[发明专利]用于制备热塑性弹性体泡沫和发泡物品的工艺

说明书

本申请涉及一种用于制备热塑性弹性体泡沫和发泡物品的工艺。热塑性弹性体泡沫通过以下来制造：在压力下将气态发泡剂或超临界发泡剂并入包含聚合物晶畴的熔融热塑性弹性体中，然后释放压力以使热塑性弹性体发泡。

本申请是申请日为2016年8月9日，申请号为201680047848.7，发明名称为“用于制备热塑性弹性体泡沫和发泡物品的工艺”的申请的分案申请。

本公开内容的领域和背景

本公开内容涉及用于制造热塑性弹性体泡沫和发泡物品的方法。

本部分提供关于本公开内容的背景信息，但其可以是或可以不是现有技术。

聚氨酯泡沫通常通过使用在聚合期间被混入或注入单体反应物中的化学作用发泡剂或物理作用发泡剂来制备。作为实例，化学发泡剂如水或甲酸通过与异氰酸酯基团反应来形成气态产物，而物理发泡剂被溶解或乳化在单体中并且在聚氨酯聚合条件下蒸发。其他聚合物泡沫可以使用偶氮化合物、肼或碳酸氢钠来制备。物理发泡剂的实例包括烃、卤代烃和二氧化碳。通常，将物理发泡剂在线即直接地引入到混合头(mixing head)中，或者在分批操作中经由储罐引入。这样的工艺例如在Bruchmann等人的美国专利申请公布第US2011/0275732号中描述。

泡沫的许多物理性质很大程度上取决于泡沫的泡孔形态(cell morphology)，包括压缩强度、导热性、尺寸稳定性和吸水率。然而，当制造未交联的(热塑性)泡沫时，难以将聚合物发泡控制到对于一致地产生将产生特定的泡沫性质的泡孔形态所需的程度，所述泡沫性质例如良好的压缩强度。制造具有合意的泡孔形态的泡沫微观结构的现有技术尝试包括使用粉末成核剂。在这些成核剂中，已经使用了诸如滑石、二氧化钛和高岭土的无机氧化物。成核效率以及因此的泡孔尺寸和形状取决于成核剂的粒度、形状以及在正被发泡的材料中的表面处理和分布。然而，加入这些成核剂可能不利地影响其他泡沫性质。

仍然需要形成提供用于改进的性质的泡孔结构的聚氨酯泡沫、特别是发泡的热塑性聚氨酯的改进的方法。

在下文的一个或更多个实施方案中可实现本公开的各方面。

1.一种制造热塑性弹性体泡沫的方法，包括：

提供包含热塑性弹性体和基于总聚合物重量从0.1wt％至20wt％的半结晶聚合物的聚合物混合物，所述半结晶聚合物形成所述热塑性弹性体中的聚合物晶畴；

在压力下将气态发泡剂或超临界发泡剂并入所述聚合物混合物中；以及

释放所述压力并且使所述聚合物混合物发泡以形成所述热塑性弹性体泡沫。

2.根据实施方案1所述的方法，还包括：

通过以下形成所述聚合物混合物：将熔融的热塑性弹性体和基于总聚合物重量从0.1wt％至20wt％的熔融的半结晶聚合物组合，然后将所组合的聚合物冷却至低于所述半结晶聚合物形成聚合物晶畴时的温度。

3.根据实施方案1或实施方案2所述的方法，其中所述半结晶聚合物包括选自由乙烯和至少一种乙烯基共聚单体的共聚物、聚酰胺、聚酯、以及其组合组成的组的成员。

4.根据实施方案3所述的方法，其中所述半结晶聚合物包括选自由尼龙11、尼龙12和乙烯-乙烯醇共聚物组成的组的成员。

5.根据实施方案1-4中任一个所述的方法，其中所述热塑性弹性体包括热塑性聚氨酯弹性体。

6.根据实施方案1-5中任一个所述的方法，其中所述气态发泡剂或超临界发泡剂包括呈气态或超临界状态的二氧化碳。

7.根据实施方案1-6中任一个所述的方法，其中在发泡步骤期间，将所述聚合物混合物浸入加热的流体中，所述加热的流体处在比所述热塑性弹性体的玻璃化转变温度高至少80°并且小于所述聚合物晶畴的结晶温度的温度。