CN1147826A - 热塑性树脂泡沫及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一个目的在于提供一种质轻、弯曲强度优异和具有十分恰当的压缩强度与永久压缩应变之间平衡的泡沫模塑制品,在这种泡沫当中,整粒外表面包裹着热塑性树脂低膨胀泡沫薄层的热塑性树脂高膨胀泡沫体通过该低膨胀泡沫薄层互相热熔结在一起。
Description
发明领域
本发明涉及热塑性树脂泡沫及其制造方法。
背景技术
热塑性树脂泡沫因重量轻而且具有优良的绝热性、柔性及可成形性等特点,而被广泛用作各种绝热体,例如屋顶绝热体或地面绝热体、弹性垫料以及各种内部装饰材料,如机动车内部装饰材料。
一般地说,上述热塑性树脂泡沫的一种已知的制备方法包括,将热塑性树脂预膨胀以获得可发珠粒料的步骤,以及继而实施将可发珠粒料装入模具使之二次膨胀并使珠与珠互相熔结从而获得模塑制品的步骤。
然而用上述制备热塑性树脂泡沫的方法得到的泡沫模塑制品的缺点在于强度,特别是弯曲强度不足。例如,在由上述可发珠粒料获得的珠状泡沫模塑制品中,每粒珠的表面生成了一层不可发的薄膜。因此,可以预料用这种方法获得的泡沫模塑制品具有高压缩强度。然而,在这种珠状泡沫模塑过程中,上述可发珠被装入模具中,接着发生二次膨胀同时互相熔结而成形,因此,珠与珠之间的熔结力很低。因而,当弯曲载荷施加于此泡沫模塑制品上时,很容易导致沿珠与珠之间熔结界面裂开和/或破裂,故而造成弯曲强度不足。
日本专利公开号4-16330公开了一种旨在改进由上述珠状膨胀方法制得的泡沫模塑制品的弯曲强度的方法。在这项先有技术公开的方法中,通过热塑性树脂预膨胀获得的可发珠借助压缩被装入模具中,然后向模具中通入压力比模具内高至少0.2kg/cm2的脱气蒸汽,使之二次膨胀/熔结,从而改善珠与珠之间的熔结力。可是,在此项先有技术描述的方法中,成形过程中获得的泡沫模塑制品受到脱气蒸汽的压缩。因此,为了防止由于过度压缩而引起的可发珠之间蒸汽流量的减少,脱气蒸汽的压力就无法提得很高。因此,珠与珠之间的熔结力仍不能充分提高,因而仍旧难以获得具有足够弯曲强度的泡沫模塑制品。
此外,上述先有技术所描述的方法还必须分两步进行,即将可发珠粒料预膨胀,然后再让预膨胀珠粒料在模具中二次膨胀并熔结,这就带来生产效率低的问题。
发明目的
本发明的主要目的是提供重量轻、弯曲强度优异且具有压缩强度与永久压缩应变间优异平衡的热塑性树脂泡沫及其制造方法。
本发明的另一目的是提供制造具有均匀而细小泡孔的热塑性树脂泡的方法。
发明公开
就一个广义的方面而言,本发明提供一种泡沫,其特征在于整粒外表面包裹着由热塑性树脂构成的低膨胀泡沫薄层的热塑性树脂高膨胀泡沫体通过该低膨胀泡沫薄层互相热熔结在一起。
在按照本发明的泡沫中,可发热塑性树脂粒料或环状物料象下面描述的那样发生膨胀,然后互相热熔结在一起。这时,低膨胀泡沫薄层之间会形成空隙,有些情况也会形成孔洞。但是,其尺寸一般不超过7mm,优选地不超过5mm,最优选不超过3.5mm,取决于低膨胀泡沫薄层及高膨胀泡沫的膨胀比,因为若该尺寸过大则厚度均一性及保持形状的能力均变差,而且各项物理性能也会下降。
就另一广义的方面而言,本发明提供一种制备泡沫的方法,该方法包括将含有发泡剂的可发热塑性树脂粒子或环状物料分散的步骤,以及通过把上述物料加热到超过此可发热塑性树脂中所含发泡剂的发泡温度使可发热塑性树脂粒子或环状物料发生膨胀的步骤。
下面依次说明按照本发明制备泡沫的方法及这种泡沫。
热塑性树脂
在按照本发明制备泡沫的方法中,首先将含有发泡剂的可发热塑性树脂粒子或环状物料分散。至于形成含有发泡剂的可发热塑性树脂的热塑性树脂,则可以是任何热塑性树脂,只要它是一种可发热塑性树脂就行。
关于这种可发热塑性树脂,例如可以举出,烯烃基树脂,诸如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯(以下将低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯或其混合物统称为“聚乙烯”)、无规聚丙烯、丙烯均聚物和嵌段聚丙烯(以下将无规聚丙烯、丙烯均聚物、嵌段聚丙烯,连同极少量的,一般不超过5wt%的乙烯,以及上述的混合物统称为”聚丙烯”)、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、ABS树脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚偏二氟乙烯、聚亚苯基硫醚、聚砜、聚醚醚酮以及上述的共聚物,而且这些热塑性树脂可以单独使用,或其中两种或多种组合使用。
上述热塑性树脂当中,烯烃基树脂,例如聚乙烯或聚丙烯及其混合物,就改善获得泡沫的可热成形性而言是优选的,其中高密度聚乙烯与丙烯均聚物的混合物是尤其优选使用的。
用于形成低膨胀泡沫薄层的热塑性树脂与用于形成上述高膨胀泡沫体的热塑性树脂必须是同一类型的树脂。
而且,上述热塑性树脂根据需要可以是交联的。优选使用交联热塑性树脂,因为在这种情况下,膨胀比提高了,因而获得的泡沫可以轻质化,同时热稳定性也可以获得改善。
如果上述热塑性树脂的交联度过高,则膨胀比降低且可热成形性也降低。另一方面,若热塑性树脂交联度过低,则热稳定性降低且泡孔在膨胀时破裂,因而无法获得均一的发泡孔。综上所述,上述交联度,按作为交联度指数的凝胶部分计,优选地为10-30wt%,更优选为10-20wt%.
对上述热塑性树脂的交联方法没有特别的限制,但是可以列举出几种方法:(1)利用电子束的交联方法、(2)采用有机过氧化物的方法以及(3)将硅烷改性热塑性树脂搀入/连同上述热塑性树脂一起熔融并捏合随后用水处理获得交联的方法。其中尤其以采用硅烷改性热塑性树脂的交联方法(3)为优选的。
(1)首先说明上述采用有机过氧化物使热塑性树脂交联的方法。
对上述有机过氧化物没有特别的限制,但是可以列举出过氧化二丁基、过氧化二枯基、过氧化叔丁基枯基、过氧化二异丙基等,其中过氧化二枯基和过氧化叔丁基枯基是优选的,而过氧化二枯基则是尤其优选的。
相对于每100重量份热塑性树脂而言有机过氧化物的用量优选地为0.5-5重量份,更优选1-3重量份,理由是如果该用量过大,则树脂发生分解反应使生成的泡沫带色,然而如果该用量过小,则热塑性树脂的交联不充分。
(2)下面说明上述的利用电子束使热塑性树脂交联的方法。
电子束照射的剂量优选地为1-20Mrad,且以3-10Mrad为尤其优选,因为,如果剂量过大,则由于施加了过度的交联使获得的泡沫膨胀比降低,而若剂量过小,则热稳定性降低,且发泡孔破裂,以至得不到均一的发泡孔。
对于施加电子束的方法并无特别的限制,但是,例如可以举出采用两个电子束发生器,让热塑性树脂从二者之间通过从而用电子束照射热塑性树脂的方法。
接着,(3)说明采用硅烷改性的热塑性树脂的交联方法,即优选的方法。
可以不加任何特别限制地使用上述硅烷改性热塑性树脂,只要它是一般所采用的。关于这类硅烷改性热塑性树脂,可以列举出硅烷改性聚乙烯热塑性树脂、硅烷改性聚丙烯热塑性树脂、硅烷改性乙烯-醋酸乙烯共聚物热塑性树脂以及硅烷改性聚苯乙烯热塑性树脂。由于具有高可发性,硅烷改性聚乙烯热塑性树脂、脂硅烷改性聚丙烯热塑性树脂以及硅烷改性聚苯乙烯热塑性树脂是优选的,而硅烷改性聚乙烯热塑性树脂和硅烷改性聚丙烯热塑性树脂又是更为优选的。
硅烷改性热塑性树脂,例如可以用不饱和硅烷化合物对热塑性树脂进行接枝改性来制备。
上述的不饱和硅烷化合物指的是通式R1SiR2 mY3-m所表示的化合物。
在该通式中,R1的例子可以列举出有机官能团,例如链烯基基团,诸如乙烯基、烯丙基、丙烯基、环己烯基等;缩水甘油基;氨基;2-甲基丙烯酰基;以及卤代烷基,如γ-氯乙基和γ-溴乙基。
在该通式中,R2代表脂族饱和烃基或芳族烃基,其中可列举出甲基、乙基、丙基、癸基或苯基。
此外,m代表0、1或2。
在该通式中,Y代表可水解有机基,其中可列举出甲氧基、乙氧基、甲酸基、乙酸基、丙酸基、烷基或芳氨基;当m为0或1时,Y可以彼此相同也可以彼此不同。
上述的不饱和硅烷化合物中,通式为CH2=CHSi(OA)3的化合物是优选的。在该通式中,A是烃基,优选地含有1-8个碳原子,更优选含有1-4个碳原子,例如可举出乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酸基硅烷等作为优选的不饱和化合物。
当上述硅烷改性热塑性树脂含有甲氧基时,甲氧基接触到水便水解而生成羟基。
此羟基与其他分子的羟基互相反应生成Si-O-Si键,从而硅烷改性热塑性树脂就互相交联。此时,最好使用硅烷交联催化剂。
交联后的硅烷改性热塑性树脂的凝胶部分优选地为60-85wt%,因为,如果该数值过低,则交联密度降低,结果就降低了可发热塑性树脂的可发性,因此从改善膨胀稳定性的角度出发,该值更优选为70-80wt%.
按本发明,凝胶部分指的是树脂在120℃的二甲苯中浸泡24小时之后的残留重量与树脂在二甲苯浸泡前重量的重量百分比。
硅烷改性热塑性树脂的熔融指数的优选标准是,该硅烷改性热塑性树脂与加入了该树脂并与之共同熔融和捏合的热塑性树脂之间的熔融指数差不超过15g/10min。
这是由于,如果该差值大于1g/10min,则硅烷改性热塑性树脂就不能均匀地溶解在热塑性树脂当中。
相对于100重量份热塑性树脂,硅烷改性热塑性树脂的数量优选地为1-50重量份,更优选5-40重量份,且进一步优选10-30重量份,因为如果这个数量大了,则交联密度提高,结果降低所得泡沫的膨胀比,并使轻质特性变差;而如果该数量太小,则可发树脂组合物将不具有热膨胀过程中膨胀所必须的切变黏度,而且膨胀稳定性也会变差。
为了用硅烷改性热塑性树脂来交联热塑性树脂,根据需要可使用一种硅烷交联催化剂。
对上述硅烷交联催化剂没有特别的限制,只要它能促进硅烷改性热塑性树脂之间的交联反应即可,例如可举出二醋酸二丁锡、二月桂酸二丁锡、二月桂酸二辛锡、碘苯晴辛酸锡(tin octanoate)、油酸锡、碘苯晴辛酸铅(leadoctanoate)、2-乙基己酸锌、碘苯晴辛酸钴(cobalt octanoate)、萘酸铅、辛酸锌、硬脂酸锌等。
相对于100重量份热塑性树脂上述硅烷交联催化剂的用量优选地为0.001-2.5重量份,更优选0.01-2重量份,进一步优选0.1-1.5重量份,因为如果用量高了,则可发热塑性树脂的可发性降低,而如果用量少了,则硅烷改性热塑性树脂的交联反应速率降低。
把硅烷改性热塑性树脂加入到热塑性树脂中的方法并没有特别的限制,只要这种方法能均匀地加入树脂,只要这种方法能将热塑性树脂和硅烷改性热塑性树脂加入到单螺杆或双螺杆挤塑机当中去并对其进行溶剂捏合即可,例如可举出滚筒式溶剂捏合法以及捏合机溶剂捏合法。
用水处理的方法包括,除了将树脂浸泡在水中的方法之外,还可采用将树脂暴露在水蒸气中的方法,在这种情况下,若处理温度超过100℃,则该方法可以在加压下进行。
用于水处理的水和水蒸气的温度优选地在50-130℃,且尤其优选90-120℃,因为如果温度过低,则交联反应速率太低,而如果温度过高,则可发热塑性树脂粒子或环状物料会互相熔结。
水处理的时间优选地为5分钟-12小时,因为如果时间过短,则交联反应可能进行不完全,而如果时间过长,则可发热塑性树脂粒子或环状物料会互相熔结在一起。
发泡剂
对上面提到的发泡剂并无特别的限制,只要它的发泡温度高于所采用的热塑性树脂的熔融温度,例如可举出无机热解发泡剂,诸如碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、叠氮化合物及硼氢化钠;和有机热解发泡剂,诸如偶氮二酰胺、偶氮二异丁腈、N,N’-二亚硝基五亚甲基四胺、P,P’-二亚硝基五亚甲基四胺、P,P’-氧二苯磺酰肼、偶氮二碳酸钡以及三肼基三嗪,其中从卫生角度考虑偶氮二酰胺是极好的,由于易于调整分解温度和分解速率以及能产生大量的气体故而是优选的。在本发明中,发泡温度指的是分解型发泡剂的分解温度。
相对于100重量份热塑性树脂,发泡剂的数量优选地为1-25重量份,更优选地为5-15重量份,因为如果该数量过大,则由于泡孔破裂而得不到均匀的泡孔,而如果该数量过小,则无法实现发泡。
可发热塑性树脂的优选实例
在按照本发明的制备方法中,采用了含有上述发泡剂的可发热塑性树脂粒子或环状物料,而作为优选采用的上述可发热塑性树,是通过将两种彼此几乎不相容的非交联热塑性树脂与由这两种非交联热塑性树脂之一制成的硅烷改性热塑性树脂组合物共混制备的。由于该树脂含有两种彼此几乎不相容的非交联热塑性树脂,所以当树脂由上述硅改性热塑性树脂交联时便生成下面将要描述的”海-岛”型构造。
当树脂含有两种彼此几乎不相容的非交联热塑性树脂时,它们的混合重量比优选地为3∶7-7∶3,更优选为4∶6-6∶4,且进一步优选为5∶5,以便获得一种树脂均匀分散在另一种中、表面极其光滑的高膨胀比泡沫。
当上述两种彼此几乎不相容的非交联热塑性树脂之间熔融指数之差增大时会得到极为粗糙的海-岛构造,同时也得不到高膨胀比的泡沫。而另一方面,当二者之间熔融指数之差减小时,则不能生成均匀的海-岛构造因而也得不到高膨胀比的泡沫。因此,上述的熔融指数差优选地为3-25g/10min.,以便获得粒子细而均匀的泡沫构造,然而为了获得膨胀比较高的泡沫,则更优选地为5-13g/10min.,且进一步优选为7-11g/10min.。
在按照本发明的泡沫制造方法中,更优选的是,将1-50重量份的与两种非交联热塑性树脂之一相同种类的硅烷改性热塑性树脂、上述的硅烷交联催化剂和上述发泡剂,与100重量份的含有上述两种类型的非交联热塑性树脂的热塑性树脂共混。
由于上述两种非交联热塑性树脂彼此几乎不相容,当上述可发热塑性树脂组合物经一种挤塑机之类的设备共混时,就形成一种极其细密的海-岛构造,其中一种非交联热塑性树脂均匀而细密地分散在另一种非交联热塑性树脂中。
而且,采用与两种非交联热塑性树脂之一相同树脂的硅烷改性热塑性树脂会因热塑性树脂种类相同而择优溶解于一种非交联热塑性树脂中。此外,硅烷改性热塑性树脂能够在可发树脂组合物中均匀地扩散而不论它溶解在构成海的非交联热塑性树脂抑或者溶解在构成岛的非交联热塑性树脂中,因为这两种热塑性树脂采取了极其微细的海-岛结构形式。
当采用的硅烷改性热塑性树脂与构成海的非交联热塑性树脂属于同一类型时,此硅烷改性热塑性树脂择优地溶解在构成海的非交联热塑性树脂中,则硅烷改性热塑性树脂经用水处理而发生交联之后就优选地在连续层(海的部分)中形成一种交联构造,作为膨胀过程中连续层的海,因而也就是上述可发热塑性树脂,便获得适合整体膨胀的熔体黏度。
另一方面,当采用的硅烷改性热塑性树脂与构成岛的非交联热塑性树脂属于同一类型时,此硅烷改性热塑性树脂择优地溶解在构成岛的非交联热塑性树脂中,则硅烷改性热塑性树脂经用水处理而发生交联之后就优选地在非连续层(岛的部分)中形成一种交联构造,此时假定由于如下的作用树脂变得适合于膨胀,尽管这种机理尚未得到充分的证明。
构成岛的非交联热塑性树脂均匀而细密地分散着,而且构成岛的非交联热塑性树脂的粒子大小与热解发泡剂分解产生的气泡直径相比通常非常小,同时岛与岛的间隙与气泡直径相比也非常小,因此,从微观角度,热解发泡剂分解产生的气泡基本上被构成岛的非交联热塑性树脂连续地封闭起来。这样,气体被封闭在黏度适合于膨胀的层中,也不会将泡沫胀破,于是本发明采用的可发树脂组合物就具有了适合整体膨胀的熔体黏度。
用上述可发热塑性树脂制成的泡沫,其中存在一些交联密度比较低的部分,因此由于这些部分在发泡过程中具有流动性,故整个树脂热可成形性优异。
而且,此低交联密度部分可以被重新熔融,而高交联密度部分可以用作某种填料并可回收再用。
另一方面,允许把硅烷改性热塑性树脂的数量降低到每100重量份热塑性树脂组合物50重量份以下,以便降低成形过程中因交联引起的内应力,而这种可发树脂组合物经膨胀获得的泡沫具有优异的尺寸稳定性。
构成上述可发热塑性树脂粒子或环状物料的组合物的黏度在190℃时为5000泊-20000泊的范围。当达不到5000泊时,则黏度太低,此时由于泡沫承受不住膨胀时的发泡压力而易于破裂,因而得不到高膨胀比的泡沫。另一方面,当黏度在20000泊以上时,则过于黏度太高,此时由于发泡剂分解产生的泡沫气体造成的发泡压力不足,也得不到高膨胀比泡沫。本公开给出的熔体黏度值系按照JISK7199测得的。
另外,上述可发热塑性树脂中的凝胶部分优选地规定为10-30wt%,更优选为10-20wt%。如果该数值低于10wt%,则热稳定性降低,膨胀过程中发泡孔被胀破,故得不到均匀的泡沫间隙。另一方面,当凝胶部分高于30wt%时,则膨胀比下降,可热成形性也由于过度交联而下降。
粒料或环状物料
制备用于本发明的可发热塑性树脂粒子或环状物料的方法并无特别的限制,但是可以举出一种方法,将构成可发热塑性树脂粒子或环状物料(以下称粒子或环状物料为粒料)的热塑性树脂、热解发泡剂等喂入挤塑机,将其在低于热解发泡剂分解温度的温度下熔融和捏合,随后将之挤出成片状并将其冷却,再将其切断以制备可发热塑性树脂粒料,以及(2)一种方法,将热塑性树脂、热解发泡剂等喂入挤塑机,将其在低于热解发泡剂分解温度的温度下熔融和捏合,随后将之挤出成线料并将其冷却,再将其切断以制备可发热塑性树脂粒子或环状物料。
可发热塑性树脂粒子或环状物料的形状也没有特别的限制,但例如可以是六角形、园柱或球体,其中以六角形为最优选,因为当它们被分散时可发热塑性树脂粒料不会滚动。
当可发热塑性树脂粒子或环状物料为六角形时,六角形的每一边长度并无特别的限制,但优选地为0.1-50mm,且尤其优选为0.5-20mm,因为如果该长度过长,则制成的泡沫模塑制品中低膨胀泡沫薄层的比例降低,因而弯曲强度也会降低,而如果该长度过短,则泡沫气体的散逸增加。
分散
按照本发明,需将按上述方式制备的可发热塑性树脂粒子或环状物料分散。此种分散,例如可以在移动表面上进行,如在图1所示制造设备的传送带上进行,也可以在静止的表面上进行。
而且,可以将可发热塑性树脂粒子或环状物料这样分散使粒子或环状物料沿厚度方向不重叠,即形成单一的一层,或者使可发热塑性树脂粒子或环状物料沿厚度方向互相重叠。
关于将可发热塑性树脂粒子或环状物料分散,使之沿厚度方向不互相重叠的优选方法,例如可以举出(1)将大量的可发热塑性树脂粒料分散成一个个最小边基本上一样高的长方体并在保持最短边沿厚度方向取向的同时借助高频振动使其成为单层的方法,(2)将大量的可发热塑性树脂粒料分散成基本上一样高的立方体并借助高频振动使其成为单层的方法,以及(3)将按重叠的方式分散成基本上一样高的立方体形式的大量可发热塑性树脂粒料借助涂布机之类的设备转变成单层的方法,然而根据情况的不同,也可采用将一个个高度基本一样的可发热塑性树脂粒料互相不重叠地排列在一起的方法。
这里的高度指的是一个个可发热塑性树脂粒料按照被分散时取向的高度。
在上述的分散过程中,上述粒子或环状物料的优选分散方式应使被分散的可发热塑性树脂粒子或环状物料朝下的投影面积占到该被分散粒子或环状物料所占区域外边缘围成的面积的10-75%。
通过把分散后可发树脂粒料投影面积之和限制在上述所有区域投影面积总和的10-75%以内,就可以保证可发热塑性树脂粒料膨胀过程中有一定的脱气空间,以便通过各个可发树脂粒料在把夹于其间的空气赶出的同时膨胀从而制成无空隙的泡沫。而且,各个可发树脂粒料可以相互熔结/结合成整体不必顾虑膨胀空间不足,从而可以防止在制成的泡沫中形成空洞。
此外,还可以得到弯曲强度与柔软性匹配的泡沫,其方法在于把分散后的可发热塑性树脂粒子或环状物料的投影面积限制在上述各种区域投影总面积的10-75%以内,从而限制膨胀比范围和低膨胀泡沫薄层的厚度。
膨胀发泡
按照本发明的制备方法,将上述粒子或环状物料分散,随后将粒子或环状物料加热,使其温度到超过上述可发热塑性树脂中所含的发泡剂的发泡温度,于是粒子或环状物料便发生膨胀。
当可发热塑性树脂粒子或环状物料因加热而膨胀时,各个粒子或环状物料的表面及内部就变成低膨胀泡沫树脂薄层和高膨胀泡沫体,其中位于表面的低膨胀泡沫树脂薄层在膨胀时互相熔结,成为一个整体,这样就可以获得薄层模塑制品,其中整个外表面包裹着上述热塑性树脂低膨胀泡沫薄层的热塑性树脂高膨胀泡沫体通过该低膨胀泡沫薄层互相热熔结在一起。
本发明的制备方法能够通过将可发热塑性树脂粒料分散,并将其加热和膨胀使之熔结这种极为简单的方法获得泡沫,可省去可发热塑性树脂粒子或环状物料预膨胀步骤,因此是生产率极高的一种制备方法。
对上面提到的加热方法并无特别的限制,可以随意采用任何加热方法,只要它能将粒料加热到超过发泡剂的发泡温度即可。例如,可以采用电加热器、远红外线加热器、借助诸如热油或空气之类的加热介质循环而制成的加热设备来加热粒料。
再有,将可发热塑性树脂粒子或环状物料加热并膨胀使之熔结的方法除限制其厚度之外也没有特别的限制。例如,可以将上述可发热塑性树脂粒子或环状物料分散在两个板状物体之间,以便在保持两板间距离恒定的同时任其膨胀。另一种方法是,将可发热塑性树脂粒子或环状物料分散,然后将其保持在两板状体之间,然后让其膨胀,同时不断增加两板状体间的距离直至达到一定的尺寸。另外,还可以将可发热塑性树脂粒子或环状物料分散,然后将其保持两板状体之间,继而借助可发热塑性树脂粒子或环状物料膨胀过程中产生的膨胀压力从两个侧面同时增加两板状体间的距离。
可以用任何板状物件作为上述的板状物体,例如铁板、钢板、四氟乙烯带等均可使用。
而且,较好是将复合片材,即用纤维增强的热塑性树脂片材,例如置于上述板状体与可发热塑性树脂粒子或环状物料之间。在此种情况下,可以将上述热塑性树脂片材型材料布置在板状体与可发热塑性树脂粒子或环状物料之间的仅一侧。
当采用上述复合片材时,优选地预先将可发热塑性树脂粒子或环状物料分散在复合片材上,使复合片材与获得的泡沫成为一体。用这种方法时,将第二复合片材铺在分散好了的可发热塑性树脂粒子或环状物料上面,从而获得层合物。随后将该层合物加热到超过发泡剂的发泡温度,使可发热塑性树脂粒子或环状物料发生膨胀从而得到与层合物片材构成一体的泡沫。
在如同上述的至少一侧表面带有制成一体的热塑性树脂片状材料的泡沫中,泡沫整体的弯曲强度因层合上热塑性树脂片材而得到有效地改善。
除上述的复合片材之外,还可以采用诸如玻璃纸和切断纤维毡(它们从种属上被称为增强片材)等各种材料。
然而如果用于玻璃纸和切断纤维毡的玻璃纤维重量过重,则无法达到减轻成品泡沫重量的目的。另一方面,如果玻璃纤维重量太轻,则又无法达到改善成品泡沫强度的目的。因此,上述玻璃纤维的的用量优选地为10-500g/m2,更优选地50-300g/m2。
另外,对于用于上述复合片材的热塑性树脂,也并无特别的限制,然而可以举出,例如聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯等。再有,为了改善复合片材与泡沫部分的粘合力,优选地采用其热塑性树脂与泡沫用热塑性树脂属相同类型的复合片材。
关于用作复合片材的纤维,除玻璃纤维而外还可以举出诸如碳纤维之类的无机纤维、诸如芳酰胺纤维或尼龙纤维等有机纤维以及金属纤维等,而且这些纤维的织造布或非织造布均有供应。
如果上述增强片材的厚度过大,则无法达到减轻成品泡沫重量的目的,而如果厚度过小,则增强效果不够。所以,复合片材厚度优选地定为0.05-1mm,更优选为0.1-0.5mm。
为了按照本发明的制备方法以作为优选实例的、通过与硅烷改性热塑性树脂共混制成的可发热塑性树脂为原料制得泡沫,可用水处理硅烷改性热塑性树脂使之相互交联,然后加热到超过发泡剂的发泡温度,便获得这种泡沫。
根据需要,可以在用于上述可发热塑性树脂的热塑性树脂中加入增强材料,例如玻璃短纤维、碳短纤维或聚酯短纤维以及填料,例如碳酸钙、氢氧化铝或玻璃粉,以便改善泡沫的弯曲强度。
当加入短纤维作为增强材料时,相对于100重量份热塑性树脂,其优选的用量为1-20重量份,尤其优选3-10重量份,因为如果用量过大,则泡孔在膨胀过程中会破裂故得不到高膨胀比,而如果用量过小,则得不到提高所得泡沫强度的效果。
短纤维的长度优选地为1-20mm,尤其优选3-5mm,因为如果长度过长,则达不到减轻成品泡沫重量的目的,而如果长度过短,则达不到增强成品泡沫的目的。
当加入填料时,优选的用量为每100重量份热塑性树脂10-100重量份,尤其优选30-50重量份,因为如果用量过多,则达不到减轻成品泡沫重量的目的,而如果用量过少,则达不到增强成品泡沫的目的。
泡沫
按照本发明的泡沫是一种薄层模塑制品,其中整粒外表面包裹着热塑性树脂低膨胀泡沫薄层的热塑性树脂高膨胀泡沫体通过该低膨胀泡沫薄层互相热熔结在一起。
由于高膨胀泡沫体通过低膨胀泡沫薄层互相熔结在一起,故而各个低膨胀泡沫薄层提供了压缩强度,而高膨胀泡沫则提供柔性,同时由于此低膨胀泡沫薄层发生了膨胀,故也提供了高绝热性能。而且,整粒外表面包裹着构成泡沫的低膨胀泡沫薄层的高膨胀泡沫体借助膨胀过程中发泡压力通过低膨胀泡沫薄层彼此牢固地热熔结成整体,因此这些泡沫体不会沿热熔结界面分离和/或破裂,并且在保持高弯曲强度的同时又极为柔软。
上述的合适热塑性树脂可以用作形成上述高膨胀泡沫和低膨胀泡沫薄层的热塑性树脂,而且,本发明的泡沫还可以采用将发泡剂及其他任意成分与热塑性树脂混合而制成的可发热塑性树脂来获得。
整粒外表面包裹着低膨胀泡沫薄层的高膨胀泡沫体可以成形为沿厚度方向彼此不重叠的一个单层,在这种情况下,此高膨胀泡沫体沿着断面各方向,即沿纵向和横向,互相热熔结在一起。因此,除上面提到的泡沫柔性之外,由于低膨胀泡沫薄层沿泡沫的厚度方向延伸且此低膨胀泡沫薄层沿厚度方向均匀地生成,故此泡沫构成一种准桁架结构,因而弯曲强度得到进一步提高。
另一方面,此泡沫还可以具有多层构造,其中高膨胀泡沫体沿厚度方向多层堆砌,在这种情况下,当泡沫受到外加弯曲载荷时泡沫不会沿熔结界面分离和/或破裂。因此,可以获得柔性优异的泡沫。
当热塑性树脂含有高交联密度的优势交联部分以及低交联密度的极少交联部分,且二者具有海-岛构造时,此低交联密度部分成形时具有可流动性,因此该泡沫具有优异的可热成形性。
当上述低膨胀泡沫薄层的膨胀比过低时,泡沫的柔性就降低,同时导热性提高。另一方面,当低膨胀泡沫薄层的膨胀比过高时,则得不到高弯曲强度的泡沫。因此,低膨胀泡沫薄层的膨胀比优选地为1.1-10倍,更优选为1.2-7倍,且尤其优选为1.2-5倍。
如果低膨胀泡沫薄层过厚,则做不到泡沫的轻质化,而如果低膨胀泡沫薄层过薄,则得不到高弯曲强度的泡沫。因此,低膨胀泡沫薄层的厚度优选地为30μm-500μm,更优选为40μm-400μm,且尤其优选50μm-400μm。
低膨胀泡沫薄层的厚度可以不是均匀的,而可以是不均匀的。
这里所提到的低膨胀泡沫薄层厚度指的是低膨胀泡沫薄层沿泡沫横断面方向的平均厚度。
按照本发明,考虑到轻质化与弯曲强度之间的匹配,上述低膨胀泡沫薄层的膨胀比和厚度分别优选地为1.1-10倍和30μm-500μm,更优选地为1.2-7倍和40μm-400μm,且尤其优选为1.2-5倍和50μm-400μm。
如果高膨胀泡沫的膨胀比过低,则难以达到泡沫的轻质化,而且其导热性升高,造成所得泡沫的绝热性能降低,而如果该膨胀比过高,则得不到高弯曲强度的泡沫。因此,高膨胀泡沫的膨胀比优选地为20-50倍,更优选5-50倍,尤其优选10-35倍。
如果高膨胀泡沫的(颗粒)尺寸过大,则所得泡沫的弯曲强度降低,而如果该尺寸过小,则所得泡沫的表面光洁度降低。因此,高膨胀泡沫的(颗粒)尺寸优选地为5-10mm,尤其优选7-50mm。
高膨胀泡沫(颗粒)尺寸可以不是均匀的,而可以是不均匀的。
这里提到的高膨胀泡沫的(颗粒)尺寸指的是沿横断面各个方向尺寸当中最大的数值。
在构成按照本发明泡沫的构造中,高膨胀泡沫体通过低膨胀泡沫薄层互相热熔结,而该构造一般地呈片状。
在按照本发明的泡沫中,在其至少一个表面上可以层叠上一种由上述增强纤维和热塑性树组成的复合片材,从而可以进一步改善弯曲强度。
制备按照本发明泡沫的方法并非具体地局限于上述具有发明性的制备方法,但是可以择优地列举出(1)将可发热塑性树脂粒料分散、加热、使之膨胀并热熔结以制成泡沫的方法,同时还可以根据情况采用(2)预先制成热塑性粒状泡沫然后通过热熔结将其堆砌成整块泡沫。
发明效果
在如上所述的具有发明性的泡沫中,整粒外表面包裹着热塑性树脂低膨胀泡沫薄层的热塑性树脂高膨胀泡沫体通过该低膨胀泡沫薄层互相热熔结在一起。此低膨胀泡沫薄层能够改善泡沫的压缩强度,同时由于有了低膨胀度的发泡它还提供高绝热性能。此外,此低膨胀泡沫薄层还将各个高膨胀泡沫体牢固地互相熔结成一个整体,因此它还提供由传统珠粒料膨胀发泡制备的泡沫所达不到的充分的柔性。
而且,按照该具有发明性的制备上述泡沫的方法,可以以高生产率容易地制备具有上述优异性能的泡沫。
再有,按照本发明的一个优选的方面,采用一种190℃时熔体黏度为3000泊-20000泊的可发树脂组合物,从而使膨胀稳定性获得进一步的改善,并因而能够提供含有均匀泡孔构造、弯曲强度优异的高膨胀泡沫。
(1)当可发热塑性树脂中树脂凝胶的部分被控制在10-30wt%时,则对树脂实施的交联是适当的,于是便可以使生产出的泡沫在可成形性与热稳性之间得到平衡。
(2)当采用含有特定硅烷改性热塑性树脂、硅烷交联催化剂及发泡剂与规定数量的特定非交联热塑性树脂的混合物的可发热塑性树脂时,形成低交联密度部分,这部分在成形时具有流动性,因而热成形性优异,故可以获得热稳定性优异、均匀而且细致的发泡孔,因为整体上交联度掌握得适当,故熔体黏度合适,同时成品泡沫的弯曲强度也变得十分优异。
因此,按照本发明可以提供适合用作各种绝热体的泡沫,包括屋顶绝热体和地面绝热体、缓冲材料以及各种内部装饰材料,包括机动车内部装饰材料。
附图简述
图1是按照本发明方法制备泡沫的设备实例的正视立面图。
图2是另一个按照本发明方法制备泡沫的设备实例的正视立面图。
图3是实例23所得泡沫高膨胀部分的放大20,000倍的电子显微照片。
实施本发明的最佳模式
图1是用于按照本发明方法制备泡沫的设备实例的正视立面图,其中1和2表示增强片材,3表示含有发泡剂的热塑性树脂粒子或环状物料,5和6表示传送带,9和9表示加热设备,10和10表示冷却设备,11表示泡沫。
增强片材1被喂入传送带5,于是可发热塑性树脂粒子或环状物料3便由位于中途的粒子或环状物料分散器4分散在增强片材1上。随后增强片材2被喂入传送带6并铺在粒子或环状物料3上面,于是物料被相继喂入预热设备8和8、加热设备9和9、以及冷却设备10和10。7表示振动装置,用于使增强片材振动以便均化分散后的可发热塑性树脂粒子或环状物料3。
可发热塑性树脂粒子或环状物料3在预热设备8和8中预热并在加热设备9和9中加热至超过发泡剂发泡温度,于是发泡剂分解而热塑性树脂粒子或环状物料3熔融/膨胀,同时这些树脂粒子或环状物料相互熔结并熔结在增强片材1和2表面上。
加热设备9和9中的加热温度一般定为至少是发泡剂的发泡温度,而不超过发泡温度+20℃,例如约200℃。
膨胀并熔结的层合片材在冷却设备(冷却温度比如说大约30℃)10和10中进行冷却,以便抑制膨胀并调整到规定的厚度。
较好是,在上述的加热设备9和9及冷却设备10和10中,加热表面91和91及冷却表面101和101备有许多真空抽吸沟槽92和92以及102和102,以便保持厚度均匀和表面光洁。
这样就获得了泡沫11,它由热塑性树脂粒子或环状物料3膨胀形成的泡沫层112和熔结在其两面从而成形为一体的增强片材层构成。
图2表示另一个按照本发明方法制备泡沫的设备实例。图中,增强片材1b被喂入传送带5a。在增强片材1b的倾斜部分上面,来自粒子分散器4a的可发热塑性树脂粒子或环状物料3a被分散开来。上述热塑性树脂片材1b的倾斜表面部分备有热压台8a,它被加热至200-210℃的温度。因此,增强片材1b的表面就变成熔融状态,因而可发热塑性树脂粒子3a就粘在增强片材1b上面,而多余的粒子则下落。而下落的粒子可以重新使用。
然后,第二增强片材2a被铺在黏性热塑性树脂粒子3a上面,于是可发热塑性树脂粒子或环状物料3a由加热至大约200℃温度的热压台9a加热从而膨胀。于是,便获得了模塑制品11a。
下面说明按照本发明的泡沫制备方法及泡沫产品的具体实例。
可发热塑性树脂粒料的制备
高密度聚乙烯(三菱石油化学公司出品,商品名:EY40H,熔融指数(以下称MI):1.5g/10min.)、聚丙烯(1)(三菱石油化学公司出品,商品名:MA3,MI:11g/10min.)、聚丙烯(2)(三菱石油化学公司出品,商品名:MH8,MI:0.3g/10min.)、聚丙烯(3)(三菱石油化学公司出品,商品名:MA2A,MI:25g/10min.)以及硅烷改性聚丙烯(三菱石油化学公司出品,商品名:LINKLON XPM800HM,MI:11g/10min.,交联后凝胶部分:80wt%)按照下面的表1-3所示用量经过称重,进一步与0.1重量份作为交联催化剂的二月桂酸二丁锡和5重量份偶氮二酰胺(Otsuka Chemical公司出品,商品名:SO-20,发泡温度=210℃)混合,然后被送入直径30mm的双轴挤塑机中,在180℃温度下熔融/捏合并被挤出成厚度如表1-3所示、宽度为300mm的片材。随后片材经冷却并切断成宽5mm、长5mm的大小,在98℃的水中浸泡2小时,然后干燥,最后得到可发热塑性树脂粒料A。
实例1、3、5、9、11、13、15、17、19、21以及23
采用按上述方法获得的可发热塑性树脂粒料A以及如图1所示制造设备来制取泡沫。然而,在如图1所示制造设备中,未使用热塑性树脂片材1和2,而是将上述的可发热塑性树脂粒料A直接分散在传送带5上。进行分散时,掌握被分散的可发热塑性树脂粒料A实际占据区域的向下投影面积之和与该被分散粒子或环状物料所占区域外边缘围成的面积之比(分散投影面积比)为表1-3所示比例,并使之成为双层的。用于可发热塑性树脂粒料A的加热设备9和9的加热温度为210℃,粒料经加热10分钟发生膨胀,接着在冷却设备10和10内冷却10分钟,于是获得5mm厚的泡沫。
所得泡沫的膨胀比、低膨胀泡沫薄层的厚度、低膨胀泡沫薄层的膨胀比、高膨胀泡沫的膨胀比、泡沫状态、泡沫空隙状态、弯曲强度数值、25%压缩强度值、永久压缩应变、可热成形性等级以及热稳定性等级均按如下的方法做了测定。结果也一并载于表1-3。
(膨胀比)
按JISK6767测定。
(低膨胀泡沫薄层厚度)
观察了形成的泡沫断面并借助带有标尺的显微镜做了测量。
(低膨胀泡沫薄层膨胀比)
从泡沫上切取低膨胀泡沫薄层,然后按照JISK6767测定。
(高膨胀泡沫膨胀比)
从泡沫上切取高膨胀泡沫,然后按照JISK6767测定。
(泡沫外观)
观察了泡沫的表面及断面。
(泡沫空隙情况)
○:最大空隙内径值小于3.5mm。
△:最大空隙内径值大于3.5mm且小于7mm。
X:最大空隙内径值至少为7mm。
(弯曲强度)
将泡沫切成50mm×150 mm×50mm,在跨距100mm、加压速度50mm/min.、加压杆R=5以及n=5的弯曲载荷条件下进行了三点弯曲试验以测定弯曲强度值。
(破裂部分)
经施加上述弯曲载荷之后用肉眼观察破裂部分。
(25%压缩强度)
按照JISK6767测定。
(永久压缩应变)
按照JISK6767测定。
(可热成形性)
将几种敞口端部分R=5、直径=70mm和规定深度的带底圆筒的各自敞口部分用20mm×20mm×5mm的泡沫盖住,将泡沫加热到180℃,然后用直径为70mm的园柱件将其压入敞口凹陷部分,当泡沫开始破裂时测量泡沫被压入敞口凹陷部分的深度h(mm),按下式求得撑压比,然后根据下列标准分五级评定可热成形性:
撑压比(%)=(h/80)×100
可热成形性:
撑压比大于或等于75% …5
撑压比大于或等于60%,小于75% …4
撑压比大于或等于50%,小于60% …3
撑压比大于或等于30%,小于50% …2
撑压比不大于30% …1
(热稳定性)
将泡沫切成20mm×20mm×5mm,在210℃的大气中放置5分钟,然后置于23℃下冷却,用水下置换密度计测量体积V(mm3),然后通过下式求得体积变化(%),最后按如下标准分四级评价热稳定性:
体积变化(%)={(2000-V)}/2000×100
实例2、4、6、10、12、14、16、18、20、22以及24
将按上述的方式获得的可发热塑性树脂粒料A按照表1-3所示那样沿厚度方向不相互重叠地分散,通过图1所示的制造设备,用类似于实例1的方法制取泡沫。但是,用于热塑性树脂粒料A的加热设备9和9的加热温度为210℃,粒料被加热10分钟,膨胀,然后转移到温度设定在30℃的冷却设备10和10中冷却10分钟,得到10mm厚的泡沫。
针对获得的泡沫进行了类似实例1的各项特性测试,其结果载于下面的表1-3。
实例7
采用按上述方式得到的可发热塑性树脂粒料A和图1所示的制造设备制取泡沫。在实例7中,作为置于图1所示的制造设备的传送带5上的增强片材1,采用一种用45g/m2的玻璃纸(ORIBEST公司出品,商品名:FVP-045)增强的90g/m2高密度聚乙烯(三菱石油化学公司出品,商品名:JX10,MI:20g/10min.)片材制成的复合片材。将上述可发热塑性树脂粒料A分散在该复合片材上,得到的分散投影面积比示于表1,它是多层的。
随后,采用组成与上面的复合片材相同的片材作为如图1所示的增强片材2,使可发热塑性树脂粒料A在二复合片材之间膨胀和成形。在这种情况下,加热设备9和9的加热温度定为210℃,材料经加热10分钟膨胀,然后转移到温度设定在30℃的冷却设备10和10中,令其冷却30分钟,于是获得10mm厚的泡沫。
针对获得的泡沫进行了类似实例1的各项特性测试,其结果也载于下面的表1。
实例8
类似于实例7那样制取泡沫。但在实例8中,可发热塑性树脂粒料分散到纤维增强热塑性树脂片材上面的速率如表1所示,同时可发热塑性树脂粒料分散时沿厚度方向不相互重叠。成形的其它条件均类似于实例7,得到厚度10mm的泡沫。
仿照实例1测定所得泡沫的各项特性。结果也载于表1。
对照例1
将按照上面方式得到的可发热塑性树脂粒料A在一个温度为210℃的齿轮炉内加热10分钟,使它膨胀,然后进行空气冷却,获得发泡粒料。将发泡粒料加到内部尺寸为10mm×200mm×200mm的模具中,用170℃的手动压机加热5分钟,使之熔结,随后转移到设定温度30℃的冷却设备中,冷却10分钟,获得10mm厚的泡沫。
仿照实例1测定所得泡沫的各项特性。结果也载于下面的表1中。
表1
表2表3
实例 | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
树脂配混比 | HDPE | ||||||||
PP(1) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
PP(2) | |||||||||
PP(3) | |||||||||
硅烷交联PP | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | |
交联 | 交联后黏度(泊) | 21000 | 2100 | 2100 | 21000 | 2100 | 2100 | 2100 | 2100 |
凝胶部分(wt%) | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | |
树脂粒料 | 粒子厚度(mm) | 1.2 | 1.2 | 3 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 |
分散投影面积比(%) | 34.7 | 41.7 | 13.9 | 16.7 | 20.8 | 25.0 | 20.8 | 25.0 | |
分散状态 | 多层 | 单层 | 多层 | 单层 | 多层 | 单层 | 多层 | 单层 | |
泡沫 | 低膨胀薄膜厚度(μm) | 540 | 650 | 17 | 20 | 125 | 150 | 125 | 150 |
低膨胀薄膜膨胀比(倍数) | 1.05 | 1.05 | 17 | 14 | 4 | 3.5 | 4 | 3.5 | |
高膨胀薄膜膨胀比(倍数) | 38 | 40 | 23 | 23 | 28 | 32 | 28 | 32 | |
有否复合片材 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | 有 | 有 | |
泡沫状态 | 极好 | 极好 | 极好 | 极好 | 极好 | 极好 | 极好 | 极好 | |
泡沫空隙状态(4等级) | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | |
泡沫物理性能 | 弯曲强度 (kgf/cm2) | 0.20 | 0.22 | 0.20 | 0.21 | 0.27 | 0.29 | 0.51 | 0.57 |
破裂部分 | 泡沫 | 泡沫 | 泡沫 | 泡沫 | 泡沫 | 泡沫 | 泡沫 | 泡沫 | |
25%压缩强度(kgf/cm2) | 0.39 | 1.12 | 0.65 | 0.78 | 1.18 | 1.28 | 1.12 | 1.35 | |
永久压缩应变(%) | 8.8 | 8.2 | 5.5 | 5.1 | 6.5 | 6.1 | 7.5 | 7.3 | |
可热成形性(5等级评定) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
热稳定性(3等级评定) | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
在实例1-24的热塑性树脂粒料A的分散过程中,每一例的分散重量均为250g/m2。虽然在表1-3中未列出,实例1-24和对比例1中每一例获得的泡沫模塑制品的总膨胀比均为20倍。
正如从表1-3明显地看出的,实例1到24中泡沫的弯曲强度数值有大幅度的改善,均至少为0.12kg/cm2,然而对比例中获得的泡沫模塑制品的弯曲强度却只有0.076g/cm2,后者采用的是实施预膨胀并在成形过程中再次膨胀的珠粒料膨胀/成形方法。这是因为,实例1-6以及实例9-24中的泡沫是采用本发明的制造方法获得的,在这些泡沫中,高膨胀泡沫体的整粒外表面都包裹着低膨胀泡沫薄层,结果低密度泡沫粒料通过这些低膨胀泡沫薄层互相热熔结成一体。
另外,应当理解,那些高膨胀泡沫体成形时没有沿厚度方向互相重叠的泡沫与成分相同的多层泡沫比较,具有较高的弯曲强度。例如将实例1与实例2加以互相比较,可以看出,实例2的高膨胀泡沫体没有沿厚度方向互相重叠,弯曲强度比实例1高。类似地可以理解,实例4、6、8、10、12、14、16、18、20、22及24的弯曲强度数值比实例3、5、7、9、11、13、15、17、19、21以及23高。
再有,应当理解,在实例5-8以及实例13-24中,低膨胀泡沫薄层的膨胀比为1.1-10倍,而其厚度为30-500μm,与实例1-4以及实例9-12相比,其弯曲强度数值较高,因此在实现轻质的同时也获得了弯曲强度较高的泡沫。
另外,还应当看到,在实例7和8中,泡沫两面都衬有由增强纤维和热固性树脂组成的复合片材,因此其弯曲强度分别显著地改善为0.51kg/cm2和0.57kg/cm2。
另一方面在实例9-12中,弯曲强度比其余实例的低,原因在于热固性树脂粒料A的分散投影面积比超出了10-75%的范围。因此应该懂得,将热固性树脂粒料A的分散投影面积比控制在10-75%的范围内可以获得高弯曲强度的泡沫。
还应该理解的是,实例15、16以及19-24中的发泡孔状态非常好,其中用于制备热塑性树脂粒料A的可发热塑性树脂在190℃时的熔体黏度数值介于5000-20000泊的范围内,因而泡沫孔均一而细小,分散得均匀。因此,可以知道,获得了较高弯曲强度的泡沫。例如,实例13和15彼此在实施上相近,只是在上述热固性树脂的熔体黏度值和凝胶部分方面有所变化,于是15的弯曲强度提高到0.29kg/cm2,而实例13的弯曲强度却只有0.27kg/cm2。类似地,实例16的弯曲强度提高到0.30kg/cm2,而实例14的弯曲强度则为0.29kg/cm2。进一步将实例17与实例19加以比较,可以看出,实例19中的弯曲强度提高到0.29 kg/cm2,然而实例17中的却为0.28kg/cm2,尽管只是可发热固性树脂的黏度数值不同而已。由此可见,通过将可发热塑性树脂的熔体黏度控制在上面规定的范围内,就能使获得的泡沫的发泡孔成形得更为均匀和细小同时泡沫弯曲强度也获得进一步改进。
进一步可以看出,在实例17-24中,可发热固性树脂的凝胶部分为10-30wt%,可以取得可热成形性与热稳定性之间的恰当平衡。就是说,实例17-24的可热成形性等级起码评为3,同时,热稳定性等级也保持在至少△。另一方面,在实例1-16中,则未能得到象上面所描述的能够在可热成形性和热稳定性两个方面都满意的结果。
此外可以看出,在实例23和24中,两种几乎不相容的非交联热塑性树脂按照3∶7-7∶3范围的比例互相混合,其可热成形性和热稳定性俱佳,同时弯曲强度也分别进一步提高到0.30kg/cm2和0.31kg/cm2。
图3是按照本发明的、含有高膨胀泡沫体和包裹其外表面的低膨胀泡沫薄层的泡沫中低密度泡沫部分放大20,000倍的电子显微照片,正如从这张照片可看出的,可以证实,被择优交联的高交联密度部分,即照片中的高密度部分,和低交联密度的极少交联部分,即照片中的低密度部分,一起构成了海-岛构造。由于其中存在着低交联密度部分的极少交联部分,而这些部分在成形过程中具可有流动性,故使得按照本发明的泡沫在可热成形性方面表现优异。
据说屋面绝热体的25%压缩强度须至少是0.6kgf/cm2,而且永久压缩应变须不大于10%,而在实例1-24之中,25%压缩强度值便至少是0.6kgf/cm2,而且永久压缩就做到了不大于10%。由此可见,获得了在压缩强度与永久压缩应变之间恰当平衡的泡沫。
Claims (13)
1.一种泡沫,它含有:
由热塑性树脂构成的高膨胀泡沫体;以及
由包裹着所说由热塑性树脂构成的高膨胀泡沫体外表面的、热塑性树脂构成的低膨胀泡沫薄层,
许多所说高膨胀泡沫体通过所说低膨胀泡沫薄层互相热熔结在一起。
2.按照权利要求1的泡沫,其中整个外表面包裹着所述低膨胀泡沫薄层的、由热塑性树脂构成的高膨胀泡沫体沿厚度方向不相互重叠地排列成一层,而且通过所说低膨胀泡沫薄层沿断面方向互相热熔结在一起。
3.按照权利要求1或2的泡沫,其中低膨胀泡沫薄层的膨胀比为1.1-10倍,其厚度为30-500μm。
4.按照权利要求1或2的泡沫,其中高膨胀泡沫的膨胀比为20-50倍。
5.按照权利要求1-4中任何一项的泡沫,它进一步包含铺放在其至少一面的复合片材,该片材由增强纤维和热塑性树脂构成。
6.按照权利要求1或2的泡沫,其中所述热塑性树脂含有高交联密度的优势交联部分和低交联密度部分的极少交联部分,上述两部分形成海-岛构造。
7.一种制备泡沫的方法,包括将含有发泡剂的可发热塑性树脂粒子或环状物料分散的步骤,以及通过把上述物料加热到超过所述可发热塑性树脂中所含发泡剂的发泡温度,使该可发热塑性树脂粒子或环状物料发生膨胀的步骤。
8.按照权利要求7制造泡沫的方法,其中可发热塑性树脂粒子或环状物料分散成沿厚度方向彼此不重叠的一层。
9.按照权利要求7或8制造泡沫的方法,其中所述可发热塑性树脂粒子或环状物料的分散方式应使得被分散的可发热塑性树脂粒子或环状物料朝下的投影面积占该被分散粒子或环状物料所占面积的外边缘围成的面积的10-75%。
10.按照权利要求7或8制造泡沫的方法,其中所述可发热塑性树脂粒子或环状物料在190℃时的熔体黏度为5000-20000泊。
11.按照权利要求7或8制造泡沫的步骤,其中可发热塑性树脂中的树脂凝胶部分为10-3wt%。
12.按照权利要求7或8制造泡沫的方法,其中所述可发热塑性树脂含有100重量份由两种几乎不相容的非交联热塑性树脂按3∶7-7∶3重量比混合制成的热塑性树脂组合物;
1-50重量份采用与所说非交联热塑性树脂之一相同的热塑性树脂的硅烷改性热塑性树脂;
硅烷交联催化剂以及
发泡剂。
13.一种制备泡沫的方法,包括:
将可发热塑性树脂粒子或环状物料分散在由增强纤维和所说热塑性树脂构成的复合片材上的步骤;
在被分散的上述可发热塑性树脂粒子或环状物料上面铺上第二层由增强纤维和热塑性树脂构成的复合片材,从而得到层合物的步骤;以及
将所说层合物加热到超过所述发泡剂的发泡温度使可发热塑性树脂粒子或环状物料发泡,从而使层合物结成一体的步骤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 94195083 CN1147826A (zh) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | 热塑性树脂泡沫及其制造方法 |
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CN 94195083 CN1147826A (zh) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | 热塑性树脂泡沫及其制造方法 |
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1994
- 1994-12-14 CN CN 94195083 patent/CN1147826A/zh active Pending
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