CN104870601A - 用于绝缘容器的聚合物材料 - Google Patents
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Abstract
一种配制品，包含聚合物材料、成核剂、发泡剂、以及表面活性剂。所述配制品可用于形成容器。
Description
优先权要求
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求美国临时申请序列号61/719,096(2013年10月26日提交)、序列号61/737,564(2012年12月14日提交)以及序列号61/780,275(2013年3月13日提交)的优先权，所有这些申请通过引用清楚地结合在此。
背景技术
本披露涉及可以经过成形加工以产生容器的聚合物材料，并且具体地，绝缘的聚合物材料。更具体地，本披露涉及聚合物基配制品，这些配制品可以经过成形加工以产生绝缘的非芳香族聚合物材料。
概述
根据本披露的聚合物材料包括聚合物树脂和泡孔形成剂。在示意性实施例中，挤出或以另外的方式成形加工聚合物树脂和泡孔形成剂的共混物以产生绝缘的泡孔式非芳香族聚合物材料。
在示意性实施例中，根据本披露所产生的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料可以经过成形加工以产生绝缘杯或其他产品。在示意性实施例中，聚丙烯树脂用于形成所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料。
在示意性实施例中，绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料包括具有高熔体强度的聚丙烯基础树脂、聚丙烯共聚物或均聚物(或二者)、以及包括至少一种成核剂和发泡剂(如二氧化碳)的泡孔形成剂。在示意性实施例中，所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料进一步包括增滑剂。所述聚丙烯基础树脂具有宽分布的单峰的(非双峰的)分子量分布。
在示意性实施例中，加热并且以两个阶段挤出根据本披露的聚丙烯基配制品以产生管状挤出物(在挤出过程中)，可以切开所述管状挤出物以提供绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的条带。在示意性实施例中，将呈惰性气体形式的发泡剂在所述第一挤出阶段中引入到熔融树脂中。
在示意性实施例中，使用所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的条带形成绝缘杯。所述绝缘杯包括主体和底部，所述主体包括套筒状侧壁，所述底部联接到所述主体上以与所述侧壁相配合来形成用于存储食物、液体、或任何适合产品的内部区域。所述主体还包括与所述侧壁的上端联接的卷边以及与所述侧壁的下端和所述底部联接的底部支架。
在示意性实施例中，配置所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料以便提供用于能够在所述主体的至少一个所选择的区域(例如，所述侧壁、所述卷边、所述底部支架、以及包括在所述底部支架内的固定底部的凸缘)中实现局部塑性变形的手段，从而提供(1)塑性变形的第一材料区段，所述第一材料区段在所述主体的所选择区域的第一部分中具有第一密度，以及(2)第二材料区段，所述第二材料区段在所述主体的所选择区域的相邻的第二部分中具有相对较低的第二密度。在示意性实施例中，所述第一材料区段比所述第二材料区段薄。
考虑了对如目前视为实施本披露的最佳方式进行举例说明的示意性实施例后，本披露的附加特征对于本领域普通技术人员将变得清楚。
附图简要说明
本详细说明具体指的是以下附图，其中：
图1是根据本披露的材料成形方式的图解透视图，所述图示出：所述材料成形方法包括(从左到右)将绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的配制品放入料斗中，将其进料到第一挤出机的第一挤出区中，在此处施加热和压力以形成熔融树脂，并且示出将发泡剂注入所述熔融树脂中以形成挤出树脂混合物，将所述挤出树脂混合物进料到第二挤出机的第二挤出区中，在此处所述挤出树脂混合物排出并且膨胀以形成挤出物，切割所述挤出物以形成绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的条带；
图2是绝缘杯的透视图，所述绝缘杯由包括图1的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的材料条带制成，所述图示出：所述绝缘杯包括主体和底部，并且示出所述主体的四个区域已经拆去以揭示局部塑性变形区域，塑性变形在维持所述主体内预定的绝缘特性的同时在那些区域中提供增加的密度；
图3是包括在图2的绝缘杯的主体内的侧壁的一部分的放大截面图，所述图示出所述侧壁由薄片制成，所述薄片包括，从左到右，包含薄膜的表层，墨水层，以及粘合剂层，以及图1的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的条带；
图4是图2的绝缘杯的分解组装图，所述图示出所述绝缘杯包括(从上到下)所述底部和所述主体，所述主体包括卷边、所述侧壁、以及配置成使所述底部与所述侧壁相互连接的底部支架，如图2所示；
图5是沿着图2的线5-5截取的截面图，所述图示出包括在所述绝缘杯的主体内的侧壁包括总体上均匀的厚度并且示出所述底部被联接到包括在所述主体内的所述底部支架；
图6-9是一系列视图，这些图示出图2的绝缘杯的第一、第二、第三、和第四区域，这些区域的每一个都包括局部塑性变形；
图6是沿着图2的线5-5截取的部分截面图，所述图示出所述第一区域在所述主体的侧壁内；
图7是沿着图2的线5-5截取的部分截面图，所述图示出所述第二区域在所述主体的卷边内；
图8是沿着图2的线5-5截取的部分截面图，所述图示出所述第三区域在包括在所述主体的底部支架内的连接腹板内；
图9是沿着图2的线5-5截取的部分截面图，所述图示出所述第四区域在包括在所述主体的底部支架内的腹板支撑环内；
图10是曲线图，所述图示出根据本披露的绝缘杯的示例性实施例经受温度测试时随时间推移的性能；
图11是曲线图，所述图示出根据本披露的绝缘杯经受温度测试(如实例3绝缘-热测试方法中所述的)时随时间推移的热温度性能；
图12是曲线图，所述图示出根据本披露的绝缘杯经受温度测试(如实例3绝缘-热测试方法中所述的)时随时间推移的热温度性能；
图13是曲线图，所述图示出根据本披露的绝缘杯经受温度测试(如实例3绝缘-冷测试方法中所述的)时随时间推移的冷温度性能；
图14是曲线图，所述图示出根据本披露的绝缘杯经受温度测试(如实例3绝缘-冷测试方法中所述的)时随时间推移的冷温度性能；
图15是由所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料制成的托盘的图片；
图16是曲线图，所述图示出实例6中测试的杯子随时间推移的外侧壁温度；
图17是曲线图，所述图示出实例7中测试的杯子随时间推移的外侧壁温度；
图18是曲线图，所述图示出实例8中测试的杯子随时间推移的外侧壁温度；
图19是曲线图，所述图示出实例9中测试的杯子随时间推移的外侧壁温度；以及
图20是曲线图，所述图示出实例10中测试的杯子随时间推移的外侧壁温度。
详细说明
根据本披露生产的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料可以经过成形加工以产生如图2-9中所示的绝缘杯10。作为实例，所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料包括具有高熔体强度的聚丙烯基础树脂、聚丙烯共聚物或均聚物(或二者)、以及包括至少一种成核剂和发泡剂(如二氧化碳)的泡孔形成剂。作为另外的实例，所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料进一步包括增滑剂。所述聚丙烯基础树脂具有宽分布的单峰的(非双峰的)分子量分布。
材料成形方法100使用根据本披露的聚丙烯基配制品121来生产绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料条带82，如图1中所示。加热并且在两阶段中挤出配制品121以产生管状挤出物124，可以切开所述管状挤出物以便提供绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的条带82，例如像在图1中所展示。将呈液化惰性气体形式的发泡剂在所述第一挤出区中引入到熔融树脂122中。
绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料用于形成绝缘杯10。绝缘杯10包括主体11，所述主体具有套筒状侧壁18和底部20，如图2和4中所示。将底部20联接到主体11并且与侧壁18配合以在其间形成内部区域14，所述内部区域用于存储食物、液体、或任何适合产品。主体11还包括与侧壁18的上端联接的卷边16和将侧壁18的下端以及底部20相互连接的底部支架17，如图5中所示。
根据本披露配置绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料以提供用于能够在主体11的至少一个所选择的区域(例如，侧壁18、卷边16、底部支架17、以及包括在底部支架17内的固定底部的凸缘26)中实现局部塑性变形的手段，以便提供(1)塑性变形的第一材料区段，所述第一材料区段在主体11的所选择区域的第一部分中具有第一密度，以及(2)第二材料区段，所述第二材料区段在主体11的所选择区域的相邻的第二部分中具有相对较低的第二密度，例如像在图2和6-9中所示。在示意性实施例中，所述第一材料区段比所述第二材料区段薄。
本披露的一个方面提供了用于制造绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的配制品。如本文所提及，绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料指的是挤出结构，所述挤出结构具有于其中形成的泡孔并且在给定的厚度下具有所希望的绝缘特性。本披露的另一个方面提供了用于制造绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的挤出结构的树脂材料。本披露的还另一个方面提供了包括绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的挤出物。本披露的又另一个方面提供了由绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料形成的材料结构。本披露的另一个方面提供了由绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料形成的容器。
在示例性实施例中，配制品包括至少两种聚合物材料。在一个示例性实施例中，主要的或基础聚合物包括具有长链支化的高熔体强度聚丙烯。在一个示例性实施例中，所述聚合物材料还具有不均匀的分散性。长链支化通过用所述聚合物的另一个共价键合的链，或，在接枝共聚物的情况下，用另一种类型的链来置换单体亚单元上的取代基(例如，氢原子)发生。例如，聚合反应期间的链转移反应会引起所述聚合物的支化。长链支化是使聚合物侧链长度比线性聚合物链的平均临界缠结距离更长的支化。长链支化总体上应理解为包括具有至少20个碳原子的聚合物链，这取决于用于聚合的具体单体结构。支化的另一个实例是通过在聚合反应完成后使所述聚合物交联。一些长支链聚合物是在没有交联的情况下形成的。聚合物链支化可以对材料特性具有显著的影响。最初称为多分散性指数，分散性是用来表征聚合度的测量项。例如，自由基聚合产生自由基单体亚单元，这些自由基单体亚单元附接到其他自由基单体亚单元以产生聚合物链长度和聚合物链重量的分布。不同类型的聚合反应(如，活性聚合、逐步聚合、以及自由基聚合)由于具体的反应机理产生不同的分散性值。分散性被确定为重均分子量与数均分子量的比率。均匀分散性总体上理解为接近或等于1的值。非均匀分散性总体上理解为大于2的值。聚丙烯材料的最终选择可能将最终材料的特性、配制期间所需要的附加材料、以及挤出过程期间的条件考虑在内。在示例性实施例中，高熔体强度聚丙烯可以是能容纳气体(如下文所讨论的)、产生所希望的泡孔尺寸、具有所希望的表面平滑度并且具有可接受的异味水平(如果有的话)的材料。
适合的聚丙烯基础树脂的一个示意性实例是DAPLOYTM WB140均聚物(可购自波利亚里斯公司(Borealis A/S))，高熔体强度结构同分异构改性的聚丙烯均聚物(熔体强度＝36(如根据通过引用结合在此的ISO 16790所测试的)，熔化温度＝325.4°F(163℃)(使用通过引用结合在此的ISO11357))。
波利亚里斯DAPLOYTM WB140特性(如在波利亚里斯产品手册中所述)：
也可以使用具有适合熔体强度、支化、以及熔化温度的其他聚丙烯聚合物。可以使用若干基础树脂并且将其混合在一起。
在某些示例性实施例中，次要聚合物可以与所述基础聚合物一起使用。所述次要聚合物可以是，例如，具有足够结晶度的聚合物。所述次要聚合物还可以是，例如，具有足够结晶度和熔体强度的聚合物。在示例性实施例中，所述次要聚合物可以是至少一种结晶的聚丙烯均聚物、抗冲击聚丙烯共聚物、其混合物或类似物。一个示意性实例是高结晶聚丙烯均聚物(作为F020HC可购自布拉斯科公司(Braskem))。另一个示意性实例是抗冲击聚丙烯共聚物，作为PRO-FAX SC204TM可商购(可购自利安德巴塞尔工业控股公司(LyndellBasell Industries Holdings,B.V.))。另一个示意性实例是可购自布拉斯科公司的Homo PP-INSPIRE 222。包含的另一个示意性实例是被称为PP 527K的可商购的聚合物，可购自沙特基础工业公司(Sabic)。另一个示意性实例是作为XA-11477-48-1可商购于利安德巴塞尔工业控股公司的聚合物。在一个方面中，所述聚丙烯在10℃/min的冷却速率下可以具有高的结晶度，即，结晶相的含量超过51％(如使用差示扫描量热法所测试的)。在示例性实施例中，可以使用若干不同的次要聚合物并且将其混合在一起。
在示例性实施例中，所述次要聚合物可以是或可以包含聚乙烯。在示例性实施例中，所述次要聚合物可以包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、上述物质的至少两种的聚甲基丙烯酸甲酯混合物以及类似物。如下文进一步所讨论的，使用非聚丙烯材料可能影响可回收性、绝缘性、可微波性、抗冲击性、或其他特性。
一种或多种成核剂用于提供和控制成核位点以在挤出过程期间促进泡孔、气泡、或空隙在熔融树脂中的形成。成核剂指在熔融树脂混合物中提供用于泡孔形成的位点的化学或物理材料。成核剂可以是物理试剂或化学试剂。适合的物理成核剂具有所希望的粒径、纵横比、以及上端截止(top-cut)特性、形状、以及表面相容性。实例包含但不限于滑石、CaCO3、云母、高岭土、甲壳素、硅铝酸盐、石墨、纤维素、碳纳米管、龙头石(dragonite)、二氧化硅、以及上述物质的至少两种的混合物。所述成核剂可以与引入所述料斗中的聚合物树脂配制品共混。可替代地，可以将所述成核剂加入挤出机中的所述熔融树脂混合物中。当达到化学反应温度时，所述成核剂起作用使气泡能够形成，从而在所述熔融树脂中形成泡孔。化学发泡剂的示意性实例是柠檬酸或柠檬酸基材料。分解后，所述化学发泡剂形成小气泡，这些小气泡进一步充当用于从物理发泡剂或它们的其他类型生长成更大泡孔的成核位点。一个代表性实例是HydrocerolTM CF-40ETM(可购自科莱恩公司(Clariant Corporation))，它含有柠檬酸和晶体成核剂。另一个代表性实例是HydrocerolTM CF-05ETM(可购自科莱恩公司)，它含有柠檬酸和晶体成核剂。在示意性实施例中，可以添加一种或多种催化剂或其他反应物以便加快或促进泡孔的形成。
在某些示例性实施例中，可以结合一种或多种发泡剂。发泡剂指起作用以使成核位点膨胀的物理或化学材料(或材料的组合)。成核剂和发泡剂可以一起起作用。所述发泡剂通过在所述熔融树脂中形成泡孔起作用来减小密度。可以将所述发泡剂加入挤出机中的所述熔融树脂混合物中。物理发泡剂的代表性实例包含但不限于二氧化碳、氮气、氦气、氩气、空气、水蒸气、戊烷、丁烷、或上述物质的其他烷烃混合物以及类似物。在某些示例性实施例中，可以使用提高所述物理发泡剂的溶解度的加工助剂。可替代地，所述物理发泡剂可以是氢氟烷，如，1,1,1,2-四氟乙烷(又称为R134a)，氢氟烯烃，如但不限于1,3,3,3-四氟丙烯(又称为HFO-1234ze)、或其他卤代烷或卤代烷制冷剂。发泡剂的选择可以将环境影响考虑在内来进行。
在示例性实施例中，物理发泡剂典型地是气体，这些气体在压力下以液体形式经由如图1中所示的挤出机中的端口引入熔融树脂中。随着所述熔融树脂穿过所述挤出机以及模头，压力降低，从而导致所述物理发泡剂从液相变为气相，由此在挤出的树脂中形成泡孔。在挤出后过量气体喷出，而其余气体截留在挤出物中的泡孔中。
化学发泡剂是降解或反应以产生气体的材料。化学发泡剂可以是吸热的或放热的。化学发泡剂典型地在特定温度下降解以便分解并且释放气体。在一个方面中，所述化学发泡剂可以是一种或多种选自下组的材料，所述组由以下各项组成：偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、苯磺酰肼(benzenesulfonhydrazide)、4,4-苯酚磺酰基氨基脲、对甲苯磺酰基氨基脲、偶氮二羧酸钡、N,N'-二甲基-N,N'-二亚硝基对苯二甲酰胺、三肼基三嗪、甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、氟甲烷、全氟甲烷、氟乙烷、1,1-二氟乙烷、1,1,1-三氟乙烷、1,1,1,2-四氟-乙烷、五氟乙烷、全氟乙烷、2,2-二氟丙烷、1,1,1-三氟丙烷、全氟丙烷、全氟丁烷、全氟环丁烷、氯甲烷、二氯甲烷、氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、1,1-二氯-1-氟乙烷、1-氯-1,1-二氟乙烷、1,1-二氯-2,2,2-三氟乙烷、1-氯-1,2,2,2-四氟乙烷、三氯一氟甲烷、二氯二氟甲烷、三氯三氟乙烷、二氯四氟乙烷、氯七氟丙烷、二氯六氟丙烷、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢铵、碳酸铵、亚硝酸铵、N,N'-二甲基-N,N'-二亚硝基对苯二甲酰胺、N,N'-二亚硝基五亚甲基四胺、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈(azobisisobutylonitrile)、偶氮环己腈、偶氮二氨基苯、偶氮二羧酸钡、苯磺酰肼、甲苯磺酰肼、p,p'-氧代双(苯磺酰肼)、二苯砜-3,3'-二磺酰肼、叠氮化钙、4,4'-二苯基二磺酰基叠氮化物、以及对甲苯磺酰基叠氮化物。
在本披露的一个方面中，当使用化学发泡剂时，所述化学发泡剂可以被引入到加入料斗中的树脂配制品中。
在本披露的一个方面中，所述发泡剂可以是在分解时形成气体的可分解材料。此类材料的代表性实例是柠檬酸或柠檬酸基材料。在本披露的一个示例性方面中，可能的是使用物理发泡剂和化学发泡剂的混合物。
在本披露的一个方面中，可以将至少一种增滑剂结合进所述树脂混合物中以便有助于提高生产速率。增滑剂(又称为加工助剂)是用于描述加入树脂混合物中并且在转化期间和转化后对聚合物提供表面润滑的一般类型材料的术语。增滑剂还可以减少或消除模头流涎(die drool)。增滑剂材料的代表性实例包括脂肪或脂肪酸的酰胺，如但不限于芥酸酰胺以及油酰胺。在一个示例性方面中，可以使用从油酰胺(单不饱和C18)至芥酸酰胺(C22单不饱和)。增滑剂材料的其他代表性实例包括低分子量酰胺和含氟弹性体。可以使用两种或更多种增滑剂的组合。增滑剂可以母料球粒的形式提供并且与所述树脂配制品共混。
可以任选地结合一种或多种附加组分和添加剂，如但不限于抗冲击改性剂、着色剂(如但不限于二氧化钛、碳黑及其变体，等)、以及化合物回收料。
可以将聚合物树脂与任何附加的所希望的组分共混并且熔化以便形成树脂配制品混合物。
除了表面形貌和形态之外，发现有益于获得无褶皱的高品质绝缘杯的另一个因素是所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物条带的各向异性。纵横比是泡孔的长轴与短轴的比率。如通过显微术所证实，在一个示例性实施例中，绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的挤出条带82在机器方向67(机器或沿着腹板方向)上的平均泡孔尺寸是约0.0362英寸(0.92mm)宽×约0.0106英寸(0.27mm)高。结果，机器方向泡孔尺寸纵横比是约3.5。在横方向(横跨腹板或横向方向)上的平均泡孔尺寸是约0.0205英寸(0.52mm)宽和约0.0106英寸(0.27mm)高。结果，横方向纵横比是1.94。在一个示例性实施例中，发现对于在杯子形成期间承受压缩力的条带，所述泡孔的一个所希望的平均纵横比是在约1.0与约3.0之间。在一个示例性实施例中，所述泡孔的一个所希望的平均纵横比是在约1.0与约2.0之间。
机器方向与横方向泡孔长度的比率用作挤出条带各向异性的度量。在示例性实施例中，绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的条带可以是双轴取向的，其中各向异性系数在约1.5与约3之间的范围内。在一个示例性实施例中，各向异性系数是约1.8。
如果杯子的圆周与挤出条带82的机器方向67对准，当泡孔纵横比超过约3.0时，典型地在所述杯子的内表面上形成具有超过约200微米深度的深褶皱，从而使得杯子不可用。出乎意料地，在一个示例性实施例中发现，如果杯子的圆周在挤出条带82(其特征可以为低于约2.0的泡孔纵横比)的横方向上对准，在所述杯子的内部没有形成深褶皱，这指示挤出条带82的横方向在杯子形成期间更抗压缩力。
其中泡孔在杯子圆周方向上(如在横方向上)具有低于约2.0纵横比的挤出条带的压缩性较大的一个可能原因可归因于具有较大半径的泡孔的较低应力密度。另一个可能原因可能是泡孔的较大纵横比可能意味着泡孔壁的较大的细长比，细长比与压曲强度成反比。在压缩模式中将所述条带折叠成折皱可近似为泡孔壁的压曲。对于具有更长长度的泡孔壁，细长比(长度比直径)可以更大。减轻压缩应力方面的又另一个可能因素可能是在横方向上的泡孔壁中更有利的聚合物链填充，从而使聚合物链在压缩力下重排。预期聚合物链优选地在机器方向67上取向并且更紧密填充。
在示例性实施例中，所形成的杯子圆周沿着所述挤出条带方向(其中泡孔纵横比低于约2.0)对准的组合。结果，具有面向杯内部的低于约100埃晶畴尺寸的挤出条带表面可以提供的有利结果为实现具有小于约5微米深的缺陷的所希望的表面形貌。
在本披露的一个方面中，所述聚丙烯树脂(基础树脂或者所组合的基础树脂与次要树脂)可能具有在约0.01g/cm3至约0.19g/cm3范围内的密度。在一个示例性实施例中，所述密度可能在约0.05g/cm3至约0.19g/cm3的范围内。在一个示例性实施例中，所述密度可能在约0.1g/cm3至约0.185g/cm3的范围内。
在可替代的示例性实施例中，可以使用聚乳酸材料代替聚丙烯作为主要聚合物，如但不限于衍生于食物基材料(例如玉米淀粉)的聚乳酸材料。在一个示例性实施例中，聚乙烯可以用作所述主要聚合物。
在本披露的一个示例性方面中，用于在形成绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料中有用的材料的一种配制品包含以下各项：至少一种主要树脂(包括高熔体强度长链支化的聚丙烯)、至少一种次要树脂(包括高结晶聚丙烯均聚物或抗冲击共聚物)、至少一种成核剂、至少一种发泡剂以及至少一种增滑剂。任选地，可以结合着色剂。
可以经由料斗将所述配制品引入挤出机中，如图1中所示的那个。在挤出过程期间，加热并且使所述配制品熔化以便形成熔融树脂混合物。在示例性实施例中，将至少一种物理发泡剂经由所述挤出机中的一个或多个端口引入到所述熔融树脂混合物中。然后使所述熔融树脂混合物以及气体穿过模口挤出。
在另一个示例性实施例中，所述配制品可以含有至少一种化学发泡剂以及至少一种物理发泡剂二者。
可以根据常规设备以及方法由所述薄片形成杯子或其他容器或结构。
仅出于非限制性说明的目的，将描述从本文中所披露的材料的示例性实施例形成杯子；然而，所述容器可以处于多种可能的形状或结构的任一种或用于多种应用，如但不限于常规饮料杯、存储容器、瓶子或类似物。仅出于非限制性说明的目的，液体饮料将用作可以由所述容器所容纳的材料；然而，所述容器可以盛放液体、固体、凝胶、其组合、或其他材料。
材料成形法100示于例如图1中。如图1中所示，材料成形法100将非芳香族聚合物材料挤出成绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的薄片或条带82。作为实例，材料成形法100使用串联挤出技术，其中第一挤出机111及第二挤出机112配合以便挤出绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的条带82。
如图1中所示，将绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料82的配制品101装入联接到第一挤出机111的料斗113中。配制品101可以呈球粒、颗粒片(granular flake)、粉末、或其他适合的形式。通过第一挤出机111中所包含的螺杆114将绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的配制品101从料斗113移动。如图1中所示，在第一挤出机111的第一挤出区中通过施加热105及来自螺杆114的压力使配制品101转化成熔融树脂102。在示例性实施例中，可以在熔融树脂102形成后将物理发泡剂115引入并且混入熔融树脂102中。在示例性实施例中，如本文中进一步所讨论的，所述物理发泡剂可以是气体，将所述气体以加压液体的形式经由端口115A引入并且与熔融树脂102混合以便形成熔融挤出树脂混合物103，如图1中所示。
如图1中所示，挤出树脂混合物103通过螺杆114输送至第二挤出机112中所包含的第二挤出区中。在此，由第二挤出机112进一步加工挤出树脂混合物103，随后穿过与第二挤出机112的末端联接的挤出模口116排出，以便形成挤出物104。随着挤出树脂混合物103穿过挤出模口116，气体115由挤出树脂混合物103中的溶液出来并且开始形成泡孔并膨胀这样使得形成挤出物104。如图1中所示的示例性实施例，所述挤出物104可以通过环形挤出模口116来形成以便形成管状挤出物。如图1中所示，纵割机117接着切割挤出物104以便形成绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的薄片或条带82。
挤出物指退出挤出模口的物质。所述挤出物物质可以呈以下的形式，如但不限于薄片、条带、管、细线、球粒、颗粒或如本文所述的聚合物基配制品挤出穿过挤出机模口所造成的其他结构。仅出于说明的目的，作为可以形成的代表性挤出物结构将提及薄片，但旨在包括本文中所讨论的所述结构。所述挤出物可以进一步形成为多种最终产物的任一种，如但不限于：杯子、容器、托盘、包裹物、绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料条带的卷筒、或类似物。
作为实例，卷绕绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的条带82以形成绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的卷并且存储用于随后在任一杯子成形过程中使用。然而，有待随着所述杯子成形过程在线使用的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的条带82是在本披露的范围内。在一个示意性实例中，将绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的条带82与具有薄膜的表层及印刷于所述薄膜上的墨水层一起层压以提供高品质图形。
如图2和3中所示，使用绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的条带82形成绝缘杯10。例如，绝缘杯10包括具有套筒状侧壁18的主体11和底部20，所述底部联接到主体11上以便与所述侧壁18相配合来形成用于存储食物、液体、或任何适合的产品的内部区域14，如图2中所示。主体11还包括联接到侧壁18的上端的卷边16和与侧壁18的下端以及底部20联接的底部支架17，如图2和7中所展示。
主体11由如本文中所披露的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的条带82形成。根据本披露，绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的条带82经由施加压力及热(但在示例性实施例中，配置可能在不施加热下进行)配置为提供能够在主体11的至少一个所选择区域中实现局部塑性变形的手段，以便在不使绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料薄片破裂的情况下提供位于主体11的所选择区域的第一部分中具有第一密度的塑性变形的第一薄片区段以及位于主体11的所选择区域的相邻第二部分中具有低于所述第一密度的第二密度的第二薄片区段，这样使得在主体11中维持预定的绝缘特征。
如图2、5以及6中所示，其中能够通过所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料实现局部塑性变形的主体11的所选择区域的第一区域101是在套筒状侧壁18中。如图2、5以及6中所示，套筒状侧壁18包括立式内部接片514、立式外部接片512以及立式围篱513。立式内部接片514安排为自底部20向上延伸并且配置为提供主体11的所选择区域的第一区域101中具有第一密度的所述第一薄片区段。如图6中所示，立式外部接片512安排为自底部20向上延伸并且沿着立式外部接片512与立式内部接片514之间的界面I与立式内部接片514配对。立式围篱513安排为使立式内部接片514及立式外部接片512与周围内部区域14互连。如图2-5中所示，立式围篱513配置为提供主体11的所选择区域的第一区域101中具有第二密度的所述第二薄片区段，并且与立式内部接片514以及立式外部接片512配合以形成套筒状侧壁18。
如图2、4、5以及7中所示，其中能够通过所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的薄片实现局部塑性变形的主体11的所选择区域的第二区域102是在主体11中所包括的卷边16中。卷边16联接到套筒状侧壁18的上端以便与底部20处于间隔开的关系并且框出进入内部区域14的开口。如图2、4、5以及7中所示，卷边16包括内部卷式接片164、外部卷式接片162及卷唇缘163。内部卷式接片164配置为提供主体11的所选择区域的第二区域102中的第一薄片区段。内部卷式接片164联接到套筒状侧壁18中所包括的立式外部接片512的上端。外部卷式接片162联接到套筒状侧壁18中所包括的立式内部接片514的上端并且联接到内部卷式接片164的面向外的外表面。卷唇缘163安排为使内部卷式接片164以及外部卷式接片162各相对面向的侧边互连。如图2中所示，卷唇缘163配置为提供在主体11的所选择区域的第二区域102中具有第二密度的所述第二薄片区段并且与内部卷式接片164及外部卷式接片162配合以便形成卷边16。
如图2、5以及8中所示，其中能够通过所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的薄片实现局部塑性变形的主体11的所选择区域的第三区域103是在主体11中所包括的底部支架中。底部支架27联接到套筒状侧壁18的下端以便与卷边16处于间隔开的关系，并且联接到底部20以便在相对于套筒状侧壁18的固定位置处支撑底部20，从而形成内部区域14。底部支架17包括腹板支撑环126、底部固定凸缘26、以及腹板25。腹板支撑环126联接到套筒状侧壁18的下端并且配置为提供在主体11的选择区域的第三区域103中具有第二密度的所述第二薄片区段。底部固定凸缘26联接到底部20并且安排为由腹板支撑环126围绕。腹板25安排为使底部固定凸缘26与腹板支撑环126互连。腹板25配置为提供在主体11的所选择区域的第三区域103中具有第一密度的所述第一薄片区段。
如图2、5以及9中所示，其中能够通过所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料薄片实现局部塑性变形的主体11的所选择区域的第四区域104是在底部支架17的底部固定凸缘中。底部固定凸缘26包括以侧面对侧面的关系安排的一系列交替的立式厚狭板以及薄狭板以便自腹板25向上朝由套筒状侧壁18以及底部20所界定的内部区域14延伸。立式厚狭板的第一狭板261配置为包括自腹板25向上朝内部区域14延伸的右侧边。立式厚狭板的第二狭板262配置为包括左侧边，所述左侧边安排为自腹板25向上朝内部区域14延伸，并且与立式厚狭板的第一狭板261的右侧边处于间隔开的面对关系。立式薄狭板的第一狭板260安排为使立式厚狭板的第一狭板261的左侧边与立式厚狭板的第二狭板262的右侧边互连，并且与左侧边及右侧边配合以在其间限定竖直通道263，所述竖直通道263向内通向由底部固定凸缘26及底部20中所包括并且位于底部固定凸缘26上方的水平平台21所界定的下部的内部区域。立式薄狭板的第一狭板260配置为提供在主体11的所选择区域中的第四区域104中的所述第一薄片区段。立式厚狭板的第一狭板261配置为提供在主体11的所选择区域中的第四区域104中的所述第二薄片区段。
用以产生绝缘杯10的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的可压缩性使得所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料准备好用于绝缘杯10的机械组装，而无其他非芳香族聚合物材料所经历的限制。材料的泡孔性质提供如下所讨论的绝缘特征，而易塑性变形性允许在不破裂的情况下生成材料。当所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料经受压力负载时所经历的塑性变形用于在已移除压力负载后在所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料中形成永久定形。在一些位置中，定位永久定形的位置以便提供所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的薄片的受控聚集。
塑性变形还可以用于在薄片中形成折叠线，以便在组装过程期间被作用时控制所述薄片的变形。当变形存在时，材料在由所述变形所形成的空隙中的缺乏提供间隙(relief)以便使材料易于在变形位置折叠。
如本文所述的形成的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料薄片的可能的出乎预料的特征为在给定厚度下获得的高绝缘值。参见例如下文的实例1和2。
由根据本披露的示例性实施例的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料形成的杯子的潜在特征为所述杯子具有低的材料损失。此外，当经受来自常规厨房类型的微波炉加热持续高达若干分钟的一段时间时，本披露的材料可以具有显著低的废气。
由根据本披露的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料形成的杯子的另一个潜在特征为所述杯子可以置放于并且经受常规住宅或商售洗碗机清洁循环(顶部机架(top rack))，而无明显的结构或材料损坏或对材料特性的不利影响。此特征是与珠粒发泡聚苯乙烯杯子或容器相比，珠粒发泡聚苯乙烯杯子或容器在类似清洁过程下可能损坏。因此，可以清洁并且重复使用根据本披露的一个方面制得的杯子。
由根据本披露不同方面的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料形成的物品的另一个潜在特征为所述物品可回收。可回收指材料(如回收料)可以添加回到挤出或其他形成过程中而无需分离所述材料的组分，即，由所述材料形成的物品在重新进入挤出过程前无需进行处理来移除一种或多种材料或组分。例如，如果人们不需要在具有层压于杯外部的印刷膜层的杯子研磨成颗粒前分离出所述膜层，则所述杯子可能是可回收的。相比之下，纸包裹的发泡聚苯乙烯杯子可能是不可回收的，因为所述聚苯乙烯材料实际不能用作形成发泡聚苯乙烯杯子中的材料，即使所述杯子材料或许可能形成为另一种产品。作为另外的实例，由具有非苯乙烯印刷膜层粘附于其上的非发泡聚苯乙烯材料形成的杯子可以视为不可回收，因为它会要求分离所述聚苯乙烯杯材料与所述非苯乙烯膜层，所述膜层作为所述回收料的一部分引入所述挤出过程将是不希望的。
由本披露的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料形成的物品的可回收性将产生的一次性废物的量减至最低。比较而言，珠粒发泡聚苯乙烯杯子***成珠粒并且因此通常不能容易地在使用形成所述物品的相同材料的制造方法中重复使用。而且，为产生耐液体性而典型地具有挤出涂覆的塑料层或塑料叠层的纸杯一般不能回收，因为不同材料(纸、粘合剂、膜、塑料)通常实际上不能在商业回收操作中分离。
由根据本披露的一个方面(非层压法)的材料形成的杯子或其他物品的潜在特征为所述绝缘性泡孔式非芳香族聚丙烯薄片(在形成杯子之前或在杯子形成期间，取决于所用的制造方法)的外壁表面(或内壁表面或二者)可接受高分辨率图形的印刷。常规珠粒发泡聚苯乙烯杯子具有典型地未平滑到足以接受除低分辨率图形以外的印刷的表面。类似地，已知无涂层纸杯同样典型地不具有对于此类高分辨率图形而言足够平滑的表面。纸杯可经涂覆以便具有所希望的表面修整并且可达到高分辨率。纸难以达到绝缘水平并且要求结合进或与所述杯子相关联的设计的气隙以便实现绝缘，如滑动到并且套在所述杯子的一部分上的套筒。因此，解决方案为使用低分辨率印刷、将已印刷的薄膜层压到外壁上，或具有插到所述外壁外的印刷套筒(黏结的或可移动的)，或对纸进行涂覆以便接受高分辨率图形。
由根据本披露的一个方面的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料形成的杯子的潜在特征为它具有如通过刚度所测量的出乎预料的强度。刚度为在室温及高温(例如，通过用热液体填充杯子)、低温(例如，通过用冷液体填充杯子)下进行的并且测量材料刚度的度量。杯子材料的强度对减少使用者使杯子变形及盖突然弹开或盖或侧壁密封泄漏的可能性而言是重要的。
由根据本披露的一个方面的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料形成的杯子的潜在特征为它具有如通过刚度所测量的出乎预料的强度。
如下文所述，如通过标准冲击测试所测量，由根据本披露的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料形成的杯子的潜在特征为所述套筒耐受如由吸管、叉、匙、指甲或类似物造成的穿孔。当与珠粒发泡聚苯乙烯杯子相比时，测试材料显示实质上更高的抗冲击性。因此，如本文所述的一个方面形成的杯子可以减少热液体穿孔及泄漏到使用者身上的可能性。
由根据如本文所述的一个方面的材料形成的具有压缩边及接缝的杯子的特征为较大数目的此类杯子可以给定套筒长度嵌套，因为所述接缝较薄并且侧壁角度可减至最小(即，相对于杯底更接近90°)，同时提供足够的气隙以便使得易于去嵌套。具有比侧壁实质上更厚的接缝的常规接缝形成的杯子要求较大的侧壁角度(以及气隙)以便允许去嵌套，从而导致以给定套筒长度只能嵌套较少的杯子。
由根据本披露的一个方面的材料形成的杯子的特征为杯边可以具有小于约0.170英寸(4.318mm)的截面轮廓，这可归因于局部泡孔变形及压缩。如此的小轮廓比较大的轮廓在审美上更令人喜爱。
由根据本披露的一个方面的材料形成的杯子的特征为具有不同容积的杯子的卷边直径可以是相同的，从而使得一种盖尺寸能够用于不同杯尺寸(假设杯边外径是相同的)。结果，可以减少库存中以及使用中的不同尺寸的盖的数目。
材料配制品可以具有使薄片在不破裂的情况下压缩的特性。
由根据本披露的一个方面的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料形成的杯子的潜在特征是所述杯子可以排出气体形式的物理发泡剂并且经受与环境的气体交换以便填充泡沫泡孔空隙。结果，可检测发泡剂或发泡剂的混合物。
由根据本披露的一个方面的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料形成的杯子的潜在特征为所述杯子可经受由于用周围空气和环境冷却的结晶固化。结果，杯子刚度将以出乎预料的强度增加。
本披露的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料可以形成可包裹在其他结构周围的条带。例如，可以形成可用作包裹材料的根据本披露的一个方面的材料条带并且将其包裹在管、导管或其他结构周围以便提供改善的绝缘性。所述薄片或条带可以具有施用于一面或两面的粘合剂(如压敏粘合剂)层。所述条带可以卷绕到卷筒上。任选地，所述条带可以具有与其相关的释放衬垫以便使得更容易从卷筒解开所述条带。例如，可以通过使用一种或多种聚丙烯或具有足够挠性的其他聚烯烃材料来适配所述聚合物配制品以便提供形成包裹物或可卷绕条带的必需的挠性，从而能够使挤出薄片足够柔韧以便卷绕于卷筒上。所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料可以形成为套筒，所述套筒可以插到杯子外以便提供附加的绝缘。
在示例性实施例中，由本披露的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料形成的薄片可以在模口处切割或制成片并且用作大块绝缘体。
本披露的配制品以及绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料满足对可以形成为包括以下许多(如果不是全部)特征的物品(例如杯子)的材料的长期以来的需求：绝缘性能、易于回收性、抗穿孔性、抗碎性、可微波性及如本文所讨论的其他特征。其他的未能提供实现如所附权利要求书中所反映的这些特征的组合的材料。这种失败是与竞争性设计选择有关的特征的结果。作为实例，其他的已经由其产生了材料和结构，这些材料和结构基于设计选择是绝缘的，但受到差的抗穿孔性、不能有效回收并且缺乏可微波性的影响。比较而言，本文中所披露的配制品以及材料通过使用绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料克服了其他配制品及材料的不足。此处参考2012年6月7日提交的并且名为“绝缘容器(INSULATED CONTAINER)”的美国申请号13/491,007，其披露内容涉及由此类绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料形成的物品(如杯子)，所述申请特此以其全文结合于本文中。
不同实施例中的本披露的材料可用于深度拉伸热成形中(即，大于约2英寸的拉伸或大于约产品直径一半的深度)。
高密度聚合物的来自常规插塞辅助热成形(plug assisted thermoforming)的改变可能包括以下项中的至少一个：
·改变所述泡沫配制品以增加所述材料的弹性并且防止泡沫破裂，如但不限于抗冲击改性剂(维斯特曼克斯(Vistomax))、β成核剂(美利肯(Milliken))、或类似物。
·使用气垫插塞辅助，用于在所述插塞与材料之间形成气体屏障的方法以便将所述材料移动进入容器的底部而不接触所述插塞。这会使得造成泡孔变形以及畸形产品的材料变形和撕裂更少。
·在所述挤出过程中增加横跨机器方向材料取向以便当形成(拉伸)时允许有限的收缩。接近于1的泡孔纵横比可将收缩减少到最小。
·形成具有不同化学性质(chemistry)的多层挤出腹板以抵抗插塞标记，使泡孔变形最小化并且使成形强度最大化。
·使用红外热成形烘箱或等同物以提供与材料表面相比在所述材料核心处的均匀的材料温度。这可通过使用正确的热源并且从常规设计延伸烘箱长度实现。
·使用允许足够的材料拉伸而没有薄膜破裂的流延膜来进行装饰或使用直接印刷后成形方法(干胶印)。
在实施例中，所述配制品包括50-100wt％的所述主要基础树脂。适合地，所述配制品包括70-100wt％的所述主要基础树脂。适合地，所述配制品包括50-99.69wt％的所述主要基础树脂。适合地，所述配制品包括50-95wt％的所述主要基础树脂。适合地，所述配制品包括50-85wt％的所述主要基础树脂。适合地，所述配制品包括55-85wt％的所述主要基础树脂。如在上文中所定义的，可以使用任何适合的主要基础树脂。在具体实施例中，所述主要基础树脂是DAPLOYTM WB140均聚物(可购自波利亚里斯公司)。
在另一个实施例中，所述配制品包括0-50wt％的所述次要树脂。适合地，所述配制品包括0-30wt％的所述次要树脂。适合地，所述配制品包括10-45wt％的所述次要树脂。如在上文中所定义的，可以使用任何适合的次要树脂。在具体实施例中，所述次要树脂选自高结晶聚丙烯均聚物、F020HC(可购自布拉斯科公司)、以及PP 527K(可购自沙特基础工业公司)。
在另一个实施例中，所述配制品包括0-10wt％的所述增滑剂。适合地，所述配制品包括0-5wt％的所述增滑剂。更适合地，所述配制品包括1-3wt％的所述增滑剂。如在上文中所定义的，可以使用任何适合的增滑剂。在具体实施例中，所述增滑剂是线性低密度聚乙烯，AmpacetTM 102823LLDPE。
在另一个实施例中，所述配制品包括0-10wt％的所述着色剂。适合地，所述配制品包括1-5wt％的所述着色剂。适合地，所述配制品包括0-3wt％的所述着色剂。更适合地，所述配制品包括0.5-1.5wt％的所述着色剂。如在上文中所定义的，可以使用任何适合的着色剂。在具体实施例中，所述着色剂是TiO2。
在另一个实施例中，所述配制品包括0-20wt％的成核剂。适合地，所述配制品包括0-10wt％的成核剂。适合地，所述配制品包括0-5wt％的成核剂。适合地，所述配制品包括0.1-2.5wt％的成核剂。适合地，所述配制品包括0.35-1.5wt％的成核剂。更适合地，配制品包括0.4-1.2wt％的成核剂。甚至更适合地，配制品包括0.5-1.1wt％的成核剂。如在上文中所定义的，可以使用任何适合的成核剂或多种成核剂。在具体实施例中，所述成核剂选自HydrocerolTM CF-40ETM(可购自科莱恩公司)、HPR-803i纤维(可购自美利肯)、滑石及其混合物。
在另一个实施例中，所述成核剂包括主要成核剂和次要成核剂。适合地，所述配制品包括0.01-10wt％的所述主要成核剂。适合地，所述配制品包括0.01-5wt％的所述主要成核剂。适合地，所述配制品包括0.01-0.15wt％的所述主要成核剂。更适合地，所述配制品包括0.02-0.1wt％的所述主要成核剂。更适合地，所述配制品包括0.03-0.7wt％的所述主要成核剂。如在上文中所定义的，可以使用任何适合的主要成核剂。可将所述主要成核剂定义为化学发泡剂或化学起泡剂，其本身包括成核剂。在具体实施例中，所述主要成核剂是HydrocerolTM CF-40ETM(可购自科莱恩公司)。
适合地，所述配制品包括0.01-10wt％的所述次要成核剂。适合地，所述配制品包括0.01-5wt％的所述次要成核剂。适合地，所述配制品包括0.1-2.2wt％的所述次要成核剂。更适合地，所述配制品包括0.3-1.7wt％的所述次要成核剂。甚至更适合地，所述配制品包括0.4-1.5wt％的所述次要成核剂。最适合地，所述配制品包括0.45-1.25wt％的所述次要成核剂。如在上文中所定义的，可以使用任何适合的次要成核剂。在具体实施例中，所述次要成核剂选自HPR-803i纤维(可购自美利肯)和滑石。
在另一个实施例中，所述配制品包括：
50-99.65wt％的所述主要基础树脂
0-50wt％的所述次要树脂
0-10wt％的所述增滑剂
0-10wt％的所述着色剂
0.35-1.5wt％的成核剂
在另一个实施例中，所述配制品包括：
50-95wt％的所述主要基础树脂
0-50wt％的所述次要树脂
0-10wt％的所述增滑剂
0-10wt％的所述着色剂
0.4-1.2wt％的成核剂
在另一个实施例中，所述配制品包括：
55-85wt％的所述主要基础树脂
0-50wt％的所述次要树脂
0-10wt％的所述增滑剂
0-10wt％的所述着色剂
0.45-1.25wt％的成核剂
在另一个实施例中，所述配制品包括：
50-99.69wt％的所述主要基础树脂
0-50wt％的所述次要树脂
0-10wt％的所述增滑剂
0-10wt％的所述着色剂
0.01-1.5wt％的所述主要成核剂
0.3-1.7wt％的所述次要成核剂
在另一个实施例中，所述配制品包括：
50-95wt％的所述主要基础树脂
0-50wt％的所述次要树脂
0-10wt％的所述增滑剂
0-10wt％的所述着色剂
0.02-1.0wt％的所述主要成核剂
0.4-1.5wt％的所述次要成核剂
在另一个实施例中，所述配制品包括：
55-85wt％的所述主要基础树脂
0-50wt％的所述次要树脂
0-10wt％的所述增滑剂
0-10wt％的所述着色剂
0.03-0.7wt％的所述主要成核剂
0.45-1.25wt％的所述次要成核剂
在另一个实施例中，所述配制品包括：
81.45wt％的所述主要基础树脂
15wt％的所述次要树脂
2wt％的所述增滑剂
1wt％的所述着色剂
0.05wt％的所述主要成核剂
0.5wt％的所述次要成核剂
在另一个实施例中，所述配制品包括：
76.45wt％的所述主要基础树脂
20wt％的所述次要树脂
2wt％的所述增滑剂
1wt％的所述着色剂
0.05wt％的所述主要成核剂
0.5wt％的所述次要成核剂
在另一个实施例中，所述配制品包括：
56.45wt％的所述主要基础树脂
40wt％的所述次要树脂
2wt％的所述增滑剂
1wt％的所述着色剂
0.05wt％的所述主要成核剂
0.5wt％的所述次要成核剂
在另一个实施例中，所述配制品包括：
80.95wt％的所述主要基础树脂
15wt％的所述次要树脂
2wt％的所述增滑剂
1wt％的所述着色剂
0.05wt％的所述主要成核剂
1wt％的所述次要成核剂
根据本发明的另一方面，在此提供了用于制备绝缘性材料的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供如本文所定义的配制品，
b)混合所述配制品，
c)将所述混合的配制品加热至熔融状态，
d)将至少一种发泡剂添加到所述熔融的混合配制品中，并且
e)以挤出物的形式挤出所述配制品。
任选地，所述用于形成绝缘性材料的方法附加地包括以下步骤：
f)将所述挤出物形成为容器。
适合地，所述容器是杯子。
在实施例中，步骤(d)的发泡剂是物理发泡剂。适合地，所述发泡剂选自二氧化碳、氮气、氦气、氩气、空气、水蒸气、戊烷、丁烷、氢氟烃、氢氟烯烃、卤代烷、卤代烷制冷剂及其混合物。更适合地，所述发泡剂是二氧化碳。
在实施例中，步骤(d)包括以0.5-4lbs/hr的质量流动速率添加至少一种发泡剂。适合地，步骤(d)包括以1.5-3lbs/hr的质量流动速率添加至少一种发泡剂。更适合地，步骤(d)包括以1.7-2.5lbs/hr的质量流动速率添加至少一种发泡剂。甚至更适合地，步骤(d)包括以2-2.4lbs/hr的质量流动速率添加至少一种发泡剂。最适合地，步骤(d)包括以2.2lbs/hr的质量流动速率添加至少一种发泡剂。
根据本发明的另外的方面，在此提供了通过如在本文中定义的方法可获得的、获得的、或直接获得的产品。
适合地，所述通过如在本文中定义的方法可获得的、获得的、或直接获得的产品是泡孔式材料。在实施例中，“泡孔式材料”定义了具有多个内部空隙的材料。更适合地，所述产品是绝缘性容器。甚至更适合地，所述产品是绝缘杯。
在实施例中，如在本文中所定义的聚合物材料可以具有约0.05至约0.4的密度。在示意性实施例中，所述聚合物材料可以具有约0.075至约0.25，约0.2至约0.4，约0.3至约0.4，约0.1至约0.2，或约0.1至约0.3的密度。在示意性实施例中，所述聚合物材料可以具有约0.05、约0.1、约0.11、约0.12、约0.13、约0.14、约0.15、约0.16、约0.17、约0.18、约0.19、或约0.2的密度。在实施例中，所述聚合物材料可以是容器。在实施例中，所述聚合物材料可以是杯子。
在实施例中，所述聚丙烯基础树脂具有单峰的分子量分布以及约4至约20，约4至约10，约4至约8，约4至约7，约4至约6，约5至约6，约9至约10，约5至约20，约5至约15，以及约5至约10的多分散性指数。在实施例中，所述聚丙烯基础树脂具有单峰的分子量分布以及约4、约5、约6、约7、约8、约9、或约10的多分散性指数。
在实施例中，所述聚合物材料包括具有根据ISO 16790的约20至约36的熔体强度的聚丙烯基础树脂材料。在实施例中，所述聚合物材料包括具有根据ISO 16790的约20、约24、约28、约32、以及约36的熔体强度的聚丙烯基础树脂材料。
在实施例中，所述聚合物材料包括具有约130℃至约165℃的熔化温度的聚丙烯基础树脂材料。在实施例中，所述聚合物材料包括具有约140℃至约165℃，约150℃至165℃，或约160℃至约165℃的熔化温度的聚丙烯基础树脂材料。在实施例中，所述聚合物材料包括具有约130℃、约140℃、约150℃、约160℃、约163℃、或约165℃的熔化温度的聚丙烯基础树脂材料。
在实施例中，所述聚合物材料包含次要聚合物，所述次要聚合物包括在10℃/min的冷却速率下具有超过30％、35％、40％、45％、50％、51％、52％、53％、54％、或55％的结晶相的结晶聚丙烯均聚物。
在机器方向上的平均泡孔尺寸可以是约5密耳至约45密耳宽并且约10密耳至约90密耳高。在实施例中，在机器方向上的平均泡孔尺寸是约6密耳宽并且约12密耳高。在实施例中，在机器方向上的平均泡孔尺寸是约5密耳宽并且约10密耳高。在实施例中，在机器方向上的平均泡孔尺寸是约15密耳宽并且约30密耳高。
在横方向(又称为横向方向)上的平均泡孔尺寸可以是约5密耳至约25密耳宽并且约10密耳至约60密耳高。在实施例中，在横方向上的平均泡孔尺寸是约6密耳宽并且约12密耳高。在实施例中，在横方向上的平均泡孔尺寸是约5密耳宽并且约10密耳高。在实施例中，在横方向上的平均泡孔尺寸是约15密耳宽并且约30密耳高。
实例
仅出于说明的目的阐述以下实例。除非另外规定，否则此类实例中出现的份数及百分比数是按重量计。本披露中所引用或提及的所有ASTM、ISO及其他标准测试法以其全文通过引用进行结合。
实例1-配制和挤出
DAPLOYTM WB140聚丙烯均聚物(可购自波利亚里斯公司)用作所述聚丙烯基础树脂。可购自布拉斯科公司的F020HC(聚丙烯均聚物树脂)用作所述次要树脂。将所述两种树脂与以下物质共混：作为主要成核剂的HydrocerolTM CF-40ETM、作为次要成核剂的滑石、作为发泡剂CO2、增滑剂、以及作为着色剂的二氧化钛。百分比为：
79.9％主要树脂：高熔体强度聚丙烯Borealis WB140HMS
15％次要树脂：F020HC(布拉斯科公司)
0.1％主要成核剂：Clariant Hyrocerol CF-40ETM
2％次要成核剂：滑石
1％着色剂：TiO2PE(可替代地，可以使用PP)
2％增滑剂：AmpacetTM102823LLDPE(线性低密度聚乙烯)，可购自安配色公司(Ampacet Corporation)
将所述配制品加入挤出机料斗中。所述挤出机将所述配制品加热以便形成熔融树脂混合物。向这种混合物中加入
1.1lbs/hr CO2
0.7lbs/hr R134a。
将所述二氧化碳与R134a注入所述树脂共混物中以使所述树脂膨胀并且减小密度。将如此形成的混合物经由模头挤出成薄片。然后切割所述薄片并且形成杯子。
实例1-测试结果
根据实例1形成的材料的测试结果显示所述材料具有约0.1902g/cm3的密度以及约0.089英寸(2.2606mm)的标称薄片规格。
可微波性
将使用此材料生产的填充有12盎司的室温水的容器在FISO微波站(Microwave Station)(1200瓦)微波炉中加热持续2.5分钟，无燃烧或焦化或对杯子的其他可见影响。比较而言，在同一微波炉中加热的纸杯在不到90秒内焦化或燃烧。
刚度
测试方法
样品处于73°F(22.8℃)以及50％的相对湿度下。使用含有负载单元(load cell)的水平测力计进行杯子硬度/刚度测试以便测量当暴露于以下测试条件时杯子的抵抗力：(a)所述杯子上的测试位置为自杯边向下1/3；(b)测试行进距离为0.25英寸(6.35mm)；以及(c)测试行进时间为10秒。
测试结果
当平均壁厚为约0.064英寸(1.6256mm)、平均密度为约0.1776g/cm3、并且平均杯重为约9.86g时，所述材料的刚度在下面的表1-2中示出。
表1-刚度测试结果
表2-表1中刚度测试结果的汇总
绝缘性
测试方法
使用如下典型的工业上的杯绝缘测试方法：
·用胶将(杯外部)表面温度热电偶附接到杯子上。
·用玻璃胶带将热电偶胶带附接到杯子上，这样使得所述热电偶位于所述杯子中间与接缝相对。
·将水或其他水性液体加热至接近沸腾，例如在微波中。
·用球温度计连续搅拌所述热液体，同时观测液体温度。
·记录热电偶温度。
·当所述液体达到200°F(93.3℃)时，将所述液体倒入所述杯子中至几乎充满。
·将盖置于所述杯子上。
·记录表面温度持续最少5分钟。
材料厚度为约0.089英寸(2.2606mm)。密度为约0.1902g/cm3。
使用由上文所述的配制品形成的、具有约0.190g/cm3的密度及约0.089英寸的壁厚的杯子。将200°F下的热液体置于所述杯子中。
测试结果
在所述杯子外壁上测量的温度为约140.5°F(60.3℃)，产生了约59.5°F(33℃)的下降。在5分钟的一段时间内观测到最大温度为在约140.5°F(60.3℃)下的峰值。温度越低，所述杯材料的绝缘特性越佳，这是因为所述材料减少了自所述液体至所述杯材料外部的热传递。
易碎性
易碎性可以定义为对引起破碎的撕裂或穿孔的抵抗性。
测试方法
使用ASTM D1922-93中所述的埃尔门多夫测试方法(Elmendorf testmethod)。撕裂半径为1.7英寸(43.18mm)。
测试结果
测试结果在下面的表3-4中示出。当与EPS相比时，如本披露的一个示例性实施例中所形成的材料提供了优越的撕裂力抵抗性。
表3-测试结果
表4-表3中测试结果的汇总
注意不存在发泡聚苯乙烯横向方向测试所获得的数据，这是因为发泡聚苯乙烯因制造方法不具有材料取向(即，机器方向或横向方向)。本披露所测试材料的范围(计算如下：下限＝平均值-(3×标准差)；上限＝平均值+(3×标准差))在机器方向上为约213克-力至约351克-力并且在横向方向为约143克-力至约281克-力。比较而言，所测试的发泡聚苯乙烯材料的范围为约103克-力至约121克-力。
抗穿孔性
测试方法
测定穿刺杯侧壁及底部所需的力及行程。以设定为每分钟10英寸(254mm)行进速度的压缩模式使用英斯特朗(Instron)仪器。使用在英斯特朗底座上的杯穿孔测试夹具。此夹具使所述杯子套在适合杯内部的形状上，其中顶表面垂直于所述英斯特朗测试仪的行程。所述夹具的一英寸直径孔应向上安置。所述英斯特朗仪器移动的部分应装配0.300英寸(7.62mm)直径的穿孔器。在所述测试夹具中，所述穿孔器与所述孔对准。将所述杯子放置在所述夹具上方并且记录穿刺所述杯侧壁所需的力及行程。在三个均匀隔开的位置上重复侧壁穿孔测试，但不在所述杯子接缝上进行穿孔测试。测试所述杯底部。除不使用夹具外，这应以与侧壁测试相同的方式进行。仅将所述杯子倒置于所述英斯特朗的底座上，同时在杯底部的中心上使所述穿孔器向下。
测试结果
典型侧壁穿孔及底部穿孔的结果在下面的表5中示出。
表5-穿孔测试结果
缓慢穿孔抗性-吸管
测试方法
使用如ASTM D-3763-86中所述的缓慢穿孔抗性测试法，当与发泡聚苯乙烯相比时，如本披露的一个示例性实施例中所形成的材料提供了优越的抗穿孔性。测试结果在下面的表6-9中示出。
测试结果
表6-测试材料
| 样品# | 峰值负载g(f) | 断裂伸长 |
| 1 | 13876.49 | -- |
| 2 | 13684.33 | -- |
| 3 | 15121.53 | -- |
| 4 | 15268.95 | 17 |
| 5 | 14970.47 | 20 |
| 6 | 13049.71 | -- |
| 7 | 15648.44 | 17 |
| 8 | 15352.38 | 23 |
| 9 | 18271.37 | -- |
| 10 | 16859.29 | -- |
| 平均值 | 15210.30 | 19 |
| 标准差 | 1532.83 | 3 |
表7-比较：发泡聚苯乙烯
表8-纸包裹的发泡聚苯乙烯
表9-表6-8中的缓慢穿孔-吸管测试结果的汇总
实例2-配制和挤出
使用以下配制品：
81.70％Borealis WB140HMS主要聚丙烯
0.25％Amco A18035PPRO滑石填充的浓缩物
2％Ampacet 102823加工助剂PE MB线性低密度聚乙烯增滑剂
0.05％Hydrocerol CF-40E化学发泡剂
1％Colortech 11933-19着色剂
15％Braskem F020HC高结晶度均聚物聚丙烯
将3.4lbs/小时的CO2引入熔融树脂中。
所形成条带的密度在从约0.155g/cm3至约0.182g/cm3的范围内。
将所述配制品加入挤出机料斗中。所述挤出机将所述配制品加热以便形成熔融树脂混合物。向此混合物中添加CO2以便使所述树脂膨胀并且减小密度。如此形成的混合物经由模头挤出成条带82。然后切割条带并且形成绝缘杯10。
实例2-测试结果
在示例性实施例中，当挤出所述材料时，挤出的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的管具有在不同冷却条件下形成的两个表面。一个表面(下面将称为挤出管外表面)与空气接触，并且不具有限制膨胀的物理障碍。挤出管表面的外表面通过吹送压缩空气以等于或大于每秒12°F的冷却速率冷却。相对侧上的表面将称为挤出管内部。所述挤出管表面内部是在物理地限制所述挤出管内部的鱼雷形(torpedo)心轴的金属冷却表面上以腹板或机器方向拉制挤出管时形成的，并且通过水及压缩空气的组合以小于每秒10°F的冷却速率冷却。在示例性实施例中，冷却水温度为约135°F(57.22℃)。在示例性实施例中，冷却空气温度为约85°F(29.44℃)。由于不同的冷却机制，挤出管外表面以及挤出管表面内部具有不同的表面特征。已知冷却速率及方法影响聚丙烯的结晶过程，从而改变聚丙烯的形态(晶畴尺寸)及形貌(表面轮廓及平滑性)。
如本文所述的挤出薄片的示例性实施例的出乎预料的特征为所述薄片在弯曲形成圆形物品(如杯子)时形成明显平滑、无褶皱及折皱表面的能力。所述表面甚至在杯内部也是平滑并且无折皱的，在杯内部压缩力典型地易使材料(尤其具有大泡孔尺寸的低密度材料)压出褶皱。在示例性实施例中，如通过显微术所检测的绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料挤出薄片表面的平滑度是这样，即，使得当所述薄片在杯形成期间经受伸展及压缩力时，杯表面外部及内部中天然存在的压痕(褶皱或折皱)深度可以小于约100微米。在一个示例性实施例中，所述平滑度可以小于约50微米。在一个示例性实施例中，所述平滑度可以为约5微米或更低。在约10微米及更低的深度下，杯表面上的微小折皱是肉眼通常看不见的。
在一个示例性实施例中，由包括表层及绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料条带的薄片形成的绝缘杯具有约200微米深的自杯顶延伸至杯底的典型褶皱(深折皱)。在一个示例性实施例中，由仅包括绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料条带(无表层)的薄片形成的绝缘杯具有约200微米深的自杯顶延伸至杯底的典型褶皱。当挤出管内部在压缩模式中面向杯内部时，典型地形成具有从约100微米至约500微米深度的此类褶皱。褶皱及深折皱可能存在令人不满意的表面品质问题，从而使得最终的杯子不可用或是所不希望的。褶皱可以在其中薄片包括表层或不包括表层的情形下形成。
在示例性实施例中，所述绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料可以条带的形式挤出。然而，显微图像示出挤出条带内存在两个不同的层，即，无光泽的挤出管外层及有光泽的挤出管内层。两层之间的差异为归因于晶畴尺寸方面的差异的表面反射。如果使用黑色标记物给由显微镜检查的表面上色，则消除了反射并且两表面之间的差异可以是最低的或不可检测的。
在一个示例性实施例中，制备无任何表层的样品条带。使用黑色标记物来消除层间的反射方面的任何差异。图像示出泡孔尺寸及泡孔分布在整个条带厚度中是相同的。约200微米深的褶皱被视为，当泡孔壁在压缩力下坍塌时表面内的折叠。
在TA Instruments DSC 2910上在氮气气氛中进行的差示扫描量热法分析示出，随着冷却速率增加，所述条带的聚合物基质材料的结晶温度及结晶度降低，如下面的表10中所示。
表10
差示扫描量热法数据显示结晶及随后二次加热熔化温度及百分比结晶度对于结晶期间冷却速率的依赖性。绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料条带的示例性实施例可以具有在约160℃(320°F)与约172℃(341.6°F)之间的熔化温度、在约108℃(226.4°F)与约135℃(275°F)之间的结晶温度以及在约42％与约62％之间的结晶度百分比。
在示例性实施例中，如通过差示扫描量热法在每分钟10℃的加热及冷却速率下所测定的挤出薄片具有约162℃(323.6°F)的熔化温度、约131℃(267.8°F)的结晶温度以及约46％的结晶度。
出乎意料地发现，挤出管外表面在压缩模式中有利地起作用而不产生可感知的褶皱，并且因此杯子(或其他结构)可以有利地以挤出管外表面面向绝缘杯内部来制成。挤出管内层及挤出管外层对压缩力的抵抗性的差异可以归因于层形态的差异，这是因为它们在不同的冷却速率下结晶。
在形成挤出薄片的示例性实施例中，挤出管内表面可以通过水冷及压缩空气的组合来冷却。挤出管外表面可以通过使用具有循环水及空气出口的鱼雷形物由压缩空气来冷却。较快冷却速率可以导致形成较小尺寸晶体。典型地，冷却速率越快，所形成的较小晶体的相对量愈大。在Panalytical X'pertMPD Pro衍射仪上，使用Cu辐射在45KV/40mA下进行绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的示例性挤出薄片的X射线衍射分析。已证实，挤出管外表面具有约99埃的晶畴尺寸，而挤出管内表面具有约114埃的晶畴尺寸。在示例性实施例中，绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的挤出条带可以具有低于约200埃的晶畴尺寸。在示例性实施例中，绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的挤出条带可以具有优选地低于约115埃的晶畴尺寸。在示例性实施例中，绝缘性泡孔式非芳香族聚合物材料的挤出条带可以具有低于约100埃的晶畴尺寸。
刚度
测试方法
测试法与实例1中对于刚度测试所述的相同。
测试结果
刚度测试结果在下面的表11中示出。
表11
绝缘性
测试方法--壁温
使用由上文所述的配制品形成的绝缘杯，所述绝缘杯具有约0.18g/cm3的密度以及约0.074英寸(1.8796mm)的壁厚。将200°F(93.3℃)下的热液体置于所述杯子中。
测试结果
在所述杯外壁上测量的温度为约151°F(66.1℃)，其中下降了约49.0°F(27.2℃)。在五分钟的一段时间内观测到最大温度为在约151°F(66.1℃)下的峰值。
以热导率形式进行绝缘性测试。
测试方法--热导率
此测试测量在环境温度以及93℃(199.4°F)下测量的本体热导率(W/m-K)。使用ThermTest TPS 2500S热常数分析仪仪器，采用ISO/DIS22007-2.2的测试法并且使用低密度/高绝缘选项。所有测量均使用具有绝缘的TPS传感器#5501 0.2521英寸半径(6.403mm半径)。使用0.02瓦功率，进行20秒测试。记录使用点100-200的数据。
测试结果
测试结果在下面的表12中示出。
表12-平均热导率结果
| 温度(℃) | 平均热导率(W/m-K) | 标准差(W/m-K) |
| 21 | 0.05792 | 0.00005 |
| 93 | 0.06680 | 0.00025 |
实例3-配制和挤出
DAPLOYTM WB140聚丙烯均聚物(可购自波利亚里斯公司)用作所述聚丙烯基础树脂。可购自布拉斯科公司的F020HC(聚丙烯均聚物树脂)用作所述次要树脂。将所述两种树脂与以下物质共混：作为化学发泡剂的HydrocerolTM CF-40ETM、作为成核剂的滑石、作为物理发泡剂的CO2、增滑剂、以及作为着色剂二氧化钛。可以将所述着色剂添加到所述基础树脂或所述次要树脂中并且可在所述两种树脂的混合前进行。百分比为：
81.45％主要树脂：Borealis WB140HMS高熔体强度均聚物聚丙烯
15％次要树脂：Braskem F020HC均聚物聚丙烯
0.05％化学发泡剂：Clariant Hyrocerol CF-40ETM
0.5％成核剂：Heritage Plastics HT4HP滑石
1％着色剂：Colortech 11933-19TiO2PP
2％增滑剂：AmpacetTM 102823Process Aid LLDPE(线性低密度聚乙烯)，可购自安配色公司
2.2lbs/hrCO2物理发泡剂引入所述熔融树脂中。
所形成条带的密度在从约0.140g/cm3至约0.180g/cm3的范围内。
将所述配制品加入挤出机料斗中。所述挤出机将所述配制品加热以便形成熔融树脂混合物。向此混合物中添加CO2以便使所述树脂膨胀并且减小密度。如此形成的混合物经由模头挤出成条带。然后切割条带并且形成绝缘杯10。
将所述二氧化碳注入所述树脂共混物中以使所述树脂膨胀并且减小密度。将如此形成的混合物经由模头挤出成薄片。然后切割所述薄片并且形成杯子。
实例3-测试结果
根据实例3形成的材料的测试结果显示所述材料具有约0.1615g/cm3的密度及约0.066英寸(1.6764mm)的标称薄片规格。
可微波性
使用此材料生产的容器填充有12盎司的室温水并且在FISOTM微波站(1200瓦)微波炉中加热持续2.5分钟，无燃烧或焦化或对所述容器的其他可见影响。比较而言，在同一微波炉中加热的纸杯在不到90秒内焦化或燃烧。比较而言，在同一微波炉中加热的聚乙烯对苯二甲酸酯(PTFE)泡沫杯在2.5分钟后示出了具有可见影响的重度形变。
刚度
测试方法
杯样品处于72°F(22.2℃)以及50％的相对湿度下。使用含有负载单元(load cell)的水平测力计进行杯子硬度/刚度测试以便测量当暴露于以下测试条件时杯子的抵抗力：(a)所述杯子上的测试位置为自杯边向下1/3；(b)测试行进距离为0.25英寸(6.35mm)；以及(c)测试行进时间为10秒。
测试结果
当平均壁厚为约0.066英寸(1.7018)、平均密度为约0.1615g/cm3、并且平均杯重为约11.5g时，所述材料的刚度在下面的表13-14中示出。
表13-刚度测试结果
表14-表13中刚度测试结果的汇总
绝缘性
热测试方法
使用如下典型的工业上的杯绝缘测试方法进行温度测试：
1.用胶将(杯外部)表面温度热电偶附接到杯子上。
2.用玻璃胶带将热电偶胶带附接到杯子上，这样使得热电偶位于杯子中间与接缝相对。
3.将水或其他水性液体加热至接近沸腾，如在微波中。
4.用球温度计连续搅拌所述热液体，同时观测液体温度。
5.记录热电偶温度。
6.当所述液体达到200°F(93.3℃)时，将所述液体倒入所述杯子中至几乎充满。
7.将盖置于所述杯子上。
8.记录表面温度持续最少5分钟。
在测试完成时，在测试点测量所述材料的密度和厚度。密度为约0.1615g/cm3。材料厚度为约0.066英寸(1.6764mm)。平均杯重为约11.5g。
测试结果
将约200°F(93.3℃)下的热液体置于所述杯子中持续约5分钟。5分钟后，所述液体能够维持约192°F(88.9℃)的温度。所述杯子内的水的温度在下面的表15中示出。
表15-所述杯子内的水温汇总
引入热液体五分钟后，所述杯子的外表面壁上测量的温度为约120.8°F(49.3℃)，与内部水温相比产生了约71.2°F(39.6℃)的差异。在五分钟的一段时间内观测到最大温度为在约135.5°F(57.5℃)下的峰值。所述表面温度越低并且所述内部水温越高，所述杯材料的绝缘特性越佳，因为所述材料最小化了在所述液体与所述杯材料的外部之间的热传递。当密度为约0.1615g/cm3、壁厚为约0.066英寸、并且杯重为约11.5g时，所述杯表面温度和水温数据在图11-12中示出。
冷测试方法
使用如下典型的工业上的杯绝缘测试方法进行温度测试：
1.将装有水的冰壶冷冻过夜
2.用胶将(杯外部)表面温度热电偶附接到杯子上。
3.用玻璃胶带将热电偶胶带附接到杯子上，这样使得所述热电偶位于所述杯子中间与接缝相对。
4.取出冷冻过夜后的装有水的冰壶
5.用球温度计观测液体温度
6.记录热电偶温度。
7.将冷冻的液体(32.5°F)倒入杯中至几乎充满。
8.将盖置于杯子上。
9.记录表面温度持续最少10分钟。
在测试完成时，在测试点测量所述材料的密度和厚度。密度为约0.1615g/cm3。材料厚度为约0.066英寸(1.6764mm)。平均杯重为约11.5g。
测试结果
将在约32.5°F(0.28℃)下的冷液体置于所述杯子中持续约10分钟。10分钟后，所述液体能够维持约33.7°F(0.94℃)的温度。所述杯子内的水的温度在下面的表16中示出。
表16-所述杯子内水温汇总
引入冷液体十分钟后，所述杯子的外表面壁上测量的温度为约51.9°F(11.06℃)，与内部水温相比产生了约18.2°F(10.12℃)的差异。在十分钟的一段时间内观测到最小温度为在约50.5°F(10.28℃)下谷底值。所述表面温度越高并且所述内部水温越低，所述杯材料的绝缘特性越佳，因为所述材料最小化了在所述杯材料的外部与所述液体之间的热传递。当密度为约0.1615g/cm3、壁厚为约0.066英寸、并且杯重为约11.5g时，所述杯表面温度和水温数据在以下图13-14中示出。
实例4-用于形成托盘的方法
可以通过单或双层压方法来制造如本文中所披露的材料薄片。
将所述薄片与约0.002英寸厚的流延聚丙烯薄膜一起层压(可在一侧或两侧上进行)，在离线热成形过程中设立(但是在线方法也是可能的)。
将盘卷物(Roll stock)装在机器上。将盘卷物进料到烘箱中，其中所述材料在所述烘箱中被加热以提供适当的成形条件。匹配(凸-凹)的金属工具将所述加热的薄片形成为所希望的尺寸。使用匹配的金属工具来形成部件的芯和空腔侧的定义。可以或不可以使用过程变量，如真空以及成形空气(form air)。修整如此形成的薄片。修整可以在模具中进行，或是后修整。将此实例4中的托盘进行后修整，其中所形成的物品保留在腹板中，因为它继续到切边机，在所述切边机中它从所述腹板进行修整。图15示出了根据本披露形成的托盘。
易碎性
易碎性可以定义为对引起破碎的撕裂或穿孔的抵抗性。
测试方法
使用ASTM D1922-93中所述的埃尔门多夫测试法。撕裂半径为1.7英寸(43.18mm)。
测试结果
测试结果在下面的表17-18中示出。当与EPS相比时，如本披露的一个示例性实施例中所形成的材料提供了在泡沫侧面-顶部取向(foam side-toporientation)和泡沫侧面-底部取向(foam side-bottom orientation)二者上的优越的撕裂力抵抗性。
表17-测试结果
表18-测试结果汇总
注意不存在发泡聚苯乙烯横向方向测试所获得的数据，这是因为发泡聚苯乙烯因制造方法不具有材料取向(即，机器方向或横向方向)。如本披露的一个示例性实施例中所形成的层片结构对材料提供了出乎预料的抗撕裂性。对于顶部泡沫取向，所测试材料的范围(计算如下：下限＝平均值-(3×标准差)；上限＝平均值+(3×标准差))在机器方向上为约191克-力至约354克-力并且在横向方向为约129克-力至约308克-力。对于顶部泡沫取向，所测试材料的范围在机器方向上为约251克-力至约345克-力并且在横向方向为约138克-力至约305克-力。比较而言，所测试的发泡聚苯乙烯材料的范围为约103克-力至约121克-力。
抗穿孔性
测试方法
测定穿刺杯侧壁及底部所需的力及行程。以设定为每分钟10英寸(254mm)行进速度的压缩模式使用英斯特朗仪器。使用在英斯特朗底座上的杯穿孔测试夹具。此夹具使杯子套在适合杯内部的形状上，其中顶表面垂直于所述英斯特朗测试仪的行程。所述夹具的一英寸直径孔应向上安置。所述英斯特朗仪器移动的部分应装配0.300英寸(7.62mm)直径的穿孔器。在所述测试夹具中，所述穿孔器与所述孔对准。将杯子置于所述夹具上方并且记录穿刺杯侧壁所需的力及行程。在三个均匀隔开的位置重复进行侧壁穿孔测试，但不在所述杯子的接缝上进行穿孔测试。测试所述杯底部。除不使用夹具外，这应以与侧壁测试相同的方式进行。仅将所述杯子倒置于所述英斯特朗的底座上，同时在所述杯底部的中心上使所述穿孔器向下。
测试结果
典型侧壁穿孔及底部穿孔的结果在下面的表19中示出。
表19-穿孔测试结果
缓慢穿孔抗性-吸管
测试方法
使用如ASTM D-3763-86中所述的缓慢穿孔抗性测试法，当与发泡聚苯乙烯相比时，如所形成的材料提供了在侧面-顶部和侧面-底部二者上的优越的穿孔抵抗性。如所形成的材料由于薄膜的层压和取向具有出乎预料的缓慢穿孔抗性。测试结果在下面的表20-23中示出。
测试结果
表20-测试的材料泡沫侧面-顶部
测试的材料泡沫侧面-底部
表21-比较：发泡聚苯乙烯
表22-纸包裹的发泡聚苯乙烯
表23-表20-22中的缓慢穿孔-吸管测试结果的汇总
落镖(Dart Drop)
测试方法
如所形成的材料提供了优越的如ASTM D-1709中所述的穿孔抵抗力。落镖冲击值是当从26英寸处落镖时产生50％的失败所需要的质量的度量。测试结果在下面的表24中示出。
测试结果
表24-落镖(26英寸)
实例5-成形
根据在上文实例3中所述的方法制造材料。将样品标记为样品A和样品B用于鉴别。
样品A是所述材料本身。
样品B是已经如下层压有印刷薄膜的材料。
所述薄膜由三个层组成：芯层以及两个表层。所述芯层是基于聚丙烯的并且构成所述薄膜的90％。所述两个表层是聚丙烯和聚乙烯的共混物，并且每个表层构成所述薄膜的5％。在柔性版***中使用印刷油墨印刷所述薄膜，所述印刷油墨是基于反向印刷的溶剂的。
如下将所述薄膜层压到实例1中形成的薄片上。用无溶剂粘合剂以每令1.5lbs来涂覆0.7μm厚薄膜。所述粘合剂由2份氨基甲酸乙酯以及1份异氰酸基环氧粘合剂构成。将涂覆的薄膜夹到在实例1中形成的材料上。可以通过不同的方法(如，但不限于，柔版印刷以及卷绕辊***)进行层压。
实例5-测试结果
泡孔尺寸
实例5中所形成的材料具有在横方向(CD)上的18.45密耳高×8.28密耳宽的平均泡孔尺寸。纵横比为2.23。在机器方向(DD)上的平均泡孔尺寸是19.54密耳高×8.53密耳宽。纵横比为2.53。
热导率
在21℃和93℃下测量两个样品的本体热导率(W/m·K)。ThermTestTPS 2500S热常数分析仪(可购自赛默测试公司(ThermTest,Inc.))是所选择的用于所有本体热导率测量的仪器。TPS 2500S分析仪满足ISO标准ISO/DIS 22007-2.2。
对于样品A存在包括的四个原料薄片并且对于样品B存在包括的两个原料薄片。样品A具有1.8mm的标称厚度并且样品B具有2.0mm的标称厚度。简言之，所述TPS分析仪***的基本原理是样品在各个方向围绕TPS传感器并且在所述传感器中形成的热向各个方向自由扩散。热传导方程的解假设所述传感器处于无限介质中，所以对数据的测量和分析必须考虑由样品边界所产生的限制。
将每个泡沫样品分层以增加可用的样品厚度并且允许最佳的测量参数。对于样品A，切割12个近似50平方毫米的样片并且在所述TPS传感器的每侧上使用6层。对于样品B，切割8个近似50平方毫米的样片并且在所述TPS传感器的每侧上使用4层。
为了测量所述分层泡沫样品，使用低密度/高绝缘分析方法。此方法对于以0.1W/m·K(以及更低)的数量级确定低密度/高绝缘材料的本体热导率是有用的。校准较小的TPS传感器以纠正通过连接线的热损失，并且因此，无论所使用的TPS，本体热导率结果是精确的并且与所述TPS***一致。对于用于这些测量的TPS传感器的校准，用TPS传感器#5501(6.403mm半径)测量表征过的挤出聚苯乙烯样品。发现传感器具体校准系数是0.000198。将实验装置置于CascadeTM TEK型TFO-1强制通风的实验室烘箱的腔室中。用机载的瓦特隆“斜升与浸泡控制器”(onboard Watlow“ramp&soakcontroller”)来监测腔室温度。实施60分钟的松弛期以确保所述泡沫样品是等温的。通过运行初步的TPS测量来检查界面温度以确认等温稳定性。在每个温度下对每个样品进行多次测量以确认重现性。
使用所述TPS标准分析方法以及所述低密度/高绝缘选项来进行测量。使用具有绝缘的TPS传感器#5501(6.403mm半径)。确定40秒测试以及0.02瓦的功率是最佳测试参数。
测试结果在下面的表25和26中示出。
表25
样品A-本体热导率结果
表26
样品B-本体热导率结果
实例6-配制和挤出
DAPLOYTM WB140HMS聚丙烯均聚物(可购自波利亚里斯公司)用作所述聚丙烯基础树脂。PP 527K(聚丙烯均聚物树脂(可购自沙特基础工业公司))用作所述次要树脂。将所述两种树脂与以下物质共混：作为主要成核剂的HydrocerolTM CF-40ETM(可购自科莱恩公司)、作为次要成核剂的滑石、作为发泡剂CO2、作为增滑剂的AmpacetTM 102823LLDPE(线性低密度聚乙烯)(可购自安配色公司)、以及作为着色剂的二氧化钛。可以将所述着色剂添加到所述基础树脂或所述次要树脂中并且可在所述两种树脂的混合前进行。百分比为：
76.45％主要树脂
20％次要树脂
0.05％主要成核剂
0.5％次要成核剂
1％着色剂
2％增滑剂
将所述配制品加入挤出机料斗中。所述挤出机将所述配制品加热以便形成熔融树脂混合物。向这种混合物中加入
2.2lbs/hr CO2
将所述二氧化碳注入所述树脂共混物中以使所述树脂膨胀并且减小密度。将如此形成的混合物经由模头挤出成薄片。然后切割所述薄片并且形成杯子。
实例6-测试结果
根据实例6形成的材料的测试结果显示所述材料具有约0.164g/cm3的密度及约0.067英寸(1.7018mm)的标称薄片规格。
刚度
测试方法
样品处于73°F(22.8℃)以及50％的相对湿度下。使用含有负载单元(load cell)的水平测力计进行杯子硬度/刚度测试以便测量当暴露于以下测试条件时杯子的抵抗力：(a)所述杯子上的测试位置为自杯边向下1/3；(b)测试行进距离为0.25英寸(6.35mm)；以及(c)测试行进时间为10秒。
测试结果
当平均壁厚为约0.067英寸(1.7018mm)、平均密度为约0.164g/cm3、并且平均杯重为约10.6g时，所述材料的刚度在下面的表27-28中示出。
表27A-刚度测试结果
表27B
表27C
表27D
表27E
表28-表27A-E的刚度测试结果的汇总
绝缘性
测试方法
使用如下典型的工业上的杯绝缘测试方法：
·用胶将(杯外部)表面温度热电偶附接到杯子上。
·用玻璃胶带将热电偶胶带附接到所述杯子上，这样使得所述热电偶位于所述杯子中间与接缝相对。
·将水或其他水性液体加热至接近沸腾，如在微波中。
·用球温度计连续搅拌所述热液体，同时观测液体温度。
·记录热电偶温度。
·当所述液体达到200°F(93.3℃)时，将所述液体倒入所述杯子中至几乎充满。
·将盖置于所述杯子上。
·记录表面温度持续最少5分钟。
测试结果
使用由上文所述的配制品形成的杯子，所述杯子具有约0.067英寸(1.7018mm)的平均壁厚、约0.164g/cm3的平均密度、以及约10.6g的平均杯重。将200°F(93.3℃)下的热液体置于所述杯子中。
测试结果
5分钟后在所述杯外壁上测得的温度为约139.2°F(59.5℃)，产生了约60.8°F(33.8℃)的下降，如图16中所示。在五分钟的一段时间内观测到最大温度为在约143.2°F(61.8℃)下的峰值，如图16中所示。温度越低，所述杯材料的绝缘特性越佳，这是因为所述材料减少了自所述液体至所述杯材料外部的热传递。
实例7-配制和挤出
DAPLOYTM WB140HMS聚丙烯均聚物(可购自波利亚里斯公司)用作所述聚丙烯基础树脂。PP 527K(聚丙烯均聚物树脂(可购自沙特基础工业公司))用作所述次要树脂。将所述两种树脂与以下物质共混：作为主要成核剂的HydrocerolTM CF-40ETM(可购自科莱恩公司)、作为次要成核剂的滑石、作为发泡剂CO2、作为增滑剂的AmpacetTM 102823LLDPE(线性低密度聚乙烯)(可购自安配色公司)、以及作为着色剂的二氧化钛。可以将所述着色剂添加到所述基础树脂或所述次要树脂中并且可在所述两种树脂的混合前进行。百分比为：
56.45％主要树脂
40％次要树脂
0.05％主要成核剂
0.5％次要成核剂
1％着色剂
2％增滑剂
将所述配制品加入挤出机料斗中。所述挤出机将所述配制品加热以便形成熔融树脂混合物。向这种混合物中加入
2.2lbs/hr CO2
将所述二氧化碳注入所述树脂共混物中以使所述树脂膨胀并且减小密度。将如此形成的混合物经由模头挤出成薄片。然后切割所述薄片并且形成杯子。
实例7-测试结果
根据实例7形成的材料的测试结果显示所述材料具有约0.166g/cm3的密度及约0.067英寸(1.7018mm)的标称薄片规格。
刚度
测试方法
样品处于73°F(22.8℃)以及50％的相对湿度下。使用含有负载单元(load cell)的水平测力计进行杯子硬度/刚度测试以便测量当暴露于以下测试条件时杯子的抵抗力：(a)所述杯子上的测试位置为自杯边向下1/3；(b)测试行进距离为0.25英寸(6.35mm)；以及(c)测试行进时间为10秒。
测试结果
当平均壁厚为约0.067英寸(1.7018mm)、平均密度为约0.166g/cm3、并且平均杯重为约10.6g时，材料的刚度在下面的表29-30中示出。
表29A-刚度测试结果
表29B
表29C
表30-表29A-C的刚度测试结果的汇总
绝缘性
测试方法
使用如下典型的工业上的杯绝缘测试方法：
·用胶将(杯外部)表面温度热电偶附接到杯子上。
·用玻璃胶带将热电偶胶带附接到所述杯子上，这样使得所述热电偶位于所述杯子中间与接缝相对。
·将水或其他水性液体加热至接近沸腾，如在微波中。
·用球温度计连续搅拌所述热液体，同时观测液体温度。
·记录热电偶温度。
·当所述液体达到200°F(93.3℃)时，将所述液体倒入所述杯子中至几乎充满。
·将盖置于所述杯子上。
·记录表面温度持续最少5分钟。
测试结果
使用由上文所述的配制品形成的杯子，所述杯子具有约0.067英寸(1.7018mm)的平均壁厚、约0.166g/cm3的平均密度、以及约10.6g的平均杯重。将200°F(93.3℃)下的热液体置于所述杯子中。
5分钟后在所述杯外壁上测得的温度为约144.3°F(62.4℃)，产生了约55.7°F(30.9℃)的下降，如图17中所示。在五分钟的一段时间内观测到最大温度为在约148.1°F(64.5℃)下的峰值，如图17中所示。温度越低，所述杯材料的绝缘特性越佳，这是因为所述材料减少了自所述液体至所述杯材料外部的热传递。
实例8-配制和挤出
DAPLOYTM WB140HMS聚丙烯均聚物(可购自波利亚里斯公司)用作所述聚丙烯基础树脂。F020HC(聚丙烯均聚物树脂(可购自布拉斯科公司))用作所述次要树脂。将所述两种树脂与以下物质共混：作为主要成核剂的HydrocerolTM CF-40ETM、作为次要成核剂的HPR-803i纤维(可购自美利肯)、作为发泡剂的CO2、作为增滑剂的AmpacetTM102823LLDPE、以及作为着色剂的二氧化钛。可以将所述着色剂添加到所述基础树脂或所述次要树脂中并且可在所述两种树脂的混合前进行。百分比为：
80.95％主要树脂
15％次要树脂
0.05％主要成核剂
1％次要成核剂
1％着色剂
2％增滑剂
将所述配制品加入挤出机料斗中。所述挤出机将所述配制品加热以便形成熔融树脂混合物。向这种混合物中加入
2.2lbs/hr CO2
将所述二氧化碳注入所述树脂共混物中以使所述树脂膨胀并且减小密度。将如此形成的混合物经由模头挤出成薄片。然后切割所述薄片并且形成杯子。
实例8-测试结果
根据实例8形成的材料的测试结果显示所述材料具有约0.166g/cm3的密度及约0.067英寸(1.7018mm)的标称薄片规格。
刚度
测试方法
样品处于73°F(22.8℃)以及50％的相对湿度下。使用含有负载单元(load cell)的水平测力计进行杯子硬度/刚度测试以便测量当暴露于以下测试条件时杯子的抵抗力：(a)所述杯子上的测试位置为自杯边向下1/3；(b)测试行进距离为0.25英寸(6.35mm)；以及(c)测试行进时间为10秒。
测试结果
当平均壁厚为约0.067英寸(1.7018mm)、平均密度为约0.166g/cm3、并且平均杯重为约10.6g时，所述材料的刚度在下面的表31-32中示出。
表31A-刚度测试结果
表31B
表31C
表31D
表31E
表32-表31A-E的刚度测试结果的汇总
绝缘性
测试方法
使用如下典型的工业上的杯绝缘测试方法：
·用胶将(杯外部)表面温度热电偶附接到杯子上。
·用玻璃胶带将热电偶胶带附接到杯子上，这样使得所述热电偶位于所述杯子中间与接缝相对。
·将水或其他水性液体加热至接近沸腾，如在微波中。
·用球温度计连续搅拌所述热液体，同时观测液体温度。
·记录热电偶温度。
·当所述液体达到200°F(93.3℃)时，将所述液体倒入所述杯子中至几乎充满。
·将盖置于所述杯子上。
·记录表面温度持续最少5分钟。
使用由上文所述的配制品形成的杯子，所述杯子具有约0.067英寸(1.7018mm)的平均壁厚、约0.166g/cm3的平均密度、以及约10.6g的平均杯重。将200°F(93.3℃)下的热液体置于所述杯子中。
测试结果
5分钟后在所述杯外壁上测得的温度为约144.8°F(62.7℃)，产生了约55.2°F(30.6℃)的下降，如图18中所示。在五分钟的一段时间内观测到最大温度为在约149.1°F(65.1℃)下的峰值，如图18中所示。温度越低，所述杯材料的绝缘特性越佳，这是因为所述材料减少了自所述液体至所述杯材料外部的热传递。
实例9-配制和挤出
实例9利用如在上文实例3中所述的相同的配制和挤出方法。
实例9-测试结果
根据实例9形成的材料的测试结果显示所述材料具有约0.160g/cm3的密度及约0.058英寸(1.473mm)的标称薄片规格。
刚度
测试方法
样品处于73°F(22.8℃)以及50％的相对湿度下。使用含有负载单元(load cell)的水平测力计进行杯子硬度/刚度测试以便测量当暴露于以下测试条件时杯子的抵抗力：(a)所述杯子上的测试位置为自杯边向下1/3；(b)测试行进距离为0.25英寸(6.35mm)；以及(c)测试行进时间为10秒。
测试结果
当平均壁厚为约0.058英寸(1.473mm)、平均密度为约0.160g/cm3、并且平均杯重为约9.9g时，所述材料的刚度在下面的表33-34中示出。
表33A-刚度测试结果
表33B
表33C
表33D
表34-表33A-E的刚度测试结果的汇总
绝缘性
测试方法
用来测试绝缘性的测试方法是如上文在实例3中所述的绝缘性测试方法。
使用由上文所述的配制品形成的杯子，所述杯子具有约0.058英寸(1.473mm)的平均壁厚、约0.160g/cm3的平均密度、以及约9.9g的平均杯重。将200°F(93.3℃)下的热液体置于所述杯子中。
测试结果
5分钟后在所述杯外壁上测得的温度为约142.1°F(61.2℃)，产生了约57.9°F(32.1℃)的下降，如图19中所示。在五分钟的一段时间内观测到最大温度为在约146.0°F(63.3℃)下的峰值，如图19中所示。温度越低，所述杯材料的绝缘特性越佳，这是因为所述材料减少了自所述液体至所述杯材料外部的热传递。
实例10-配制和挤出
实例10利用如在上文实例3中所述的相同的配制和挤出方法。
实例10-测试结果
根据实例10形成的材料的测试结果显示所述材料具有约0.186g/cm3的密度及约0.065英寸(1.651mm)的标称薄片规格。
刚度
测试方法
样品处于73°F(22.8℃)以及50％的相对湿度下。使用含有负载单元(load cell)的水平测力计进行杯子硬度/刚度测试以便测量当暴露于以下测试条件时杯子的抵抗力：(a)所述杯子上的测试位置为自杯边向下1/3；(b)测试行进距离为0.25英寸(6.35mm)；以及(c)测试行进时间为10秒。
测试结果
当平均壁厚为约0.065英寸(1.651mm)、平均密度为约0.186g/cm3、并且平均杯重为约11.9g时，所述材料的刚度在下面的表35-36中示出。
表35A-刚度测试结果
表35B
表35C
表35D
表35E
表36-表35A-E的刚度测试结果的汇总
绝缘性
测试方法
用来测试绝缘性的测试方法是如上文中实例3中所述的绝缘性测试方法。
测试结果
使用由上文所述的配制品形成的杯子，所述杯子具有约0.065英寸(1.651mm)的平均壁厚、约0.186g/cm3的平均密度、以及约11.9g的平均杯重。将200°F(93.3℃)下的热液体置于所述杯子中。
5分钟后在所述杯外壁上测得的温度为约144.5°F(62.5℃)，产生了约55.5°F(30.8℃)的下降，如图20中所示。在五分钟的一段时间内观测到最大温度为在约149.1°F(65.1℃)下的峰值，如图20中所示。温度越低，所述杯材料的绝缘特性越佳，这是因为所述材料减少了自所述液体至所述杯材料外部的热传递。
虽然上文仅详细描述了若干示例性实施例，但本领域普通技术人员将易于了解，在本质上不背离新颖的教导以及优势的情况下，在所述示例性实施例中很多改变是可能的。因此，所有此类改变均旨在包括在如以下权利要求书中所定义的本披露的范围内。
如在本说明书和所附的权利要求书中所使用的，除非上下文另外明确指出，单数形式“一个(a/an)”以及“所述(the)”包括复数指示物。本文中可能将范围表述为从“约”一个具体的数值，和/或到“约”另一个具体的数值。当表述此类范围时，另一个实施例包括从所述一个具体的数值和/或到所述另一个具体的数值。类似地，当数值被表述为近似值时，通过使用先行词“约”，应理解为所述具体的数值形成另一个实施例。此外，应理解这些范围中的每一个的端点既与另一个端点显著相关，又显著独立于另一个端点。
“任选的”或“任选地”指的是随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且指的是描述包含其中所述事件或情况发生的情形以及其不发生的情形。
遍及本说明书的说明及权利要求书，词语“包括(comprise)”及所述词语的变体，例如“包括着(comprising)”及“包括有(comprises)”，指的是“包含但不限于”，并且不旨在排除例如其他添加剂、组分、整数或步骤。“示例性”指的是“的实例”并且不旨在表达优选的或理想的实施例的指示。“例如”并非以限制性意义使用，而是出于说明性目的。
披露的是可以用于进行所披露的方法、设备以及体系的组分。本文中披露了这些以及其他组分，并且应理解当披露了这些组分的组合、子集、相互作用、组等时，虽然这些组分的各不同个体及共同组合及排列的特定参考物可能未明确披露，但对于所有方法、设备及体系，本文中对每一者都进行了具体考虑以及描述。此种情况应用于本申请的所有方面，包括(但不限于)所披露的方法中的步骤。因此，如果存在可以进行的多个附加步骤，则应理解这些附加步骤中的每一个都可以用所披露方法的任何特定实施例或实施例的组合进行。
对本领域普通技术人员而言将清楚的是可以在不背离范围或精神的情况下进行不同的改变和变更。从考虑本文中所披露的说明书及实践，其他实施例对于本领域普通技术人员将是明显的。旨在仅将本说明书及实例视为示例性的。
此外，应注意本文中所提及的任何公开物及文册都通过引用以其全文结合。
Claims (72)
1.一种聚合物配制品，包括
50-99.65wt％的主要基础树脂，
0-50wt％的次要树脂，
0-10wt％的增滑剂，
0-10wt％的着色剂，以及
0.35-1.5wt％的成核剂。
2.如权利要求1所述的聚合物配制品，其中，所述聚合物配制品包括50-85wt％的所述主要基础树脂。
3.如权利要求1或2所述的聚合物配制品，其中，所述聚合物配制品包括10-45wt％的所述次要树脂。
4.如权利要求1、2或3中任一项所述的聚合物配制品，其中，所述聚合物配制品包括0-5wt％的所述增滑剂。
5.如任一以上权利要求所述的聚合物配制品，其中，所述聚合物配制品包括0.4-1.2wt％的所述成核剂。
6.如任一以上权利要求所述的聚合物配制品，其中，所述聚合物配制品包括0.5-1.1wt％的所述成核剂。
7.如任一以上权利要求所述的聚合物配制品，其中，所述成核剂包括主要成核剂和次要成核剂。
8.如权利要求7所述的聚合物配制品，其中，所述聚合物配制品包括0.01-0.15wt％的所述主要成核剂和0.3-1.7wt％的所述次要成核剂。
9.如权利要求7或8所述的聚合物配制品，其中，所述聚合物配制品包括0.45-1.25wt％的所述次要成核剂。
10.如任一以上权利要求所述的聚合物配制品，其中，所述主要基础树脂是聚丙烯树脂。
11.一种用于制备绝缘性材料的方法，所述方法包括以下步骤
a)提供如任一以上权利要求中所述的聚合物配制品，
b)将所述聚合物配制品混合以形成混合的配制品，
c)将所述混合的配制品加热至熔融状态以形成熔融的混合配制品，
d)将至少一种发泡剂添加到所述熔融的混合配制品中，并且
e)以挤出物的形式挤出所述配制品。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述至少一种发泡剂选自由以下各项组成的组：二氧化碳、氮气、氦气、氩气、空气、水蒸气、戊烷、丁烷、氢氟烃、氢氟烯烃、卤代烷、卤代烷制冷剂及其混合物。
13.如权利要求11或12所述的方法，其中，步骤(d)包含以1.5lbs/hr-3lbs/hr的质量流动速率添加所述至少一种发泡剂。
14.如权利要求11、12或13中任一项所述的方法，其中，步骤(d)包括以2-2.4lbs/hr的质量流动速率添加二氧化碳。
15.通过如权利要求11至14中任一项所述的方法获得的一种产品。
16.一种聚合物材料，包括
a)具有长链支化的高熔体强度聚丙烯基础树脂，
b)第二聚合物，包括聚丙烯共聚物、聚丙烯均聚物、聚乙烯或其混合物，以及
c)至少两种成核剂，
其中所述聚合物材料是泡孔式的并且是非芳香族的。
17.如权利要求16所述的聚合物材料，其中，所述聚丙烯基础树脂具有单峰的分子量分布。
18.如权利要求16所述的聚合物材料，其中，根据ISO 16790，所述聚丙烯基础树脂材料具有至少36的熔体强度。
19.如权利要求16所述的聚合物材料，其中，所述聚丙烯基础树脂材料具有至少163℃的熔化温度。
20.如权利要求16所述的聚合物材料，其中，所述聚丙烯均聚物是结晶聚丙烯均聚物。
21.如权利要求20所述的聚合物材料，其中，所述结晶聚丙烯均聚物在10℃/min的冷却速率下具有超过51％的结晶相。
22.如权利要求16所述的聚合物材料，其中，所述聚丙烯共聚物是抗冲击聚丙烯共聚物。
23.如权利要求16所述的聚合物材料，其中，所述第二聚合物包括聚乙烯。
24.如权利要求23所述的聚合物材料，其中，所述聚乙烯选自由以下各项组成的组：低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、上述物质的至少两种的聚甲基丙烯酸甲酯混合物、及其组合。
25.如权利要求16所述的聚合物材料，其中，所述至少两种成核剂选自由以下各项组成的组：化学成核剂、物理成核剂、以及化学成核剂和物理成核剂的组合。
26.如权利要求25所述的聚合物材料，其中，所述化学成核剂是柠檬酸或柠檬酸基材料。
27.如权利要求25所述的聚合物材料，其中，所述物理成核剂选自由以下各项组成的组：滑石、CaCO3、云母、高岭土、甲壳素、硅铝酸盐、石墨、纤维素、以及上述物质的至少两种的混合物。
28.如权利要求16所述的聚合物材料，进一步包括发泡剂。
29.如权利要求18所述的聚合物材料，其中，所述发泡剂选自由以下各项组成的组：化学发泡剂、物理发泡剂、及其组合。
30.如权利要求19所述的聚合物材料，其中，所述物理发泡剂选自由以下各项组成的组：二氧化碳、氮气、氦气、氩气、空气、水蒸气、戊烷、丁烷、及其混合物。
31.如权利要求19所述的聚合物材料，其中，所述物理发泡剂选自由以下各项组成的组：氢氟烃、氢氟烯烃、卤代烷、或卤代烷制冷剂。
32.如权利要求31所述的聚合物材料，其中，所述氢氟烃是1,1,1,2-四氟乙烷。
33.如权利要求31所述的聚合物材料，其中，所述氢氟烯烃是1,3,3,3-四氟丙烯。
34.如权利要求18所述的聚合物材料，其中，所述发泡剂是物理发泡剂，并且进一步包括提高所述物理发泡剂的溶解度的加工助剂。
35.如权利要求19所述的聚合物材料，其中，所述物理发泡剂是至少一种气体，将所述至少一种气体在压力下以液体形式引入熔融树脂中。
36.如权利要求19所述的聚合物材料，其中所述化学发泡剂选自由以下各项组成的组：偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、苯磺酰肼、4,4-苯酚磺酰基氨基脲、对甲苯磺酰基氨基脲、偶氮二羧酸钡、N,N'-二甲基-N,N'-二亚硝基对苯二甲酰胺、三肼基三嗪、甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、氟甲烷、全氟甲烷、氟乙烷、1,1-二氟乙烷、1,1,1-三氟乙烷、1,1,1,2-四氟-乙烷、五氟乙烷、全氟乙烷、2,2-二氟丙烷、1,1,1-三氟丙烷、全氟丙烷、全氟丁烷、全氟环丁烷、氯甲烷、二氯甲烷、氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、1,1-二氯-1-氟乙烷、1-氯-1,1-二氟乙烷、1,1-二氯-2,2,2-三氟乙烷、1-氯-1,2,2,2-四氟乙烷、三氯一氟甲烷、二氯二氟甲烷、三氯三氟乙烷、二氯四氟乙烷、氯七氟丙烷、二氯六氟丙烷、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢铵、碳酸铵、亚硝酸铵、N,N'-二甲基-N,N'-二亚硝基对苯二甲酰胺、N,N'-二亚硝基五亚甲基四胺、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、偶氮环己腈、偶氮二氨基苯、偶氮二羧酸钡、苯磺酰肼、甲苯磺酰肼、p,p'-氧代双(苯磺酰肼)、二苯砜-3,3'-二磺酰肼、叠氮化钙、4,4'-二苯基二磺酰基叠氮化物、以及对甲苯磺酰基叠氮化物。
37.如权利要求16所述的聚合物材料，进一步包括增滑剂。
38.如权利要求37所述的聚合物材料，其中，所述增滑剂是脂肪或脂肪酸的酰胺、低分子量酰胺、或氟弹性体。
39.如权利要求38所述的聚合物材料，其中，所述脂肪酸酰胺是单不饱和的C18至C22酰胺。
40.如权利要求38所述的聚合物材料，其中，所述脂肪酸酰胺是芥酸酰胺或油酰胺。
41.如权利要求16所述的聚合物材料，进一步包括抗冲击改性剂、着色剂或化合物回收料中的至少一种。
42.如权利要求41所述的聚合物材料，其中，所述着色剂是二氧化钛。
43.如权利要求31所述的聚合物材料，其中，所述聚合物材料具有在机器方向上的约0.92mm的宽度和约0.27mm的高度的平均泡孔尺寸。
44.如权利要求16所述的聚合物材料，其中，所述聚合物材料具有在横向方向上的约0.52mm的宽度和约0.27mm的高度的平均泡孔尺寸。
45.如权利要求16所述的聚合物材料，其中，所述聚合物材料具有约1.0至约3.0的泡孔平均纵横比。
46.如权利要求45所述的聚合物材料，其中，平均泡孔纵横比是约1.0至约2.0。
47.如权利要求16所述的聚合物材料，其中，所述聚合物材料具有约0.01g/cm3至约0.19g/cm3的密度。
48.如权利要求47所述的聚合物材料，其中，所述聚合物材料具有约0.05g/cm3至约0.19g/cm3的密度。
49.如权利要求16所述的聚合物材料，其中，所述聚合物材料具有约0.1g/cm3至约0.185g/cm3的密度。
50.如权利要求16所述的聚合物材料，其中，根据ASTM D1922-93，所述聚合物材料具有在机器方向上的至少约282克-力的抗撕裂性。
51.如权利要求16所述的聚合物材料，其中，根据埃尔门多夫测试方法ASTM D1922-93，所述聚合物材料在机器方向上需要至少约282克-力来撕裂所述材料。
52.如权利要求16所述的聚合物材料，其中，根据如在ASTM D1922-93中所描述的埃尔门多夫测试方法，所述聚合物材料结构在横向方向上需要至少约212克-力来撕裂所述材料。
53.如权利要求16所述的聚合物材料，其中，根据埃尔门多夫测试方法ASTM D1922-93，所述聚合物材料在机器方向上需要在约213克-力至约351克-力范围内的力来撕裂所述材料。
54.如权利要求16所述的聚合物材料，其中，根据埃尔门多夫测试方法ASTM D1922-93，所述聚合物材料在横向方向上需要在约143克-力至约281克-力范围内的力来撕裂所述材料。
55.一种绝缘性容器，包括
a)如权利要求16所述的聚合物材料，
b)约1.4mm至约1.8mm的平均壁厚，以及
c)约0.16g/cm3至约0.19g/cm3的平均密度。
56.如权利要求55所述的绝缘性容器，其中，所述绝缘性容器在用约93.3℃的液体填充并且将盖置于所述容器上5分钟后具有约49℃至约63℃的外壁温度。
57.如权利要求55所述的绝缘性容器，其中，所述绝缘性容器在用约93.3℃的液体填充并且将盖置于所述容器上后小于5分钟具有最大外壁温度。
58.如权利要求57所述的绝缘性容器，其中，在用约93.3℃的液体填充并且将盖置于所述绝缘性容器上5分钟后，所述外壁温度低于所述最大外壁温度。
59.如权利要求16所述的聚合物材料，在21℃下具有约0.05136W/m-K的平均热导率。
60.如权利要求16所述的聚合物材料，在93℃下具有约0.06389W/m-K的平均热导率。
61.如权利要求16所述的聚合物材料，进一步包括印刷的层压薄膜，其中，所述聚合物材料在21℃下具有约0.05321W/m-K的平均热导率。
62.如权利要求16所述的聚合物材料，进一步包括印刷的层压薄膜，其中，所述聚合物材料在93℃下具有约0.06516W/m-K的平均热导率。
63.一种形成绝缘性聚合物材料的方法，所述方法包括
a)共混
i)具有长链支化的高熔体强度聚丙烯基础树脂，
ii)第二聚合物，包括聚丙烯共聚物、聚丙烯均聚物、聚乙烯或其混合物，以及
iii)至少一种泡孔成核剂，以形成树脂混合物，
b)加热所述树脂混合物，
c)将至少一种发泡剂添加到所述树脂混合物中，并且
d)挤出所述树脂混合物以形成于其中具有所形成的泡孔的结构。
64.如权利要求63所述的方法，其中，a)共混进一步包括iv)增滑剂、着色剂、或增滑剂和着色剂二者。
65.如权利要求63所述的方法，其中，所述发泡剂是物理发泡剂。
66.如权利要求65所述的方法，其中，所述物理发泡剂是二氧化碳。
67.如权利要求66所述的方法，其中，所述结构是薄片。
68.如权利要求67所述的方法，进一步包括e)切割所述薄片以及f)形成杯子。
69.一种聚合物材料，包括
a)具有长链支化的高熔体强度聚丙烯基础树脂，
b)第二聚合物，包括聚丙烯共聚物、聚丙烯均聚物、聚乙烯或其混合物，以及
c)至少两种成核剂，
其中，所述聚合物材料是泡孔式的、非芳香族的，并且具有约0.05g/cm3至约0.4g/cm3的密度。
70.如权利要求69所述的聚合物材料，其中，所述密度是约0.1g/cm3至约0.2g/cm3。
71.如权利要求70所述的聚合物材料，其中，所述密度是约0.13g/cm3至约0.19g/cm3。
72.如权利要求71所述的聚合物材料，其中，所述密度是约0.16g/cm3。
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| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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