專利名稱：泡沫密封墊片的制作方法
泡沬密封墊片技術(shù)領(lǐng)域
本披露總體上涉及聚氨酯泡沫產(chǎn)品并且特別涉及密封墊片。
背景技術(shù)：
對于電子產(chǎn)品的需求一直以持續(xù)加速的速度在增加。具體地說，對于移動電子設(shè)備的需求在社會上比以往變得更普遍，這些移動電子設(shè)備是諸如電話、游戲機(jī)、音樂播放器、膝上計(jì)算機(jī)、以及平板電腦。此類電子設(shè)備并且具體地說此類移動電子設(shè)備在暴露于環(huán)境條件、特別是濕氣和溫度下容易被損壞。
典型的電子設(shè)備是容納在一個(gè)以若干區(qū)段形成的殼體中，這些區(qū)段裝配在一起并且由螺釘或者由壓合配件進(jìn)行固定。此類殼體總體上使用了多個(gè)墊片來至少部分地將該殼體內(nèi)部與外部環(huán)境釋放開。
在移動電子設(shè)備行業(yè)，對于減少與設(shè)備相關(guān)聯(lián)的重量和成本而言有著不斷增大的壓力。時(shí)常，該行業(yè)轉(zhuǎn)向更輕的材料如塑料來用于外殼、并且尋求對墊片和其他部件使用更輕的材料。然而，薄壁的塑料殼體可以展示出某種程度的柔性，從而在墊片上造成額外的應(yīng)變。對于重復(fù)的壓縮有著不良響應(yīng)的常規(guī)墊片可能不能在受到應(yīng)力之后在足夠的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)這些殼體部件之間的密封以防止灰塵或微粒進(jìn)入該設(shè)備中。灰塵和顆粒的累積可能最終導(dǎo)致設(shè)備部件的退化以及設(shè)備的失效。
這樣，改進(jìn)的密封墊片往往是希望的。
附圖簡要說明
通過參考附圖可以更好地理解本披露，并且使它的眾多特征和優(yōu)點(diǎn)對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員變得清楚。
圖I、圖2、和圖3包括示例性墊片構(gòu)型的圖示。
圖4、圖5、和圖6包括用于形成在制造密封墊片中有用的泡沫材料的示例性系統(tǒng)的圖示。
圖7包括一個(gè)示例性的密封墊片的圖示。
在不同的繪圖中使用相同的參考符號來指示相似或相同的物件。
優(yōu)選實(shí)施方案的說明
在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，用聚氨酯泡沫層來形成密封墊。在展開之前，該密封墊片可以包括一個(gè)附接到該聚氨酯泡沫層表面上的釋放襯里。在一個(gè)實(shí)例中，該聚氨酯泡沫層具有不大于250kg/m3的密度。此外，該聚氨酯泡沫層展示出了所希望的回彈特性，該回彈特性是關(guān)于基于壓縮百分比的回彈參數(shù)來表示的。例如，該密封墊片的聚氨酯泡沫可以展示出所處范圍為O. 005秒到I. O秒的80%回彈參數(shù)、不大于2. O秒的50%回彈參數(shù)、或者不大于O. 002秒的20%回彈參數(shù)。在一個(gè)具體的實(shí)例中，該聚氨酯泡沫層具有在O. Imm到 5_范圍內(nèi)的厚度。該聚氨酯泡沫層還可以包括展示出所希望的粘性的多個(gè)表面。
在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，一種制造密封墊片的方法包括制備具有異氰酸酯組分、多元醇組分、擴(kuò)鏈劑類或交聯(lián)劑類、發(fā)泡劑類、以及一種催化劑的混合物。將該混合物置于一個(gè)移動載體上并且穿過一個(gè)烘箱。任選地，在該混合物進(jìn)入到該烘箱中時(shí)可以在其上施加一個(gè)上部薄膜。該載體或上部薄膜之一可以包括或可以形成一個(gè)釋放襯里，該釋放襯里在它被卷成一個(gè)卷時(shí)與該固化的泡沫層保持在一起。
如圖I中所展示的，一個(gè)墊片100包括一個(gè)泡沫層102，該泡沫層具有一個(gè)頂表面 104和一個(gè)底表面106。該泡沫層102可以是由在異氰酸酯組分、多元醇組分、催化劑、任選的發(fā)泡劑、任選的表面活性劑、以及任選的擴(kuò)鏈劑類或交聯(lián)劑之間的反應(yīng)所形成的聚氨酯泡沫。
該異氰酸酯組分可以包括一種或多種異氰酸酯。一種示例性的異氰酸酯可以包括甲苯二異氰酸酯、間亞苯基二異氰酸酯、對亞苯基二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯、 4，4’ - 二苯基甲烷二異氰酸酯、二異氰酸六亞甲酯、異佛爾酮二異氰酸酯、多亞甲基多苯基二異氰酸酯、3，3’ - 二甲基-4，4’ - 二亞苯基二異氰酸酯、3，3’ - 二甲基-4，4’ - 二苯甲燒二異氰酸酯、3，3’ - 二氯-4，4’ - 二亞苯基二異氰酸酯、或1，5-萘二異氰酸酯、它們的改性產(chǎn)物(例如碳二亞胺改性的產(chǎn)物)、或類似物或它們的任意組合。此類異氰酸酯單體可以單獨(dú)地或者以至少兩個(gè)種類的混合物使用。在一個(gè)具體的實(shí)例中，該異氰酸酯組分可以包括亞甲基聯(lián)苯二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、二異氰酸六亞甲酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI )、或它們的任一組合。在一個(gè)實(shí)例中，該異氰酸酯可以包括亞甲基聯(lián)苯二異氰酸酯(MDI)或甲苯二異氰酸酯(TDI)。具體地，該異氰酸酯包括亞甲基聯(lián)苯二異氰酸酯 (MDI)或其衍生物。
在另一個(gè)實(shí)例中，該異氰酸酯組分包括一種低聚型異氰酸酯。例如，該低聚型異氰酸酯可以包括脂肪族聚酯或芳香族聚酯的骨架，諸如延衍生自脂肪族二醇類例如二乙二醇的骨架，或者衍生自脂肪族酸或芳香族酸的骨架；或者聚醚類型的骨架，尤其是聚環(huán)氧乙烷或聚環(huán)氧丙烷或聚四氫呋喃，或者它們的任一組合。
該異氰酸酯組分具有的平均官能度的范圍可以是2. O到3. 0，諸如范圍是2. O到2.9，或者甚至范圍是2. O與2. 7。此外，該異氰酸酯組分具有的NCO含量的范圍可以是5% 至35%、如范圍是10%至30%ο
在一個(gè)具體實(shí)施方案中，該異氰酸酯組分可以是一種改性的聚合型亞甲基聯(lián)苯異氰酸酯(MDI)。在另外一個(gè)實(shí)例中，一種異氰酸酯組分可以包括多種異氰酸酯的一種混合物，如多種改性的亞甲基聯(lián)苯異氰酸酯的一種混合物。
在一個(gè)實(shí)例中，該多元醇可以是一種聚醚型多元醇、一種聚酯型多元醇、脂肪酸二聚體的衍生物、其改性或接枝的衍生物、或它們的任一組合。一種合適的聚醚型多元醇可以通過以下過程來進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)由環(huán)氧烷的雙金屬氰化物催化的聚合插入作用 (polyinsertion)，通過在堿的氫氧化物或堿的醇鹽作為催化劑的存在下并且加入至少一種含2至6個(gè)、優(yōu)選2至4個(gè)鍵合形式的反應(yīng)性氫原子的引發(fā)劑分子時(shí)環(huán)氧烷的陰離子聚合作用，或者在路易斯酸(如五氯化銻或醚合三氟化硼)的存在下通過環(huán)氧烷的陽離子聚合。一種合適的環(huán)氧烷可以在亞烷基基團(tuán)中包含2至4個(gè)碳原子。一個(gè)例子包括四氫呋喃、1，2-環(huán)氧丙烷、1，2-或2，3-環(huán)氧丁烷、環(huán)氧乙烷、1，2-環(huán)氧丙烷、或它們的任一組合。 這些環(huán)氧烷可以單獨(dú)地、依次的、或者作為一種混合物使用。一種引發(fā)劑分子的實(shí)例包括水或二元的或三元的醇，如乙二醇、1，2_丙二醇以及1,3-丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、乙烷-1，4- 二醇、甘油、三羥甲基丙烷、或它們的任一組合。
在另一個(gè)實(shí)例中，該多元醇可以包括一種聚酯型多元醇。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，一種聚酯型多元醇是衍生自二元酸(如己二酸、戊二酸、富馬酸、琥珀酸或馬來酸)、或酸酐以及雙官能的醇，如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇或三丙二醇、1-4 丁二醇、1-6己二醇、或其任一組合。例如，該聚酯型多元醇可以通過二醇與酸的縮合反應(yīng)而形成，其中副產(chǎn)物水被連續(xù)去除?？梢允褂蒙倭康母吖倌艿拇?，如甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、蔗糖或山梨糖醇或多糖來增大該聚酯型多元醇的支化?？梢酝ㄟ^一種酯交換反應(yīng)來使用簡單醇與酸的酯，其中將這些簡單的醇像水一樣連續(xù)地去除并且用以上二醇中的一種或多種來替代。另外，聚酯型多元醇可以由芳香族酸來生產(chǎn)，如對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、1，3，5-苯甲酸、它們的酸酐，如鄰苯二甲酸酐。在一個(gè)具體的實(shí)例中，該多元醇可以包括一種烷基二醇的烷基酯。例如，該烷基二醇烷基酯可以包括三甲基戊二醇異丁酸酯，如2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇異丁酸酯。在另一個(gè)實(shí)例中，該多元醇可以衍生自一種脂肪酸二聚體，諸如一種C2ch44脂肪鏈。
在一個(gè)具體實(shí)施方案中，該多元醇可以是一種具有至少兩個(gè)伯羥基的多官能的多元醇。例如，該多元醇可以具有至少三個(gè)伯羥基。在一個(gè)具體的例子中，該多元醇是具有的 OH數(shù)目在 5mg KOH/g 至 70mg KOH/g 范圍內(nèi)、如 IOmg KOH/g 至 70mg KOH/g 范圍內(nèi)、IOmg KOH/g至50mgK0H/g范圍內(nèi)、或甚至15mg KOH/g至40mg KOH/g范圍內(nèi)的一種聚醚型多元醇。在另外一個(gè)實(shí)例中，該聚醚型多元醇可以是接枝的。例如，該多元醇可以是一種用苯乙烯-丙烯腈接枝的聚醚型多元醇。在另外一個(gè)實(shí)例中，該多元醇可以包括多官能的(如三官能的)聚醚型多元醇與接枝的多元醇(如具有接枝的苯乙烯-丙烯腈部分的一種聚醚型多元醇)的一種共混物。在一個(gè)具體的實(shí)例中，該多元醇是一種聚醚型多元醇，是從巴斯夫集團(tuán) (BASF Group)的Elastogran可得的商品名Lupranol 下可得的。在另一個(gè)實(shí)例中，該多元醇是一種環(huán)氧乙烷改性的聚丙烯三元醇。
示例性的多元醇具有的平均官能度可以是I. 5到4，諸如2到3。在另一個(gè)實(shí)例中， 該多元醇具有的數(shù)均分子量可以為800g/mol到25，000g/mol、諸如800g/mol到14，OOOg/ mol、2, 000g/mol 到 9，000g/mol、3000g/mol 到 8000g/mol、或者甚至 5000g/mol 到 8000g/ mol ο
該反應(yīng)性組合物還可以包括擴(kuò)鏈劑類或交聯(lián)劑類。示例性的擴(kuò)鏈劑類可以包括雙官能的多元醇，諸如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1，3丙二醇、1，3 丁二醇、1，4 丁二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、1，4-環(huán)己烷二甲醇、乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺、苯基二乙醇胺。其他試劑可以包括丙三醇、三羥甲基丙烷、1，2，6-己三醇、三乙醇胺、 季戊四醇、N，N，N’，N’ -四(2-羥丙基)乙二胺、二乙基甲苯二胺、二甲基硫代甲苯二胺、或它們的任一組合。
該催化劑可以包括一種有機(jī)金屬催化劑、一種胺類催化劑、或它們的一種組合。具體地說，該催化劑提供了延遲的固化和吹制。例如，一種有機(jī)金屬催化劑可以包括二月桂酸二丁錫、羧酸鋰、鈦酸四丁酯、羧酸鉍、金屬乙?；猁}或它們的任意組合。
該胺類催化劑可以包括一種叔胺如三丁胺、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、 N，N，N’，N’_四甲基乙二胺、五甲基二亞乙基三胺以及更高的同系物、1，4-重氮二環(huán)-[2，2，2]-辛烷、1,8-重氮二環(huán)[5.4.0]十一碳烯 _7、1，5_ 重氮二環(huán)[5.4.0] i^一-5-烯、N-甲基-N’-二甲基氨乙基哌嗪、雙(二甲基氨基烷基)哌嗪、N，N-二甲基芐胺、N，N-二甲基環(huán)己胺、N，N-二乙基芐胺、雙(N，N-二乙基氨乙基)己二酸酯、 N, N，N’，N’ -四甲基-1，3- 丁二胺、N，N- 二甲基-β -苯基乙胺、二(二甲基氨基丙基)脲、 二(二甲基氨基丙基)胺、1，2-二甲基咪唑、2-甲基咪唑、單環(huán)以及二環(huán)的脒、二( 二烷氨基)烷基醚，例如像二(二甲基氨乙基)醚，具有酰胺基團(tuán)(如甲酰胺基團(tuán))的叔胺、或者它們的任一組合。一種催化劑組分的另一個(gè)例子包括曼尼希堿類，包括仲胺如二甲胺，或醛如甲醛，或酮如丙酮、甲基乙基甲酮或環(huán)己酮，或酚如苯酚、壬基酚或雙酚。具有就異氰酸酯基團(tuán)而言為活性的氫原子的叔胺形式的催化劑可以包括三乙醇胺、三異丙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N, N-二甲基乙醇胺、它們與環(huán)氧烷如環(huán)氧丙烷或環(huán)氧乙烷的反應(yīng)產(chǎn)物、或仲-叔胺、或它們的任一組合。具有碳-硅鍵的硅烷(silamine)可以用作催化劑， 例如2，2，4-三甲基-2-硅雜嗎啉、1，3-二乙基氨甲基四甲基二硅氧烷、或它們的任意組合。
在另外一個(gè)例子中，該胺類催化劑是選自五甲基二亞乙基三胺、二甲基氨基丙胺、N，N’ -二甲基哌嗪和二嗎啉基乙醚、N，N’ - 二甲基氨乙基-N-甲基哌嗪、JEFFCAT DM-70 (N，N’ - 二甲基哌嗪與二嗎啉基乙醚的一種混合物)、咪唑類、三嗪類、或它們的任一組合。
在一個(gè)具體實(shí)例中，該催化劑可以包括一種叔胺催化劑以及一種二羧酸。該叔胺可以包括N，N，N’，N’-四甲基乙二胺、N，N，N’，N’-四甲基丙二胺、N，N，N’，N" ,N"-五甲基二亞乙基三胺、N，N，N’，N’’，N’’-五甲基(3-氨基丙基)乙二胺、N，N，N’，Ν" ,N"-五甲基二亞丙基三胺、N, N，N’，N’ -四甲基胍、I, 8-重氮二環(huán)[5. 4. O] i^一碳烯-7、1，5-重氮二環(huán)[5.4.0] i^一-5-碳烯、三亞乙基二胺、N，N，N’，N’ -四甲基六亞甲基二胺、N-甲基-N’-(2-二甲基氨乙基)哌嗪、N，N’-二甲基哌嗪、二甲基環(huán)己胺、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、雙(2-二甲基氨乙基)醚、I-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、I-異丁基-2-甲基咪唑、 I-二甲氨基丙基咪唑或它們的任一組合。具體地說，該催化劑是一種雜環(huán)叔胺，例如一種脒類催化劑，例如包括一種嘧啶并氮雜卓，諸如重氮二環(huán)十一碳烯。
該二羧酸可以包括琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、 i^一烷二酸、癸烷二羧酸、1，H- i^一烷-二羧酸、1，12-十二烷-二羧酸、十六烷二酸、或它們的任一組合。在另一個(gè)實(shí)例中，該二羧酸可以是一種芳香族二羧酸，諸如苯二羧酸。
可以包括的該催化劑的量值基于該泡沫的總重量是O. lwt%到2. 0wt%,諸如范圍是O. 2wt%到I. 8wt%、范圍是O. 2wt%到I. 5wt%,或者甚至范圍是O. 2wt%到I. 0wt%。具體地說，可以使用的催化劑的范圍是每百份多元醇O. 2份(pphp)到I. Opphp,諸如O. 2pphp到 O. 8pphp、0. 2pphp 到 O. 6pphp、或者甚至 O. 3pphp 到 O. 5pphp。
任選地，該組合物可以包括一種表面活性劑或其他添加劑類。例如，該組合物可以包括一種穩(wěn)定泡沫的表面活性劑，諸如一種有機(jī)娃表面活性劑。一種不例性的表面活化劑包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚醚的多嵌段共聚物、接枝有聚酯鏈的PDMS、或它們的任一組合。任選地，該表面活性劑可以包括能與該異氰酸酯組分發(fā)生反應(yīng)的羥基基團(tuán)。該組合物還可以包括一種或多種其他的添加劑，諸如染料或顏料類、填充劑類、觸變劑類、阻燃劑類、 抗氧化劑類、殺真菌劑類或殺蟲劑類、以及它們的任一組合。
為了形成該泡沫，可以使這些前體的一種混合物發(fā)泡。此外，可以使用一種發(fā)泡劑，諸如化學(xué)發(fā)泡劑或物理發(fā)泡劑。在一個(gè)實(shí)例中，可以在一種氣體的存在下使該混合物發(fā)泡，該氣體是諸如空氣、氮?dú)?、或一種惰性氣體，包括例如氦氣、氖氣、或氬氣。
一種示例性的化學(xué)發(fā)泡劑可以是水。使用的水的量值可以是該總的反應(yīng)性組合物的O. lwt%到5wt. %。在一個(gè)具體的實(shí)例中，使用的水的范圍可以是O. Ipphp到2. Opphp> 諸如范圍是O. Ipphp到I. Opphp、范圍是O. Ipphp到O. 5pphp、或者甚至范圍是O. 2pphp到 O. 5pphp?？梢允褂闷渌瘜W(xué)發(fā)泡劑，諸如偶氮化物類，例如偶氮異丁腈、偶氮二酰胺(即， 偶氮二甲酰胺)以及偶氮二羧酸鋇；取代的肼類，例如，二苯砜_3，3’-二磺酰肼，4，4’-羥基-雙-(苯磺酰肼)、三肼基三嗪或芳基-雙-(磺酰肼)；氨基脲類，例如對甲代亞苯基磺?；被寤?，4’ -羥基-雙-(苯磺酰基氨基脲);三唑類，例如5-嗎啉基-1，2，3，4-噻三唑；以及N-亞硝基化合物，例如N，N’ - 二亞硝基亞戊基四胺，或N，N- 二甲基-N，N’ - 二亞硝基鄰苯二甲酰胺；苯并噁嗪類，例如，衣托酸酐；或混合物，諸如像，碳酸鈉/檸檬酸混合物；或它們的任一組合。使用的此類發(fā)泡劑的量值可以是該總的反應(yīng)性組合物的O. 1被％到 IOwt. %。
物理發(fā)泡劑可以單獨(dú)地或作為與彼此的混合物或者與一種或多種化學(xué)發(fā)泡劑的混合物來使用。物理發(fā)泡劑可以選自寬范圍內(nèi)的材料，包括烴類、醚類、酯類、以及部分鹵化的烴類、醚類和酯類、或類似物。典型的物理發(fā)泡劑具有的沸點(diǎn)是在-50° C與 100° C之間，并且優(yōu)選是在約-50° C與50° C之間。示例性的物理發(fā)泡劑包括CFC (氯氟碳類)，如1，I- 二氯-I-氟代乙燒、1，I-二氯-2，2，2-二氟-乙燒、一氯二氟甲燒、 以及1_氯_1，1_ 二氟乙燒;FC (氟燒類)，如I, I, I, 3，3，3-六氟丙燒,2, 2, 4，4-四氟丁燒，1，I, 1，3，3，3-六氟-2-甲基丙燒，1，I, 1，3，3-五氟丙燒，1，I, 1,2，2-五氟丙燒, 1，I, I, 2，3-五氟丙烷，I, I, 2，3，3-五氟丙烷，I, I, 2，2，3-五氟丙烷，I, I, I, 3，3，4-六氟丁烷，I, I, I, 3，3-五氟丁烷，I, I, I, 4，4，4-六氟丁烷，I, I, I, 4，4-五氟丁烷，I, I, 2，2，3，3-六氟丙烷，1，I, 1,2, 3，3-六氟丙烷，1，I-二氟乙烷，1，I, 1,2-四氟乙烷，以及五氟乙烷；氟醚類，如甲基-1，1，I-三氟乙醚以及二氟甲基-1，1，I-三氟乙醚；烴類，如正戊烷、異戊烷、以及環(huán)戊烷；二氯甲烷；或者它們的任一組合。使用的此類物理發(fā)泡劑的量值按該反應(yīng)性組合物的重量計(jì)可以是5%到50%，典型地按該反應(yīng)性組合物的重量計(jì)是10%到30%。在一個(gè)實(shí)施方案中，水與一種或多種物理發(fā)泡劑一起作為發(fā)泡劑來使用。可替代地，水在一種發(fā)泡的反應(yīng)性組合物中用作一種發(fā)泡劑，并且該反應(yīng)性組合物是不含物理發(fā)泡劑的。
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圖1，該泡沫層102具有的一個(gè)頂表面104以及一個(gè)底表面106，這些表面的特征為一個(gè)表層。該表層例如是基本上沒有孔隙的。例如，與該頂層104和底層106相關(guān)聯(lián)的表層可以是基本上連續(xù)的，包括幾處(若有的話)破裂或開口。
該墊片還可以包括被布置在表面104與106上的一個(gè)或多個(gè)釋放襯里或永久薄膜層。例如，如圖2中所展示的，一個(gè)墊片200包括一個(gè)泡沫層202以及一個(gè)襯里204。該泡沫層202包括一個(gè)不含襯里的頂表面206以及附接到襯里204上的底表面208。該襯里204 可以是永久附接的?？商娲?，該襯里204是一個(gè)被構(gòu)型為在展開該泡沫層204之前有待去除的釋放襯里。
在另外一個(gè)實(shí)例中，該墊片可以包括兩個(gè)襯里，其中之一或兩者是釋放襯里，或其中之一或兩者是永久襯里。例如,如圖3中所展示的，一個(gè)墊片300包括一個(gè)泡沫層302、一個(gè)布置在該泡沫層302的底表面310上的襯里304、以及一個(gè)布置在該泡沫層302的頂表面 308上的襯里306。在一個(gè)實(shí)例中，襯里304和306兩者都是永久的。在另一個(gè)實(shí)例中，該襯里306可以是從該泡沫層302上可移除的釋放襯里，而襯里304可以是永久襯里。在另外一個(gè)實(shí)例中，襯里304和襯里306兩者都是從該泡沫層302上可移除的釋放襯里。
示例性的襯里包括紙、聚合物膜、或者它們的任一組合。示例性的紙包括經(jīng)涂覆的紙。示例性的聚合物膜是由聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚氯乙烯、氟聚合物、聚酰亞胺、或它們的任一組合形成的。示例性的聚烯烴包括聚乙烯、聚丙烯、或它們的任一組合。示例性的聚酯包括聚(對苯二甲酸乙二酯)(PET)。在另一個(gè)實(shí)例中，該聚合物薄膜是由一種液晶聚合物如芳香族聚酯或聚酯酰胺形成的。
在一個(gè)實(shí)例中，該襯里具有的厚度的范圍是12微米到200微米。例如，該襯里具有的厚度的范圍可以是25微米到180微米，諸如范圍是25微米到150微米、或者甚至范圍是25微米到100微米。此外，該襯里具有的基礎(chǔ)重量的范圍可以是10g/m2到400g/m2、諸如范圍是30g/m2到350g/m、2或者甚至范圍是40g/m2到300g/m2。
在一個(gè)具體實(shí)例中，該泡沫層的與該釋放襯里相接觸的表面展示出了與釋放襯里 (PET薄膜)的所需范圍的附著力，如通過實(shí)例部分中所描述的方法來確定的。例如，該泡沫層的與該釋放襯里(PET)相接觸的表面可以展示出約O. OlN/英寸或更低的附著力。可替代地，該表面具有的初始附著力的范圍可以是O. OlN/英寸到O. 2N/英寸，范圍是O. 015N/英寸到O. 2N/英寸，或者甚至范圍是O. 02N/英寸到O. 2N/英寸。
在移除該釋放襯里或者與該釋放襯里相分離時(shí)，該泡沫層的表面可以展示所希望的粘性。根據(jù)實(shí)例部分中所描述的方法來測定粘性。例如，該粘性可以是至少O. IN，諸如至少O. 2N,例如，處于O. 2N到I. 2N的范圍內(nèi)，諸如在O. 3N到I. 2N或O. 3N到I. ON的范圍內(nèi)。
具體地說，該泡沫層是由具有希望特性的聚氨酯泡沫形成，這些特性是例如密度、回彈性、開始壓縮力(force-to-compress, FTC)、壓縮力撓度(compression force deflection, CFD)、或壓縮永久變形。聚氨酯泡沫，特別是如以下方法中說明的所形成的那些，展示出了特別適合用于在密封墊片中使用的特性。
在一個(gè)實(shí)例中，該泡沫層具有的密度是不大于350kg/m3，如根據(jù)ASTM D3574所測量的。例如，該密度可以是不大于250kg/m3。在一個(gè)實(shí)例中，該泡沫層的密度所處的范圍是 50kg/m3 到 250kg/m3，諸如范圍是 60kg/m3 到 250kg/m3，范圍是 100kg/m3 到 250kg/m3，范圍是 100kg/m3 到 200kg/m3，或者甚至范圍是 125kg/m3 到 200kg/m3。
此外，該泡沫層展示出一種希望的壓縮輪廓。例如，該泡沫層可以如根據(jù)ASTM D3574試驗(yàn)C所測量的在25%的壓縮下展示出一種希望的瞬時(shí)開始壓縮力(FTC)，為不大于 5. Opsi,諸如不大于3. Opsi、不大于2. Opsi、不大于I. 7psi、或者甚至不大于I. 5psi。在一個(gè)實(shí)例中，該FTC是至少0. 2psi，諸如至少0. 5psi。此外，該泡沫層可以如根據(jù)ASTM D3574 試驗(yàn)C所測量的在25%的壓縮下展示出一定的壓縮力撓度(FTC)，為不大于3. Opsi，諸如不大于2. Opsi、不大于I. 5psi、不大于I. 25psi、或者甚至不大于I. Opsi。在一個(gè)實(shí)例中，該 CFD是至少0. lpsi，諸如至少0. 2psi。具體地說，該泡沫層展示出了較低的應(yīng)力相對于壓縮的曲線。
該泡沫層還可以展示出根據(jù)ASTM D3574在70° C持續(xù)22小時(shí)并且50%的壓縮下測量的所希望的壓縮永久變形，為不大于15%、諸如不大于12%、或者甚至不大于10%。該泡沫層可以展示出根據(jù)ASTM D3574在23° C持續(xù)22小時(shí)50%的壓縮下測量為不大于10%、 諸如不大于7. 0%、不大于5. 5%、或者甚至不大于5. 0%的壓縮永久變形。
該泡沫層(特別是如以下說明的所形成的那些)展示出的獨(dú)特特性是回彈性。根據(jù)實(shí)例部分中限定的方法，該回彈參數(shù)是一個(gè)泡沫在從壓縮下釋放之后施加I. 5N的力所花費(fèi)的時(shí)間。例如，該泡沫展示出的80%回彈參數(shù)的范圍可以是O. 000秒到5秒，諸如范圍是 O. 000秒到2秒、范圍是O. 000秒到I秒、范圍是O. 005秒到I秒、O. 005秒到O. I秒，或者甚至范圍是O. 005秒O. 05秒。此外，該泡沫層展示出的所希望的50%回彈參數(shù)可以是不大于2秒,諸如不大于I. 5,不大于I秒,不大于O. I秒,不大于O. 01秒,或者甚至不大于O. 001 秒。在另外一個(gè)實(shí)例中，該薄膜層展示出的20%回彈參數(shù)可以是不大于O. 002秒，諸如是不大于O. 0015秒，或者不大于O. 001秒。
當(dāng)被形成為密封設(shè)備或墊片時(shí)，該薄膜層具有的厚度可以是處于O. Imm到IOmm的范圍內(nèi)。例如，該薄膜層具有的厚度可以是在O. Imm到5mm的范圍內(nèi)，例如范圍是O. 2mm到 4mm、范圍是O. 3mm到3. Omm,或者甚至范圍是O. 5mm到I. 0mm。
在一個(gè)具體實(shí)例中，該密封墊片是通過將多種前體的一種混合物施加到一個(gè)用于固化烘箱的移動載體上而形成的。所得的薄膜被卷起以便隨后儲存、并且可以被分配或被切成希望的形狀以便形成密封墊片。多種前體的混合物可以被形成為一種雙組分的反應(yīng)性混合物。
例如，如圖4中所展示的，在402制備第一組的組分，第一組的組分包括至少一種多元醇與任選的表面活性劑類以及其他添加劑類(諸如染料類、顏料類或填充劑類)、水以及催化劑。在404制備第二組的組分，該第二組的組分包括至少一種異氰酸酯。在一個(gè)混合機(jī)406中將該第一組的組分與該第二組的組分進(jìn)行混合。任選地，可以使該混合物發(fā)泡以包括一種氣體，諸如空氣、氮?dú)狻⒒蛞环N惰性氣體，包括例如氦氣、氖氣、或氬氣。
該混合物作為一個(gè)泡沫層412被施加到一個(gè)載體410上，該載體例如將該泡沫層 412移動穿過一個(gè)烘箱414。該載體410可以具有不粘的表面。例如，該載體410可以涂覆有一種脫模劑，諸如硅氧烷釋放涂層，或者可以包括一種不粘的材料，諸如一種氟聚合物， 例如 Tefl on 。
在一個(gè)實(shí)例中，在進(jìn)入該烘箱之前，將一個(gè)薄膜416施加在該泡沫層412上。該薄膜416可以約束該泡沫層412的生長以便限制該泡沫層412的厚度。例如，該薄膜416可以具有在多個(gè)輥之間施加的張力，該張力限制了該泡沫層412的擴(kuò)張。可替代地，該薄膜416 可以沒有張力并且可以允許泡沫層412擴(kuò)張到其完全程度。
任選地，刀片或到小刀408可以將該混合物鋪開以便在該泡沫層412進(jìn)入該烘箱 414中之前在泡沫層中形成均勻的厚度?？商娲?，與該薄膜416相關(guān)聯(lián)的多個(gè)前輥可以起作用來控制該混合物進(jìn)入該烘箱414時(shí)的厚度。
在沉積在該載體410上之后并且在該任選的薄膜416被置于該泡沫層412上之后，該泡沫層412進(jìn)入一個(gè)烘箱414中以便進(jìn)一步有助于發(fā)泡和交聯(lián)。該烘箱具有的溫度可以在50° C到160° C的范圍內(nèi)，諸如范圍是50° C到120° C，范圍是70° C到115° C， 或者甚至范圍是100° C到115° C。
在至少部分地在該烘箱中固化之后，可以移除該薄膜414并且可以使該載體410 與該泡沫層412相分離。該泡沫層可以被卷成一個(gè)卷418。可替代地，該薄膜416或載體 410中的一個(gè)或多個(gè)可以保持附接到該泡沫上以形成襯里，諸如釋放襯里。
例如,在圖5中所展不的系統(tǒng)500中，可以將一個(gè)襯里506施加到該載體504上。該混合物502被施加在該襯里506上。在該泡沫混合物進(jìn)入烘箱512中時(shí)，將一個(gè)薄膜508 施加在該泡沫混合物502上。在至少部分固化之后，將該襯里506與該載體504分開并且與該聚氨酯泡沫一起卷成一個(gè)卷510。任選地，可以將一個(gè)釋放涂層(諸如硅酮釋放涂層) 施加在載體504與襯里506之間或者在襯里506與該泡沫混合物502之間。類似地，將該薄膜508與該聚氨酯泡沫層分開。所得的構(gòu)成包括一個(gè)泡沫層與襯里。該襯里506可以是一個(gè)永久襯里或釋放襯里。
在圖6中所展不的一個(gè)替代性實(shí)施方案中，一個(gè)系統(tǒng)600包括一個(gè)載體604,在該載體上分配有一種混合物602。在該泡沫混合物進(jìn)入該烘箱612中時(shí)，將薄膜608施加在該泡沫混合物上。在至少部分固化之后，該薄膜608形成了一個(gè)襯里并且與該聚氨酯泡沫卷成一個(gè)卷610。任選地,可以將一個(gè)另外的襯里606施加在該載體604上。該襯里606可以結(jié)合到該薄膜產(chǎn)品中并且卷成一個(gè)卷610。這樣，可以作為相對于支撐層的釋放薄膜、作為薄膜608本身、作為從該薄膜608上釋放的襯里、作為該載體本身604、或者它們的任一組合，將多個(gè)襯里施加到該泡沫層上。
在一個(gè)具體實(shí)例中，所得的薄膜和任選的襯里的構(gòu)型可以從一個(gè)卷上分配并且被切成用以形成密封墊片的形狀。例如，圖7包括從一個(gè)薄膜上切下的示例性密封墊片700的圖示。這些層(包括一個(gè)薄膜層)可以被切成所希望的形狀，包括外輪廓702或者內(nèi)輪廓704 和706。例如，可以從該分配的薄膜層上沖壓、模切、或者激光切割出該密封墊片的形狀。
當(dāng)在圖4至圖6的移動系統(tǒng)中使用時(shí)，以上描述的這些組合物的實(shí)施方案提供了具有所希望特性的泡沫產(chǎn)品。例如，此類組合物當(dāng)結(jié)合一種如以上說明的延遲催化劑時(shí)，在使用圖4至圖6的系統(tǒng)被形成時(shí)提供了所希望的密度和回彈特性。
SM
回彈參數(shù)
該回彈參數(shù)是泡沫在從10秒的壓縮下釋放之后施加I. 5N的力所花費(fèi)的時(shí)間。根據(jù)以下限定的方法測定了回彈參數(shù)并且將其關(guān)于釋放之前的壓縮百分比進(jìn)行表示。例如， 20%回彈參數(shù)是泡沫在20%的壓縮之后施加所希望的力所花費(fèi)的時(shí)間。
用于測定回彈參數(shù)的方法是a)使用具有491mm2表面積的扁平探針將一個(gè)泡沫層以O(shè). 16mm/秒的速率壓縮到基于該泡沫原始厚度的一個(gè)設(shè)定壓縮百分比(例如，20%、 50%、或80%)，b)保持壓縮10分鐘，c)將該探針移動到對應(yīng)于85%的起始厚度的一個(gè)位置， d)測量該泡沫施加的力，持續(xù)約30秒，并且e)釋放壓縮。該回彈參數(shù)是當(dāng)探針位于85%的原始厚度之處時(shí)該泡沫在該探針上施加I. 5N所花費(fèi)的時(shí)間。
粘件
粘性是當(dāng)從一個(gè)玻璃載片上完全分離一個(gè)膠帶圈時(shí)所測出的最大力。粘性表示為基于幾個(gè)測試的平均最大值。
該測試是在載片表面上方IlOmm的起點(diǎn)處以一個(gè)上部拉伸手柄開始。該膠帶圈開始以5mm/s接近該載片。該膠帶圈行進(jìn)70mm來實(shí)現(xiàn)橫跨玻璃載片寬度的完全膠帶接觸。一旦進(jìn)行了接觸(25mmX25mm的接觸面積)，就抬高該上部手柄，從而將該膠帶圈與該玻璃載片分離。測量這個(gè)力并且該手柄返回到其最初的開始位置。
與襯里的附著
根據(jù)FINAT試驗(yàn)方法編號9_ ‘快粘’，測量了從保護(hù)性PET薄膜上的釋放力。
對于其頂表面，一個(gè)保護(hù)性PET薄膜被層疊了該泡沫頂表面并且被切成I英寸寬度的條帶。通過一個(gè)2. 5kg的輥將該條帶來回滾壓并且然后允許它在測試之前停置I小時(shí)。 以40英寸/分鐘的剝離速度通過剝離該保護(hù)性PET薄膜來測量這個(gè)90°釋放力。
對于與一個(gè)PET支撐片相接觸的底部表面，將該帶有支撐PET襯里的薄膜切成I 英寸寬的條帶。以40英寸/分鐘的剝離速度通過剝離該底部PET襯里來測量該90°釋放力。
實(shí)例I
在一個(gè)聚氨酯泡沫層上制備包括一個(gè)PET釋放襯里的樣品。使用圖4中展示的系統(tǒng)來制備該樣品。烘箱溫度包括具有的在范圍110° C到120° C內(nèi)的溫度的多個(gè)分區(qū)。
該多元醇混合物包括多元醇、催化劑、擴(kuò)鏈劑、水、以及表面活性劑。該多元醇是具有的平均分子量為6000的一種聚醚型多元醇。催化劑的使用量是O. 2pphp到O. 8pphp并且在杯試驗(yàn)中提供了至少3分鐘的延遲時(shí)間，這個(gè)杯試驗(yàn)是在115° C下以O(shè). 4pphp的濃度在O. 3-0. 4pphp水的存在下進(jìn)行的。表面活性劑是一種硅酮表面活性劑或者包括硅酮表面活性劑之內(nèi)的多種表面活性劑的一種組合，其存在的量值為4到16pphp。發(fā)泡劑是水，其存在的量值為O. I到O. 5pphp。擴(kuò)鏈劑是1，4 丁二醇，其存在的量值為6pphp到IOpphp0
將該多元醇混合物進(jìn)行混合并且然后在一種異氰酸酯的存在下進(jìn)行發(fā)泡。該異氰酸酯是一種改性的聚合型MDI，其在該泡沫中被包括的量值是用以提供0.9到I. I的指數(shù)。 泡沫密度與固化厚的泡沫密度之比是約2. O。
實(shí)例2
與市售的產(chǎn)品Poron4790-92_12030 (從羅杰斯公司(Rogers)可得)和K20 (從圣戈班公司(Saint-Gobain)可得)相比來測試該樣品。對該樣品和產(chǎn)品來測試回彈、粘性、以及與釋放襯里的附著力。
表I :泡沫特性
權(quán)利要求
1.一種包含聚合物泡沫的密封墊片，該聚合物泡沫具有的密度是不大于350kg/m3并且具有的80%回彈參數(shù)是在O. 000秒到I秒的范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求I所述的密封墊片，其中該50%回彈參數(shù)是不大于2.O秒。
3.如權(quán)利要求I所述的密封墊片，其中該20%回彈參數(shù)是不大于O.0015秒。
4.如權(quán)利要求I所述的密封墊片，其中該聚氨酯泡沫的表面在玻璃上具有的粘性附著力是至少O. IN。
5.如權(quán)利要求I所述的密封墊片，其中該聚合物泡沫包括聚氨酯泡沫。
6.如權(quán)利要求I所述的密封墊片，其中該密度是處于50kg/cm3至250kg/cm3的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求I所述的密封墊片，其中該聚氨酯泡沫在70°C下持續(xù)22小時(shí)的施加內(nèi)并且在50%的壓縮下具有的壓縮永久變形是不大于10%。
8.如權(quán)利要求I所述的密封墊片，其中該聚氨酯泡沫具有的在25%壓縮下測定的壓縮力撓度是不大于I. 5psi。
9.如權(quán)利要求I所述的密封墊片，其中該聚氨酯泡沫具有的在25%壓縮下的開始壓縮力是不大于2. Opsi。
10.如權(quán)利要求I所述的密封墊片，其中該聚氨酯泡沫的表面當(dāng)與一個(gè)PET釋放襯里相接觸時(shí)具有至少O. OlN/英寸的粘性附著力。
11.如權(quán)利要求I所述的密封墊片，其中該聚氨酯泡沫具有的厚度是在O.3mm到10.Omm的范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求I所述的密封墊片，進(jìn)一步包括一種襯里。
13.如權(quán)利要求12所述的密封墊片，其中該襯里是一種釋放襯里。
14.如權(quán)利要求12所述的密封墊片，其中該襯里是一種聚合物薄膜。
15.如權(quán)利要求12所述的密封墊片，其中該襯里具有的厚度是12微米到200微米。
16.如權(quán)利要求12所述的密封墊片，其中該襯里具有的重量為10g/m2到400g/m2。
17.如權(quán)利要求I所述的密封墊片，其中該聚氨酯泡沫的一個(gè)主表面形成了一個(gè)表層。
18.如權(quán)利要求I所述的密封墊片，其中該聚氨酯泡沫是與一種異氰酸酯反應(yīng)的產(chǎn)物，該異氰酸酯是一種亞甲基聯(lián)苯異氰酸酯(MDI)或其衍生物或低聚物。
19.如權(quán)利要求18所述的密封墊片，其中該異氰酸酯具有在2到3的范圍內(nèi)的官能度。
20.如權(quán)利要求I所述的密封墊片，其中該多元醇具有的分子量為3000g/mo到8000g/mol ο
21.一種密封墊片,包括 一個(gè)襯里；以及 一個(gè)被布置在該襯里上的聚氨酯泡沫層，該聚氨酯泡沫層具有50kg/m3到250kg/m3的密度、在25%壓縮下不大于2. Opsi的開始壓縮力、以及在O. 000秒到I秒范圍內(nèi)的80%回彈參數(shù)，該聚氨酯泡沫具有在O. 3mm到10. Omm范圍內(nèi)的厚度，該聚氨酯泡沫層的與該襯里相反的一個(gè)表面具有一個(gè)表層。
22.—種形成墊片的方法，該方法包括 形成一種發(fā)泡的反應(yīng)性混合物，該混合物包括異氰酸酯組分、多元醇組分、水、以及催化劑，該催化劑在吹制之前展示出延遲； 將該發(fā)泡的反應(yīng)性混合物分配在一個(gè)移動載體上；并且固化該反應(yīng)性混合物以便形成一個(gè)泡沫層，該泡沫層具有50kg/m3到250kg/m3的密度、在25%壓縮下不大于2. Opsi的開始壓縮力、以及在O. 000秒到I秒范圍內(nèi)的80%回彈參數(shù)，該泡沫層具有在O. 3mm到10. Omm范圍內(nèi)的厚度，該泡沫層的一個(gè)表面具有一個(gè)表層。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括在被沉積于該載體上的反應(yīng)性混合物上施加一個(gè)薄膜。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括切割該泡沫層以便形成一個(gè)墊片。
全文摘要
一種密封墊片包括一個(gè)襯里以及一個(gè)被置于該襯里上的聚氨酯泡沫層。該聚氨酯泡沫層可以具有50kg/m3到250kg/m3的密度、在25%壓縮下不大于5.0psi的開始壓縮力、以及不大于2.0秒的50%回彈參數(shù)。該聚氨酯泡沫層具有范圍為0.3mm到10.0mm的厚度。該聚氨酯泡沫層的一個(gè)表面具有一個(gè)表層。
文檔編號C08L9/00GK102985507SQ201180033861
公開日2013年3月20日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者J·麥考伊, T·亞當(dāng)斯, G·莫伊奈奧 申請人:美國圣戈班性能塑料公司