[发明专利]通过使用甲基丙烯酰胺改进PMMA泡沫的性能

说明书

本发明涉及新型PMMA泡沫及其生产。在此，使已通过甲基丙烯酰胺，例如N‑异丙基甲基丙烯酰胺的共聚并且不采用苯乙烯获得的聚合物发泡。在此，已经令人惊讶地能够确定，根据本发明可以获得具有很好性能，如很高压缩强度，并且尤其与已知PMMA泡沫相比可以更简单地接合到覆盖层上的稳定的、生产简单的PMMA泡沫。

技术领域

本发明涉及新型PMMA泡沫及其生产。在此，使已通过甲基丙烯酰胺，例如N-异丙基甲基丙烯酰胺的共聚并且不采用苯乙烯获得的聚合物发泡。在此，已经令人惊讶地能够确定，根据本发明可以获得具有很好性能，如很高压缩强度的稳定的、生产简单的PMMA泡沫，所述泡沫特别地，与已知PMMA泡沫相比，可以更简单地接合到覆盖层上。

背景技术

硬质聚合物泡沫是众所周知的并用于多种多样的领域，例如作为隔热材料、在包装中以及在轻质构造中。特别在轻质构造领域中，该泡沫应具有高强度以及低密度。此处所用的泡沫尤其包括PVC、PET、特种PU和P(M)I(聚(甲基)丙烯酰亚胺)泡沫，它们尤其用作夹芯复合材料中的芯材。

PMMA泡沫经常描述在文献中，但迄今很少直到没有实现工业意义。对此的一个原因是经常描述但非常复杂的经高压釜法的生产，其中在高压釜中在高压下向PMMA中加载气体发泡剂，例如CO₂或N₂，然后通过释放压力膨胀。

Sekisui在一系列专利申请中描述了所谓“丙烯酸系泡沫”的生产(例如JP48043054、JP 2002003635、JP 2006045256、JP 2012201704、JP 2012201705、JP2013075935)。但是，这些专利申请中描述了除MMA外有显著量的苯乙烯和甲基丙烯酰胺作为共聚单体。所用发泡剂主要是脲。但是，脲作为发泡剂可能由于在单体混合物中的溶解性差而导致问题，这进而可能导致在泡沫中的不均匀性。使用脲作为发泡剂的另一缺点在于，其通过其分解成CO和NH₃而充当发泡剂。这意味着发泡温度始终必须高于脲的分解温度，并因此仅提供发泡温度的很差的可调节性。此外，NH₃和CO是有毒的。

JP 55139433描述了除脲和水作为发泡剂外还含有4至35重量％的丙烯酸和/或甲基丙烯酸作为共聚单体的泡沫的生产。酸的高比例导致这种泡沫的应用领域非常有限，其例如只能接合到很少数的树脂、复合材料或胶粘剂上。

US 4,816,492描述了(甲基)丙烯酸酯基泡沫的生产，其中单体混合物在发泡剂存在下聚合。所用发泡剂是卤代烃。但是，采用卤代烃的操作具有的问题是，它们对臭氧层具有严重不利的影响并因此受到显著限制。此外，限制了发泡工艺的自由度，使得孔尺寸、孔分布和泡沫密度只可在有限程度上并且每种情况下互相依赖地调节。此外，仅由(甲基)丙烯酸酯、乙酸乙烯酯和含氯单体制成的泡沫没有良好的压缩强度。

EP 0 068 439公开了通过在发泡剂存在下的MMA聚合和随后发泡生产PMMA基泡沫。在此必须强调，明确地，为了获得泡沫，塑化剂，特别是在烷基中具有至少3个碳原子的甲基丙烯酸酯以基于MMA计5至40重量份的量使用。作为发泡剂给出的是烃和/或氟烃。目的是生产具有例如大约5毫米直径的大泡孔并因此不同于具有较细孔的泡沫而保持基础聚合物的透明性的泡沫。但是，较长链烷基对基体聚合物具有增塑作用，这由于机械原因，尤其是对硬质泡沫用途而言是不合意的。此外，也描述了卤代烃作为发泡剂。EP 0 068 439的教导同样仅限于泡沫基体中的很大泡孔。

但是，所有这些PMMA基泡沫的共同之处在于，它们的压缩强度对于用于复合材料，特别是夹芯构造而言太低。为了用作夹芯复合材料中的芯材，机械性能，尤其是压缩强度非常重要，因为它们影响夹芯元件的制造方法，也影响夹芯元件的机械性能。

此外，这些泡沫经常具有只能借助胶粘或通过与覆盖层的基体材料焊接而在非常有限的程度上接合到覆盖层上的缺点。

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