專利名稱：：用于生產(chǎn)泡沫塑料的泡沫劑的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及泡沫劑、所述泡沬劑的生產(chǎn)及其用于生產(chǎn)泡沬塑料的用途。
背景技術：
：泡沬塑料物質(zhì)，也對應于用于發(fā)泡或膨脹的發(fā)泡體系，在文獻和專利中已有很長的公開歷史。發(fā)泡主要用于減輕重量和獲得新性能的地方。在彈性體技術中，另一個因素是增大的壓縮性。大多數(shù)利用化學發(fā)泡劑來生產(chǎn)彈性體泡沫塑料，其是例如通過在高溫下釋放氣體(如氮氣、氧氣、二氧化碳、氫氣和水蒸汽)或添加輔助物質(zhì)來完成。彈性體的膨脹自然會導致機械強度的損失。在許多情況下，這些材料也可以只與特殊的交聯(lián)體系或配方使用，或者由于涉及工作安全和有目的的后續(xù)應用，使得其應用受到限制。為了獲得具有盡可能好的機械性能(即低的壓縮變定)，以及例如高的耐溫度影響或化學的性能的泡沫塑料，優(yōu)選使用硅氧垸彈性體作為下面的橡膠。對于硅氧烷泡沫塑料的生產(chǎn)，考慮到上述缺點或限制，迄今為止還沒有方法或只有非常不令人滿意的方法。例如，專利說明書EP0751174Bl描述了空心的含氣體填料的使用。這些技術的缺點是在同時受到熱和壓力(即差的壓縮變定)作用時，空心孔會塌陷。在說明書EP0506241Bl中利用醇來完成發(fā)泡，并且在EP0553889Bl中利用水來完成發(fā)泡。該兩種發(fā)泡劑的缺點在于是極性物質(zhì)，其基本上與硅氧烷不相容。因此不得不將它們?nèi)榛趶椥泽w基體中，這導致在操作和穩(wěn)定性上形成嚴重限制，例如產(chǎn)生混合現(xiàn)象和不均一性。例如在專利說明書EP0355429Bl中描述了具有相同問題的其它發(fā)泡體系，例如膦。因為必須在組分混合后原位(insitu)使用，例如在EP0416229A2中描述的氫基泡沬塑料的應用非常受限制。這些泡沫塑料可具有低的密度，但是也僅具有低的機械強度。由于考慮至U毒物學，如Reinl,W.,ErkrankungendurchTetramethylbemsteinsSuredinitrilbeiderSchaumstoffherstellung[Pathologicaleffectsoftetramethylsuccinonitrileinfoamproduction],ArchivflirToxikologie，巻16，367380頁，1957禾口Azobisisobutyronitrile,HealthCounciloftheNetherlands,2002，出版2002/01OSH中所述，以及由于普通壓縮變定，如在本說明書的表1中的實施例8所示，認為使用傳統(tǒng)的氮基發(fā)泡劑(如偶氮二甲酰氨和2,2，-偶氮二異丁腈AIBN)也不能達到目標要求。最后文獻提到了基于碳酸鹽分解的二氧化碳形成的泡沬塑料，例如專利說明書DE19750697Al和EP0751173Bl。這些泡沫塑料的缺點是泡沬塑料結構不均一和可復制性較差，或者是形成封閉孔的泡沬塑料，該封閉孔的泡沫塑料在定義上與主要性能類似的開孔泡沫塑料相比較，具有較差的壓縮變定。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是提供一種泡沬劑，所述泡沫劑減少了上述的缺點或甚至完全消除了上述缺點，并且通過各種擠出和成型方法得到具有低密度和好機械強度的塑料泡沫。通過將釋放溶劑的化合物摻入主要的塑料母料中來達到上述目的。因此本發(fā)明提供了一種泡沬劑，所述泡沫劑包括A)100份的至少一種選自熱塑性塑料、熱固性塑料、彈性體或熱塑性彈性體的塑料母料，B)0.1至IO份的至少一種選自無機或有機化合物的發(fā)泡劑，該發(fā)泡劑具有與液體相互作用的性質(zhì)。本發(fā)明的泡沫劑還可以包括C)0至10份的進一步的發(fā)泡劑，和D)0至200份的選自交聯(lián)劑、增稠劑、緩聚劑、催化劑、阻聚劑、填料例如增強和非增強填料、增塑劑、粘附促進劑、可溶染料、無機和有機顏料、溶劑、殺菌劑、香料、分散劑、流變添加劑、緩蝕劑、氧化抑制劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線穩(wěn)定劑、阻燃劑或影響電學性能的試劑，或其混合物的進一步的組分。令人驚奇的發(fā)現(xiàn)，從結合于發(fā)泡劑B)的液體的沸點溫度開始，本發(fā)明的泡沬劑導致形成均勻和非常一致的膨脹。通過溫度影響而固化或易受溫度影響的任何塑料都可以用作本發(fā)明泡沫劑中的塑料母料A)，即任意的橡膠，和用于硅氧烷(液體硅氧烷或固體硅氧烷)的情況中。塑料母料A)優(yōu)選包括彈性體和特別優(yōu)選包括在相對高溫下交聯(lián)的硅橡膠，在此優(yōu)選在10(TC至250。C下交聯(lián)的硅橡膠。本發(fā)明的發(fā)泡劑B)優(yōu)選選自結晶的、有機或無機化合物、非晶的絡合劑、或嵌入化合物。本發(fā)明的結晶發(fā)泡劑B)的實例是鹽，例如芒硝和Na2S04。本發(fā)明的非晶發(fā)泡劑B)通常顯示為具有間隙的層狀結構，如頁硅酸鹽和高嶺土的例子。底物的特征允許結合或嵌入極性液體(例如水)或相對非極性的液體(例如四氫呋喃)。結合在發(fā)泡劑B)上的液體分子選自有機或無機溶劑。這些溶劑優(yōu)選選自水、醇、胺、四氫呋喃、戊烷、己烷、甲苯或醚，或其混合物。水為特別優(yōu)選的液體分子。有非常多將液體分子結合在發(fā)泡劑上的形式，其以發(fā)泡劑B)的特性而定，例如純粹的物理包合、吸附、共價鍵、配合或其它形式的化學鍵。所有這些液體的共同特點是其在相對高溫下?lián)]發(fā)的潛力，在結晶液體(liquidofcrystallization)的情況中破壞晶格的潛力，和在嵌入液體的情況中達到需克服結合力的能量闞值的潛力。這意味著，對于正確選擇的發(fā)泡劑B)，可通過例如設定用于彈性體加工的常規(guī)溫度(一般為100。C至20(TC)來形成發(fā)泡。對于正確選擇的包括嵌入液體或包括結晶液體的這些發(fā)泡劑B)，當與絕大多數(shù)公知的發(fā)泡劑體系比較時，結果是其在透明或不透明的塑料和彈性體組合物中的應用具有許多優(yōu)點，和對于合適選擇的液體，甚至在食品相容的塑料和彈性體組合物中的應用具有許多優(yōu)點。首先，它們具有優(yōu)異的機械強度，例如橡膠的壓縮變定，由于具有主要為開孔的混合孔結構，其顯示了非常好的彈性。而且，由于發(fā)泡劑B)的非揮發(fā)性殘余在很大程度上為化學惰性而不與塑料母體A)相互作用，本發(fā)明泡沫劑的整體穩(wěn)定性高。而且由于它們自身絕大多數(shù)是無色的，可以根據(jù)需要對材料進行著色。對表面性能(例如手柄)無反作用，以及對于合適選擇的液體，該材料適合于食品并且符合BfR(德國聯(lián)邦危險評估協(xié)會)或FDA的規(guī)定。由于使用水作為液體，安全方面也支持本發(fā)明的泡沫劑，該泡沬劑不會促使火勢的蔓延，在起火時，不會形成有毒的燃燒產(chǎn)物。而且不會與泡沫劑中配方的其它組分相互作用。優(yōu)選的嵌入液體和結晶液體是水。嵌入水或結晶水是結合在有機或無機化合物的層之間和分別結合在晶體結構中的水，在這些"水合物"中有很寬的結合比例。實例是水合的沸石、頁硅酸鹽、含結晶水的鹽(例如在公知的石膏材料中)，在蛋白質(zhì)中發(fā)現(xiàn)其它的實例，例如酪蛋白，和在傳統(tǒng)的鹽中發(fā)現(xiàn)其它的實例，例如硫酸鹽和磷酸鹽(如芒硝、Na2SO4xl0H2O)，以及非晶的水合配位化合物。由于性能保留在發(fā)泡的物質(zhì)中，本發(fā)明發(fā)泡劑B)在塑料母料A)中的使用不受限制。歐洲公開的說明書EP1375622Al和EP1266948A2描述了自粘的硅氧烷，該公開的相關部分并入本文作為參考。沒有檢測到本發(fā)明發(fā)泡劑B)對這些自粘性質(zhì)的影響。相反，在現(xiàn)有技術中涉及的所有其它發(fā)泡劑都顯示了對所述硅氧烷自粘性質(zhì)的明顯影響。本發(fā)明發(fā)泡劑B)的另一個優(yōu)點是以固體的形式存在，其可以非常容易地分散在塑料母料A)中，而不需額外的輔助物質(zhì)。如果正確貯存，混合在材料中的發(fā)泡劑B)是穩(wěn)定的，不會隨時間而發(fā)生任何變化。而且，本發(fā)明的泡沫劑可與公知的發(fā)泡劑(如碳酸鹽、氮化合物、以及水和醇基發(fā)泡劑)以任何需要的結合形式使用，本發(fā)明的泡沫劑改善了泡沫塑料的最終性能。當混合在材料中時，發(fā)泡劑可以為固體的形式或者先溶解或轉化為母煉膠，或直接存在于基體中。本發(fā)明泡沫劑的生產(chǎn)、操作和加工方法在塑料技術中是常見的，因此不需要任何特殊的設備。本發(fā)明進一步提供一種生產(chǎn)本發(fā)明泡沫劑的方法，對于亞分批(sub-batch)或分批生產(chǎn)，所述方法包括通過捏合或混合將組分B)至D)摻入塑料母料A)中。本發(fā)明泡沬劑用于生產(chǎn)泡沫塑料。由本發(fā)明泡沫劑生產(chǎn)本發(fā)明泡沫塑料的工藝方法也是公知的，其包括自由發(fā)泡成型、擠出、和/或泡沫劑的成型。擠出方法的實例是擠出、吹塑和壓延。成型方法的實例是注射成型、傳遞成型和壓縮成型。通過本發(fā)明泡沬劑獲得的泡沫塑料特征在于具有混合孔的結構，具有好的壓縮變定、低的密度和好的機械和化學性能。例如，吸水性小于開孔泡沫塑料的吸水性，且壓縮變定優(yōu)于閉孔泡沫塑料的壓縮變具體實施方式實施例實施例l:硅氧烷泡沬塑料擠出物的生產(chǎn)將30份含水的技術NaHS04和10份白云母(來自Goodfellow公司，Devon,美國，一種頁硅酸鹽)，以及5份乙酸鈉非常細地分散在50份平均鏈長為10000個SiO單元的硅氧烷聚合物中，所述乙酸鈉用作穩(wěn)定層狀結構聚硅酸縮合的酸調(diào)節(jié)劑。然后使用60肖氏A的理論最終硬度，通過剪切材料將3份分散體捏合至100份的硅氧垸基體(由聚合物和作為填料的氣相二氧化硅組成)中。使用1份2，4-二氯過氧化苯甲酰催化該混合物，并使用標準擠壓機擠出，其中加熱管溫度為23(TC，并硫化。得到的擠出物是無色的，加熱后，通常密度約為0.5g/cm3，通常壓縮變定(加熱后)小于15%(在15(TC下22小時，25%壓縮)。實施例2:硅氧垸泡沬塑料成型的生產(chǎn)在剛剛室溫以上的滾筒(roll)上，利用最小的空隙和磨擦力(l丄3)，將8克包括結晶水的粉末狀技術右旋糖(來自MerckKGaA，達姆施塔特，德國)精細分散在100毫升摩爾質(zhì)量為約40000g/mo1的低粘度的硅氧烷聚合物(來自WackerChemieGmbH，德國慕尼黑)中。然后冷卻滾筒，對于60肖氏A的最終硬度，在3毫米空隙寬度和磨擦力1:1.1下，使右旋糖混合物與800克催化的準備使用的硅氧垸橡膠混合物ELASTOSILRp/w4001/40(來自WackerChemieGmbH，德國慕尼黑)混合。使用約80%的容量因子(under-capacityfactor),將最終的泡沫塑料混合物裝料進壓模中，將其封閉并在烘箱中加熱至250°C。10分鐘后將材料脫模，除去溢料。加熱后發(fā)泡物質(zhì)的密度約為0.75g/cm3，具有小于25%的近似壓縮變定(加熱)(在150。C下22小時，25%壓縮)。實施例3:硅氧烷泡沬塑料片材的生產(chǎn)如實施例2中生產(chǎn)泡沫混合物。在滾筒上以約2毫米的厚度將混合物壓延成聚四氟乙烯箔，然后通過220。C的加熱區(qū)。材料自由延伸，并得到具有相干表面(coherentsurface)和約0.5g/cm3的密度和好的壓縮變定的泡沫塑料片材。實施例4-8:泡沫塑料擠出物的壓縮變定的測試和比較以生產(chǎn)理想延伸的6毫米圓珠輪廓的方式擠出5個硅氧垸橡膠混合物，在擠出速度和溫度以及擠壓機模具幾何形狀的變化下，在每種情況下均在可獲得的加工緯度范圍內(nèi)，其中實施例4、5、6和8使用ELASTOSILR401/40，實施例7使用ELASTOSILRp/w4305/40(來自WackerChemieGmbH，德國慕尼黑)，在每種情況下包括下面的40肖氏A橡膠、硫化添加劑，以及在實施例4中，乳化的水用作發(fā)泡劑(與EP0553889Bl類似)，在實施例5中使用充氣的空心熱塑性球(與EP0751174Bl類似)，在實施例6和7中使用本發(fā)明的發(fā)泡劑體系(與實施例1和實施例2類似)，在實施例8中使用商業(yè)購得的AIBN(來自MerckKGaA，達姆施塔特，德國)。加熱(200。C下4小時)后或不加熱情況下，將圓珠插入金屬模具中，該金屬模具在密閉時形成泡沫塑料圓珠30%的壓縮。將模具存放在15(TC下22小時，然后減壓，冷卻后再測試輪廓的直徑。這樣得到發(fā)泡部分的殘余形變，稱作壓縮變定或CS。不同發(fā)泡但是同樣40肖氏A硅氧烷橡膠的CS結果列在表1中。本發(fā)明的實施例6和7顯示出于現(xiàn)有技術實施例4、5和8可比的或甚至更好的結果。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權利要求1.一種泡沫劑，所述泡沫劑包括A)100份的至少一種選自熱塑性塑料、熱固性塑料、彈性體或熱塑性彈性體的塑料母料，B)0.1至10份的至少一種選自無機或有機化合物的發(fā)泡劑，該發(fā)泡劑具有與液體相互作用的性質(zhì)。2、根據(jù)權利要求1所述的泡沫劑，其包括C)0至IO份的進一歩的發(fā)泡劑，禾口D)0至200份的選自交聯(lián)劑、增稠劑、緩聚劑、催化劑、阻聚劑、填料例如增強和非增強填料、增塑劑、粘附促進劑、可溶染料、無機和有機顏料、溶劑、殺菌劑、香料、分散劑、流變添加劑、緩蝕劑、氧化抑制劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線穩(wěn)定劑、阻燃劑或影響電學性能的試劑，或其混合物的進一步的組分。3、根據(jù)權利要求1或2所述的泡沫劑，其中發(fā)泡劑B)選自結晶的、有機或無機化合物、非晶的絡合劑、或嵌入化合物。4、根據(jù)權利要求1-3任一項所述的泡沫劑，其中結合在發(fā)泡劑B)上的液體分子選自有機或無機溶劑。5、根據(jù)權利要求4所述的泡沬劑，其中有機或無機溶劑選自水、醇、胺、四氫呋喃、戊烷、己烷、甲苯或醚，或其混合物。6、一種生產(chǎn)如權利要求l-5任一項所述的泡沫劑的方法，對于亞分批或分批生產(chǎn)，所述方法包括通過捏合或混合將組分B)至D)摻入塑料母料A)中。7、根據(jù)權利要求l-5任一項所述的泡沬劑的用途，其用于生產(chǎn)泡沫塑料。全文摘要本發(fā)明涉及一種泡沫劑，所述泡沫劑包括A)100份的至少一種選自熱塑性塑料、熱固性塑料、彈性體或熱塑性彈性體的塑料母料，B)0.1至10份的至少一種選自無機或有機化合物的發(fā)泡劑，該發(fā)泡劑具有與液體相互作用的性質(zhì)。文檔編號C08J9/00GK101305036SQ200680041797公開日2008年11月12日申請日期2006年11月3日優(yōu)先權日2005年11月10日發(fā)明者J·魏丁格爾申請人:瓦克化學有限公司