[发明专利]生产纳米孔模制件的方法

说明书

本发明涉及一种由纳米孔聚合物材料生产模制件的方法，其包括下列 步骤：

a)制备具有5-200nm畴(domain)的多相聚合物混合物，

b)用发泡剂浸渍所述聚合物混合物，其中发泡剂在形成畴的相中的溶解性 为邻相中的至少两倍高，

c)通过将所述聚合物混合物引入模腔中并在其中膨胀而使包含发泡剂的 多相聚合物混合物膨胀，由此获得模制件。

在与包含大孔聚合物材料的常规模制件比较时，包含纳米孔聚合物材 料的模制件-下文以缩写术语称作纳米孔模制件-不仅具有降低的导热性 而且具有有利的机械性能。它们特别显示了较高的韧性以及由此较耐冲击 并且它们在经受长期动态应力时仍具有较好的性能，一个实例是较小的疲 劳裂缝传播。

WO 2005/092959 A1尤其描述了生产纳米孔聚合物泡沫的方法，其包 括下列步骤：

a)制备具有5-200nm畴的多相聚合物混合物，

b)用发泡剂浸渍该聚合物混合物，其中发泡剂在形成畴的相中的溶解性为 邻相中的至少两倍高，

c)使包含发泡剂的多相聚合物混合物膨胀。

根据说明书的第5页第14行至第6页第3行，步骤a)和b)在挤出机 中进行并且将负载发泡剂的熔体通过口模挤出而得到泡沫片、泡沫线或泡 沫颗粒并将其切割。或者，可借助水下造粒法在合适的反压下切割由口模 排出的熔体而得到可膨胀或早期发泡颗粒。为了生产模制件，必需将所得 颗粒以单独操作粘合或通过蒸汽熔合。

对由所述熔体立即在步骤c)中生产任何所需(包括复杂的)空间形状的 模制件没有说明。

本发明目的是提供一种生产纳米孔模制件的改进方法。该方法应该能 够在几步中简单生产纳米孔模制件。甚至具有所需空间形状的纳米孔模制 件也应易于生产。

一个特殊目的是提供一种能够生产纳米孔模制件并且无需分开粘合或 熔合所得颗粒的方法。另一目的是该方法允许由熔体直接生产模制件。

该方法还意欲允许生产具有改进的光学表面性能，特别是具有较高表 面光泽的模制件。

因此提供了在开头定义的方法。本发明的优选实施方案可在从属权利 要求中找到。全部所述压力为绝对压力。

在步骤a)中，制备具有5-200nm畴的多相聚合物混合物。在这里优选 10-80nm的畴。畴的尺寸优选借助透射电子显微镜在薄层上并随后通过图 像分析评价而测定。

由多相聚合物体系领域可知大部分聚合物互不混溶或仅具有低的互混 溶性(Flory)并且由此根据温度、压力和化学成分而分层以得到各相。如果 使不相容聚合物相互共价连接，则分层仅在微观层次，即各聚合物链长的 尺度发生而不是在宏观层次发生。因此此时使用的术语为微相分离。这得 到了广泛不同的介观结构如层状、六角形、立方形、螺旋形和双连续结构， 这些结构与易溶相密切相关；例如参见Hamley：The Physics of Blockcopolymers(嵌段聚合物物理)，牛津大学出版社，牛津1998。此外还 存在其他的在聚合物熔体中产生微相分离的可能性，例如引入包含乳液聚 合物的颗粒。

在本发明方法的一个优选实施方案1)中，形成畴的相基本上由可经由 乳液聚合获得的颗粒组成。在这里特别包括核壳颗粒。乳液聚合方法按常 规进行，例如在水中进行并伴随使用合适的乳化剂和引发剂。对于核壳颗 粒，常用方法通过制备核开始，然后将壳单体接枝到核上。

所述颗粒特别优选为具有由聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯，特别是聚 甲基丙烯酸甲酯(PMMA)组成的核的核壳颗粒。所述颗粒同样特别优选为 具有至少一层由聚苯乙烯或苯乙烯-丙烯腈共聚物组成的壳的核壳颗粒。其 他合适的颗粒为具有两层或更多层壳，其中各层壳例如可由聚丙烯酸酯、 聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯或苯乙烯共聚物(例如与丙烯腈的共聚物)组成 的那些。

在另一实施方案2)中，该方法为其中形成畴的相基本上由具有不相容 嵌段的嵌段共聚物组成的方法。这些嵌段共聚物的实例为苯乙烯-丁二烯嵌 段共聚物或苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物。可以使用两嵌段、三嵌段或多嵌 段共聚物并且其中各嵌段例如可为均聚物或无规或渐变(梯度)共聚物。这 些嵌段共聚物的结构例如可为线性、梳状或星形。这些类型的嵌段共聚物 是已知的。