和P2的混合物生产发泡聚合物泡沫的方法，其中所述泡沫颗粒P1通过使包含如下组分的可发性热塑性聚合物颗粒预发泡而得到：

A)45-97.9重量%苯乙烯聚合物，

B1)1-45重量%熔点为105-140°C的聚烯烃，

B2)0-25重量%熔点在105°C以下的聚烯烃，

C1)0.1-25重量%苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物，

C2)0.0-10重量%苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物，

D)1-15重量%发泡剂，

E)0-5重量%成核剂，

其中A)-E)的总和为100重量%，

其中将不同于P1的由苯乙烯聚合物或聚烯烃构成的泡沫颗粒用作泡沫颗粒P2，

所述熔点为借助动态扫描量热法以10°C/分钟的加热速率测定的熔融峰。

2.根据权利要求1的方法，其中所述泡沫颗粒P1通过使包含如下组分的可发性热塑性聚合物颗粒预发泡而得到：

A)55-78.1重量%苯乙烯聚合物，

B1)7-15重量%熔点为105-140°C的聚烯烃，

B2)5-10重量%熔点在105°C以下的聚烯烃，

C1)6-15重量%苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物，

C2)0.8-3重量%苯乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚物，

D)3-10重量%发泡剂，

E)0.3-2重量%成核剂，

其中A)-E)的总和为100重量%。

3.根据权利要求1的方法，其中用于生产泡沫颗粒P1的所述可发性热塑性聚合物颗粒包含通用型聚苯乙烯(GPPS)作为苯乙烯聚合物A)。

4.根据权利要求2的方法，其中用于生产泡沫颗粒P1的所述可发性热塑性聚合物颗粒包含通用型聚苯乙烯(GPPS)作为苯乙烯聚合物A)。

5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中用于生产泡沫颗粒P1的所述可发性热塑性聚合物颗粒包含聚乙烯作为聚烯烃B1)。

6.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中用于生产泡沫颗粒P1的所述可发性热塑性聚合物颗粒包含乙烯和辛烯的共聚物作为聚烯烃B2)。

7.根据权利要求5的方法，其中用于生产泡沫颗粒P1的所述可发性热塑性聚合物颗粒包含乙烯和辛烯的共聚物作为聚烯烃B2)。

8.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中用于生产泡沫颗粒P1的所述可发性热塑性聚合物颗粒具有平均直径为1-1500nm的分散相。

9.根据权利要求7的方法，其中用于生产泡沫颗粒P1的所述可发性热塑性聚合物颗粒具有平均直径为1-1500nm的分散相。

10.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中将发泡的聚丙烯(EPP)或预发泡的可发性聚苯乙烯(EPS)用作泡沫颗粒P2。

11.根据权利要求7或9的方法，其中将发泡的聚丙烯(EPP)或预发泡的可发性聚苯乙烯(EPS)用作泡沫颗粒P2。

12.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中用于生产发泡聚合物泡沫的混合物包含10-95重量%泡沫颗粒P1和5-90重量%泡沫颗粒P2。

13.根据权利要求11的方法，其中用于生产发泡聚合物泡沫的混合物包含10-95重量%泡沫颗粒P1和5-90重量%泡沫颗粒P2。

14.根据权利要求13的方法，其中用于生产发泡聚合物泡沫的混合物包含15-80重量%泡沫颗粒P1和20-85重量%泡沫颗粒P2。

15.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中所述泡沫颗粒P1和P2具有的密度为5-80kg/m³。

16.根据权利要求13或14的方法，其中所述泡沫颗粒P1和P2具有的密度为5-80kg/m³。

17.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中将所述泡沫颗粒P1和P2混合并借助热空气或蒸汽在模具中熔结。

18.根据权利要求16的方法，其中将所述泡沫颗粒P1和P2混合并借助热空气或蒸汽在模具中熔结。

19.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中不混合地将所述泡沫颗粒P1和P2引入模具中并借助热空气或蒸汽熔结。

20.根据权利要求16的方法，其中不混合地将所述泡沫颗粒P1和P2引入模具中并借助热空气或蒸汽熔结。

21.根据权利要求19的方法，其中以一层或多层将所述泡沫颗粒P1和P2引入模具中并借助热空气或蒸汽熔结。

22.根据权利要求20的方法，其中以一层或多层将所述泡沫颗粒P1和P2引入模具中并借助热空气或蒸汽熔结。

23.一种发泡的聚合物泡沫，其根据权利要求1-22中任一项得到。