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1、10申请公布号CN102341226A43申请公布日20120201CN102341226ACN102341226A21申请号201080010272X22申请日2010022461/157,21720090304USB29C44/2620060171申请人陶氏环球技术有限责任公司地址美国密歇根72发明人贝特朗武尔茨范召沃74专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人陈平54发明名称具有分段成型的挤出聚合物发泡方法57摘要通过使可发泡聚合物组合物从发泡模头挤出,以及随着可发泡聚合物组合物移动通过并且被至少两个约束部约束其厚度时,可发泡聚合物组合物膨胀成聚合物泡沫体,以制备挤出的聚。
2、合物泡沫体,所述第一约束部具有相向的基本上平行的成型板,而第二约束部具有比第一约束部间隔更大的成型板。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2011090286PCT申请的申请数据PCT/US2010/0251872010022487PCT申请的公布数据WO2010/101747EN2010091051INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书10页CN102341240A1/1页21一种用于制备挤出聚合物型泡沫体的方法,所述方法包括下列步骤A在处于初始温度和初始压力的挤出机中,提供可发泡聚合物组合物,所述可发泡聚合物组合物包含发泡剂和聚合物母体,所述聚。
3、合物母体包含具有软化温度的聚合物组分,所述初始温度超过所述聚合物组分的软化温度,并且所述初始压力高到足以阻止所述可发泡聚合物组合物的发泡;以及B将所述可发泡聚合物组合物在挤出方向上挤出到处于低于所述初始压力的压力的气氛中,并且在将所述可发泡聚合物组合物冷却至低于所述可发泡聚合物组合物的软化点的温度之前,使它膨胀成聚合物型泡沫体;其中在步骤B中在冷却至低于软化点的温度之前,所述可发泡聚合物组合物以至少301的厚度膨胀比膨胀,同时穿过并且接触相向的成型板,所述相向的成型板沿着挤出方向提供至少两个顺序的约束部,在每一个约束部中的所述成型板包含基本上平行的约束壁,所述约束壁限制所述可发泡聚合物组合物在。
4、厚度尺寸上的膨胀,并且其中最靠近所述挤出机的约束部具有限定在厚度尺寸上的间隔的基本上平行的壁,所述间隔比限定第二约束部的平行壁的间隔小。2权利要求1的方法,其中在任何成型板的成型壁之间的最大间隔为至少10厘米。3权利要求1的方法,其中所述聚合物母体包含至少一种聚合物,并且在所述聚合物母体中多于80重量的聚合物选自由聚苯乙烯均聚物和聚苯乙烯共聚物组成的组。4权利要求1的方法,其中所述聚合物母体中多于80重量的聚合物选自由聚苯乙烯均聚物和苯乙烯丙烯腈共聚物组成的组。5权利要求1的方法,其中所述聚合物母体中多于50重量的聚合物是聚苯乙烯均聚物。6权利要求1的方法,其中所述发泡剂包含二氧化碳。7权利要。
5、求1的方法,其中所述发泡剂包含二氧化碳并且包含异丁烷和水中的至少一种。8权利要求1的方法,其中一个约束部的至少一个约束壁是与顺序的约束部的约束壁连续的。9权利要求1的方法,其中一个约束部的约束壁不同于顺序的约束部的约束壁。10权利要求1的方法,其中至少一个约束部的至少一个约束壁是温度受控的。权利要求书CN102341226ACN102341240A1/10页3具有分段成型的挤出聚合物发泡方法0001交叉引用的陈述0002本申请要求2009年3月4日提交的美国临时申请61/157,217的权益,该美国临时申请的全部内容通过援引在此加入。0003发明背景发明领域0004本发明涉及一种用于制备挤出聚。
6、合物型泡沫体POLYMERICFOAM的方法。0005相关技术描述0006用于制备聚合物型泡沫体的挤出方法包括三个基本步骤1在处于初始压力和温度的挤出机中,提供可发泡聚合物组合物;2将所述可发泡聚合物组合物排出到更低压力的区域中;以及3使可发泡聚合物组合物膨胀成为聚合物型泡沫体。第三步骤可以在对膨胀的可发泡聚合物组合物施加约束或没有约束的情况下发生。这样的一般方法对于很多类型的挤出聚合物型泡沫体都工作良好,但是在泡沫体膨胀方面提供的控制少。结果,当制备需要大厚度膨胀比的挤出聚合物型泡沫体时,出现了不均匀的泡沫体性质。当由典型的挤出方法制备时,通常沿着挤出聚合物型泡沫体的厚度尺寸出现了重要的在密。
7、度和压缩强度方面的不均匀性。当膨胀泡沫体在其厚度尺寸上经历301以上的膨胀比时,这些不均匀性变得明显。但是,301以上的膨胀比对于制备低密度和/或厚的聚合物型泡沫体比如100毫米以上厚度的泡沫体是需要的。0007建立一种用于直接制备具有超过301的厚度膨胀比并且同时还在沿着厚度尺寸上具有基本上均匀的密度和压缩强度的聚合物型泡沫体的方法是需要的,并且将促进挤出聚合物型泡沫体的技术发展。0008发明简述0009本发明通过解决提供一种直接制备具有超过301的厚度膨胀比的同时还具有基本上均匀的沿着泡沫体厚度尺寸的密度和压缩强度分布的方法所需要的问题,使得挤出聚合物型泡沫体的技术得到了发展。0010在第。
8、一方面,本发明是一种用于制备挤出聚合物型泡沫体的方法,所述方法包括下列步骤A在处于初始温度和初始压力的挤出机中,提供可发泡聚合物组合物,所述可发泡聚合物组合物包含发泡剂和聚合物母体,所述聚合物母体包含具有软化温度的聚合物组分,所述初始温度超过所述聚合物组分的软化温度,并且所述初始压力高到足以阻止所述可发泡聚合物组合物的发泡;以及B将所述可发泡聚合物组合物在挤出方向上挤出到处于低于所述初始压力的压力的气氛中,并且在将所述可发泡聚合物组合物冷却至低于所述可发泡聚合物组合物的软化点的温度之前,使所述可发泡聚合物组合物膨胀成聚合物型泡沫体;其中在步骤B中在冷却至低于软化点的温度之前,所述可发泡聚合物组。
9、合物以至少301的厚度膨胀比膨胀,同时穿过并且接触相向的成型板,所述相向的成型板沿着挤出方向提供至少两个顺序的约束部,在每一个约束部中的所述成型板包含基本上平行的约束壁,所述约束壁限制所述可发泡聚合物组合物在厚度尺寸上的膨胀,并且其中最靠近说明书CN102341226ACN102341240A2/10页4挤出机的约束部具有限定在厚度尺寸上的间隔的基本上平行的壁,所述间隔比限定第二约束部的平行壁的间隔小。0011本发明的实施方案还可以包括下列特性中的任何一个或多于一个的任何组合在任何成型板的成型壁之间的最大间隔为至少10厘米;聚合物母体包含至少一种聚合物,并且在所述聚合物母体中多于80重量的聚合。
10、物选自由聚苯乙烯均聚物和聚苯乙烯共聚物组成的组;在所述聚合物母体中多于80重量的聚合物选自由聚苯乙烯均聚物和苯乙烯丙烯腈共聚物组成的组;所述聚合物母体中多于50重量的聚合物是聚苯乙烯均聚物;发泡剂包含二氧化碳;发泡剂包含二氧化碳并且包含异丁烷和水中的至少一种;一个约束部的至少一个约束壁是与顺序的约束部的约束壁连续的;一个约束部的约束壁不同于顺序的约束部的约束壁;以及至少一个约束部的至少一个约束壁是温度受控的。0012本发明的方法可用于有效率地制备低密度和厚度的挤出聚合物型泡沫体,所述挤出聚合物型泡沫体具有均匀的密度和压缩强度。0013发明详述0014所有的范围都包括端点,除非有另外指出。001。
11、5“和/或”是指“和或作为备选”。0016ASTM是指美国试验与材料学会。ISO是指国际标准化组织。EN是指欧洲标准。ASTM、ISO和EN试验方法是指从所述方法编号的带有连字符号的后缀中的那一年起的方法,或如果没有带有连字符号的后缀SUFFICE,则是指在本文件的优先权日之前出版的最近方法。0017挤出聚合物型泡沫体具有至少一个主表面。挤出聚合物型泡沫体的主表面是挤出聚合物型泡沫体的这样的一个表面该表面的平面表面积PLANARSURFACEAREA等于泡沫体的任何表面中的最大HIGHEST平面表面积。平面表面积是投影到平面上从而忽略该表面中的峰和谷的表面积。聚合物型泡沫体可以具有多于一个的主。
12、表面。具有圆形或椭圆形截面的挤出聚合物型泡沫体仅具有一个表面,在这种情况就不存在泡沫体的主表面。0018在涉及挤出聚合物型泡沫体时,厚度、宽度和长度是指挤出聚合物型泡沫体的三个相互正交的尺寸。挤出聚合物型泡沫体在挤出方向上通过发泡模头挤出模头离开挤出机。长度是挤出聚合物型泡沫体的平行于该泡沫体的挤出方向延伸的尺寸。厚度和宽度彼此垂直并且相互垂直于长度延伸。厚度等于或小于宽度尺寸。泡沫体的厚度垂直于泡沫体的主表面延伸。0019本发明提供一种挤出聚合物型泡沫体,该挤出聚合物型泡沫体沿着泡沫体的厚度尺寸具有基本上均匀的密度和基本上均匀的压缩强度分布。挤出聚合物型泡沫体的沿着泡沫体的厚度尺寸的密度分布。
13、通过垂直于厚度尺寸切割成1012毫米厚的层即,在每个层中保持所述长度和宽度尺寸而测量。每个层的密度根据ISO84595的方法测量。所有层的密度值的组合表示泡沫体的沿着厚度尺寸的密度分布。层之间的密度的偏差表示沿着厚度尺寸的偏差。如果任一个层的密度与最大和最小密度的平均密度之间的差小于最大和最小密度的平均密度的5,优选为最大和最小密度的平均密度的4以下,还更优选3以下,则挤出聚合物型泡沫体具有沿其厚度基本上均匀的密度分布。0020测定厚度尺寸上的压缩强度以与密度分布类似的方式进行,除了使用15毫米厚的层并且根据EN826的方法测量每一个层的在厚度尺寸15毫米尺寸上的压缩强度之说明书CN10234。
14、1226ACN102341240A3/10页5外。所有层的压缩强度值的组合表示泡沫体的沿着厚度尺寸的压缩强度分布。在层之间的压缩强度的偏差表示沿着厚度尺寸的偏差。如果任一个层的压缩强度与具有最高和最低压缩强度的层的平均压缩强度之间的差小于最大和最小压缩强度的平均压缩强度的10,优选为最大和最小压缩强度的平均压缩强度的9以下,还更优选为小于最大和最小压缩强度的平均压缩强度的9,则挤出聚合物型泡沫体沿着其厚度尺寸具有基本上均匀的压缩强度分布。0021本发明的方法是挤出方法,所述挤出方法包括用于制备挤出聚合物型泡沫体的挤出方法的一般步骤1在处于初始压力和温度的挤出机中,提供包含聚合物母体和发泡剂的可。
15、发泡聚合物组合物;2将可发泡聚合物组合物排出到压力比初始压力低的区域中;以及3使可发泡聚合物组合物膨胀成聚合物型泡沫体。在本发明的方法中,可发泡聚合物组合物在步骤3中膨胀成至少30比1的厚度膨胀比。步骤3中的膨胀在具有特殊构造的成型板的约束之内发生,以令人惊奇地制备这样的聚合物型泡沫体具有低密度以及在聚合物型泡沫体的整个厚度上具有基本上均匀的密度和基本上均匀的压缩强度。0022可发泡聚合物组合物的聚合物母体包含含有该可发泡聚合物组合物中的所有聚合物的聚合物组分。聚合物组分可以包含一种类型的聚合物或多于一种类型的聚合物的组合。理想地,烯基芳族聚合物占所述组合物组分总重量的80重量百分比重量以上,。
16、并且可以占90重量以上,并且甚至占100重量。优选地,烯基芳族聚合物选自由苯乙烯均聚物和共聚物组成的组。特别理想的苯乙烯共聚物包括苯乙烯丙烯腈共聚物。在一个特别理想的实施方案中,苯乙烯均聚物占聚合物母体中的聚合物即,聚合物组分总重量的50重量以上、优选75重量以上、还更优选85重量以上,并且可以占至多并且包括100重量。0023聚合物母体可以进一步包括添加剂比如通常在聚合物泡沫体中的那些添加剂。合适添加剂的实例包括下列各项中的任一项或多于一项的任何组合红外衰减剂例如,炭黑、石墨、金属片、二氧化钛;粘土,比如天然吸附剂粘土例如,高岭石和蒙脱石和合成粘土;亲核试剂例如,滑石和硅酸镁;阻燃剂例如,溴。
17、化阻燃剂,比如六溴环十二烷和溴化聚合物,磷阻燃剂,比如磷酸三苯酯,以及可以包含协同剂比如例如二枯基和多枯基的阻燃剂包PACKAGE;润滑剂例如,硬脂酸钙、硬脂酸钡和脂肪酸酯;以及除酸剂例如,氧化镁和焦磷酸四钠。0024可发泡聚合物组合物的发泡剂可以是当前已知的或仍然待发现的适合于通过挤出方法制备聚合物型泡沫体的发泡剂组合物。合适的发泡剂包括下列各项中任一项或多于一项的任何组合无机气体,比如二氧化碳、氩、氮和空气;有机发泡剂,比如水,含有1至9个碳的脂族和环状烃,包括甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷、环丁烷和环戊烷;完全和部分卤化的具有1至5个碳的烷烃和烯烃,优选是不含氯。
18、的例如,二氟甲烷HFC32、全氟甲烷、乙基氟HFC161、1,1,二氟乙烷HFC152A、1,1,1四氟乙烷HFC143A、1,1,2,2四氟乙烷HFC134、1,1,1,2四氟乙烷HFC134A、五氟乙烷HFC125、全氟乙烷、2,2二氟丙烷HFC272FB、1,1,1三氟丙烷HFC263FB、1,1,1,2,3,3,3七氟丙烷HFC227EA、1,1,1,3,3五氟丙烷HFC245FA和1,1,1,3,3五氟丁烷HFC365MFC;具有1至5个碳的脂族醇,比如甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇;含羰基的化合物,比如丙酮、2丁酮和乙醛;含醚的化合物,比如二甲醚、二乙醚、甲基乙基醚;羧说明书CN102。
19、341226ACN102341240A4/10页6酸酯化合物,比如甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯;羧酸和化学发泡剂,比如偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、苯磺酰肼、4,4羟基苯磺酰氨基脲、对甲苯磺酰氨基脲、偶氮二羧酸钡、N,N二甲基N,N二亚硝基对苯二甲酰胺、三肼基三嗪和碳酸氢钠。0025一种特别理想的发泡剂是任选与异丁烷或水组合或同时与异丁烷和水组合的二氧化碳。优选地,这种发泡剂包含在40100重量范围内的二氧化碳、在060重量范围内的异丁烷和在020重量范围内的水,其中重量是基于总发泡剂重量的。0026可发泡聚合物组合物的聚合物组分具有软化温度。0027对于其聚合物都是半结晶的聚合物组分,“软化温。
20、度”TS是该组合物组分的熔融温度。半结晶聚合物的“熔融温度”TM是由差示扫描量热法DSC通过以特定加热速率加热结晶聚合物测定的在由结晶至熔融相变过程的半途的温度。根据在ASTM方法E79406中的DSC程序测定半结晶聚合物的TM。使用10摄氏度/分钟的加热速率测定TM。如果聚合物组分仅包含可混溶聚合物并且在其DSC曲线中仅一个结晶至熔融相变是明显的,则聚合物组分的TM是相变过程的半途温度。如果由于存在不混溶聚合物而在DSC曲线中显示多个结晶至熔融相变,则对于聚合物组分的TM是连续相聚合物的TM。如果多于1种的聚合物是连续的并且它们是不混溶的,则该聚合物组分的TM是连续相聚合物的最高TM。002。
21、8对于其聚合物是非晶的聚合物组分,软化温度是该聚合物组分的玻璃化转变温度。聚合物组分的“玻璃化转变温度”TG由DSC根据在ASTM方法E135603中的程序测定。如果聚合物组分仅包含可混溶聚合物并且在其DSC曲线中仅一个玻璃化转变相变是明显的,则该聚合物组分的TG是相变过程的半途温度。如果由于不可混溶非晶聚合物的存在而在DSC曲线中显示多个玻璃化转变相变,则聚合物组分的TG是连续相聚合物的TG。如果多于1个的无定形聚合物是连续的并且它们是不混溶的,则聚合物组分的TG是连续相聚合物的最高TG。0029如果聚合物组分包含半结晶和非晶聚合物的组合,则聚合物组分的软化温度是连续相聚合物组分的软化温度。。
22、如果半结晶和非晶聚合物相是共连续的,则该组合的软化温度是两相中较高的软化温度。0030在处于高于聚合物组分的软化温度的温度以及在阻止了发泡的初始压力的挤出机中,提供可发泡聚合物组合物。在广义上,本发明与人们如何将可发泡聚合物组合物提供到挤出机中无关。在挤出机中提供可发泡聚合物组合物的方法可以是本发明的优选实施方案的部分。0031下面描述的可以容纳具体成型板的任何挤出方法均适合并入到本发明中。因此,有很多可能的方式被用于在初始温度和初始压力将可发泡聚合物组合物提供到挤出机中。一种通常程序是将聚合物以粒料形式进料到挤出机中,该挤出机处于足以将聚合物粒料软化到对于在挤出机中混合聚合物是足够的温度。添。
23、加剂可以包含在聚合物粒料中,与所述粒料一起添加到挤出机中或在添加聚合物粒料的下游添加到挤出机中。通常地,在添加聚合物的下游将发泡剂通过如下添加到软化的聚合物中在处于或超过初始压力的压力,将一种或多于一种的发泡剂注入到在挤出机中的软化聚合物中。然后,挤出机可以将一种或多种发泡剂混合到软化的聚合物中。发泡剂还可以留存在聚合物粒料中,然后将该粒料添加到挤出机中。典型地,这种发泡剂是留存在聚合物中的化学发泡剂。0032本发明方法需要将可发泡聚合物组合物从挤出机中排出到压力比初始压力低的说明书CN102341226ACN102341240A5/10页7环境中,然后使可发泡聚合物组合物膨胀成聚合物型泡沫体。
24、。可发泡聚合物组合物保持在高于聚合物组分的软化温度的温度,直到被排出到更低压力的环境中,但是在排出之前可以被加热或冷却。通常的是,可发泡聚合物组合物通过发泡模头从挤出机排出到大气压中。发泡模头具有出口开口,泡沫体通过该出口开口,从而限定了所得聚合物型泡沫体的大致形状。发泡模头出口开口可以具有任何形状,包括矩形、正方形、圆形、椭圆形或甚至不对称形状。发泡模头可以具有多个出口开口,因而可发泡聚合物组合物以多股线材、多块板材或任何形状的组合形式离开发泡模头。0033可发泡组合物在其膨胀时冷却。冷却可以在具有或不具有冷却介质例如,冷却空气或接触冷却板或退火介质例如,温热空气或接触温热板的肯定AFFIR。
25、MATIVE应用的情况下发生。通常地,冷却在没有冷却介质的肯定应用的情况下发生。随着可发泡聚合物组合物冷却,其在尺寸上稳定成最终的聚合物型泡沫体。0034本发明的令人惊奇的结果是由于使用成型板而控制可发泡聚合物组合物在所得聚合物型泡沫体的厚度尺寸上的分阶段或逐步的膨胀。在可发泡聚合物组合物膨胀时,通过在膨胀的可发泡组合物在厚度尺寸上的相对侧上的初始成型板将膨胀初始约束在厚度尺寸上。初始成型板可以彼此独立,或可以是单一或组合结构例如,管、隧道或“C”形通道的部件,膨胀可发泡聚合物组合物在其在其挤出方向上移动时行进通过该结构。初始成型板具有相向的成型壁初始成型壁,所述相向的成型壁接触可发泡聚合物组。
26、合物且基本上彼此平行,并且基本上平行于挤出方向。“基本上平行”是指在成型壁上的任何两个点处,两个成型壁之间的距离是相等的或较小的距离在较大距离的5之内。初始成型壁在厚度尺寸上彼此分隔初始距离,该初始距离在发泡模头出口开口的高度的10至40倍范围内。优选地,初始成型壁沿挤出方向保持基本上彼此平行一定距离,更优选平行50毫米至300毫米的距离。0035膨胀可发泡聚合物组合物在挤出方向上前进通过初始成型板,然后通过第二组成型板第二成型板,该第二成型板具有相向的成型壁第二成型壁,所述第二成型壁约束可发泡聚合物组合物在所得聚合物型泡沫体的厚度尺寸上的膨胀。第二成型壁比初始成型壁的间隔更大,并且理想地,尽。
27、管不是必需地,基本上彼此平行并且在挤出方向上ANDTHEEXTRUSIONDIRECTION平行。第二成型壁优选在挤出方向上具有在100至1500毫米的范围内的长度。第二成型壁之间的间隔在任何两点处可以相差25倍以下、优选2倍以下,还更优选15倍以下。如果第二成型壁不是基本上平行的,则在聚合物型泡沫体从它们之间离开的情况下的它们之间的间隔应当大于聚合物泡沫体进入它们之间的间隔的情况下的间隔。在聚合物泡沫体进入它们之间的空间的情况下的第二成型壁之间的间隔理想地为初始成型壁之间的最大间隔的101至2倍。与初始成型板的情况一样,第二成型板可以彼此独立,或是单一或组合结构的一部分,膨胀可发泡聚合物组合。
28、物在其在挤出方向上移动时行进通过该结构。0036第二成型板中的一个或两个可以是与初始成型板中的一个或两个连续的结构,以使得两个顺序约束部的约束壁是连续的。例如,单一平坦的材料片可以沿着挤出尺寸延伸,并且用作初始成型板中的一个和第二成型板中的一个。在另一个实施方案中,单一材料可以以平坦的材料片形式在挤出尺寸上延伸一定距离,然后具有弯曲,之后是另一个延伸另一距离的平坦部,其中所述两个平坦部起着初始和第二成型板的作用。顺序约束部的成型说明书CN102341226ACN102341240A6/10页8板还可以是彼此独立和不同的。构造沿着膨胀可发泡聚合物组合物的挤出方向的成型板和成型板壁这两个的任何组合。
29、或方法在本发明的范围之内,因为构造所述板的方法的重要性次于成型板的仅仅存在和顺序。0037成型板壁之间的每一个间隔都起着约束可发泡聚合物组合物在聚合物型泡沫体的厚度尺寸上的膨胀的约束部的作用。为了有效地约束膨胀,成型壁对于接触膨胀可发泡组合物的整个宽度足够宽。0038本发明的方法包括形成至少两个约束部的成型板,然而所述方法可以具有形成多于两个约束部的成型板。约束部数量的增加提供了对可发泡聚合物组合物膨胀的更好控制,并且随着理想泡沫体厚度增加,特别是当所需泡沫体厚度超过140毫米时,是理想的。例如,所述方法可以包括存在于所述初始和第二成型板之间的具有基本上平行的成型壁的成型板。存在于初始成型板和。
30、第二成型板之间的成型板具有分隔一定距离的基本上平行的成型壁,该距离在初始成型板之间的最大距离的5之内。另外的成型板可以存在于第二成型板之后并且可以是基本上平行或不平行的。0039初始成型板可以直接与成型模头相邻,并且甚至接触成型模头,或可以与成型模头间隔分开。初始成型板在离成型模头的一定距离之内,该距离等于初始成型板的长度的25。如果与成型模头间隔分开,则理想地,在初始成型壁之间的间隔大于成型模头出口开口的高度。理想地,如果初始成型板不直接与成型模头相邻并且接触成型模头,则非平行板的短的长度为10至100毫米部分存在于成型模头和初始成型板之间。非平行板的这些短的部分是连接器部分,并且由于他们的。
31、长度短而不被认为是成型板。这些连接器部分理想地将膨胀可发泡组合物从模头出口开口引导至初始约束壁之间的空间内。0040任何一组的成型板均可以与在前的以及随后组的成型板直接相邻、接触或间隔分开。如果一组的成型板与在前或随后组的成型板间隔分开,则存在非平行板的连接器部分,以将可发泡聚合物组合物引导在两组成型板之间。0041成型板、成型壁和连接器部分可以由任何材料制成,但是优选由与膨胀可发泡聚合物组合物产生最小摩擦力的材料和纹理TEXTURE制成。约束壁可以包含氟聚合物树脂、钢、铝,并且可以包含纹理,比如开槽、微喷丸处理MICROPEENING、蚀刻和波纹状。需要时,还可以利用约束壁施加约束以限制可发。
32、泡聚合物组合物在除厚度尺寸之外的其它尺寸上的膨胀以及需要时,限制到任何程度。0042在一个或多于一个约束部中的一个或多于一个的约束壁可以是可热控制的。可热控制的约束壁可以被加热、冷却,或可以具有被加热或冷却到所需温度的选项。0043成型板和约束壁被理想地设计成允许可发泡聚合物组合物膨胀成具有30比1301以上、优选351以上,还更优选401以上的厚度膨胀比的聚合物型泡沫体。泡沫体的厚度膨胀比是由聚合物型泡沫体的厚度除以发泡模头出口开口在泡沫体厚度尺寸上的尺寸即,可发泡聚合物组合物在其离开发泡模头时的厚度。这样大的厚度膨胀比涉及密度显著降低和低密度的聚合物型泡沫体。0044没有使用本发明的方法制。
33、备的具有301以上的厚度膨胀比的泡沫体倾向于遭受沿它们厚度的不均匀的密度分布以及沿它们厚度的不均匀的压缩强度分布。在不受理论约束的情况下,具有301以上的厚度膨胀比的泡沫体倾向于遭受在厚度尺寸上的不均匀的密度分布和压缩强度分布,原因在于沿泡沫体的厚度尺寸出现的压降梯度。压降梯度引说明书CN102341226ACN102341240A7/10页9起了形成泡沫体泡孔的气泡的不均匀膨胀。结果,最靠近表面的泡沫体部分比最靠近泡沫体的中心或核的泡沫体部分膨胀得更多。0045令人惊奇地,本发明的方法能够制备沿厚度尺寸具有基本上均匀的密度和压缩强度分布并且同时具有301以上的厚度膨胀比的挤出聚合物型泡沫体。。
34、同样地,本发明可以制备沿厚度尺寸具有基本上均匀的密度和压缩强度分布的10厘米以上厚度的挤出聚合物型泡沫体。由本发明方法制备的挤出聚合物型泡沫体的厚度至少如成型壁的最大间隔那么大,从而使人想起当可发泡聚合物组合物变为挤出聚合物型泡沫体时,成型壁接触可发泡聚合物组合物并且约束在厚度尺寸上的膨胀。在一个理想的实施方案中,成型壁之间的最大间隔为10厘米以上,以制备具有10厘米以上的厚度的聚合物型泡沫体。0046还更令人惊奇的是,本发明的方法能够制备挤出聚合物型泡沫体,所述挤出聚合物型泡沫体具有301以上的厚度膨胀比、10厘米以上厚度,或同时具有301以上的厚度膨胀比和10厘米以上的厚度,而且同时还具有。
35、高质量表面外观。如果任何泡沫体主表面的以泡沫体的主表面为中心并且延伸至泡沫体宽度的80的任何200平方厘米部分的98以上、优选99以上、最优选100没有缺陷,则该泡沫体具有“高质量表面外观”。“缺陷”是聚合物中的中断,其提供对多于一个的通过聚合物泡沫体的主表面的泡孔的入口ACCESS。缺陷是明显直接源于发泡模头,并且区别于在发泡模头之后引入到泡沫体内的有意铣出的凹槽或切口。0047本发明的方法可以制备在泡沫体的实际上任何厚度的厚度尺寸上具有基本上均匀的密度和压缩强度分布的挤出聚合物型泡沫体,前提是该挤出聚合物型泡沫体具有301以上的厚度膨胀比。然而,特别有挑战性的是本发明的方法还能够实现制备1。
36、0厘米以上厚度的挤出聚合物型泡沫体,所述挤出聚合物型泡沫体还具有301以上的厚度膨胀比。0048还更有挑战性的是制备在横截面积变大时在泡沫体的厚度尺寸上基本上具有均匀的密度和压缩强度分布的挤出聚合物型泡沫体。本发明的方法是能够制备在泡沫体的厚度尺寸上具有基本上均匀的密度和压缩强度分布的挤出聚合物型泡沫体,所述挤出聚合物型泡沫体还具有300平方厘米以上的横截面积。0049由本发明制备的优选的挤出聚合物型泡沫体具有01毫米以上、更优选025毫米以上、还更优选05毫米以上的由ASTM方法D3576测定的平均泡孔大小并且优选具有15毫米以下的泡孔大小。0050由本发明制备的挤出聚合物型泡沫体可以具有单。
37、峰的泡孔大小分布或多峰的例如,双峰的泡孔大小分布。本发明的挤出聚合物型泡沫体理想地具有单峰的泡孔大小分布以最优化绝热性质。如果泡孔大小四舍五入至最接近的002毫米相对于泡孔数量的曲线显示单峰,则挤出聚合物型泡沫体具有单峰的泡孔大小分布。“峰”是在具有至少三个点的曲线上的这样一个点在存在具有更高Y轴值的点之前,沿着曲线的X轴前进,在它之前和之后均具有更低Y轴值的点。峰可以包含多于一个具有相等Y轴值的点平台,前提是在该平台的任一侧上的点沿着曲线的X轴前进均具有比平台所包含的点更低的Y轴值。曲线应当包含随意选自挤出聚合物型泡沫体的整个横截面的至少100泡孔的特性。采用最大和最小泡孔直径的平均值作为给。
38、定泡孔的泡孔大小。0051使用本发明的方法制备的挤出聚合物型泡沫体可以具有近似球形的泡孔或甚至说明书CN102341226ACN102341240A8/10页10球形的泡孔。近似球形的泡孔具有小于15的最大纵横比即,最大直径除以最小直径。球形泡孔具有在09至10的范围内的最大纵横比。通过检测聚合物型泡沫体的至少100个泡孔的横截面视图,测定挤出聚合物型泡沫体具有近似球形泡孔或球形泡孔。其泡孔是球形或近似球形的具有单峰泡孔大小的聚合物型泡沫体经历了更多趋向于均匀或近似均匀的压缩强度值,而与测量压缩强度的泡沫体尺寸无关。0052由本发明制备的泡沫体理想地具有60千克/立方米KG/M3以下、优选45。
39、KG/M3以下并且还更优选36KG/M3以下的密度。典型地,由本发明制备的泡沫体具有10KG/M3以上的密度,以实现足够用于处理的机械完整性。实施例0053下列实施例用来进一步说明本发明的实施方案。0054实施例10055通过在215和184巴,在挤出机中,提供将包含聚苯乙烯均聚物145,000克/摩尔的重均分子量、36重量份二氧化碳和10重量份异丁烷的均匀共混物的可发泡聚合物组合物,制备聚苯乙烯均聚物的挤出聚苯乙烯泡沫体。重量份是相对于100重量份聚苯乙烯均聚物的。将可发泡聚合物组合物冷却至117,并且在89巴的压力通过发泡模头挤出。该模头具有244毫米高和245毫米宽的出口开口尺寸。005。
40、6可发泡聚合物组合物前进通过发泡模头并且当其开始膨胀时进入到第一约束部中。相向的成型板壁限定第一约束部,所述相向的成型板壁间隔分开47毫米并且在挤出方向上延伸180毫米,与挤出方向平行,并且与膨胀的可发泡聚合物组合物的间隔相等。膨胀可发泡聚合物组合物在其离开第一约束部时立即进入第二约束部。第二约束部具有间隔分开672毫米、在挤出方向上延伸850毫米并且平行于挤出方向的相向的成型板壁。该成型板壁中的一个与第一约束部的成型板壁在同一平面上,同时相向的成型板壁通常在膨胀的可发泡聚合物组合物上方与第一约束部的成型板中的任一个平行但不共平面。可发泡聚合物组合物作为最终的挤出聚合物型泡沫体离开第二约束部。。
41、0057最终的挤出聚合物型泡沫体具有120毫米的厚度和725毫米的宽度。挤出聚合物型泡沫体的厚度膨胀比是492。最终的挤出聚合物型泡沫体具有343千克/立方米KG/M3的平均密度。挤出聚合物型泡沫体具有如之前限定的高质量表面外观。0058比较例A0059以与实施例1类似的方式制备比较例ACOMPEXA,除了以下各项之外1挤出通过具有266毫米在泡沫体的厚度尺寸上的尺寸的出口开口高度的成型模头;以及2仅在成型模头之后使用第一约束部即,可发泡聚合物组合物仅暴露于第一约束部并且不使用第二约束部。0060最终的挤出聚合物型泡沫体具有120毫米的厚度和745毫米的宽度。挤出聚合物型泡沫体的厚度膨胀比为4。
42、51。最终的挤出聚合物型泡沫体具有343KG/M3的平均密度。挤出聚合物型泡沫体具有如之前限定的高质量表面外观。0061通过将泡沫体切割成10层并且每一层均为10毫米厚,以测定实施例1和比较例A两者的沿厚度尺寸的密度分布。表1包括了每一个泡沫体的每一个层的密度值,其中层1对应于顶部,并且依次编号,直到层10,其对应于泡沫体的底部。说明书CN102341226ACN102341240A9/10页110062通过移除每一个泡沫体的主表面上的外皮,然后将泡沫体切割成各自为15毫米厚的7个层,以测定实施例1和比较例A两者的沿厚度尺寸的压缩强度分布。表1包括了每一个泡沫体的每一个层的压缩强度值,其中层1。
43、对应顶部,并且连续编号至接近泡沫体底部的层。0063表100640065密度分析0066对于比较例A,清楚的是,泡沫体在接近顶部和底部表面的密度比泡沫体的核的密度低。最大和最小密度的平均值为356301/2或3285KG/M3。层10和层3的密度与最大和最小密度的平均值之间的差为275KG/M3,或最大和最小密度的平均值的84。因此,比较例A并没有取得沿着厚度尺寸具有基本上均匀的密度分布的资格。0067实施例1具有更均匀的密度分布。最大和最小密度的平均值是3455KG/M3。层1和2的密度最大密度层和层6的密度最小密度层相对于最大和最小密度的平均值的差为065KG/M3,或19。因此,实施例1。
44、取得了沿厚度尺寸具有基本上均匀的密度分布的资格。0068压缩强度分析0069对于比较例A,清楚的是,泡沫体在接近顶部和底部表面的压缩强度比泡沫体的核的压缩强度低。最大和最小密度的平均值为348255/2或3015千帕。层6和层7的压缩强度与最大和最小的平均值之间的差为465千帕,或最大和最小的平均值的15。因此,比较例A没有取得沿厚度尺寸具有基本上均匀的压缩强度的资格。0070比较例1具有更均匀的密度分布。最大和最小压缩强度的平均值为3535千帕。说明书CN102341226ACN102341240A10/10页12最大或最小的压缩强度相对于最大和最小压缩强度的平均值的差为245千帕,或69。因此,实施例1取得了沿着厚度尺寸具有基本上均匀的压缩强度的资格。0071实施例1和比较例A的比较说明了本发明的一个令人惊奇的方面使用具有至少两个约束部的逐步膨胀能够直接制备即,没有泡沫体的后形成处理或改进的情况下制备沿厚度尺寸具有基本上均匀的密度分布和压缩强度分布的挤出聚合物型泡沫体。说明书CN102341226A。