[发明专利]具有分段成型的挤出聚合物发泡方法

说明书

交叉引用的陈述

本申请要求2009年3月4日提交的美国临时申请61/157,217的权益，该美国临时申请的全部内容通过援引在此加入。

发明背景

发明领域

本发明涉及一种用于制备挤出聚合物型泡沫体(polymeric foam)的方法。

相关技术描述

用于制备聚合物型泡沫体的挤出方法包括三个基本步骤：(1)在处于初始压力和温度的挤出机中，提供可发泡聚合物组合物；(2)将所述可发泡聚合物组合物排出到更低压力的区域中；以及(3)使可发泡聚合物组合物膨胀成为聚合物型泡沫体。第三步骤可以在对膨胀的可发泡聚合物组合物施加约束或没有约束的情况下发生。这样的一般方法对于很多类型的挤出聚合物型泡沫体都工作良好，但是在泡沫体膨胀方面提供的控制少。结果，当制备需要大厚度膨胀比的挤出聚合物型泡沫体时，出现了不均匀的泡沫体性质。当由典型的挤出方法制备时，通常沿着挤出聚合物型泡沫体的厚度尺寸出现了重要的在密度和压缩强度方面的不均匀性。当膨胀泡沫体在其厚度尺寸上经历30∶1以上的膨胀比时，这些不均匀性变得明显。但是，30∶1以上的膨胀比对于制备低密度和/或厚的聚合物型泡沫体比如100毫米以上厚度的泡沫体是需要的。

建立一种用于直接制备具有超过30∶1的厚度膨胀比并且同时还在沿着厚度尺寸上具有基本上均匀的密度和压缩强度的聚合物型泡沫体的方法是需要的，并且将促进挤出聚合物型泡沫体的技术发展。

发明简述

本发明通过解决提供一种直接制备具有超过30∶1的厚度膨胀比的同时还具有基本上均匀的沿着泡沫体厚度尺寸的密度和压缩强度分布的方法所需要的问题，使得挤出聚合物型泡沫体的技术得到了发展。

在第一方面，本发明是一种用于制备挤出聚合物型泡沫体的方法，所述方法包括下列步骤：(a)在处于初始温度和初始压力的挤出机中，提供可发泡聚合物组合物，所述可发泡聚合物组合物包含发泡剂和聚合物母体，所述聚合物母体包含具有软化温度的聚合物组分，所述初始温度超过所述聚合物组分的软化温度，并且所述初始压力高到足以阻止所述可发泡聚合物组合物的发泡；以及(b)将所述可发泡聚合物组合物在挤出方向上挤出到处于低于所述初始压力的压力的气氛中，并且在将所述可发泡聚合物组合物冷却至低于所述可发泡聚合物组合物的软化点的温度之前，使所述可发泡聚合物组合物膨胀成聚合物型泡沫体；其中在步骤(b)中在冷却至低于软化点的温度之前，所述可发泡聚合物组合物以至少30∶1的厚度膨胀比膨胀，同时穿过并且接触相向的成型板，所述相向的成型板沿着挤出方向提供至少两个顺序的约束部，在每一个约束部中的所述成型板包含基本上平行的约束壁，所述约束壁限制所述可发泡聚合物组合物在厚度尺寸上的膨胀，并且其中最靠近挤出机的约束部具有限定在厚度尺寸上的间隔的基本上平行的壁，所述间隔比限定第二约束部的平行壁的间隔小。

本发明的实施方案还可以包括下列特性中的任何一个或多于一个的任何组合：在任何成型板的成型壁之间的最大间隔为至少10厘米；聚合物母体包含至少一种聚合物，并且在所述聚合物母体中多于80重量％的聚合物选自由聚苯乙烯均聚物和聚苯乙烯共聚物组成的组；在所述聚合物母体中多于80重量％的聚合物选自由聚苯乙烯均聚物和苯乙烯-丙烯腈共聚物组成的组；所述聚合物母体中多于50重量％的聚合物是聚苯乙烯均聚物；发泡剂包含二氧化碳；发泡剂包含二氧化碳并且包含异丁烷和水中的至少一种；一个约束部的至少一个约束壁是与顺序的约束部的约束壁连续的；一个约束部的约束壁不同于顺序的约束部的约束壁；以及至少一个约束部的至少一个约束壁是温度受控的。

本发明的方法可用于有效率地制备低密度和厚度的挤出聚合物型泡沫体，所述挤出聚合物型泡沫体具有均匀的密度和压缩强度。

发明详述

所有的范围都包括端点，除非有另外指出。

“和/或”是指“和或作为备选”。

ASTM是指美国试验与材料学会。ISO是指国际标准化组织。EN是指欧洲标准。ASTM、ISO和EN试验方法是指从所述方法编号的带有连字符号的后缀中的那一年起的方法，或如果没有带有连字符号的后缀(suffice)，则是指在本文件的优先权日之前出版的最近方法。