[发明专利]聚烯烃分散体，泡沫，和泡沫体

说明书

本发明申请是基于申请日为2007年10月25日，申请号为200780047922.6(国际申请号为PCT/US2007/082539)，发明名称为“聚烯烃分散体，泡沫，和泡沫体”的专利申请的分案申请。

技术领域

本申请所披露的实施方式总体上涉及聚烯烃泡沫体的生产方法。具体地，本申请所披露的实施方式涉及含有阻燃剂和/或相变材料的聚烯烃分散体、泡沫(froths)和泡沫体(foams)。

背景技术

聚合物泡沫体的物理和机械性质使得它们适合于宽泛的应用如防火层，吸收制品，消声，热绝缘，运动防护设备，和填充材料。有六种基本类型的泡沫体和泡沫体材料：开孔的，闭孔的，软质的，硬质的，网状的，和复合的。开孔的泡沫体具有相互连通的气孔或孔，适合用于过滤应用。闭孔的泡沫体不具有相互连通的气孔或孔，可用于浮力或漂浮应用。软质的泡沫体能够弯曲、屈曲或吸收冲击而不破裂或分层。网状的泡沫体具有非常开放的结构，其基质由薄材料丝条的互连网络形成。硬质的泡沫体的特征在于基质具有非常小的或者没有柔性。复合的泡沫体由通过塑料或树脂基质保持在一起的硬质微球或玻璃微囊(glassmicro-balloon)组成。泡沫体技术中的待开发区域是开发满足阻燃制品较严格的政府标准的要求的阻燃泡沫体。

减少聚合物泡沫体的可燃性的最通常方法是结合阻燃剂如卤化的化合物或磷酸酯到泡沫体制剂中。虽然这些化合物提供泡沫体阻燃性的一些改进，但是结合这些材料可能会损害其它泡沫体性质。例如，在政府阻燃性标准的严格性一直在增加的家具装饰业中，常规的阻燃剂体系常常会劣化织物的柔软感觉，这是由于结合了阻燃剂体系而增加了刚性。

因为燃烧需要空气，闭孔泡沫体已经常常用于阻燃应用中，这是因为在闭孔泡沫体材料中捕获的可用可燃空气的量有限。通常，闭孔泡沫体使用除空气之外的气体发泡剂，如氟代烃成型，从而形成泡沫体结构。但是，因为是闭孔结构，在闭孔泡沫体中可获得的有限的体积限制了可保持泡沫体结构的整体性的可结合的阻燃剂的量。此外，当将阻燃泡沫体施加到织物，对该织物而言柔软的感觉对于消费者可能是重要的时候，通常认为闭孔泡沫体是不太理想的，因为它们容易变成刚性。

此外，闭孔结构可能限制可结合的阻燃剂添加剂的类型，也可能限制阻燃剂添加到泡沫体中的方法。例如，闭孔气体发泡的泡沫体可通过结合阻燃剂添加剂如溴化的、氯化的或基于磷的材料而变得阻燃。这些可结合的阻燃剂材料的量在一些情况下受到该材料与正在发泡的聚合物的相容性的限制。为了形成泡沫体，气体发泡的泡沫体需要良好的成膜性质。使用具有特定性质或者与该泡沫材料不相容的阻燃剂添加剂可能会影响成膜性质，这使得难以形成良好品质的泡沫体。

在阻燃应用中使用闭孔泡沫体的其它缺点是闭孔泡沫体常常不会沿着远离火源的方向收缩。因为在闭孔中捕获的气体，所以闭孔泡沫体可能朝着火焰膨胀，从而给燃烧提供良好的燃料来源。

开孔的泡沫体可通过二次加工闭孔泡沫体而形成。这可提供使用另外的方法，用于将阻燃剂结合到泡沫体结构中，其限制是本领域技术人员已知的。

与所述的较硬闭孔泡沫体相反的是，开孔泡沫体具有消费者在织物材料中所期望的弹性品质和柔软感觉。开孔结构通常使用水(蒸汽)作为发泡剂成形，其中空气占去最终泡沫体结构的主要空隙空间。虽然开孔结构捕集了大量的可燃性空气，但是较大的空隙提供了较大的表面积和体积来结合较大量的阻燃剂填料和其它添加剂。重要的是，开孔结构可容纳较大量的这些添加剂，而不损害泡沫体结构。

存在几种将阻燃剂结合到泡沫体中的方法。例如，通常通过干混方法(例如美国专利公开20040138351中所述的方法)将阻燃剂结合到常规的发泡的泡沫体中。在所述‘351公开中，将聚乙烯与各种可能的三聚氰胺和有机卤化或有机磷阻燃剂组合物干混，并将所述造粒的共混物发泡成泡沫体。

在美国专利5,132,171中，披露了含有阻燃剂的开孔泡沫体。所述开孔泡沫体通过如下方法形成：使结合了阻燃剂的闭孔泡沫体经受机械压缩，使孔膜破裂并导致开孔结构。也可通过将该泡沫体浸渍到含有第二阻燃剂的溶液中并挤出(wringingout)过量的溶液，而将第二阻燃剂浸渗到开孔结构中。这种不同的阻燃剂的两步引入导致协同地提高阻燃性。

引入阻燃剂另一策略披露于美国专利公开20010006865中，其中阻燃剂凝胶-涂层置于发泡的聚合材料上。该方法可以用于闭孔的或开孔泡沫体，但是，开孔泡沫体上的凝胶涂层的优点是：通过浸渍和挤出方法，整个泡沫体结构都变得被凝胶涂层浸渗。