專利名稱：用于聚烯烴樹脂泡沫的組合物及其泡沫塑料以及制備泡沫塑料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于具有優(yōu)異軟度，緩沖性能，絕熱性能等的聚烯烴樹脂泡沫塑料的組合物，其泡沫塑料以及制備泡沫塑料方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)泡沫塑料作為組件用作電子設(shè)備等的內(nèi)絕緣體，緩沖材料，隔音材料，絕熱材料，食品包裝材料，服裝材料，建筑材料等時，為保證其密封等性能，泡沫塑料必需具有軟度，緩沖性能，絕熱性能等特征。作為這種泡沫塑料，聚乙烯，聚丙烯等聚烯烴樹脂泡沫塑料是已知的，但是這些泡沫塑料的問題在于強(qiáng)度弱，并且軟度和緩沖性能也不充分。
為了改進(jìn)這些問題，已經(jīng)嘗試通過增加它的膨脹率或把聚烯烴和橡膠組分等共混而軟化原材料。但是，從通常的聚乙烯或聚丙烯很難獲得具有高膨脹率的軟質(zhì)泡沫塑料，因為這樣的樹脂在高溫下的張力也就是熔融張力如此弱以至于任何獲得高膨脹率的嘗試都導(dǎo)致在氣泡合并時或由于氣泡壁的破壞而在發(fā)泡時的除氣作用。
傳統(tǒng)上，作為聚合物泡沫塑料制造方法的一種化學(xué)方法和一種物理方法是已知的。在通常的物理方法中，在聚合物中分散一種含氯氟烴，一種烴等低沸點(diǎn)液體(發(fā)泡劑)，然后通過加熱揮發(fā)發(fā)泡劑形成氣泡。同樣在化學(xué)方法中，通過加入到聚合物基體中的化合物(發(fā)泡劑)的熱降解產(chǎn)生氣體而實(shí)現(xiàn)氣泡的形成從而獲得泡沫塑料。但是，使用物理方法的發(fā)泡技術(shù)具有多種的環(huán)境問題例如要作為發(fā)泡劑使用的物質(zhì)的毒性，臭氧層的破壞等，在使用化學(xué)方法的發(fā)泡技術(shù)中產(chǎn)生氣體后發(fā)泡劑的殘渣留在獲得的泡沫塑料中，特別在用于電子零件等的情況下導(dǎo)致污染問題。
另外，近年來已經(jīng)建議了一種方法作為獲得具有小氣泡直徑和高氣泡密度的泡沫塑料的方法，在該方法中氮?dú)?，二氧化碳等氣體在高壓下溶解在聚合物中然后通過釋放壓力和把聚合物加熱到它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或軟化點(diǎn)附近形成氣泡。在這種發(fā)泡方法中，氣泡核從一個熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)形成，并且由于這種核的膨脹生長通過氣泡的形成而獲得了微孔泡沫塑料。根據(jù)該方法，它在至今還不知道可以獲得的微孔塑料方面有優(yōu)勢。另外，已經(jīng)建議了多種嘗試用來在熱塑性聚氨酯等熱塑性彈性體中應(yīng)用這種發(fā)泡方法。但是沒能獲得足夠的膨脹率，并且所形成的泡沫塑料厚度局限于薄的厚度。
為解決這些問題，例如已經(jīng)提出了一種用于泡沫塑料緊密體的樹脂組合物，其特征在于把5到70重量份的聚乙烯彈性體與100重量份的主要包含90到10重量％的在230℃下熔融張力是7gf或更高的聚丙烯均聚物和10～90重量％的在230℃下熔融張力是7gf或更高的聚丙烯共聚物的聚丙烯樹脂共混(見JP-A-2002-322303)。同樣，一種包含一種在230℃下熔融張力超過1cN的聚烯烴樹脂和一種橡膠或熱塑性彈性體組分的聚烯烴樹脂和一種使用在超臨界條件下的二氧化碳制造泡沫塑料的方法也已經(jīng)被建議了(見JP-A-2001-348452)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有優(yōu)異軟度和緩沖性能及足夠厚度的聚烯烴樹脂泡沫塑料，及其制備方法。
為了解決上述的問題，本發(fā)明人進(jìn)行了深入的研究并且作為結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)對用于聚烯烴樹脂泡沫塑料組合物進(jìn)行泡沫塑料塑料成型時，在發(fā)泡之后氣泡成長而沒有引起大的收縮和變形并且氣泡的形狀能夠因而保持，所以泡沫塑料的厚度能夠變厚且能夠得到具有卓越的緩沖性能泡沫塑料，該組合物包含聚合物組分和粉狀顆粒，所述聚合物組分包含聚烯烴樹脂及橡膠和/或熱塑性烯烴彈性體，其特征在于其中所述組合物在第一溫度和第二溫度之間測量時具有至少20cN的熔融張力，其中所述第一溫度為該組合物的熔點(diǎn)，所述第二溫度比第一溫度高20℃。
另外，短語“橡膠和熱塑性烯烴彈性體中的至少一種”和“橡膠和/或熱塑性烯烴彈性體”具有相同的含義。
因此，本發(fā)明提供一種用于聚烯烴樹脂泡沫塑料的組合物，其包含聚合物組分和粉狀顆粒，所述聚合物組分含有聚烯烴樹脂及橡膠和/或熱塑性烯烴彈性體，其特征在于其中所述組合物在第一溫度和第二溫度之間測量時具有至少20cN的熔融張力，其中所述第一溫度為該組合物的熔點(diǎn)，所述第二溫度比第一溫度高20℃；本發(fā)明還提供一種通過所述聚烯烴樹脂泡沫塑料組合物的泡沫塑料成型而制備的聚烯烴樹脂泡沫塑料。
此外，本發(fā)明提供一種用于制備聚烯烴樹脂泡沫塑料的方法，其包括對用于聚烯烴樹脂泡沫塑料的組合物進(jìn)行泡沫塑料成型，其中所述的組合物的特征在于它包含聚合物組分和粉狀顆粒，所述聚合物組分含有聚烯烴樹脂及橡膠和/或熱塑性烯烴彈性體，并且所述組合物在第一溫度和第二溫度之間測量時具有至少20cN的熔融張力，其中所述第一溫度為該組合物的熔點(diǎn)，所述第二溫度比第一溫度高20℃。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明用于聚烯烴樹脂泡沫塑料的組合物由一種包含一種聚烯烴樹脂和一種橡膠和/或一種熱塑性彈性體的聚合物組分和粉狀顆粒組成。
作為本發(fā)明用于聚烯烴樹脂泡沫塑料的組合物的主體的聚合物組分包含一種聚烯烴樹脂和一種橡膠和/或一種熱塑性彈性體。以100重量份上述聚烯烴樹脂為基礎(chǔ)，橡膠和/或熱塑性彈性體的用量是10～150重量份，優(yōu)選30～100重量份是期望的。
作為泡沫塑料當(dāng)橡膠和/或熱塑性彈性體的用量小于10重量份時緩沖性質(zhì)易于降低。而且由于在發(fā)泡時易于引起除氣作用，當(dāng)用量超過150重量份時不能獲得具有高膨脹率的泡沫塑料。
作為本發(fā)明的聚烯烴樹脂，可以舉例引用一類具有寬分子量分布和在高分子量一側(cè)肩部的樹脂，一種輕度交聯(lián)類型的樹脂，一種長鏈支鏈類型的樹脂等。
這些類型的樹脂的例子包括低密度聚乙烯，中密度聚乙烯，高密度聚乙烯，線形低密度聚乙烯，聚丙烯，乙烯和丙烯的共聚物，乙烯或丙烯與其它α-烯烴的共聚物，乙烯和醋酸乙烯，丙烯酸，丙烯酸酯，甲基丙烯酸，甲基丙烯酸酯，乙烯醇等的共聚物，其混合物和它們中任何可以使用的。
上述“其它α-烯烴”的例子包括1-丁烯，1-戊烯，1-己烯，4-甲基1-戊烯等。并且共聚物可以是任何無規(guī)共聚物和嵌段共聚物。
在它能夠進(jìn)行發(fā)泡的條件下本發(fā)明的橡膠或熱塑性彈性體組分沒有特別限定，它的例子包括天然橡膠，聚異丁烯，聚異戊二烯，氯丁二烯橡膠，丁基橡膠，丁腈橡膠等天然或合成的橡膠；乙丙共聚物，乙烯-丙烯-二烯共聚物，乙烯-醋酸乙烯共聚物，聚丁烯，氯化聚乙烯等烯烴彈性體；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物，其氫化產(chǎn)物等苯乙烯彈性體。聚酯彈性體；聚酰胺彈性體；聚氨酯彈性體等多種熱塑性彈性體；這些橡膠或熱塑性彈性體組分可以單獨(dú)或以兩種或更多的混合使用。
根據(jù)本發(fā)明，熱塑性烯烴彈性體適合作為上述的橡膠或熱塑性彈性體組分。烯烴彈性體是具有烯烴組分和二元乙丙橡膠形成微相分離狀態(tài)的結(jié)構(gòu)的彈性體，并且和上述的聚烯烴樹脂有良好的相容性。
上述聚烯烴樹脂和橡膠和/或熱塑性彈性體的混合物的混合比是例如前者/后者＝大約1/99～99/1(優(yōu)選10/90～90/10，更優(yōu)選20/80～80/20)。
本發(fā)明用于聚烯烴樹脂泡沫塑料的組合物包含粉狀顆粒。作為主要的目的，粉狀顆粒的功能是當(dāng)泡沫塑料塑料成型時作為成核劑，并且可以使用例如滑石，二氧化硅，氧化鋁，沸石，碳酸鈣，碳酸鎂，硫酸鋇，氧化鋅氧化鈦，氫氧化鋁等。
這些粉狀顆粒具有0.1～10μm的粒度是期望的。當(dāng)粉狀顆粒的粒度小于0.1μm時，在某些情況下作為成核劑粉狀顆粒不能完全發(fā)揮作用。而且，粉狀顆粒的粒度超過10μm是不期望的，因為它有時變成泡沫塑料塑料成型時除氣作用的起因。
本發(fā)明中粉狀顆粒的粒度代表在粉狀顆粒分散在包含一種聚烯烴樹脂和一種橡膠和/或一種熱塑性彈性體的聚合物組分內(nèi)的狀態(tài)下的粒度，或者顆粒單獨(dú)存在下的粒度，或者顆粒聚集下的聚集體的粒度。
根據(jù)本發(fā)明，基于100重量份聚合物組分，粉狀顆粒含量在5～150重量份，優(yōu)選10～130重量份是期望的。
當(dāng)粉狀顆粒小于5重量份時不能獲得均勻的泡沫塑料，而當(dāng)含量超過150重量份時作為用于聚烯烴樹脂泡沫塑料的組合物的粘度顯著增加，也有可能由于在泡沫塑料塑料成型時產(chǎn)生除氣作用，而破壞發(fā)泡特征。
另外，既然樹脂泡沫塑料包含一種熱塑性聚合物，它有容易燃燒的缺點(diǎn)。因此，特別當(dāng)材料在提供阻燃性是必需的電子設(shè)備等上應(yīng)用時設(shè)計各種阻燃劑作為粉狀顆粒是期望的。作為阻燃劑可以使用習(xí)用的眾所周知的溴樹脂，氯樹脂，磷系統(tǒng)，銻系統(tǒng)等阻燃劑，但是由于氯系統(tǒng)，溴系統(tǒng)等阻燃劑在燃燒時產(chǎn)生對人體有毒和腐蝕儀器的氣體，而磷系統(tǒng)和銻系統(tǒng)阻燃劑也有毒性，爆炸性等問題，加入非鹵素非銻系統(tǒng)金屬氫氧化物作為無機(jī)阻燃劑是期望的。
作為這種無機(jī)阻燃劑，使用氫氧化鋁，氫氧化鎂，氧化鎂-氧化鎳的水合物，氧化鎂-氧化鋅的水合物等特別期望。這種水合的金屬化合物可以是經(jīng)表面處理的。這些阻燃劑可以單獨(dú)或作為兩個或更多的混合物使用。
基于用于聚烯烴樹脂泡沫塑料的全部組合物，這種阻燃劑的含量是大約10～大約70重量％，優(yōu)選大約25～大約65重量％。當(dāng)該含量太小時阻燃效果變小，而相反當(dāng)它太大時無法獲得具有高膨脹率的樹脂泡沫塑料。
作為特定時候的需要，可以向本發(fā)明用于聚烯烴樹脂泡沫塑料的組合物中加入添加劑。添加劑的種類沒有特別的限定，能夠使用通常用于泡沫塑料塑料成型的各種添加劑。所述添加劑的例子包括結(jié)晶成核劑，增塑劑，潤滑劑，著色劑，紫外線吸收劑，抗氧化劑，填料，增強(qiáng)劑，抗靜電劑等。添加劑的加入量能夠在它不破壞氣泡等的形成的范圍內(nèi)隨意選擇，可以使用通常在熱塑性樹脂成型中使用的用量。
本發(fā)明用于聚烯烴樹脂泡沫塑料材料的組合物的特征在于在第一溫度是所述組合物的熔點(diǎn)和第二溫度比該第一溫度高20℃之間的范圍內(nèi)測量該組合物的熔融張力是至少20cN(20cN或更高)。
當(dāng)用于聚烯烴樹脂泡沫塑料材料的組合物的熔融張力被調(diào)整到20cN或更高，氣泡壁在膨脹成型時很難被破壞因此可以獲得高膨脹率。
特別地，在第一溫度是該組合物的熔點(diǎn)和第二溫度比該第一溫度高20℃下測量時熔融張力是至少25cN(25cN或更高)(例如大約25～70cN)。是期望的，至少30cN是更期望的(30cN或更高)(例如大約30～50cN)。
關(guān)于這一點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明熔融張力是在第一溫度是所述組合物的熔點(diǎn)和第二溫度比該第一溫度高20℃之間的范圍內(nèi)測量的，因為熔融狀態(tài)在溫度低于它的熔點(diǎn)時不能獲得。此外，第二溫度比該第一溫度(所述組合物的熔點(diǎn))高超過20℃也是不期望的，因為組合物變成完全流體狀態(tài)因此不能獲得熔融張力。
另外，根據(jù)本發(fā)明，在第一溫度是所述組合物的熔點(diǎn)和第二溫度比該第一溫度高20℃的溫度之間的范圍內(nèi)的任何溫度下當(dāng)熔融張力是20cN時是足夠的。
另外根據(jù)本發(fā)明，使用粉狀顆粒時當(dāng)通過將用于聚烯烴樹脂泡沫塑料材料的組合物的熔融張力調(diào)整到20cN或更高，施加了一種作用其中粉狀顆粒成為氣泡增長的基點(diǎn)而氣泡結(jié)構(gòu)變得更均勻了。當(dāng)使用高壓氣體特別是在超臨界狀態(tài)下的二氧化碳作為下面描述的發(fā)泡劑時，這種作用特別有效，因為與習(xí)用的發(fā)泡方法相比可以形成特別細(xì)和均勻的氣泡。
根據(jù)本發(fā)明，在它是通常用于膨脹成型聚烯烴樹脂的條件下對用于獲得聚烯烴樹脂泡沫塑料材料的發(fā)泡劑沒有特別的限制，但是考慮到環(huán)境保護(hù)和對發(fā)泡的材料污染小而使用高壓氣體是期望的。關(guān)于這一點(diǎn)，這里使用的術(shù)語“高壓氣體”表示它包括在超臨界狀態(tài)下的任何流體。在本發(fā)明中，術(shù)語“高壓”表示例如至少1MPa。
在高壓下在上述的聚烯烴樹脂和橡膠或熱塑性彈性體可以在高壓下與之浸漬的條件下，對高壓氣體沒有特別的限定，它的例子有二氧化碳，氮?dú)猓諝獾?。這些高壓氣體可以作為混合物的形式使用。它們其中使用二氧化碳是期望的因為浸漬到用于泡沫塑料材料的原材料的聚烯烴樹脂和橡膠或熱塑性彈性體中的量大而且浸漬速度快。另外，考慮到加速它浸漬到樹脂中的速度上述高壓氣體(例如二氧化碳)處在超臨界狀態(tài)下是期望的。關(guān)于這一點(diǎn)，二氧化碳的臨界溫度是31℃，它的臨界壓力是7.4MPa。
當(dāng)使用處于超臨界狀態(tài)的氣體(超臨界流體)時，由于在樹脂中的溶解度增加了使它有可能高濃度截留，由于濃度高在突然的壓降時氣泡核的形成變得時常發(fā)生，因此即使當(dāng)空隙率相同時通過這些氣泡核的生長形成的氣泡的密度變得比其它條件的大，因而能夠獲得細(xì)氣泡。
對制造本發(fā)明的聚烯烴樹脂泡沫塑料材料的方法沒有特別限定在它是能夠使用上述的用于聚烯烴樹脂泡沫塑料材料的組合物實(shí)施膨脹成型的方法的條件下，而且它可以是間歇式系統(tǒng)或是連續(xù)的系統(tǒng)。
使用高壓氣體作為發(fā)泡劑通過間歇式系統(tǒng)制造聚烯烴樹脂泡沫塑料材料的例子說明如下。首先，使用單螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)等擠出機(jī)將上述包含一種含有一種聚烯烴樹脂和一種橡膠和/或一種熱塑性烯烴彈性體的聚合物組分和粉狀顆粒的組合物擠出而制造用于泡沫塑料材料成型的樹脂片。作為選擇，通過利用輥?zhàn)?，CUM，捏合機(jī)，班伯里型等裝配有葉片的捏合機(jī)械均勻地捏合上述聚烯烴樹脂和橡膠和/或熱塑性烯烴彈性體和粉狀顆粒形成用于泡沫塑料材料成型的樹脂片，然后使用電熱板熱壓機(jī)等加壓模塑混合物達(dá)到預(yù)定的厚度。將使用這種方式得到的未發(fā)泡的片材放入高壓容器中，注入包含二氧化碳，氮?dú)?，空氣等高壓氣體使用高壓氣體實(shí)現(xiàn)上述未發(fā)泡的片材的浸漬。當(dāng)片材使用高壓氣體充分浸漬后釋放壓力(通常到大氣壓)來實(shí)現(xiàn)在基礎(chǔ)原料樹脂內(nèi)產(chǎn)生氣泡核。氣泡核可以在室溫或當(dāng)特殊需要時加熱下如此生長。關(guān)于加熱方法，可以利用眾所周知的或習(xí)用的方法如水浴，油浴，熱輥，干烤箱，遠(yuǎn)紅外輻射，近紅外輻射，微波等。在以這種方式實(shí)現(xiàn)氣體的生長后通過用冷水等突然冷卻等固定它的形狀，能夠獲得聚烯烴樹脂泡沫塑料材料。在這個方面，受到發(fā)泡的緊密形狀不僅限于片材，根據(jù)各自的應(yīng)用可以使用多種形狀。另外，不僅能通過擠壓成型或加壓模塑而且可以通過注射成型等其它成型方法制造受到發(fā)泡的緊密體。
使用高壓氣體作為發(fā)泡劑通過連續(xù)系統(tǒng)制造聚烯烴樹脂泡沫塑料材料的例子說明如下。在使用單螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)等擠出機(jī)將上述包含一種含有一種聚烯烴樹脂和一種橡膠和/或一種熱塑性烯烴彈性體的聚合物組分和粉狀顆粒的組合物擠出的時候，在其中注入高壓氣體用高壓氣體對樹脂實(shí)現(xiàn)充分浸漬，然后氣泡通過擠出樹脂釋放壓力(一般達(dá)到大氣壓)特殊要求則在加熱下而生成。在實(shí)現(xiàn)氣泡的生長后，通過使用水等物快速冷卻的方法固定它的形狀而獲得聚烯烴樹脂泡沫塑料材料。在這個方面，也可以通過使用除擠出機(jī)之外的注射成型等實(shí)現(xiàn)膨脹成型。泡沫塑料材料的形狀沒有特別限定，它可以是片，柱等任意形狀。
當(dāng)受到發(fā)泡的緊密體或捏合的樹脂混合物用氣體浸漬時，考慮到氣體的類型，可使用性等，壓力可任意選擇，但是例如當(dāng)使用二氧化碳等時，壓力例如6Mpa或更高(例如，大約6～100MPa)，優(yōu)選8MPa或更高(例如，8～100MPa)。
當(dāng)壓力低于6MPa時，由于在發(fā)泡時成長了相當(dāng)多的氣泡，氣泡的直徑變大了因此隔音效果易于降低。這種情況的原因是當(dāng)壓力低時，氣體浸漬的量與高壓時的量相比相對較少，因此由于氣泡核形成率降低而使形成的氣泡核的數(shù)量變小，相反每個氣泡的含氣量增大，作為結(jié)果氣泡直徑變得極大。另一方面氣壓低于6MPa，當(dāng)浸漬壓力輕微變化時，氣泡直徑和氣泡密度變化非常大，因此對氣泡直徑和氣泡密度的控制變困難了。
氣體浸漬步驟溫度的變化取決于使用的惰性氣體，熱塑性聚合物的類型等，并可以在一個很寬的范圍內(nèi)選擇，但是例如當(dāng)考慮到可使用性等，溫度大約10～350℃。例如，當(dāng)使用惰性氣體浸漬片型等類似非發(fā)泡的壓緊體時，浸漬溫度對于間歇系統(tǒng)是大約10～200℃，優(yōu)選大約40～200℃。而且，通過擠出氣體浸漬過的熔融聚合物而同時實(shí)現(xiàn)發(fā)泡和成型時，對連續(xù)系統(tǒng)的浸漬溫度通常是大約60～350℃。在這個方面，當(dāng)使用二氧化碳作為惰性氣體，為了保持超臨界狀態(tài)在浸漬時的溫度是32℃或更高，特別是40℃或更高是期望的。
在上述的壓降步驟，壓降速度沒有特別限定，但是為了獲得均勻的細(xì)氣泡優(yōu)選大約5～300MPa/秒。另外，在上述的加熱步驟加熱溫度例如大約40～250℃，優(yōu)選大約60～250℃。
另外，既然能夠通過本發(fā)明用于制造聚烯烴樹脂泡沫塑料材料的方法制造具有高膨脹率的泡沫塑料材料，能夠制造厚泡沫塑料材料是它的一個優(yōu)點(diǎn)。也就是說，通過連續(xù)系統(tǒng)制造聚烯烴樹脂泡沫塑料材料時，當(dāng)捏合上述用于聚烯烴樹脂泡沫塑料材料的組合物時注入高壓氣體，因而實(shí)現(xiàn)了用高壓氣體對樹脂的充分浸漬，然后通過擠出釋放壓力，以保持?jǐn)D出機(jī)內(nèi)部的壓力，如果是那樣的話，擠出機(jī)模頭末端的間隙必須越窄越好(通常0.1～1.0mm)。因此，雖然經(jīng)過窄縫擠出的泡沫塑料材料組合物一定是在用于獲得厚泡沫塑料材料的高膨脹比下發(fā)泡，在現(xiàn)有技術(shù)中不能獲得高膨脹比，因此成型的泡沫塑料材料厚度也被限制在一個薄的水平上(例如，大約0.5～2.0mm)。
相反關(guān)于本發(fā)明的泡沫塑料材料，有可能連續(xù)獲得具有最終厚度0.50～5.00mm的泡沫塑料材料。為了獲得這種厚泡沫塑料材料，泡沫塑料材料的相對密度(發(fā)泡后的密度/未發(fā)泡條件下的密度)0.02～0.3，優(yōu)選0.05～0.25是希望的。
相對密度超過0.3導(dǎo)致發(fā)泡不充分，小于0.2的相對密度也是不希望的因為泡沫塑料材料的強(qiáng)度有大大降低的可能性。
泡沫塑料材料的上述厚度和和相對密度可通過對要使用的惰性氣體以及聚烯烴樹脂和橡膠或熱塑性彈性體的類型的響應(yīng)來調(diào)節(jié)，例如任意的選擇和設(shè)定氣體浸漬步驟的溫度，壓力，時間等操作條件，壓降步驟的壓降速度，溫度，壓力等操作條件和壓降后的加熱溫度。
本發(fā)明的聚烯烴樹脂泡沫塑料材料能夠作為例如電子設(shè)備等的內(nèi)絕緣體，緩沖材料，隔音材料，絕熱材料，食品包裝材料，服裝材料，建筑材料等。
實(shí)施例下面將給出本發(fā)明的實(shí)施例，但是本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限制。在這個方面，使用下面的方法測量和計算了熔融張力和相對密度。
(熔融張力)在測量熔融張力時，將每個樣品從1mmφ和L/D＝10的毛細(xì)管以線形在固定為20m/分鐘的速度下擠出。通過使用由Toyo Seiki制造的毛細(xì)管型流變儀從上部施加載荷，使擠出物經(jīng)過張力探測滑輪，然后在喂料輥上被吸收。在這個操作過程中，吸收速度緩慢增加。增加吸收速度直到樣品破壞，通常將正好破壞之前的張力作為熔融張力，雖然在其中使用在2m/分鐘的吸收速度下的張力。
測量設(shè)備由Toyo Seiki制造的Capilograph設(shè)備概述毛細(xì)管模頭尺寸 1mmφL/D＝10模頭直徑 10mm設(shè)備條件擠出速度20mm/分鐘吸收速度1-100m/分鐘(相對密度)相對密度＝{發(fā)泡后的密度(泡沫塑料材料的密度)(g/cm3)÷{發(fā)泡之前的密度(發(fā)泡之前的片等的密度)(g/cm3)}實(shí)施例1將由45重量份聚丙烯(MFR0.35g/10分鐘)，55重量份聚烯烴彈性體(MFR 6g/10分鐘，JIS A硬度79°)和10重量份的氫氧化鎂(平均粒度0.7μm)組成的混合物在200℃下使用由JSW制造的雙螺桿捏合機(jī)捏合，以線形擠出，用水冷卻然后通過切成小球成型。這種化合物的熔點(diǎn)通過DSC計算是170℃，在182℃下測量的熔融張力是31.1cN。
將該小球放入由JSW制造的單螺桿擠出機(jī)中，在22(注射后19)MPa的壓力，220℃下注入氣體，使用氣體充分浸潤后，將其冷卻到適于發(fā)泡的溫度然后從模頭擠出從而獲得泡沫塑料材料。泡沫塑料材料的相對密度是0.05。另外，間隙是0.3mm，泡沫塑料材料的厚度在那時是2.2mm。
實(shí)施例2將由45重量份聚丙烯(MFR 0.35g/10分鐘)，55重量份聚烯烴彈性體(MFR 6g/10分鐘，JIS A硬度79°)和120重量份氫氧化鎂(平均粒度0.7μm)組成的混合物在200℃下使用由JSW制造的雙螺桿捏合機(jī)捏合，以線形擠出，用水冷卻然后通過切成小球成型。這種化合物的熔點(diǎn)通過DSC計算是170℃，在182℃下測量的熔融張力是31.4cN。
將該小球放入由JSW制造的單螺桿擠出機(jī)中，在19(注射后16)MPa的壓力，220℃下注入氣體，使用氣體充分浸潤后，將其冷卻到適于發(fā)泡的溫度然后從模頭擠出從而獲得泡沫塑料材料。泡沫塑料材料的相對密度是0.120。另外，間隙是0.3mm，泡沫塑料材料的厚度在那時是2.2mm。
實(shí)施例3將由45重量份聚丙烯(MFR 0.5g/10分鐘)，55重量份聚烯烴彈性體(MFR 11g/10分鐘，JIS A硬度65°)和120重量份氫氧化鎂(平均粒度0.7μm)組成的混合物在200℃下使用由JSW制造的雙螺桿捏合機(jī)捏合，以線形擠出，用水冷卻然后通過切成小球成型。這種化合物的熔點(diǎn)通過DSC計算是168℃，在182℃下測量的熔融張力是24.9cN。
將該小球放入由JSW制造的單螺桿擠出機(jī)中，在19(注射后16)MPa的壓力，220℃下注入氣體，使用氣體充分浸潤后，將其冷卻到適于發(fā)泡的溫度然后從模頭擠出從而獲得泡沫塑料材料。泡沫塑料材料的相對密度是0.251。另外，間隙是0.3mm，泡沫塑料材料的厚度在那時是1.4mm。
實(shí)施例4將由45重量份乙烯和丙烯的共聚物(MFR 0.4g/10分鐘)，55重量份聚烯烴彈性體(MFR 6g/10分鐘，JIS A硬度79°)和120重量份氫氧化鎂(平均粒度0.7μm)組成的混合物在200℃下使用由JSW制造的雙螺桿捏合機(jī)捏合，以線形擠出，用水冷卻然后通過切成小球成型。這種化合物的熔點(diǎn)通過DSC計算是168℃，在182℃下測量的熔融張力是32.6cN。
將該小球放入由JSW制造的單螺桿擠出機(jī)中，在19(注射后16)MPa的壓力，220℃下注入氣體，使用氣體充分浸潤后，將其冷卻到適于發(fā)泡的溫度然后從模頭擠出從而獲得泡沫塑料材料。泡沫塑料材料的相對密度是0.273。另外，間隙是0.3mm，泡沫塑料材料的厚度在那時是1.2mm。
實(shí)施例5將由45重量份乙烯和丙烯的共聚物(MFR 0.3g/10分鐘)，55重量份聚烯烴彈性體(MFR 6g/10分鐘，JIS A硬度79°)和120重量份氫氧化鎂(平均粒度0.7μm)組成的混合物在200℃下使用由JSW制造的雙螺桿捏合機(jī)捏合，以線形擠出，用水冷卻然后通過切成小球成型。這種化合物的熔點(diǎn)通過DSC計算是167℃，在182℃下測量的熔融張力是60.0cN。
將該小球放入由JSW制造的單螺桿擠出機(jī)中，在19(注射后16)MPa的壓力，220℃下注入氣體，使用氣體充分浸潤后，將其冷卻到適于發(fā)泡的溫度然后從模頭擠出從而獲得泡沫塑料材料。泡沫塑料材料的相對密度是0.11。另外，間隙是0.3mm，泡沫塑料材料的厚度在那時是1.8mm。
對比例1將由45重量份聚丙烯(MFR 0.4g/10分鐘)，55重量份聚烯烴彈性體(MFR 6g/10分鐘，JIS A硬度79°)和50重量份氫氧化鎂(平均粒度0.7μm)組成的混合物在200℃下使用由JSW制造的雙螺桿捏合機(jī)捏合，以線形擠出，用水冷卻然后通過切成小球成型。這種化合物的熔點(diǎn)通過DSC計算是170℃，在182℃下測量的熔融張力是4.0cN。
將該小球放入由JSW制造的單螺桿擠出機(jī)中，在16.2(注射后14)MPa的壓力，220℃下注入氣體，使用氣體充分浸潤后，將其冷卻到適于發(fā)泡的溫度然后從模頭擠出從而獲得泡沫塑料材料。泡沫塑料材料的相對密度是0.35。另外，間隙是0.3mm，泡沫塑料材料的厚度在那時是0.4mm。
對比例2將由45重量份聚丙烯(MFR4g/10分鐘)，55重量份聚烯烴彈性體(MFR6g/10分鐘，JIS A硬度79°)組成的混合物在200℃下使用由JSW制造的雙螺桿捏合機(jī)捏合，以線形擠出，用水冷卻然后通過切成小球成型。這種化合物的熔點(diǎn)通過DSC計算是170℃，在182℃下測量的熔融張力是0.9cN。
將該小球放入由JSW制造的單螺桿擠出機(jī)中，在18MPa的壓力，220℃下注入氣體，使用氣體充分浸潤后，將其冷卻到適于發(fā)泡的溫度然后從模頭擠出，但是由于發(fā)泡不夠沒有獲得片材。
對比例3將由45重量份聚丙烯(MFR 0.35g/10分鐘)，30重量份聚烯烴彈性體(MFR 6g/10分鐘，JIS A硬度79°)組成的混合物在200℃下使用由JSW制造的雙螺桿捏合機(jī)捏合，以線形擠出，用水冷卻然后通過切成小球成型。這種化合物的熔點(diǎn)通過DSC計算是170℃，在182℃下測量的熔融張力是23cN。
將該小球放入由JSW制造的單螺桿擠出機(jī)中，在22(注射后19)MPa的壓力，220℃下注入氣體，使用氣體充分浸潤后，將其冷卻到適于發(fā)泡的溫度然后從模頭擠出從而獲得泡沫塑料材料。泡沫塑料材料的相對密度是0.43。另外，間隙是0.3mm，泡沫塑料材料的厚度在那時是2.5mm。
既然從上述發(fā)明實(shí)施例獲得的每一個包含一種含有聚烯烴樹脂，一種橡膠和/或一種熱塑性彈性體的聚合物組分和粉狀顆粒的可膨脹聚烯烴樹脂表現(xiàn)出了高熔融張力，通過習(xí)用的發(fā)泡步驟通過釋放高壓氣體的壓力獲得的各個泡沫塑料材料具有高膨脹率和足夠的厚度。與之相比，由于它們相對密度低，從在對照例中獲得的泡沫塑料材料中沒有獲得足夠的膨脹率。
本發(fā)明的聚烯烴樹脂泡沫塑料材料具有足夠的厚度并具有優(yōu)越的軟度和緩沖性能。并且，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，能夠容易地和有效地制造如上面描述的優(yōu)越的泡沫塑料材料。
在其明確的實(shí)施方案的參考下本發(fā)明得到了詳細(xì)的描述，很明顯地對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言其中的各種變化和改進(jìn)沒有脫離其范圍。
本申請基于在2003年2月19日提交的日本專利申請?zhí)?003-041154，其全部內(nèi)容在此引入作為參考。
權(quán)利要求
1.一種用于聚烯烴樹脂泡沫塑料的組合物，其包含聚合物組分，該聚合物組分包含聚烯烴樹脂，及橡膠和熱塑性彈性體中的至少一種；以及粉狀顆粒，其中所述組合物在第一溫度和第二溫度之間測量時具有至少20cN的熔融張力，其中所述第一溫度為該組合物的熔點(diǎn)，所述第二溫度比第一溫度高20℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中所述橡膠和熱塑性彈性體中的至少一種的含量基于100重量份的聚烯烴樹脂是10～150重量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的組合物，其中所述橡膠和熱塑性彈性體中的至少一種的含量基于100重量份的聚烯烴樹脂是30～100重量份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中所述橡膠和熱塑性彈性體中的至少一種是熱塑性烯烴彈性體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中所述粉狀顆粒的粒度為0.1～10μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中所述粉狀顆粒的含量基于100重量份的聚合物組分是5～150重量份。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的組合物，其中所述粉狀顆粒的含量基于100重量份的聚合物組分是10～130重量份。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中所述粉狀顆粒是阻燃劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的組合物，其中所述阻燃劑是無機(jī)阻燃劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的組合物，其中所述無機(jī)阻燃劑是金屬氫氧化物。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的組合物，其中所述無機(jī)阻燃劑為選自氫氧化鋁，氫氧化鎂，氧化鎂-氧化鎳的水合物，氧化鎂-氧化鋅的水合物中的一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中所述熔融張力至少為25cN。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的組合物，其中所述熔融張力至少為30cN。
14.一種聚烯烴樹脂泡沫塑料，其是通過泡沫成型根據(jù)權(quán)利要求1的組合物而制備的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的聚烯烴樹脂泡沫塑料，其具有0.02～0.30的相對密度。
16.一種用于制備聚烯烴樹脂泡沫塑料的方法，其包括對用于聚烯烴樹脂泡沫塑料的組合物進(jìn)行泡沫塑料成型，其中所述組合物包含聚合物組分，該聚合物組分包含聚烯烴樹脂，及橡膠和熱塑性彈性體中的至少一種；以及粉狀顆粒，其中所述組合物在第一溫度和第二溫度之間測量時具有至少20cN的熔融張力，其中所述第一溫度為該組合物的熔點(diǎn)，所述第二溫度比第一溫度高20℃。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述泡沫塑料成型是利用高壓氣體進(jìn)行的。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述高壓氣體是二氧化碳或氮?dú)狻?br> 19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述二氧化碳以超臨界狀態(tài)用作高壓氣體。
全文摘要
一種用于聚烯烴樹脂泡沫塑料的組合物，其包含一種含有聚烯烴樹脂及橡膠和熱塑性烯烴彈性體中至少一種的聚合物組分，以及粉狀顆粒，其中所述組合物在第一溫度和第二溫度之間測量時具有至少20cN的熔融張力，其中所述第一溫度為該組合物的熔點(diǎn)，所述第二溫度比第一溫度高20℃。
文檔編號C08J9/00GK1523051SQ20041000504
公開日2004年8月25日 申請日期2004年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月19日
發(fā)明者山本孝幸, 橘克彥, 樽野友浩, 金田充宏, 宏, 浩 申請人:日東電工株式會社