[发明专利]混杂泡沫

说明书

本发明涉及一种基于高度弹性热塑性聚氨酯(TPU)的混杂泡沫、其生产方法以及该泡沫的用途。

基于氯丁二烯泡沫的软质、闭孔和高度弹性功能材料在体育、鞋和服装工业中的使用是已知的。由于固有地良好的弹性以及低密度和闭孔性质，该类泡沫用于很大程度上用于潜水服和湿式冲浪服、游泳衣和海上救生衣以及航海领域中的靴子和其他设备。然而，氯丁二烯泡沫的生产复杂。此外，氯丁二烯泡沫不具有令人满意的光稳定性，为此优选将它们着成黑色并且仅具有低抗扯强度和断裂伸长率。

基于基本闭孔的TPU的泡沫和聚氨酯薄膜的生产是已知的。基本闭孔的热塑性聚氨酯薄膜例如由DE 3810595A1已知。它们通过在生产该薄膜之前加入发泡剂并基本仅在形成热塑性聚氨酯之后借助发泡剂发泡而生产。所得薄膜可以至少单轴拉伸。EP 0692516A1公开了其中将热塑性聚氨酯用作基础组合物的热塑性双层泡沫(double foam)，其中发生至少两个相互分开进行的发泡过程，这两个发泡过程主要借助化学发泡剂并且与其平行地借助掺入的微球进行。WO 2005/026243A1公开了呈包含薄聚合物壳的中空微球形式的可膨胀微球在基于TPU的可膨胀组合物中的用途，其中这些球填充有气体，通常填充有烃类。为了改进该类体系的机械性能，热塑性聚氨酯和橡胶的共混物与至少一种发泡剂在导致发泡剂发泡的条件下的热塑性加工由WO 2005/026243A1已知。

已知泡沫的缺点是它们的硬度和刚性通常非常高。

本发明的目的是提供一种高度弹性，具有高柔软度，优选基体硬度在20-70，特别优选30-70的肖氏A范围内以及优选在100％伸长率下的应力＜0.5MPa且在200％伸长率下的应力＜1MPa的泡沫，其主要为闭孔的，易于生产且具有改进的耐可见光和UV光性。

本发明提供了一种弹性混杂泡沫，其基于如下组分：

a)至少一种热塑性聚氨酯(TPU)，

b)填充有发泡剂且直径优选不超过200μm的聚合物中空体M，任选地

c)至少一种额外的物理和/或化学发泡剂T，以及任选地

d)助剂和/或添加剂，

其中至少单轴拉伸该混杂泡沫，优选100-500％，特别优选200-400％。

术语混杂泡沫是指该泡沫包含TPU以及呈聚合物中空体形式的不同聚合物，所述聚合物优选基于聚苯乙烯或聚丙烯腈或基于聚苯乙烯或聚丙烯腈的共聚物。优选填充有发泡剂的聚合物中空体M。

本发明进一步提供了一种弹性混杂泡沫，其基于如下组分：

a)至少一种热塑性聚氨酯(TPU)，

b)优选为填充有发泡剂的聚合物中空体M的聚合物中空体，以及任选地

c)至少一种额外的物理和/或化学发泡剂T，以及任选地

d)助剂和/或添加剂，

其中在该弹性混杂泡沫中聚合物中空体M与周围的TPU既不物理键合也不化学键合，即与TPU基体分开存在。在优选实施方案中，填充有发泡剂的聚合物中空体的分离通过拉伸实现。在其他优选实施方案中，分离借助TPU的任何其他机械处理实现，该处理使得可以将聚合物中空体与TPU基体分离而不损害聚合物中空体。用于分离的其他优选方法是超声处理、热处理如加热和/或冷却、压制混杂泡沫、在具有非常小半径的辊上偏转、扭转TPU片材。在其他优选实施方案中，分离通过使用隔离剂实现。所有已知方法在优选实施方案中分开进行或在其他优选实施方案中以所有可以想到的组合进行。本文没有提到但使得聚合物中空体和TPU的分离成为可能的方法也包括在本发明范围内。

作为热塑性聚氨酯，可以使用常规且已知的化合物，例如如Kunststoffhandbuch，第7卷，“聚氨酯”，Carl Hanser Verlag，Munich，Vienna，第3版，1993，第455-466页所述。

优选使用熔体指数或MFR(熔体流速；190℃/3.8kg；DIN EN 1133)为1-350g/10min，优选20-150g/10min的TPU。然而，TPU在可膨胀或已膨胀TPU中的应用并不限于特定MFR。

对本发明而言，热塑性聚氨酯可以是不含增塑剂的TPU和包含增塑剂的TPU，尤其是常规增塑剂含量基于该混合物的重量为0-70重量％，优选0-50重量％的那些。可能的增塑剂是对该目的通常已知的化合物，例如邻苯二甲酸酯，柠檬酸化物，例如柠檬酸酯，例如乙酰基柠檬酸三丁酯和苯甲酸酯。