專利名稱：：發(fā)泡苯乙烯樹脂材料和使用其用于結構體的絕熱材料的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及絕熱性優(yōu)異的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料。更特別地，它涉及發(fā)泡苯乙烯樹脂材料，它是低密度高膨脹比泡沫并具有低導熱率和良好絕熱性，和使用其用于結構體的絕熱材料。發(fā)泡的苯乙烯樹脂材料通常是使用可發(fā)泡性苯乙烯聚合物顆粒作為原料，將可發(fā)泡性苯乙烯聚合物顆粒用蒸汽加熱等方法發(fā)泡一次形成預發(fā)泡顆粒，用預發(fā)泡顆粒填充具有許多小孔的封閉模具，使用加壓蒸汽加熱再次發(fā)泡來填充預發(fā)泡顆粒之間的空隙并將預發(fā)泡顆粒相互熔合，隨后冷卻并從模具中取出而最終制備的。以上可發(fā)泡性苯乙烯聚合物顆粒通常是通過將苯乙烯單體懸浮在水中來聚合苯乙烯單體和用發(fā)泡劑浸漬所得到的聚合物來制備的，或通過將苯乙烯聚合物顆粒懸浮在水中，將苯乙烯單體連續(xù)或間斷地加入來聚合苯乙烯單體并用如日本專利公開號No．49-2994中給出的發(fā)泡劑(種子聚合反應方法)浸漬所得到的聚合物來制備的。以上發(fā)泡的苯乙烯樹脂材料，例如，通過夾在板材之中作為絕熱材料而用于建筑物的壁材。因此，當發(fā)泡的苯乙烯樹脂材料需要高的絕熱性時，導熱率必須盡可能地減小。當發(fā)泡苯乙烯樹脂材料用作絕熱材料，迄今為止，主要使用具有膨脹率約為30-40的發(fā)泡材料。另一方面，為了減少發(fā)泡苯乙烯樹脂材料的成本，有必要減少用作原料的苯乙烯的用量或減少發(fā)泡材料的厚度。同樣，有一個優(yōu)點就是當發(fā)泡材料的厚度減少時，有效空間變寬。因此，需要獲得較高膨脹率(膨脹率約為50-125)而不破壞絕熱性的的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料。作為一種獲得苯乙烯樹脂的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料的方法，日本專利公開號No．57-34296公開了將特定的硫脲化合物與發(fā)泡劑一起包含在苯乙烯聚合物顆粒中，來獲得其中形成許多細小泡孔的發(fā)泡材料。而且，日本專利公開號No．55-49631公開了將特定硫代二丙酸酯或硫代二丁酸酯與預定發(fā)泡劑一起包含在苯乙烯聚合物顆粒中來獲得發(fā)泡材料，其中能夠形成象以上所述那種的細小泡孔。然而，發(fā)泡苯乙烯樹脂材料具有一種特性，即當膨脹率升高時，導熱率也隨著升高。例如，根據(jù)在日本專利局1982年8月3日公開的Shuchi-KanyoGijutsu-Shu57(1982)-133的89頁中所述的“使用聚合成樹脂顆粒泡沫(用于一般用途)的6-2物理特性”中的“1．導熱率”中所給出的附圖中描述的比重與導熱率之間的關系，它公開了當膨脹率為33(比重30g／l)時，導熱率為約0．030kcal／m·h·℃，同時，當膨脹率為50(比重20g／l)時，導熱率增加到約0．034-0．035kcal／m·h·℃。它還被描述在日本專利待公開號No．56-50935。即，公報公開了，在合成樹脂如聚苯乙烯等的發(fā)泡材料中，當膨脹率為20-30和導熱率隨著膨脹率的增加而增加時，導熱率最低。日本專利待公開號No．56-50935g公開了具有一種化學結構的添加劑被包含在發(fā)泡苯乙烯樹脂材料中(該添加劑給出了對特定紅外波長的吸收和在300°K時對黑體輻射的特定吸收)，根據(jù)常識，在高膨脹率時導熱率的增加能夠通過減小輻射導熱率的影響而得到消除。然而，以上添加劑的配制料可能增加成本并對聚合和發(fā)泡步驟產生不利的影響。通常，發(fā)泡的合成樹脂材料的導熱率被分成(a)固相的傳導，(b)氣相的傳導，(c)泡孔膜間的輻射和(d)根據(jù)導熱機理在泡孔中的氣體對流。在高膨脹率情況下，因為高膨脹率樹脂所占的體積很小，在導熱率中(a)固相(樹脂)的傳導所占的比例很小。在使用具有高分子量的氟隆氣體作為發(fā)泡劑的情況下，(b)的氣相的傳導對減小熱傳導是有利的。然而，對導熱率所施加的影響隨著時間的推移而減小，因為氣體逐漸從發(fā)泡材料中釋放而被空氣取代。在(d)的泡孔中氣體的對流，當泡孔直徑不小于4mm時，是可知的，和在正常發(fā)泡樹脂材料的情況下，它能夠被忽略。因此，它是在(c)的泡孔膜間的輻射對導熱率施加最大影響。在此所使用的術語“輻射”是指熱轉移，它產生于具有不同表面溫度的兩個相對表面之間。在發(fā)泡材料中，通過構成泡孔的固體表面(樹脂)來阻礙輻射熱轉移的影響是很大的。因此，人們認為，發(fā)泡材料的泡孔直徑與輻射熱的隔絕有密切的關系，即，泡孔直徑越小，每單位厚度的熱流隔絕次數(shù)(即阻礙輻射的泡孔膜的數(shù)目)越大，從而降低導熱率。然而，根據(jù)本發(fā)明者的研究結果，導熱率在具有密度不超過0．02g／cm3的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料(高膨脹率)中沒有降低，即使泡孔直徑變小。本發(fā)明的主要目的是提供一種發(fā)泡苯乙烯樹脂材料，該材料雖然具有低密度(高膨脹率泡沫)，但具有低的導熱率和良好的絕熱性能。為了解決上述問題，本發(fā)明者進行了深入細致的研究。結果，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)了一個以前從未被預見的新穎的方面。即，在高膨脹率泡沫中，僅當泡孔直徑在預定范圍之內時導熱率最小，和當泡孔直徑在此范圍之外時，導熱率升高。導熱率不隨泡孔直徑減小而減小的原因被認為如下。即，在高膨脹率泡沫中，導熱率隨泡孔直徑減小而減小的原因是，如上所述，熱流隔絕的次數(shù)隨著泡孔膜數(shù)目的增加而增加。然而，當泡孔直徑顯著減小時，各泡孔膜的厚度也急劇下降。對于薄泡孔膜，隔絕輻射熱的能力會惡化，與厚泡孔膜相比而言，因此，就整個發(fā)泡材料而言，即使存在許多薄泡孔膜，也不能有效地隔絕輻射熱。本發(fā)明者還深入細致地對降低導熱率的泡孔直徑的合適范圍進行了研究。結果，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)了一個新穎的方面，在具有密度ρ為0．02-0．008g／cm3(膨脹率50-125)的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料中，當苯乙烯樹脂材料的熔體張力是5-40gf之間且在平均泡孔直徑d(μm)和密度ρ之間存在由表達式給出的關系35ρ1/3≤d≤70ρ1/3----(1)]]>和在導熱率λ和密度ρ之間存在由以下表達式給出的關系λ≤0．0001×1／ρ+0．023(2)時，則上述問題能夠被解決，能夠獲得具有高膨脹率(低密度)和良好絕熱性能的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料。因此，完成了本發(fā)明。本發(fā)明的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料最適合于結構體的絕熱材料，因為其良好的絕熱性能。圖1描述了在實施例和對比實施例中所獲得的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料的平均泡孔直徑和導熱率隨密度變化的關系。本發(fā)明的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料是通過預發(fā)泡可發(fā)泡性的苯乙烯聚合物顆粒，用所得到的預發(fā)泡苯乙烯顆粒添充模具，然后按照如上所述方法加熱發(fā)泡來制備的。作為可發(fā)泡性的苯乙烯聚合物顆粒，可以使用(ⅰ)通過將苯乙烯單體懸浮在水中來聚合苯乙烯單體并用發(fā)泡劑浸漬所得到的聚合物的所謂懸浮聚合反應方法而獲得的那些，(ⅱ)通過將苯乙烯聚合物顆粒(種子顆粒)分散在含水介質中，在聚合反應引發(fā)劑存在下連續(xù)或間斷地加入苯乙烯單體來懸浮聚合苯乙烯單體并用發(fā)泡劑等浸漬所得到的聚合物的所謂種子聚合反應方法而獲得的那些。種子聚合反應方法優(yōu)選用于制備具有泡孔直徑大于通過懸浮聚合反應獲得的發(fā)泡材料的泡孔直徑的發(fā)泡材料。作為通過將苯乙烯單體進行懸浮聚合反應所獲得的苯乙烯聚合物顆粒和在以上種子聚合反應方法中所使用的苯乙烯聚合物顆粒，能夠使用苯乙烯的均聚物，苯乙烯組分(不超過50wt％，優(yōu)選不超過80wt％)和其它可聚合單體等的共聚物。以上可共聚合單體的例子包括α-甲基苯乙烯，丙烯腈，丙烯酸或甲基丙烯酸和具有1-8個碳原子的醇的酯，馬來酸酐，N-乙烯基咔唑等。在以上種子聚合反應方法中，當苯乙烯聚合物種子顆粒的粒徑在特定的狹窄范圍內時，所得到的可發(fā)泡性苯乙烯聚合物顆粒的粒徑是均勻的。作為種子顆粒，能夠使用通過一次篩選由懸浮聚合反應方法得到的聚合物顆粒，并調整聚合物顆粒的粒徑在平均粒徑的+20％-20％之間所獲得的聚合物顆粒。當聚合物顆粒是通過本體聚合反應方法獲得時，使用具有所希望粒徑的造粒。因此，根據(jù)種子聚合反應方法，能夠以約100％的產率制備出顆粒直徑在與應用相符的范圍內的可發(fā)泡性苯乙烯聚合物顆粒。例如，能夠獲得被分成以下幾類的發(fā)泡苯乙烯聚合物顆粒0．3-0．5mm，0．5-0．7mm，0．7-1．2mm，1．2-1．5mm，和1．5-2．5mm。所使用的上述聚合物種子顆粒的用量是10-90wt％，優(yōu)選15-50wt％，基于反應完成時聚合物的全部用量。當種子顆粒的用量低于10wt％時，如果添加苯乙烯單體，則很難將聚合物顆粒的聚合度控制在適當?shù)姆秶畠?。因此，工業(yè)上是不利的，即，所得聚合物的分子量變高和產生的大量細粉化聚合物降低了生產的效率。另一方面，當用量超過90％時，很難獲得良好的發(fā)泡模塑性。作為以上的苯乙烯單體，包括苯乙烯(如，α-甲基苯乙烯，對甲基苯乙烯等)的苯乙烯衍生物能夠被單獨使用或組合使用。二官能化單體如二乙烯基苯，亞烷基二醇二甲基丙烯酸酯等也能夠被組合使用。也可能使用能與苯乙烯共聚合的各種單體如丙烯酸或甲基丙烯酸和具有1-8個碳原子的醇類的酯，丙烯腈，富馬酸二甲酯等的混合物。作為以上懸浮聚合反應方法和種子聚合反應方法中使用的聚合反應引發(fā)劑，可以使用在苯乙烯的普通懸浮聚合反應中所使用的自由基形成型聚合反應引發(fā)劑。其例子包括有機過氧化物如過氧化苯甲酰，過氧化月桂酰，過苯甲酸叔丁酯，過新戊酸叔丁酯，過碳酸叔丁基異丙基酯，過乙酸叔丁基酯，2，2-叔丁基過氧基丁烷，過氧化3，3，5-三甲基己酸叔丁基酯，過氧化六氫對苯二甲酸二叔丁基酯等，和偶氮化合物如偶氮二異丁腈，偶氮雙二甲基戊腈等。這些聚合反應引發(fā)劑能夠被單獨或組合使用，但是，優(yōu)選使用一種為獲得10小時半衰期所需要的分解溫度是在50-80℃范圍內的聚合反應引發(fā)劑，并同時使用一種分解溫度在80-120℃范圍內的聚合反應引發(fā)劑，為的是通過調節(jié)分子量來減少殘余單體的量。用于將苯乙烯單體的小液滴分散在含水介質中的懸浮穩(wěn)定劑的例子包括水溶性聚合物如已知的聚乙烯醇，甲基纖維素，聚丙烯酰胺，聚乙烯基吡咯烷酮等，和稍溶性的無機化合物如叔磷酸鈣，焦磷酸鎂等，至今它通常在懸浮聚合反應中使用。當使用稍溶性無機化合物時，通常與陰離子表面活性劑一起使用。陰離子表面活性劑的例子包括羧酸鹽如脂肪酸皂，N-酰基氨基酸或它的鹽，烷基醚羧酸鹽等；磺酸鹽如烷基苯磺酸(如，十二烷基苯磺酸鈣，十二烷基苯磺酸鈉等)，烷基萘磺酸鹽，磺基琥珀酸十二烷基酯鹽，磺基乙酸烷基酯，α-烯烴磺酸鹽，等；硫酸酯鹽如高級醇硫酸酯鹽，高級仲醇硫酸酯鹽，烷基醚硫酸鹽，聚氧化乙烯烷基苯基醚硫酸鹽等；和磷酸酯鹽如烷基醚磷酸酯鹽，烷基磷酸酯鹽等。陰離子表面活性劑用作借助以上懸浮穩(wěn)定劑分散的助穩(wěn)定劑，并對通過溶解在苯乙烯聚合物顆粒中或將部分陰離子表面活性劑與苯乙烯聚合物顆粒混合所獲得的發(fā)泡材料中泡孔直徑施加影響。因此，有必要選擇陰離子表面活性劑，使得泡孔直徑在以上表達式(1)中給出的范圍。在本發(fā)明中，聚合的苯乙烯樹脂的熔體張力是在5-40gf的范圍。在此所使用的術語“熔體張力”是指當熔融樹脂在下列條件下被拉伸時所獲得的張力。測量裝置Capillograph(由ToyoSeikiSeisakushoCo．，Ltd制造)試驗溫度200℃毛細管的性質直徑；2．05mm，長度；8．0mm，入口角；45°預熱時間5分鐘擠出速率20mm／min導出速率8m／min熔體張力與泡孔膜厚度的均勻性有關。在苯乙烯樹脂熔體張力小于5gf的情況下，通過發(fā)泡所獲得的泡孔膜的厚度不均勻，并形成很薄的泡孔膜。因此，很難充分隔絕輻射熱，它將導致高的導熱率。相反，當熔體張力不小于5gf時，泡孔膜的厚度幾乎不變，很薄的泡孔膜消失，因此，隔絕輻射熱的能力不會降低。而且，當熔體張力超過40gf時，很難進行高的膨脹率。為了將熔體張力調整在以上范圍之內，例如，可以適當?shù)卣{整所添加的聚合反應引發(fā)劑的種類和數(shù)量，聚合反應的溫度，聚合反應的時間等。浸漬苯乙烯的發(fā)泡劑的例子包括易揮發(fā)性脂族烴，它的沸點不超過聚合物的軟化點，如丙烷，丁烷，戊烷，環(huán)戊烷，己烷等，和HCFC-141b，HCFC-142b，HCFC-124，HFC-134a，HFC-152a等，這些發(fā)泡劑能夠單獨或組合使用。其中，脂族烴是優(yōu)選的，因為它能夠阻止臭氧層的破壞，并能夠快速地用空氣取代，而且，發(fā)泡材料幾乎不隨時間的流失而改變。更優(yōu)選使用脂族烴中的丁烷。所使用的易揮發(fā)性發(fā)泡劑的量是1-10wt％，優(yōu)選2-7wt％，基于100重量份的所得到的聚合物的顆粒。在種子聚合反應方法中，以上發(fā)泡劑通常是在聚合反應后段或聚合反應之后被加入的，從而來浸漬聚合物顆粒。在以上懸浮聚合反應方法和種子聚合反應方法中，如果必要，可以適當?shù)厥褂锰砑觿?，該添加劑被用于制備可發(fā)泡性苯乙烯聚合物顆粒，如溶劑，增塑劑，發(fā)泡的泡孔成核劑，填料，阻燃劑，助阻燃劑，潤滑劑，色料等。希望的是，所得到的全部聚合物的重均分子量被調整在100，000-700，000的范圍，優(yōu)選從150，000-400，000，它適合于正常的發(fā)泡模塑。當重均分子量小于100，000時，發(fā)泡模塑材料的強度下降。另一方面，當重均分子量高于700，000時，發(fā)泡性能會惡化，同樣，就種子聚合反應方法中所使用的聚合物種子顆粒而言，優(yōu)選使用通過將重均分子量調整在適合于以上發(fā)泡模塑的范圍之內而獲得的那些。為了將聚合物顆粒的重均分子量調整在適合于正常發(fā)泡模塑的范圍之內，重要的是高效地使用聚合反應引發(fā)劑。而且，為了防止無用的分解和在全部聚合反應步驟中形成自由基，有必要調整／控制聚合反應引發(fā)劑的用量和聚合反應溫度，以及，在種子聚合反應方法中聚合時的單體的添加速率和聚合度。上述可發(fā)泡性聚苯乙烯顆粒通過使用蒸汽等預發(fā)泡來獲得堆積膨脹率為50-150的預發(fā)泡顆粒，發(fā)泡的苯乙烯樹脂材料是通過用所得到的預發(fā)泡顆粒填充具有許多小孔的封閉模具，使用加壓蒸汽加熱再次發(fā)泡來填充預發(fā)泡顆粒之間的空隙并將預發(fā)泡顆粒相互熔合而最終制備的。在本發(fā)明中，發(fā)泡苯乙烯樹脂材料的密度ρ(堆積密度)是通過調整填充在模具中的預發(fā)泡顆粒的量而被調整在0．008-0．02g／cm3的范圍。當發(fā)泡材料的密度ρ超過0．02g／cm3時，以上平均泡孔直徑和導熱率之間的明顯關系會消失。另一方面，當密度ρ低于0．008g／cm3時，所得到的發(fā)泡材料的機械強度下降，因此，不適合于實際應用。在本發(fā)明中，必要的是，發(fā)泡苯乙烯樹脂材料在密度ρ和平均泡孔直徑之間具有由下式給出的關系35ρ1/3≤d≤70ρ1/3----(1)]]>當具有預定密度的發(fā)泡材料的平均泡孔直徑d滿足該表達式時，發(fā)泡材料的導熱率變小。當平均泡孔直徑d不滿足以上關系時，不能獲得具有低導熱率的發(fā)泡材料。特別地，如圖1所示，當發(fā)泡苯乙烯樹脂材料具有預定的密度ρ時，以上表達式(1)給出了其中發(fā)泡材料的導熱率變?yōu)樽钚〉呐菘字睆降暮线m范圍。例如，當密度為0．0125g／cm3(膨脹率80)時，根據(jù)表達式(1)，合適的平均泡孔直徑是150．8-301．6μm。在該情況下，必要的是，發(fā)泡材料在導熱率λ和密度ρ之間具有由表達式給出的關系λ≤0．0001×1／ρ+0．023…(2)即使密度ρ和平均泡孔直徑d滿足以上表達式(1)，當關系(2)不滿足時，也不能獲得具有良好絕熱性的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料。特別地，當密度ρ為0．0125g／cm3時，根據(jù)表達式(2)，導熱率不超過0．031kcal／m·h·℃。當發(fā)泡材料的密度ρ是，例如，0．025g／cm3，0．020g／cm3，0．0125g／cm3，或0．0008g／cm3時，從以上表達式(1)和表達式(2)分別計算的平均泡孔直徑d和導熱率λ由表1給出。發(fā)泡材料的膨脹率也由表1給出。>在種子聚合反應情況下，通過選擇以上表面活性劑，調整聚合反應溫度，選擇聚合反應引發(fā)劑，選擇發(fā)泡劑，調整發(fā)泡劑的浸漬量，或調整單體的添加速率，有可能獲得具有平均泡孔直徑在表達式(1)所定義的范圍內的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料。本發(fā)明的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料雖然具有低的密度(高膨脹率泡沫)，但具有低的導熱率和良好的絕熱性能的效果。特別地，本發(fā)明的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料也具有以下效果。即，因為它的密度低于具有相同絕熱性能的普通高密度(低膨脹率)發(fā)泡材料，所以所使用的原料的用量會減小。而且，發(fā)泡材料的厚度會因高的絕熱性能而降低，從而以廉價來制備發(fā)泡材料。因此，本發(fā)明的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料最適合用作結構體的絕熱材料。下列實施例進一步詳細地描述了本發(fā)明。參考實施例1(通過懸浮聚合反應制備聚苯乙烯顆粒)在裝有攪拌器的聚合反應器(內體積100升)，加入水(40．0升)，叔磷酸鈣(100g)和十二烷基苯磺酸鈣(2．0g)，在攪拌下加入苯乙烯(40．0g)，過氧化苯甲酰(96．0g)和過苯甲酸叔丁酯(28．0g)，隨后加熱到90℃作為聚合反應溫度。然后，混合物在相同溫度下保持6小時，加熱到125℃和，2小時后，冷卻來獲得特定的聚苯乙烯A。在上述條件下測量該聚苯乙烯A的熔體張力。結果為17．4gf。聚苯乙烯A經過篩選，獲得具有粒徑為1．4-1．0mm的聚苯乙烯(A-1)和具有粒徑為0．9-0．6mm的聚苯乙烯(A-2)。參考實施例2(通過種子聚合反應制備聚苯乙烯顆粒)作為在種子聚合反應中的種子顆粒，使用了在參考實施例1中所獲得的粒徑為0．9-0．6mm的聚苯乙烯(A-2)。在裝有攪拌器的聚合反應器(內體積5升)中，加入水(2，000g)，聚苯乙烯(A-2)(500g)，焦磷酸鎂(6．0g)和在種子顆粒的懸浮聚合反應中所使用的作為表面活性劑的十二烷基苯磺酸鈣(0．3g)，隨后在攪拌下加熱到70℃。然后，將過氧化苯甲酰(4．5g)和過氧化苯甲酸叔丁基酯(1．1g)溶于苯乙烯(200g)中，并加入到聚合反應容器中。30分鐘后，混合物被加熱到90℃并使用泵以固定的速率(650g／小時)經2小時將苯乙烯(1，300g)加入到聚合反應容器中。加熱到125℃2小時后，反應產物被冷卻以分離出聚苯乙烯顆粒。聚苯乙烯顆粒被干燥來形成聚苯乙烯(A-3)。另一方面，根據(jù)以上所述的相同的方法，只是使用泵，以固定的速率，將苯乙烯(1，300g)加入到聚合反應容器中的時間改變?yōu)?小時(加入速率325g／h)，獲得聚苯乙烯(A-4)。參考實施例3根據(jù)在參考實施例1和2中所述的相同的方式，只是改變在以上參考實施例1和2的各個聚合反應步驟中所使用的表面活性劑，獲得表2中給出的聚苯乙烯顆粒(B-1)-(E-1)，(B-3)-(E-3)，和(B-4)-(E-4)。在表2中，也給出了參考實施例1和2所獲得的聚苯乙烯顆粒(A-1)，(A-3)和(A-4)。<表2>*加入單體的時間實施例1在裝有攪拌器(內體積5升)的壓力釜中，加入水(2，200g)，以上聚苯乙烯顆粒(A-1)(1，800g)，焦磷酸鎂(6．0g)和十二烷基苯磺酸鈉(0．4g)，隨后在攪拌下加熱到70℃。然后，將四溴環(huán)辛烷(23．4g)和過氧化二枯基(5．4g)加入到壓力釜中，在關閉壓力釜后，加熱到90℃，注入丁烷(162g)并保持4小時。然后，將反應產物冷卻到30℃來分離可發(fā)泡性聚苯乙烯顆粒。將分離的顆粒干燥，在15℃恒定溫度的室內保持4天和隨后通過使用蒸汽發(fā)泡機進行預發(fā)泡。所得到的預發(fā)泡顆粒在20℃的室內經歷24小時并通過用于發(fā)泡聚苯乙烯的模塑機(ACE-11QS，由SekisuiKokiCo．，Ltd制造)模塑來獲得尺寸為25mm×200mm×200mm的板狀發(fā)泡材料。該板狀發(fā)泡材料在50℃的干燥室內固化7天并測量它的密度。結果為0．0125g／cm3。實施例2和3根據(jù)實施例1中所述的相同的方法，只是分別使用聚苯乙烯顆粒(A-3)和(A-4)替代聚苯乙烯顆粒(A-1)，獲得具有密度為0．0125g／cm3的板狀發(fā)泡材料。分別測量在實施例1-3中所獲得的各自板狀發(fā)泡材料的平均泡孔直徑和導熱率。結果由表3給出。平均泡孔直徑根據(jù)ASTM-D-2842-69，平均弧形長度(t)由泡孔的數(shù)目來測量，它存在于切面的直線(60mm)上，使用發(fā)泡材料切面的掃描電子顯微圖，和隨后泡孔的平均直徑，即，平均泡孔直徑d由下式計算。平均弧形長度t=60／(泡孔的數(shù)目)平均泡孔直徑d=t／0．616導熱率根據(jù)JIS-A-1412，在20℃的導熱率是通過使用由EikoSeikiCo．，Ltd．制造的導熱儀(AUTO-AHC-072)來測量的。<表3>密度0．0125g／cm3對比實施例1-12根據(jù)實施例1中所述的相同的方法，只是使用在參考實施例3中所獲得的聚苯乙烯顆粒來替代聚苯乙烯顆粒(A-1)，獲得具有密度為0．0125g／cm3的板狀發(fā)泡材料。根據(jù)以上所述相同的方法來測量各自板狀發(fā)泡材料的平均泡孔直徑和導熱率。結果由表4給出。<表4>密度0．0125g／cm3</tables>對比實施例13和14聚苯乙烯顆粒的制備是通過種子聚合反應方法來制備的，即，向裝有攪拌器的聚合反應容器(內體積5升)中添加水(2，000g)，聚苯乙烯(A-2)(500g)，焦磷酸鎂(6．0g)和十二烷基苯磺酸鈣(6．0g)，隨后在攪拌下加熱到70℃。然后，將過氧化苯甲酰(6．0g)和過氧化苯甲酸叔丁基酯(1．1g)溶于苯乙烯(200g)中，并加入到聚合反應容器中。30分鐘后，混合物被加熱到95℃并使用泵以固定的速率經2小時將苯乙烯(1，300g)加入到聚合反應容器中。加熱到125℃2小時后，反應產物被冷卻以分離出聚苯乙烯顆粒。聚苯乙烯顆粒被干燥來形成聚苯乙烯(A-5)。另一方面，根據(jù)以上所述的相同的方法，只是使用泵，以固定的速率，將苯乙烯(1，300g)加入到聚合反應容器中的時間改變?yōu)?小時代替2小時，獲得聚苯乙烯(A-6)。然后，根據(jù)實施例1中所述的相同的方法，只是分別使用聚苯乙烯顆粒(A-5)和(A-6)來替代聚苯乙烯顆粒(A-1)，獲得具有密度為0．0125g／cm3的板狀發(fā)泡材料。根據(jù)以上所述相同的方法來測量各自板狀發(fā)泡材料的平均泡孔直徑和導熱率。結果由表5給出。<表5>密度0．0125g／cm3當實施例1-3和對比實施例1-14中所獲得的板狀發(fā)泡材料的平均泡孔直徑和導熱率的關系分別被繪在圖1的曲線圖中時，獲得密度為0．0125g／cm3的曲線。從該圖中可以清楚地看出，當具有密度為0．0125g／cm3的發(fā)泡材料的平均泡孔直徑在150-301μm的范圍時，導熱率下降。對比實施例15-28根據(jù)實施例1中所述的相同的方法，只是使用通過在以參考實施例和對比實施例13和14中的懸浮聚合反應和種子聚合反應獲得的各自的聚苯乙烯顆粒和改變預發(fā)泡率，分別獲得具有密度為0．025g／cm3的板狀發(fā)泡材料。根據(jù)實施例1-3中所述相同的方法來測量各自板狀發(fā)泡材料的平均泡孔直徑和導熱率。結果由表6給出。當在表6中給出的各自的對比實施例中所獲得的板狀發(fā)泡材料的平均泡孔直徑和導熱率之間的關系分別被繪在圖1的曲線圖中時，獲得密度為0．025g／cm3的曲線。從該圖中可以清楚地看出，導熱率下降的平均泡孔直徑的范圍是不清楚的，因此，以上表達式(1)的關系在具有密度為0．025g／cm3的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料中不成立。實施例4，對比實施例29和30根據(jù)參考實施例1和2中所述的相同的方法，只是將在參考實施例1的懸浮聚合反應方法中所添加的聚合反應引發(fā)劑的量和聚合反應溫度改變成由表7中給出的條件，獲得具有不同熔體張力的特定的聚苯乙烯F-H。表7使用通過篩選得到的聚苯乙烯而制備的顆粒直徑為1．4-1．0mm的聚苯乙烯，根據(jù)實施例1中所述的相同的方法，將發(fā)泡劑注入并進行模塑。結果，在實施例4和對比實施例29中獲得密度為0．0125g／cm3的板狀發(fā)泡材料，但在對比實施例30中，因為膨脹率不增加而不能獲得板狀發(fā)泡材料。熔體張力的測量結果和在實施例1和4和對比實施例29中的平均泡孔直徑和導熱率的結果，根據(jù)實施例1-3中所述的相同的方法測量，由表8給出。<表8>密度0．0125g／cm3從表8可以清楚地看出，當熔體張力小于5gf(對比實施例28)時，導熱率增加，而當它超過40gf(對比實施例30)時，很難獲得高的膨脹率。另一方面，在實施例1和4中，導熱率降低同時獲得高的膨脹率。實施例5和6和對比實施例31-42根據(jù)實施例1中所述的相同的方法，只是使用通過在參考實施例和對比實施例13和14中獲得的各自的聚苯乙烯顆粒和改變預發(fā)泡率，分別獲得具有密度為0．020g／cm3的板狀發(fā)泡材料。根據(jù)實施例1-3中所述相同的方法來測量各自板狀發(fā)泡材料的平均泡孔直徑和導熱率。結果由表9給出。<表9>密度0．020g／cm3當在各自的實施例和對比實施例中獲得的板狀發(fā)泡材料的平均泡孔直徑和導熱率之間的關系分別被繪在圖1的曲線圖中時，獲得密度為0．020g／cm3的曲線。從該圖中可以清楚地看出，當平均泡孔直徑的范圍在約129-258μm時，導熱率下降。而且，在對比實施例31和35中的平均泡孔直徑在以上范圍之內，但不滿足由表達式(2)給出的導熱率和密度之間的關系。實施例7-10和對比實施例43-49根據(jù)實施例1中所述的相同的方法，只是分別使用在參考實施例和對比實施例13和14中所獲得的聚苯乙烯顆粒和改變預發(fā)泡率，分別獲得具有密度為0．008g／cm3的板狀發(fā)泡材料。根據(jù)在實施例1-3中所述的相同的方法，測量各自板狀發(fā)泡材料的平均泡孔直徑和導熱率。結果由表10給出。<表10>密度0．008g／cm3當由表10給出的在各自的實施例和對比實施例中獲得的板狀發(fā)泡材料的平均泡孔直徑和導熱率之間的關系分別被繪在圖1的曲線圖中時，獲得密度為0．008g／cm3的曲線。從該圖中可以清楚地看出，當密度為0．008g／cm3，平均泡孔直徑的范圍是在約175-350μm之間時，導熱率下降。權利要求1.一種具有密度ρ為0．02-0．008g／cm3的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料，其中苯乙烯的熔體張力是5-40gf，苯乙烯樹脂材料在其平均泡孔直徑d(μm)和密度ρ之間具有由以下表達式給出的關系35ρ1/3≤d≤70ρ1/3----(1)]]>和在其導熱率λ(kcal／m．h．℃)和密度ρ之間具有由以下表達式給出的關系λ≤0．0001×1／ρ+0．023…(2)。2.根據(jù)權利要求1的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料，它是通過將預發(fā)泡苯乙烯樹脂聚合物顆粒填充模具，隨后加熱發(fā)泡來制備的。3.根據(jù)權利要求2的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料，其中可發(fā)泡性苯乙烯聚合物顆粒是在聚合反應引發(fā)劑存在下和分散了苯乙烯聚合物顆粒的種子顆粒的情況下通過將苯乙烯單體在含水介質中進行懸浮聚合反應，然后用發(fā)泡劑浸漬所得到的聚合物顆粒而制備的。4.根據(jù)權利要求3的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料，其中發(fā)泡劑是易揮發(fā)性脂族烴。5.根據(jù)權利要求4的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料，其中脂族是丁烷。6.結構體用的絕熱材料，它包括權利要求1的發(fā)泡苯乙烯樹脂材料。全文摘要發(fā)泡苯乙烯樹脂材料具有密度ρ為0.02—0.008g/cm文檔編號C08J9/18GK1204354SQ96199073公開日1999年1月6日申請日期1996年11月7日優(yōu)先權日1995年11月8日發(fā)明者森岡郁雄,新籾幸雄,嶋田睦彥申請人:積水化成品工業(yè)株式會社