[发明专利]用于生产具有受控密度的膨胀热塑性聚合物的方法

说明书

用于生产膨胀热塑性聚合物（eTP）材料并在生产所述eTP的过程期间调节eTP的密度的方法，其中可以通过提高装料步骤期间至少一种可溶于TP材料的气体的分压和/或通过提高装料步骤期间的总压力来降低eTP材料的密度。

发明领域

本发明涉及用于从非膨胀热塑性聚合物（TP）出发制备膨胀（发泡）热塑性（eTP）聚合物的改进且成本有效的方法。

本发明还涉及用于从平均直径为0.2毫米至最高10毫米的非膨胀热塑性聚氨酯（TPU）粒料或从非膨胀热塑性聚氨酯（TPU）片材或部件出发形成膨胀热塑性聚氨酯（eTPU）珠粒或片材的方法。

本发明还涉及eTP/eTPU以及包含所述eTP/eTPU的模制产品和所述eTP/eTPU在例如鞋类应用中的用途。

发明背景

热塑性聚氨酯（TPU）是众所周知的，特别是由于它们非常高的拉伸强度和撕裂强度、在低温下的高柔韧性、极好的耐磨性和耐刮擦性。TPU还由于它们的优异动态性质，特别是非常高的回弹值、低压缩永久变形和滞后损耗而为人所知。膨胀TPU（eTPU）不仅保留了其基础材料（非膨胀TPU）的优异性能，而且除此之外还提供了良好的减震性质，因此使得eTPU材料对于在减震要求很高的材料中的用途，如在鞋底中（尤其在专业运动鞋和跑鞋中）的应用而言极具吸引力。

为了制造eTPU，更特别为eTPU珠粒，若干种发泡方法是已知的。

若干种发泡方法使用高压釜（1），其中首先引入非膨胀TPU粒子并用气态流体（5）使其置于高压下，以便饱和TPU粒子（3），随后是减压步骤以使TPU粒子（3）膨胀并获得eTPU粒子（7）。但是，这些方法使用恒定压力，并通过温度来改变密度，这使得密度方面的结果不是非常可预测的。使用这一方法的实例可以在CN 1016122772、CN 104987525和WO2015052265中找到，并例示在图1A-1C中。

WO 2015/052265使用N₂其自身或其与CO₂的组合以使热塑性聚合物（TP）膨胀。在饱和步骤期间的压力选择得足够高（ 300巴和更高）以使例如在热塑性聚合物（TP）中具有低溶解度的N₂可溶于TP（如WO’265中的实施例1所例示的那样）。

在现有技术的发泡方法中，存在与密度控制相关的若干问题。因此，需要开发在高压釜中使用物理发泡剂的改进的发泡方法，该方法使得能够调节和/或控制从非膨胀TPU出发获得的eTPU的密度，由此避免上述缺点，并获得改进的低密度eTPU。

发明目的

本发明的目的是开发一种从非膨胀TP或TPU出发制造膨胀热塑性聚合物（eTP）、优选膨胀热塑性聚氨酯（eTPU）的改进方法，由此所述方法具有改进的发泡控制，并优选使用环境友好的发泡气体。

本发明的目的是开发一种从非膨胀TP或TPU出发制造膨胀热塑性聚合物（eTP）、优选eTPU的改进方法，由此使得能够在加工过程中调节eTP或eTPU的密度。

另一目的是开发一种从非膨胀TP或TPU出发制造膨胀热塑性聚合物（eTP）、优选eTPU的改进方法，由此通过控制发泡过程中的发泡气体分压来控制最终密度。

另一目的是开发一种制造适用于振动和冲击吸收材料（vibration and shockabsorptive materials），如用于高要求鞋类的膨胀热塑性聚氨酯的改进方法。

发明概述

根据本发明，公开了用于生产膨胀热塑性聚合物（eTP）材料并在生产所述eTP的过程期间降低eTP的密度的方法，所述方法包括至少以下步骤：

- 提供非膨胀热塑性聚合物（TP）材料，并随后

- 将非膨胀TP材料置于高压釜中，并随后