改性的开孔泡沫及其生产方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200580023934.6

申请日:

2005.07.14

公开号:

CN1984946A

公开日:

2007.06.20

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

C08J9/42(2006.01)

主分类号:

C08J9/42

申请人:

巴斯福股份公司;

发明人:

A·费希特恩考特; M·埃勒; S·弗伦策尔

地址:

德国路德维希港

优先权:

2004.07.16 DE 102004034604.6

专利代理机构:

北京市中咨律师事务所

代理人:

刘金辉;林柏楠

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内容摘要

本发明公开了改性的开孔泡沫,其密度为5-1000kg/m3且平均孔直径为1μm-1mm。所述改性的开孔泡沫基于未改性的开孔泡沫的重量包含1-2500重量%的至少一种聚合物,该聚合物在室温下为固体、含有羧基和/或含有羧酸酯基团并且分子量Mn为1000-1000000g/mol。

权利要求书

1.  一种密度为5-1000kg/m3且平均孔直径为1μm-1mm的改性的开孔泡沫,其基于未改性的开孔泡沫的重量包含1-2500重量%的至少一种聚合物,该聚合物在室温下为固体、含有羧基和/或含有羧酸酯基团且摩尔质量Mn为1000-1000000g/mol。

2.
  一种生产改性的开孔泡沫的方法,包括使
(a)密度为5-500kg/m3且平均孔直径为1μm-1mm的开孔泡沫与
(b)至少一种处于熔融、溶解或分散形式的聚合物接触,该聚合物在室温
下为固体、含有羧基和/或含有羧酸酯基团且摩尔质量Mn为1000-1000000g/mol。

3.
  根据权利要求2的方法,其中所述至少一种在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)为烯属不饱和羧酸的共聚物。

4.
  根据权利要求2或3的方法,其中所述至少一种在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)为可以经由如下单体的共聚得到的共聚物:
(A)乙烯,
(B)至少一种烯属不饱和羧酸,
(C)合适的话,其他共聚单体。

5.
  根据权利要求2-4中任一项的方法,其中首先将所述至少一种在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)分散于含水介质中,然后使其与未改性的泡沫(a)接触。

6.
  根据权利要求2-5中任一项的方法,其中所述开孔泡沫(a)为由合成有机泡沫组成的泡沫。

7.
  根据权利要求2-6中任一项的方法,其中所述泡沫(a)为聚氨酯泡沫或氨基塑料泡沫。

8.
  根据权利要求2-7中任一项的方法,其中使至少一种开孔泡沫(a)与至少一种选自如下的添加剂(c)接触:生物杀伤剂、固体、所述在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的成分的溶解物质、表面活性剂、着色剂、活性炭、香料、祛臭剂和填充有至少一种活性成分的微胶囊。

9.
  根据权利要求1的改性的开孔泡沫或由根据权利要求2-8中任一项的方法生产的改性的开孔泡沫作为清洁材料、过滤器、加湿器、水分配器、包装元件、隔声元件或建筑物绝缘材料或在生产它们中的用途。

10.
  一种使用根据权利要求1的改性的开孔泡沫或使用根据权利要求2-8中任一项的方法生产的改性的开孔泡沫生产清洁材料、过滤器、加湿器、水分配器、包装元件、隔声元件或建筑物绝缘材料的方法。

11.
  一种清洁材料、过滤器、加湿器、水分配器、包装元件、隔声元件或建筑物绝缘材料,其使用根据权利要求1的改性的开孔泡沫或使用根据权利要求2-8中任一项的方法生产的改性的开孔泡沫生产。

12.
  一种清洁材料、过滤器、加湿器、水分配器、包装元件、隔声元件或建筑物绝缘材料,包含根据权利要求1的改性的开孔泡沫或根据权利要求2-8中任一项的方法生产的改性的开孔泡沫。

说明书

改性的开孔泡沫及其生产方法
本发明涉及密度为5-1000kg/m3且平均孔直径为1μm-1mm的改性的开孔泡沫,其基于未改性的开孔泡沫的重量包含1-2500重量%的至少一种聚合物,该聚合物在室温下为固体、含有羧基和/或含有羧酸酯基团且摩尔质量Mn为1000-1000000g/mol。
本发明进一步涉及一种生产本发明的改性开孔泡沫的方法以及本发明的改性开孔泡沫在生产清洁材料、过滤器、加湿器、水分配器、包装元件、隔声元件或建筑物绝缘材料中的用途。
泡沫,具体已知为开孔泡沫,用于许多领域中。尤其已经证明由合成材料组成的开孔泡沫具有多用途。作为举例可以提到座垫、过滤器材料、空调系统和汽车部件以及清洁材料。
发现由泡沫生产的清洁材料由于在较短服务时间之后,例如约10分钟之后不可逆受损而完全失去其清洁作用。因此,清洁材料如擦具的生产商推荐在通常非常短,例如10分钟的合适服务时间之后处置清洁材料。
EP 0 922 563指出了在2至5至200巴的压力和80-250℃的温度下将蜜胺树脂泡沫在薄的耐撕裂外层如纤维无纺织物上层压例如2分钟的可行性。这得到尺寸稳定的组件。
US 6,608,118提出了在暴露于热下压缩蜜胺泡沫,例如将它们在270℃下压缩4分钟,以实现更好的机械性能。
EP 0 633 283和DE 100 11 388推荐通过例如用聚硅氧烷乳液浸渍蜜胺树脂泡沫而将其增强。然而,聚硅氧烷乳液浸渍的泡沫并不是有用的清洁材料,因为它们的使用导致出现有条纹的油状表面。DE 100 11 388进一步推荐用氟化烷基酯单体喷雾蜜胺树脂泡沫,以赋予它们以拒油性。
然而,仍然需要在如下方面改进由现有技术已知的泡沫的技术性能:清洁作用、稳定性和吸水或吸油性。
因此,本发明的目的是提供避免由现有技术已知的材料的缺点的泡沫。另一目的是提供一种生产本发明泡沫的方法。本发明的又一目的是提供泡沫的用途,再一目的是提供一种使用泡沫的方法。
因此,发现了开头所定义的改性泡沫,它们在下文中也称为本发明泡沫。
本发明的改性泡沫是开孔泡沫,即其中根据DIN ISO 4590测定出所有薄层中至少50%,优选60-100%,特别优选65-99.9%是开孔的泡沫。
本发明的改性泡沫优选为硬质泡沫,这对本发明而言为根据DIN53577测定的在40%压缩下的压缩强度为1kPa或更高的泡沫。
本发明的改性泡沫具有的密度为5-1000kg/m3,优选6-500kg/m3,特别优选7-300kg/m3
本发明的改性泡沫具有的平均孔直径(数均)为1μm-1mm,优选50-500μm,其经由评价截面的显微照片确定。
在本发明的一个实施方案中,本发明的改性泡沫具有的BET表面积为0.1-50m2/g,优选0.5-20m2/g,其根据DIN 66131测定。
在本发明的一个实施方案中,本发明的改性泡沫具有的吸音程度高于50%,优选至少90%,在特定情况下高达100%,该吸音程度根据DIN 52215在2000Hz的频率和50mm的相关泡沫层厚下测量。
在本发明的一个具体实施方案中,本发明的改性泡沫具有的吸音程度高于0.5,在特定情况下高达1,该吸音程度根据DIN 52212在2000Hz的频率和40mm的相关泡沫层厚下测量。
本发明的改性泡沫优选基于相应的未改性泡沫(a)的重量包含1-2500重量%,优选20-500重量%至少一种聚合物(b),该聚合物在室温下为固体、含有羧基和/或含有羧酸酯基团且摩尔质量Mn为1000-1000000g/mol,优选1500-500000g/mol,特别优选2000-200000g/mol,非常特别优选至多50000g/mol。
在本发明的一个实施方案中,在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)为经由DSC测定的熔点高于25℃,优选高于50℃的聚合物。
在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)可以是烯属不饱和单羧酸或二羧酸的均聚物或共聚物。
在本发明的一个优选实施方案中,至少一种在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)为可以经由如下单体共聚而得到的共聚物:
(A)乙烯,
(B)至少一种烯属不饱和羧酸,
(C)合适的话,其他共聚单体。
在一个实施方案中,这些聚合物为选自苯乙烯-丙烯腈-(甲基)丙烯酸C1-C10烷基酯三元共聚物的共聚物。
作为举例,其他共聚单体(C)可以选自烯属不饱和单羧酸和二羧酸的C1-C10烷基酯,C1-C10链烷羧酸或甲酸的乙烯基、烯丙基和甲代烯丙基酯,乙烯基芳族化合物如苯乙烯,异丁烯和α-烯烃,如CH2=CH-n-C16H33、CH2=CH-n-C18H37、CH2=CH-n-C20H41和CH2=CH-n-C22H45,以及上述共聚单体的混合物。
在本发明的一个实施方案中,本发明的改性开孔泡沫是基于合成有机泡沫的那些,例如基于有机未改性泡沫的那些,如基于聚氨酯泡沫的泡沫或基于氨基塑料泡沫的泡沫,例如由脲-甲醛树脂组成的泡沫,或基于苯酚-甲醛树脂的泡沫,尤其是基于聚氨酯或氨基塑料-甲醛树脂的泡沫,特别是基于蜜胺-甲醛树脂的泡沫,对本发明而言基于聚氨酯的泡沫也称为聚氨酯泡沫且基于蜜胺-甲醛树脂的泡沫也称为蜜胺泡沫。
这意味着本发明的泡沫由包含合成有机材料,优选聚氨酯泡沫或氨基塑料泡沫以及尤其是蜜胺泡沫的开孔泡沫生产。
在本发明的另一实施方案中,本发明的改性开孔泡沫是基于无机材料的那些,例如基于金属或玻璃的那些,尤其呈玻璃棉或金属泡沫的形式。
本发明还提供了一种生产本发明的改性泡沫的方法,该方法在下文也称为本发明生产方法。本发明生产方法包括使
(a)密度为5-500kg/m3且平均孔直径为1μm-1mm的开孔泡沫与
(b)至少一种处于熔融、溶解或分散形式的聚合物接触,该聚合物在室温下为固体、含有羧基和/或含有羧酸酯基团且摩尔质量Mn为1000-1000000g/mol。
对本发明而言,用于实施本发明方法的未改性的开孔泡沫(a)也非常一般性地称为未改性的泡沫(a)或开孔泡沫(a)。用于实施本发明方法的未改性的开孔泡沫(a)在下文更详细描述。
为了实施本发明生产方法,所用原料包括开孔泡沫(a),尤其是其中根据DIN ISO 4590测定出所有薄层中至少50%,优选60-100%,特别优选65-99.9%是开孔的泡沫。
用作原料的泡沫(a)优选为硬质泡沫,对本发明而言为根据DIN 53577测定的在40%压缩下的压缩强度为1kPa或更高的泡沫。
用作原料的泡沫(a)具有的密度为5-500kg/m3,优选6-300kg/m3,特别优选7-300kg/m3
用作原料的开孔泡沫(a)具有的平均孔直径(数均)为1μm-1mm,优选50-500μm,其经由评价截面的显微照片确定。
在本发明的一个实施方案中,用作原料的开孔泡沫(a)每m2可以具有至多20个,优选至多15个,特别优选至多10个直径至多为20mm的孔。剩余的孔通常具有较小直径。
在本发明的一个实施方案中,用作原料的开孔泡沫(a)具有的BET表面积为0.1-50m2/g,优选0.5-20m2/g,其根据DIN 66131测定。
在本发明的一个实施方案中,用作原料的泡沫(a)具有的吸音程度高于50%,该吸音程度根据DIN 52215在2000Hz的频率和50mm的相关泡沫(a)层厚下测量。
在本发明的一个具体实施方案中,用作原料的开孔泡沫(a)具有的吸音程度高于0.5,该吸音程度根据DIN 52212在2000Hz的频率和40mm的相关泡沫(a)层厚下测量。
用作原料的开孔泡沫(a)可以具有任何所需几何形状,如片、球、圆柱体、粉末、立方体、薄片、块、鞍形、棒或方柱。用作原料的泡沫(a)的尺寸并不关键。在本发明的一个实施方案中,原料包括由合成有机材料组成的开孔泡沫(a),优选包含聚氨酯泡沫或蜜胺泡沫。
特别适合作为实施本发明方法的原料的聚氨酯泡沫本身是已知的。作为举例,它们经由如下组分i)和ii)在iii)-vi)存在下的反应而生产:
i)一种或多种多异氰酸酯,即具有两个或更多个异氰酸酯基团的化合物,
ii)一种或多种具有至少两个对异氰酸酯呈反应性的基团的化合物,
iii)一种或多种发泡剂,
iv)一种或多种起始剂,
v)一种或多种催化剂,和
vi)开孔剂。
起始剂iv)和发泡剂iii)在这里可以相同。
合适的多异氰酸酯i)的实例是本身已知且具有两个或更多个异氰酸酯基团的脂族、脂环族、芳脂族,优选芳族多官能化合物。
具体实例是:
C4-C12亚烷基二异氰酸酯,优选六亚甲基-1,6-二异氰酸酯;
脂环族二异氰酸酯如环己烷-1,3-和1,4-二异氰酸酯以及这些异构体的任何混合物,1-异氰酸酯基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯,IPDI),
优选芳族二异氰酸酯和多异氰酸酯如甲苯-2,4-和2,6-二异氰酸酯以及对应的异构体混合物,二苯基甲烷4,4’-、2,4’-和2,2’-二异氰酸酯以及对应的异构体混合物,二苯基甲烷4,4’-和2,4’-二异氰酸酯的混合物,多苯基多亚甲基多异氰酸酯,二苯基甲烷4,4’-、2,4’-和2,2’-二异氰酸酯与多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物(粗MDI),以及粗MDI与甲苯二异氰酸酯的混合物。多异氰酸酯可以单独使用或以混合物形式使用。
具有至少两个对异氰酸酯呈反应性的基团的化合物ii)的实例是二醇和多元醇,尤其是聚醚多元醇(聚亚烷基二醇),这些化合物通过本身已知的方法制备,例如通过在碱金属氢氧化物作为催化剂存在下聚合一种或多种氧化烯,例如氧化乙烯、氧化丙烯或氧化丁烯而制备。
非常特别优选的化合物ii)是乙二醇、丙二醇、丁二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二甘醇、一缩二丙二醇、三甘醇、二缩三丙二醇、四甘醇、五甘醇、六甘醇。
合适的发泡剂iii)是水,惰性气体,尤其是二氧化碳,以及物理发泡剂。物理发泡剂是对起始组分呈惰性且在室温下通常为液体并在聚氨酯反应条件下汽化的化合物。这些化合物的沸点优选低于110℃,尤其低于80℃。物理发泡剂还有引入起始组分i)和ii)中或溶于其中的惰性气体,例如二氧化碳、氮气或稀有气体。
在室温下为液体的合适化合物通常选自具有至少4个碳原子的链烷烃和/或环烷烃、二烷基醚、酯、酮、缩醛、具有1-8个碳原子的氟代链烷烃以及在烷基链中具有1-3个碳原子的四烷基硅烷,尤其是四甲基硅烷。
可以提到的实例是:丙烷、正丁烷、异丁烷、环丁烷、正戊烷、异戊烷、环戊烷、环己烷、二甲基醚、甲基乙基醚、甲基叔丁基醚、甲酸甲酯、丙酮以及可以在对流层中降解并因此不会损害臭氧层的氟代链烷烃,例如三氟甲烷、二氟甲烷、1,1,1,3,3-五氟丁烷、1,1,1,3,3-五氟丙烷、1,1,1,2-四氟乙烷、1,1,1-三氟-2,2,2-三氯乙烷、1,1,2-三氟-1,2,2-三氯乙烷,二氟乙烷和七氟丙烷。所述物理发泡剂可以单独使用或以相互之间的任何组合使用。
用于产生细孔的全氟链烷烃由EP-A 0 351 614已知。
合适的起始剂iv)的实例是水,有机二羧酸,任选N-单烷基-、N,N-和N,N’-二烷基取代的在烷基中具有1-4个碳原子的脂族和芳族二胺,例如任选N-单烷基-和N,N-二烷基取代的乙二胺,二亚乙基三胺,三亚乙基四胺,1,3-丙二胺,1,3-或1,4-丁二胺,1,2-、1,3-、1,4-、1,5-和1,6-己二胺,苯胺,苯二胺,2,3-、2,4-、3,4-和2,6-甲苯二胺以及4,4’-、2,4’-和2,2’-二氨基二苯基甲烷。
合适的催化剂v)是在聚氨酯化学中已知的催化剂,例如叔胺,如三乙胺、二甲基环己基胺、N-甲基吗啉、N,N’-二甲基哌嗪、2-(二甲基氨基乙氧基)乙醇、二氮杂双环[2.2.2]辛烷等以及尤其还有有机金属化合物如钛酸酯,铁化合物如乙酰丙酮铁(III),锡化合物如二乙酸锡、二辛酸锡、二月桂酸锡或脂族羧酸的二烷基锡盐,例如二乙酸二丁基锡和二月桂酸二丁基锡。
开孔剂vi)的实例是在链中具有高氧化乙烯含量,优选至少50%的极性聚醚多元醇(聚亚烷基多元醇)。这些开孔剂经由在发泡过程中分层和影响表面张力而具有开孔作用。
i)-vi)以聚氨酯化学中常见的定量比使用。
特别适合作为实施本发明生产方法的原料的蜜胺泡沫本身是已知的。作为举例,它们经由如下组分发泡而生产:
vii)除了甲醛外还可以包含其他共缩合的羰基化合物如醛的蜜胺-甲醛预缩合物,
viii)一种或多种发泡剂,
ix)一种或多种乳化剂,
x)一种或多种硬化剂。
蜜胺-甲醛预缩合物vii)可以是未改性的预缩合物,或者可以是改性的预缩合物,作为举例至多20mol%的蜜胺可能已经被其他本身已知的热固性塑料形成材料如烷基取代的蜜胺、脲、聚氨酯、羧酰胺、双氰胺、胍、硫酰胺、磺酰胺、脂族胺、苯酚和苯酚衍生物所代替。除了甲醛外可能在改性的蜜胺-甲醛预缩合物中共缩合的其他羰基化合物的实例是乙醛、三羟甲基乙醛、丙烯醛、糠醛、乙二醛、邻苯二甲醛和对苯二甲醛。
所用发泡剂viii)可以与iii)中所述化合物相同。
所用乳化剂ix)可以是常规非离子、阴离子、阳离子或内铵盐型表面活性剂,尤其是C12-C30烷基磺酸盐,优选C12-C18烷基磺酸盐,以及聚乙氧基化C10-C20烷基醇,尤其是具有式R6-O(CH2-CH2-O)x-H的那些,其中R6选自C10-C20烷基且x例如可以为5-100的整数。
可能的硬化剂x)尤其为酸性化合物如无机布朗斯台德酸,例如硫酸或磷酸,有机布朗斯台德酸如乙酸或甲酸,路易斯酸和潜酸。
合适的蜜胺泡沫的实例描述于EP-A 0 017 672中。
用作原料的泡沫(a)当然还可以包含常用于泡沫化学中的添加剂,例如抗氧化剂、阻燃剂、填料、着色剂如颜料和染料以及生物杀伤剂,如:

用于实施本发明的另一原料是至少一种在室温下为固体、含有羧基和/或含有羧酸酯基团且摩尔质量Mn为1000-1000000g/mol的聚合物(b),其呈熔融或优选溶解或分散形式,在下文也称为在室温下为固体的聚合物(b)。在室温下为固体、含有羧基和/或含有羧酸酯基团且根据本发明使用的聚合物(b)在下文更详细描述。
根据本发明,使具有上述特征的开孔泡沫(a)与至少一种在室温下为固体、含有羧基和/或含有羧酸酯基团且摩尔质量Mn为1000-1000000g/mol,优选1500-500000g/mol,特别优选2000-200000g/mol,非常特别优选至多50000g/mol的聚合物(b)接触,该聚合物呈熔融或优选溶解或分散形式。
在本发明的接触之后,改性的泡沫根据本发明优选基于相应的未改性开孔泡沫(a)的重量包含1-2500重量%,优选10-1000重量%的至少一种成膜聚合物(b),该聚合物含有羧基和/或含有羧酸酯基团且摩尔质量Mn为1000-1000000g/mol,优选1500-500000g/mol,特别优选2000-200000g/mol,非常特别优选至多50000g/mol。根据本发明使用的在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)为有机聚合物或共聚物。根据本发明使用的在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)可以为烯属不饱和单羧酸或二羧酸的均聚物或共聚物。
在本发明的一个实施方案中,根据本发明使用的在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)为生产开孔泡沫(a)的材料以外的有机聚合物。
根据本发明使用的在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)可以为玻璃化转变温度Tg为-50℃至150℃,优选-25℃至120℃,特别优选-20℃至100℃的聚合物。
在本发明的一个优选实施方案中,至少一种在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)为至少一种选自烯属不饱和单羧酸和二羧酸的烯属不饱和羧酸的共聚物,尤其为(甲基)丙烯酸的共聚物。
在本发明的一个优选实施方案中,至少一种在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)为可以经由如下单体的共聚得到的共聚物:
(A)乙烯,
(B)至少一种烯属不饱和羧酸,
(C)合适的话,其他共聚单体。
特别优选的在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)在下文更详细描述。
在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)特别优选为乙烯聚合物,其中共聚的共聚单体包括:
(A)60-95重量%,优选65-85重量%乙烯,和
(B)5-40重量%,优选15-35重量%至少一种烯属不饱和羧酸,
其中这里的重量%数据基于在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的整个聚合物(b)。
至少一种烯属不饱和羧酸优选为通式I的羧酸:

此时式I中的基团定义如下:
R1选自氢,和
C1-C10烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1,2-二甲基丙基、异戊基、正己基、异己基、仲己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基;特别优选C1-C4烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基;
R2选自氢,
C1-C10烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1,2-二甲基丙基、异戊基、正己基、异己基、仲己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基;特别优选C1-C4烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基;
COOH、COOCH3、COOC2H5
非常特别优选R2为氢且R1为氢或甲基。
根据本发明用作在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的乙烯共聚物在每种情况下基于乙烯和共聚的烯属不饱和羧酸的总量可以包含至多40重量%,优选至多35重量%一种或多种其他共聚的共聚单体(C),例如
-C1-C10链烷羧酸或甲酸的乙烯基、烯丙基和甲代烯丙基酯,例如甲酸乙烯酯、丙酸乙烯酯,尤其是乙酸乙烯酯,
-一种或多种烯属不饱和羧酸的酯,优选式II的烯属不饱和羧酸的酯:

R3选自C1-C10烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1,2-二甲基丙基、异戊基、正己基、异己基、仲己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基;特别优选C1-C4烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基;
R4选自氢,
C1-C10烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1,2-二甲基丙基、异戊基、正己基、异己基、仲己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基;特别优选C1-C4烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基;
R5选自氢,
C1-C10烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1,2-二甲基丙基、异戊基、正己基、异己基、仲己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基;特别优选C1-C4烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基;
COOCH3、COOC2H5
此外还有
-乙烯基芳族化合物,如α-甲基苯乙烯,尤其是苯乙烯,
-异丁烯,和
-α-烯烃,如CH2=CH-n-C16H33、CH2=CH-n-C18H37、CH2=CH-n-C20H41和CH2=CH-n-C22H45
在式II中,R5非常特别优选为氢且R4非常特别优选为氢或甲基。
在式II中,R5非常特别优选为氢且R4非常特别优选为氢或甲基以及R3非常特别优选地选自甲基、乙基、正丁基和2-乙基己基。
由乙烯和至少一种烯属不饱和羧酸组成的上述乙烯共聚物可以有利地经由在高压条件下的自由基引发的共聚制备,该共聚例如在搅拌的高压釜中或在高压管式反应器中进行。优选在搅拌的高压釜中制备。搅拌的高压釜本身是已知的且其描述可以在Ullmann’s Encyclopedia of IndustrialChemistry,第5版,关键词:蜡,第A28卷,第146页及随后各页,VerlagChemie Weinheim,Basle,Cambridge,New York,Tokyo,1996中找到。它们的长度/直径比主要为5∶1-30∶1,优选10∶1-20∶1。还可以使用的高压管式反应器同样可以在Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,第5版,关键词:蜡,第A28卷,第146页及随后各页,Verlag ChemieWeinheim,Basle,Cambridge,New York,Tokyo,1996中找到。
聚合的合适压力条件为500-4000巴,优选1500-2500巴。反应温度为170-300℃,优选200-280℃。
共聚可以在调节剂存在下进行。所用调节剂的实例是氢气或通式III的脂族醛或脂族酮:

或其混合物。
这里的基团R6和R7相同或不同且选自:
-氢;
-C1-C6烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1,2-二甲基丙基、异戊基、正己基、异己基、仲己基,特别优选C1-C4烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基;
-C3-C12环烷基,如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环十一烷基和环十二烷基;优选环戊基、环己基和环庚基。
在一个特殊实施方案中,基团R6和R7相互之间共价键合而形成4-13元环。作为举例,R6和R7可以一起为-(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)6-、-(CH2)7-、-CH(CH3)-CH2-CH2-CH(CH3)-或-CH(CH3)-CH2-CH2-CH2-CH(CH3)-。
具有良好适合性的其他调节剂是烷基芳族化合物,如甲苯、乙苯或二甲苯的一种或多种异构体。优选不使用通式III的醛类或酮类作为调节剂。特别优选不加入减敏剂(phlegmatizer)以外的任何调节剂,可以加入所述减敏剂以便于处理有机过氧化物并且所述减敏剂还可以用作分子量调节剂。
可以用于自由基聚合的引发剂是常规自由基引发剂,例如有机过氧化物、氧气或偶氮化合物。两种或更多种自由基引发剂的混合物也是合适的。
选自市售物质的合适过氧化物的实例是:
-过氧化二癸酰、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰基过氧)己烷、过氧-2-乙基己酸叔戊基酯、过氧化二苯甲酰、过氧-2-乙基己酸叔丁基酯、过氧二乙基乙酸叔丁基酯、过氧二乙基异丁酸叔丁基酯、异构体混合物形式的1,4-二(叔丁基过氧羰基)环己烷、过异壬酸叔丁基酯、1,1-二(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔丁基过氧)环己烷、甲基异丁基酮过氧化物、叔丁基过氧异丙基碳酸酯、2,2-二叔丁基过氧丁烷或过氧乙酸叔丁基酯;
-过氧苯甲酸叔丁基酯、过氧化二叔戊基、过氧化二枯基、异构的二(叔丁基过氧异丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧己烷、叔丁基枯基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己-3-炔,过氧化二叔丁基、1,3-二异丙基苯单氢过氧化物、氢过氧化枯烯或氢过氧化叔丁基;或
-通式IVa-IVc的二聚或三聚酮过氧化物:

基团R8-R13在这里相同或不同且选自:
-C1-C8烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、异戊基、正己基、正庚基、正辛基;优选线性C1-C6烷基,如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基,特别优选线性C1-C4烷基,如甲基、乙基、正丙基或正丁基,非常特别优选乙基;
-C6-C14芳基,如苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基和9-菲基,优选苯基、1-萘基和2-萘基,特别优选苯基。
通式IVa-IVc的过氧化物公开于EP-A 0 813 550中,正如其制备方法一样。
特别合适的过氧化物是过氧化二叔丁基、过氧新戊酸叔丁基酯、过氧异壬酸叔丁基酯或过氧化二苯甲酰或它们的混合物。可以作为举例提到的偶氮化合物是偶氮二异丁腈(“AIBN”)。自由基引发剂的加入量是常用于聚合的量。
许多市售有机过氧化物在其销售之前用已知为减敏剂的物质处理,以使其处理更容易。合适的减敏剂实例是白油或烃类,尤其是异十二烷。在高压自由基聚合的条件下,这些减敏剂可能具有调节分子量的作用。对本发明而言,分子量调节剂的使用意味着除了使用这些减敏剂外还使用其他分子量调节剂。
共聚单体乙烯和烯属不饱和羧酸在加料过程中的定量比通常并不与含有至少一种烯属不饱和羧酸并且根据本发明用作在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的共聚物中各单元的比例精确相同,因为烯属不饱和羧酸通常比乙烯更易掺入。
共聚单体通常一起或分开加入。
共聚单体可以在压缩机中压缩至聚合压力。在本发明方法的另一实施方案中,首先借助泵使共聚单体升至增加的压力,例如150-400巴,优选200-300巴,尤其是250巴,然后通过压缩机升至实际聚合压力。
共聚可以任选在溶剂存在或不存在下进行,但矿物油、白油以及在聚合过程中存在于反应器中并且用于减敏自由基引发剂的其他溶剂并不是用于本发明的溶剂。
在一个实施方案中,共聚在无溶剂存在下进行。
当然还可以通过如下方式制备含有至少一种烯属不饱和羧酸且根据本发明用作在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的共聚物:首先使乙烯与至少一种通式II的烯属不饱和羧酸共聚,然后例如使用氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液在同型聚合物(polymer-analogous)反应中皂化酯基。
其他高度合适的在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物的实例是选自如下的那些:
苯乙烯-丙烯腈-(甲基)丙烯酸C1-C10烷基酯三元共聚物,
苯乙烯-丁二烯-丙烯酸正丁基酯三元共聚物,
苯乙烯-马来酸酐共聚物,优选苯乙烯-马来酸酐交替共聚物,所述共聚物可能已经部分或完全水解,
(甲基)丙烯酸-α-烯烃共聚物,其中α-烯烃如上所定义,
聚(甲基)丙烯酸、聚(甲基)丙烯酸甲酯。
根据本发明,使开孔泡沫(a)与在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)接触,并且在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)可以呈熔融或优选溶解或分散形式,尤其是乳化形式。尤其若在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)为烯属不饱和羧酸的共聚物,则优选以溶解或分散形式,尤其是乳化形式使用在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)。特别优选使用分散或溶解于水中,尤其乳化于水中的在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)。
进行接触的方式的实例是经由开孔泡沫(a)在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)中的浸渍、经由开孔泡沫(a)被在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的饱和、经由开孔泡沫(a)被在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的优选完全喷雾或经由在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)通过压延对开孔泡沫(a)的施涂。
若在室温下为固体的聚合物(b)以在水中的分散体或溶液使用,则可以包含在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的含水配制剂形式使用。
根据本发明使用的包含在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的含水配制剂优选包含0.05-40重量%,优选10-35重量%的一种或多种在室温下为固体的聚合物(b),这些聚合物优选呈完全或部分中和的形式。
在本发明的一个实施方案中,根据本发明使用的包含在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的含水配制剂通常包含用于部分或完全中和的一种或多种具有碱性作用的物质,如碱金属的氢氧化物和/或碳酸盐和/或碳酸氢盐,或氨,或者包含有机胺如三乙胺、二乙胺、乙胺、三甲胺、二甲胺、甲胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、正丁基二乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺。根据本发明使用的包含在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的含水配制剂优选包含足量的具有碱性作用的物质以中和在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的羧基的至少四分之一,优选至少一半。具有碱性作用的物质例如可以在分散或溶解在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的过程中加入根据本发明使用的配制剂中。
在本发明的一个实施方案中,根据本发明使用的包含在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的含水配制剂包含足以定量中和在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的羧基的具有碱性作用的物质。
根据本发明使用的包含在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的含水配制剂通常具有碱性pH,其例如根据DIN 19268测量。优选pH值为7.5-14,特别优选8-10,非常特别优选8.5-10。
若希望以溶液形式使用在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b),则除了水外可以使用的其他溶剂为有机溶剂。合适的有机溶剂实例为:
芳族烃类,如甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯;脂族烃类,如正十二烷、异十二烷(2,2,4,6,6-五甲基庚烷)、正十四烷、正十六烷、正十八烷以及上述脂族烃的单独或混合的异构体,尤其是以溶剂石脑油市购的混合物,其为由各种C12-C18烃类组成的混合物;
醚类,尤其是环醚,如四氢呋喃(THF)和1,4-二烷;
上述脂族或芳族烃与0.1-10重量%醇或醚如正己醇、正辛醇、正戊醇、四氢呋喃或1,4-二烷的混合物;
氯代烃类,如氯苯、邻二氯苯、间二氯苯。
在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)在溶剂或溶剂混合物中的合适浓度例如为0.001-75重量%,优选0.01-28重量%。
在本发明的一个实施方案中,在接触过程之后可以使(a)和(b)相互作用例如1秒至24小时,优选5秒至10小时,特别优选10秒至6小时。
在本发明生产方法的一个实施方案中,使开孔泡沫(a)和在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)在0-250℃,优选5-190℃,特别优选10-165℃的温度下接触。
在本发明生产方法的一个实施方案中,首先使开孔泡沫(a)和在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)在0-50℃的温度下接触,然后改变温度,例如升至60-250℃,优选65-180℃的温度。
在本发明生产方法的另一实施方案中,首先使开孔泡沫(a)和在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)在0-120℃的温度下接触,然后改变温度,例如升至30-250℃,优选125-200℃的温度。
在本发明方法的一个优选实施方案中,溶剂和温度的选择应使得用作原料的开孔泡沫(a)的大多数结构参数基本不发生变化。
在本发明的另一优选实施方案中,原料开孔泡沫(a)、在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)以及合适的话添加剂(c)的量的选择应使本发明产物具有比用作原料的相关开孔泡沫(a)具有显著更高的密度。
在本发明的一个实施方案中,实施本发明生产方法的操作在大气压力下进行。在本发明的另一实施方案中,实施本发明方法的操作在升高的压力下,例如在1.1-10巴的压力下进行。在本发明的另一实施方案中,实施本发明生产方法的操作在减压下,例如在0.1-900毫巴,优选至多100毫巴的压力下进行。
在本发明的一个实施方案中,使开孔泡沫(a)与在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)接触的方式应使在室温下为固体的聚合物(b)在所有尺寸下以最大均匀性分布于开孔泡沫(a)上。合适的方法是对施用目的有效的方法。可以提到的实例是完全饱和,浸渍,流涂,转鼓施涂,喷涂如压缩空气喷涂、无空气喷涂和高速旋转雾化,还有涂敷、刮刀施涂、压延施涂、铺展、辊涂、抹涂和转涂。
在本发明的另一实施方案中,使开孔泡沫(a)与在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)接触的方式应使在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)均匀分布在开孔泡沫(a)上。例如,在本发明的一个实施方案中可以用在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)对开孔泡沫(a)非均匀喷雾,然后可以使材料相互作用。在本发明的另一实施方案中,可以将开孔泡沫(a)用在室温下为固体的聚合物(b)不完全饱和。在本发明的另一实施方案中,可以使一部分开孔泡沫(a)与在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)接触一次并使另一部分开孔泡沫(a)与在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)接触至少两次。在另一实施方案中,使开孔泡沫(a)饱和并例如用水将最上层漂洗干净。然后使材料相互作用。结果在开孔泡沫(a)的芯内涂敷;外表面保持未涂敷。
若使开孔泡沫(a)与在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)接触的方式使得在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)非均匀地分布于开孔泡沫(a)上,则例如使材料相互作用2分钟或更长时间所得到的效果是不仅只有开孔泡沫(a)的最外层与在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)接触。
若使开孔泡沫(a)与在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)接触的方式使得在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)非均匀地分布于开孔泡沫(a)上,则改性的泡沫根据本发明可以具有在其横截面上不均匀的机械性能。例如,根据本发明,在已经与较大比例的至少一种在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)接触的那些位置可能比已经与较少量的在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)接触的那些位置要硬。
在本发明的一个实施方案中,漂洗例如可以在接触之后使用一种或多种溶剂进行,优选使用水进行。
在本发明的一个实施方案中,在接触和任选的漂洗之后,可以进行干燥,例如机械干燥,例如经由挤压或压延,尤其经由通过两个辊的挤压,或热干燥,例如在微波炉、热空气吹风机或干燥箱中,尤其在真空干燥箱中,干燥箱的可能操作温度为比在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的软化点或熔点低25-10℃的温度。就真空干燥箱而言,真空例如可以指0.1-850毫巴的压力。
任何所需干燥步骤所花时间根据定义排除在本发明的接触时间之外。
在本发明的一个实施方案中,热干燥可以经由加热到20-150℃的温度并保持例如10秒至20小时的时间而进行。优选加热到比在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的玻璃化转变温度高至少20℃的温度,优选比所用在室温下为固体的聚合物(b)的玻璃化转变温度高至少30℃的温度。优选加热到低于所用在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的熔点或滴点的温度,例如比所用在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的熔点或滴点低至少5℃的温度。
若使用至少两种不同的在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的混合物且若需要进行热干燥,则可以加热到比具有较高玻璃化转变温度的在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的玻璃化转变温度高至少20℃,优选至少30℃的温度。若使用至少两种在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的混合物且需要进行热干燥,则优选加热到低于所有所用在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的熔点或滴点的温度,例如比具有最低熔点或最低滴点的在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的熔点或滴点低至少5℃的温度。
在本发明的一个实施方案中,可以不仅使至少一种开孔泡沫(a)与至少一种在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)接触,而且可以与至少一种选自如下的添加剂(c)接触:
生物杀伤剂,如银颗粒或单体或聚合的有机生物杀伤剂,如苯氧基乙醇,苯氧基丙醇,乙二醛,噻二嗪,2,4-二氯苄醇类,以及优选异噻唑啉酮衍生物,如MIT(2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮)、CMIT(5-氯-2-甲基-3(2H)-异噻唑啉酮)、CIT(5-氯-3(2H)-异噻唑啉酮)、BIT(1,2-苯并异噻唑啉-3(2H)-酮),以及(甲基)丙烯酸N,N-二-C1-C10烷基-ω-氨基-C2-C4烷基酯的共聚物,尤其是乙烯与(甲基)丙烯酸N,N-二甲基-2-氨基乙基酯的共聚物,
固体,例如磨料,如砂子,平均粒径(数均)为1μm-1mm的硅酸盐,或胶态二氧化硅,
一种或多种表面活性剂,其可以为阴离子、阳离子或非离子性的,
作为在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的成分的溶解材料,
活性炭,
着色剂,如染料或颜料,
香料,例如香精,
祛臭剂,如环糊精,以及
填充有至少一种活性成分如精制油、一种或多种生物杀伤剂、香精或祛臭剂的微胶囊,对本发明而言该微胶囊例如可以是平均外径为1-100μm的球形中空颗粒且例如可以由蜜胺-甲醛树脂或聚甲基丙烯酸甲酯组成。
用于该目的的程序的一个实例是使至少一种开孔泡沫(a)在不同操作中或优选同时与至少一种在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)以及至少一种添加剂(c)接触。
在本发明的一个实施方案中,例如可以基于(b)以0至总共50重量%,优选0.001-30重量%,特别优选0.01-25重量%,非常特别优选0.1-20重量%的比例将一种或多种添加剂(c)加入根据本发明使用的包含在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)的含水配制剂中。
在本发明的一个实施方案中,本发明的改性泡沫或通过本发明方法生产的泡沫实质上为开孔泡沫,即其中根据DIN ISO 4590测定出所有薄层中至少50%,优选60-100%,特别优选65-99.8%是开孔的泡沫。
本发明的改性泡沫或通过本发明方法生产的泡沫具有有利范围的性能。它们具有改进的清洁能力或清洁作用,良好的耐水解性,改进的耐酸性,良好的吸音性以及例如若用于生产清洁材料则具有良好的耐久性。这些泡沫的变脏非常缓慢。任何可能已经变脏的本发明泡沫可以容易地清洁而没有不可逆损坏。此外,根据本发明改性的泡沫或本发明的改性泡沫具有高耐氧化剂性,尤其是耐气态氧化剂如臭氧和氧气性能。
在本发明的一个实施方案中,本发明的改性泡沫可以通过不仅用至少一种在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b)和合适的话至少一种添加剂(c)处理未改性的开孔泡沫(a)而生产,而且可以通过用至少一种交联剂(d)处理它而生产。优选的交联剂(d)选自金属醇盐和多官能环氧化物。
优选的金属醇盐为一种或多种多价金属的醇盐,优选二价金属或三价金属的醇盐,特别优选三价金属的醇盐。可以提到的二价金属实例是Zn2+、Ca2+、Mg2+、Cu2+。可以提到的三价金属实例是Fe3+、Cr3+、Ti3+、V3+,非常特别优选Al3+
可以使用的金属醇盐为混合的金属醇盐,例如混合的乙醇盐/甲醇盐,或各种醇盐的混合物,例如乙醇盐和甲醇盐的混合物或乙醇盐和异丙醇盐的混合物。然而,优选使用纯醇盐。
可以使用的金属醇盐实例是金属链烷醇盐,例如金属甲醇盐、金属乙醇盐、异丙醇盐、金属叔丁醇盐以及金属酚盐,尤其还有金属烯醇盐。优选使用在大气压力下的沸点为至多150℃的那些醇的金属醇盐。非常特别优选通式V的烯醇盐:

其中各变量具有下列定义:
M+n为n价的金属阳离子,如Na+、K+,优选Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cr3+
Ti3+、V3+,以及非常特别优选Al3+
n为1-4,优选2-3的整数,非常特别优选3,
R15为氢或甲基,
R14和R16不同或优选相同且选自:
C1-C4烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基,尤其是甲基;
苯基,
C1-C6烷氧基,如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、正己氧基和异己氧基,优选甲氧基、乙氧基、正丙氧基和正丁氧基,特别优选乙氧基。
R14和R16非常特别优选相同且为甲基。
优选将交联剂(d),尤其是金属醇盐用于一种或多种溶剂中。特别适合交联剂(d)的溶剂是非质子有机溶剂。具有特别良好适合性的那些是环状和无环醚类,如四氢呋喃、1,4-二烷、四氢吡喃、二异丙基醚、二正丁基醚以及上述溶剂的混合物,非常特别优选四氢呋喃。
在本发明的一个实施方案中,金属醇盐的用量基于含有羧基或含有羧酸酯基团的聚合物(b)为1-10重量%,优选2-5重量%。
在本发明的一个具体实施方案中,该程序可以使用的金属醇盐和含有羧基的聚合物(b)的量应使来自含有羧基的聚合物(b)的COOH基团与金属阳离子的摩尔比为1∶1-1∶6。
在本发明的另一实施方案中,首先将含有羧基或含有羧酸酯基团的聚合物(b)与金属醇盐混合,然后用一种或多种上述溶剂处理该材料,这里的定量比可以与上述相同。
然后例如在室温或稍微升高的温度下,例如在30或35℃下缓慢蒸发溶剂。由于溶剂蒸发,形成具有均匀外观的膜。
为了促进蒸发过程,可以在减压下,例如在100-990毫巴的压力下进行操作。
根据本发明,然后热处理蒸发残留物。
在本发明的一个实施方案中,可以将蒸发残留物在45-130℃,优选60-120℃的温度下储存5-48小时,优选12-36小时。
在本发明的另一实施方案中,可以将蒸发残留物分段加热。例如,可以首先加热到70-90℃,然后在70-90℃下储存1-5小时,然后加热到110-130℃,再储存1-5小时。
不希望优选任何特定理论,可能的是至少两个属于含有羧基的聚合物(b)的不同分子的酸基团以去质子形式与多价金属阳离子形成加合物。
在另一实施方案中,使含有羧基或含有羧酸酯基团的聚合物(b)与一种或多种多官能环氧化物和至少一种溶剂混合,后者可能按上述进行选择。
可以使用的多官能环氧化物的实例是具有至少两个环氧基团的树枝状环氧化物以及具有至少两个环氧基团的超支化聚合物,超支化聚合物与树枝状物质的不同之处在于其分子非均匀性;例如参见Nachrichten ausChemie,Technik und Laboratorium,2002,50,1218。
特别合适的多官能环氧化物是通式VI的多官能环氧化物:

其中A可以选自如下:
C1-C20亚烷基,其未被取代或被一个或多个C1-C4烷基、一个或多个C6-C14芳基、一个或多个可能已经用C1-C6链烷醇或缩水甘油醇醚化的OH基团取代,其中一个或多个非相邻碳原子还可以被氧替换;优选-CH2-、-CH2-CH2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)6-、-(CH2)10-、-(CH2)20-、-CH(CH3)-、-CH(C2H5)-、-CH(C6H5)-、-CH(OH)-、-[CH(OH)]2-、-CH(OCH3)-、-CH(OC2H5)-、-CH(O-缩水甘油基)-;
-O-(CH2)2-O-、-O-(CH2)4-O-、-[O-(CH2)2]2-O-、-[O-(CH2)2]3-O-、-[O-(CH2)2]4-O-,
C4-C10亚环烷基,如顺式-或反式-1,3-亚环丁基、顺式或反式-1,3-亚环戊基、顺式-或反式-1,4-亚环己基,
C6-C14亚芳基,如间亚苯基、对亚苯基、4,4’-亚联苯基,

氮,其被C1-C10烷基取代,后者如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、1,2-二甲基丙基、异戊基、正己基、异己基、仲己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基、正癸基;特别优选C1-C4烷基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基,尤其是甲基;
氮,其被C6-C14芳基取代,后者又可以具有一个或多个C1-C4烷基取代基、一个或多个C6-C14芳基取代基、一个或多个OH取代基,该OH基团可能已经用C1-C6链烷醇或缩水甘油醇醚化。
特别优选使用的多官能环氧化物具有式VIa-VIh:


为了生产用于物质分离方法的材料,方法实例是将多官能环氧化物与乙烯共聚物以使得来自乙烯共聚物的COOH基团与环氧基团的摩尔比为100∶1-1∶1,优选30∶1-10∶1的量结合。
在本发明的一个实施方案中,将含有羧基或含有羧酸酯基团的聚合物(b)和多官能环氧化物溶于至少一种溶剂,优选THF中。使溶剂蒸发。然后在70-150℃,优选90-120℃的温度下进行热处理,得到本发明的改性泡沫的具体实施方案。
本发明还提供了本发明的改性开孔泡沫或按本发明改性的开孔泡沫在生产清洁材料中的用途,所述材料如
擦具、刷子、清洁布或清洁颗粒,
过滤器,如空气过滤器、池塘过滤器、水池过滤器、水过滤器或作为陶瓷过滤器的基质,
加湿器、水分配器,
包装元件,尤其是对冲击或水敏感的产品,
隔声元件、建筑物绝缘材料,尤其是屋顶绝缘材料和墙壁绝缘材料。
本发明还提供了一种使用本发明的改性开孔泡沫或使用按本发明改性的开孔泡沫生产清洁材料的方法。本发明还提供了一种使用本发明的改性开孔泡沫或使用按本发明改性的开孔泡沫生产过滤器的方法。本发明还提供了一种使用本发明的改性开孔泡沫或使用按本发明改性的开孔泡沫生产加湿器的方法。本发明还提供了一种使用本发明的改性开孔泡沫或使用按本发明改性的开孔泡沫生产水分配器的方法。本发明还提供了一种使用本发明的改性开孔泡沫或使用按本发明改性的开孔泡沫生产包装元件的方法。本发明还提供了一种使用本发明的改性开孔泡沫或使用按本发明改性的开孔泡沫生产隔声元件的方法。本发明还提供了一种使用本发明的改性开孔泡沫或使用按本发明改性的开孔泡沫生产建筑物绝缘材料的方法。
若要使用本发明的改性泡沫来生产过滤器,则优选袋式过滤器和陶瓷过滤器的基质。若要使用本发明的改性泡沫来生产汽车部件,则特别优选通风单元。
本发明还提供了使用本发明的改性开孔泡沫或按本发明改性的开孔泡沫生产的或包含本发明的改性开孔泡沫或按本发明改性的开孔泡沫的清洁材料、过滤器、加湿器、水分配器、包装元件、隔声元件和建筑物绝缘材料。
作为举例,可以将本发明的改性泡沫与其他材料结合,例如与竿、例如用于扫帚和刷子的基座或与纺织品、皮革、聚氨酯或木材结合。
通过实施例说明本发明。
实施例
I.生产在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b.1)的分散体
I.1.生产在室温下为固体的甲基丙烯酸共聚物
将乙烯和甲基丙烯酸在文献(M.Buback等,Chem.Ing.Tech.1994,66,510)中所述的高压釜中聚合。为此,在1700巴的反应压力下将乙烯(12.3kg/h)供入高压釜中。与此分开地首先将1.04l/h甲基丙烯酸压缩至260巴的中间压力,随后在1700巴的反应压力下供入。与此分开地在1700巴的反应压力下将21/h由过氧新戊酸叔戊基酯组成的引发剂溶液(0.13M异十二烷溶液)供入高压釜中。反应温度为220℃。得到3.4kg/h甲基丙烯酸共聚物(b.1),其在室温下为固体且具有下列性能:26.2重量%甲基丙烯酸,73.8重量%乙烯,根据DIN 51007的熔融范围75-85℃,ρ0.9613g/cm3,根据DIN 53735在120℃下使用325g负荷测量的MFI 10.5g/10min,酸值170.5mg KOH/g(根据EN ISO 3682测定)。
(b.1)中乙烯和甲基丙烯酸的含量分别经由NMR光谱法和滴定(酸值)测定。(b.1)的酸值根据DIN 53402以滴定法测定。KOH消耗对应于(b.1)中的甲基丙烯酸含量。
I.2.制备在室温下为固体且含有羧基和/或含有羧酸酯基团的聚合物(b.1)的水分散体
I.2.1制备水分散体D1
将250g实施例I.1的乙烯共聚物(b.1)、34g 25重量%氨水溶液和716ml去离子水用作装有桨式搅拌器和回流冷凝器的2L搅拌釜的初始进料。在搅拌下将物料加热到95℃,并在95℃下搅拌3小时。得到pH为8.5的水分散体D1。D1的固含量为25.3重量%。
I.2.2制备水分散体D2
将206.8g实施例I.1的乙烯共聚物(b.1)、34.9g N,N-二甲基乙醇胺和758.3ml去离子水用作装有桨式搅拌器和回流冷凝器的2L搅拌釜的初始进料。在搅拌下将物料加热到95℃,并在95℃下搅拌3小时。得到pH为8.5的水分散体D2。D2的固含量为21重量%。
I.2.3制备稀水分散体
将分散体D1和D2各自用去离子水在室温下稀释至固含量为10%、5%、2%和1%。这分别得到稀水分散体D1.10、D1.05、D1.02和D1.01以及D2.10、D2.05、D2.02和D2.01。
II.生产本发明的改性泡沫
II.1生产未改性的泡沫(a)
将喷雾干燥的蜜胺-甲醛预缩合物(摩尔比1∶3,分子量约500)在敞开容器中加入3重量%甲酸和1.5%在烷基中具有12-18个碳原子的烷基磺酸盐的混合物的钠盐(来自Bayer AG的K 30乳化剂)的水溶液中,各百分数基于蜜胺-甲醛预缩合物。该蜜胺-甲醛预缩合物基于由蜜胺-甲醛预缩合物和水组成的整个混合物的浓度为74%。剧烈搅拌所得混合物,然后加入20%正戊烷。继续搅拌(约3分钟),直到得到具有均匀外观的分散体。将该分散体使用刮刀施涂于作为基材的特氟隆处理过的玻璃织物上并在其中盛行的空气温度为150℃的干燥箱中发泡和固化。在泡沫组合物内的所得温度为正戊烷的沸点,该沸点在这些条件下为37.0℃。在7-8分钟之后,泡沫上升到最高高度。然后将该泡沫在干燥箱中于150℃下再静置10分钟;然后在180℃下热处理30分钟。得到未改性的泡沫(a.1)。
II.2生产本发明的改性泡沫F1
对来自本发明实施例II.1的未改性的泡沫(a.1)测定下列性能:
根据DIN ISO 4590测定的开孔因子:99.6%,
根据DIN 53577测定的压缩强度(40%):1.3kPa,
根据EN ISO 845测定的密度:10.0kg/m3
平均孔直径:210μm,经由评价截面的显微照片确定,
根据DIN 66131测定的BET表面积:6.4m2/g,
根据DIN 52215测定的吸音:93%,
根据DIN 52212测定的吸音:大于0.9。
将来自本发明实施例II.1的未改性的泡沫(a.1)切割成尺寸为9cm×4cm×4cm的泡沫块。泡沫块的重量为1.20-1.33g。然后通过将各泡沫块完全浸入水分散体D1.10中并使其被水分散体D1.10覆盖10秒而使该材料与水分散体D1.10接触。然后由相关水分散体中取出泡沫块并通过将该材料在相对旋转的辊(直径为150mm、间距为5mm且旋转速度为32rpm)之间通过而挤压以除去过量的水分散体。
然后将该材料在干燥箱中于60℃下干燥10小时。这得到本发明的改性泡沫F1.10。
II.3生产本发明的其他改性泡沫
重复II.2的试验,但每次使用表1的分散体。这得到本发明的改性泡沫。
表1:本发明的改性泡沫

 分散体本发明的改性泡沫号未改性的泡沫块重量[g]本发明的改性泡沫块重量[g] Δ[重量 %] D1.10F1.101.204.47 272.5 D1.05F1.051.332.68 101.5 D1.02F1.021.261.63 29.4

 D1.01 F1.01 1.22 1.37 12.3 D2.10 F2.10 1.29 3.61 179.8 D2.05 F2.05 1.23 3.31 169.1 D2.02 F2.02 1.21 1.68 38.8 D2.01 F2.01 1.23 1.49 21.1

III.本发明的改性泡沫和未改性的泡沫作为擦具的用途
在每种情况下将本发明的改性泡沫和未改性的泡沫用作擦具。
在每种情况下将本发明的改性泡沫和未改性的泡沫用水润湿。
在2分钟内将来自II.2或II.3的本发明的改性泡沫之一和II.1的未改性的泡沫用于手工清洁约1m2已经用磨耗的橡胶条、鞋用抛光剂和用过的油弄脏的上漆石膏板壁(粗糙)。由此得到表2的清洁壁,其清洁质量通过肉眼评价。还通过肉眼评价擦具的尺寸稳定性。
表2:来自II.1的未改性泡沫(a.1)和本发明的改性泡沫及其作为擦具的用途
泡沫清洁质量泡沫的尺寸稳定性(a.1)满意2分钟后严重变形F1.10非常好不变形F1.5非常好不变形F1.2良好不变形F1.1良好轻微变形F2.10非常好不变形F2.5非常好不变形F2.2良好不变形F2.2良好轻微变形

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本发明公开了改性的开孔泡沫,其密度为51000kg/m3且平均孔直径为1m1mm。所述改性的开孔泡沫基于未改性的开孔泡沫的重量包含12500重量的至少一种聚合物,该聚合物在室温下为固体、含有羧基和/或含有羧酸酯基团并且分子量Mn为10001000000g/mol。。

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