[发明专利]微波发泡

说明书

本发明涉及一种使含有发泡剂的热塑性弹性体发泡的方法，其中将弹性体通过电磁辐射加热至弹性体至少部分熔融并膨胀成泡沫的程度，其中电磁辐射的频率为0.01GHz至300GHz。本发明进一步涉及适用于所述方法的材料以及所述材料的用途。

技术领域

本发明涉及一种使热塑性弹性体发泡的方法，其中将弹性体通过电磁辐射加热，因此发泡剂膨胀并将弹性体转变成泡沫。本发明还涉及通过该方法制备的模制品和适用于制备这些模制品的热塑性弹性体粉末。

背景技术

热塑性弹性体和由它们制成的泡沫已公知很长时间。例如，DE 4 006 648记载了一种通过烧结制备多孔聚氨酯模制品的方法。DE 4 107 454同样记载了一种使热塑性聚氨酯发泡的方法。

EP 2 430 097(杂化泡沫)记载了由热塑性聚氨酯组成的挤出泡沫。EP 1 979 401记载了基于热塑性聚氨酯的泡沫，并且还记载了膨胀的TPU。

在这些方法中，在第一步中提供含有发泡剂的弹性体，然后发泡剂在热的作用下膨胀并在弹性体中产生充气的夹杂物。如果存在足够的发泡剂，则泡沫以此方式产生。由于特定的方法条件，例如粒状弹性体制备中的反压力，因此弹性体中的发泡剂可以保持在未膨胀状态并且仅在后期成型期间膨胀。由于模制品必须彻底加热，因此所述方法需要很长时间。同时，从模具中取出以及泡沫的尺寸受温度在弹性体中穿透的深度的限制。

因此，本发明的一个目的是克服所述方法的缺点并提供更好的方法。

发明内容

出乎意料地，这通过含有发泡剂的热塑性弹性体实现，所述热塑性弹性体通过电磁辐射加热至使得弹性体至少部分地熔融并因此发泡以产生泡沫的程度，其中电磁辐射的频率的范围为0.01GHz至300GHz，优选为0.01GHz至100GHz，特别优选为0.1GHz至50GHz。本发明同样提供了由于其化学结构或添加合适的添加剂而特别适合于该方法的弹性体。

在另一个使含有发泡剂的热塑性弹性体发泡的优选方法中，将弹性体通过电磁辐射加热以便发泡剂使弹性体膨胀，优选地使其膨胀以产生泡沫，其中电磁辐射的频率范围为0.01GHz至300GHz，优选为0.01GHz至100GHz，特别优选为0.1GHz至50GHz，且弹性体选自热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性聚酯弹性体和热塑性共聚酰胺。

发泡剂可以是物理发泡剂或化学发泡剂。在包含在弹性体中的是物理发泡剂的情况下，一旦弹性体或其部分开始熔融，膨胀过程就开始。本文中，物理发泡剂包含在弹性体中。本领域技术人员选择化学发泡剂，使得它们的分解温度优选地大于热塑性聚氨酯的熔融温度。将优选地在23℃下为固体的化学发泡剂在发泡前与弹性体均匀混合。本文中，弹性体的尺寸对所得泡沫的孔具有关键影响。优选发泡剂在弹性体中均匀分布。然而，对于特定的实施方案，发泡剂也可不均匀地分布，以便可以这种方式制备特定的泡沫，例如整体泡沫(integral foam)。通过选择性地引入发泡剂，可以在原本未发泡的弹性体中制备分离的泡沫状结构，优选图形或文字。

在进一步优选的实施方案中，电磁波通过行波管例如速调管、移动场管(movingfield tube)或磁控管、固定频率的耿氏二极管产生。在其他优选实施方案中，返波振荡器用于大频率范围，或者微波激射器用于对模制品的各区域和/或各层定向辐照和加热。

弹性体不必在电磁辐射的作用下完全熔融。如上所述，在优选实施方案中，仅有部分弹性体以靶向的方式加热，导致形成三维结构。例如，可以这种方式制备泡沫文字或图形。

还通过表述“弹性体至少部分熔融”来提及弹性体的区域性限制的熔融。这是基于存在的总弹性体，其仅部分地熔融。

由于在此频率范围内的电磁辐射的深度作用，快速、靶向和精确地可计量的加热弹性体是可能的，并因此无需使热量从外到内缓慢地渗透——如在模塑制备模制品中不可能的那样。以这种方式，加热也可以在更深的层中进行。