專利名稱：塑料制品及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有類似泡沫橡膠性質(zhì)的泡沫塑料制品及該塑料制品的制備方法。
已知的用作密封型材的塑料制品由金屬襯底型材和PVC護套組成。在PVC護套上粘合一泡沫型材。雖然這類型材已使用了許多年，但仍有缺點并且已不能滿足當今技術(shù)要求。人們認為已知型材的缺點在于PVC和泡沫橡膠不能同時擠出，這意味著必須用一條單獨壓出生產(chǎn)線制備襯底型材而單獨用另一壓出生產(chǎn)線制備泡沫型材，造成相當高的成本，另一缺點是為使各個型材粘合在一起所需的消耗(即花費的大量時間和金錢)，同時達到的附著力不完全可靠。常規(guī)型材的再一缺點是使用的橡膠不可能染色。最后，已知的型材因使用不同的原材料和粘合劑，不能循環(huán)利用，這被認為是非常嚴重的缺點，因為目前正努力尋找重復使用原材料的途徑。
本發(fā)明的目的就在于提供一種具有類似泡沫橡膠性質(zhì)的泡沫塑料制品和該制品的制備方法，由此避免了上述缺點。
具體地，此目的因泡沫塑料制品包含幾種熱塑性彈性體(TPEs)而實現(xiàn)。此目的特別因熱塑性彈性體為TE(EM-X-PP)[聚丙烯(PP)-彈性體(EM)與動態(tài)(現(xiàn)場)交聯(lián)彈性體組分的共混物]及PEBBS[苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯ABA嵌段共聚物]和/或PBBS[苯乙烯-丁二烯-苯乙烯-ABA嵌段共聚物]的混合物而實現(xiàn)。使用TE(EM-X-PP)及PEBBS和/或TE(PEBBS＋PP)作為熱塑性彈性體具有優(yōu)點，同時已發(fā)現(xiàn)使用約4份肖氏(A)硬度為40的TE(EM-X-PP)及1份肖氏(A)硬度為30的PEBBS和/或TE(PEBBS＋PP)或約3份肖氏(A)硬度為60的TE(EM-X-PP)及2份肖氏(A)硬度為30的PEBBS和/或TE(PEBBS＋PP)最為有利。
本發(fā)明的制品基本不含氯，對環(huán)境無害，并且不含對健康有害的物質(zhì)。本發(fā)明的新材料組合物可確保完全可循環(huán)利用。根據(jù)本發(fā)明，可制得肖氏(A)硬度為約25至85及肖氏(D)硬度為約30至45的新制品，并且其制備不成問題。本發(fā)明的另一優(yōu)點是高耐光性、耐紫外線(UV)性、耐臭氧性和良好的壓縮變形，且當加熱至70～100℃時，也具有這樣的性質(zhì)。
當要滿足的要求較低時，泡沫塑料制品也可由下列熱塑性彈性體組成，即TE(EM-X-PP)和/或TE(EM＋PP)及PBBS和/或TE(PBBS＋PP)。
本發(fā)明的目的也可通過包含熱塑性彈性體(TPEs)和一種或多種熱塑性烯烴(TPE-O)的泡沫塑料制品來達到。正如人們知道的，TPE′s是至少部分交聯(lián)的而TPE-O′s是非交聯(lián)的。優(yōu)選使用的材料組合物是(例如)TE(EM-X-PP)和PEBBS和/或TE(PEBBS＋PP)及TE(EM＋PP)或TE(EM-X-PP)、PBBS和/或TE(PBBS＋PP)及TE(EM＋PP)。在一系列實際測試中，包含約4份肖氏(A)硬度為80的TE(EM-X-PP)、1份肖氏(A)硬度為30的PEBBS和/或TE(PEBBS＋PP)(或PBBS和/或TE(PBBS＋PP))及3份肖氏(D)硬度為30的TE(EM＋PP)的塑料制品證明是特別有利的。
作為TE(EM-X-PP)和TE(EM＋PP)中的彈性體，可使用任何合適的橡膠，此橡膠可以是(動態(tài))交聯(lián)的。作為參考可以提及(鹵化)丁基共聚物和三元共聚物橡膠、天然橡膠、NBR，優(yōu)選乙烯-丙烯共聚物橡膠(EPM)，更優(yōu)選乙烯-丙烯-二烯三元共聚物橡膠(EPDM)。
對于本發(fā)明塑料制品，在該塑料制品的制備過程中使用了發(fā)泡劑，優(yōu)選化學發(fā)泡劑，同時還可加入顏料。
在一個優(yōu)選實施方案中，本發(fā)明的塑料制品具有擠出型材條的形狀，并且型材條可具有至少一個相對硬的部分和至少一個相對軟的部分，該至少一個相對硬的部分與至少一個相對軟的部分通過共擠出牢固連接。型材條的至少一個相對軟的部分采用密封唇緣或密封管的形狀是有利的。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方案中，塑料制品為注射模塑件。在這種情況下，也可以通過注射模塑實現(xiàn)軟質(zhì)至硬質(zhì)或硬質(zhì)至軟質(zhì)的粘合。
對于本發(fā)明制備塑料制品的方洗可使用常規(guī)的塑料加工設(shè)備，將包含TE(EM-X-PP)和/或TE(EM＋PP)組分、PEBBS和/或TE(PEBBS＋PP)組分或PBBS和/或TE(PBBS＋PP)組分及化學發(fā)泡劑的混合物加入該設(shè)備中。發(fā)泡劑的量對于每100份聚合物組分通常為0.5～2.5份(重量)。在本發(fā)明的塑料制品中，含熱塑性彈性體的PEBBS或PBBS的量一般為熱塑性彈性體總量的1～75％(重量)。
制備TE(EM-X-PP)可以與制備塑料制品分開進行，但也可以在制備本發(fā)明的塑料制品過程中進行。在TE(EX-X-PP)中橡膠的交聯(lián)程度至少應(yīng)為70％，優(yōu)選大于85％(通過在沸騰二甲苯中萃取測量)。
本發(fā)明的材料組合物可以通過擠出和注射模塑，以令人滿意的質(zhì)量制備具有彈性體性能的塑料制品，而這被認為是出乎意料的，因為試圖用TPE組分與(化學)發(fā)泡劑或用TPE-O組分與(化學)發(fā)泡劑產(chǎn)生絕對無用的結(jié)果。發(fā)現(xiàn)的缺陷包括如下不均勻泡沫結(jié)構(gòu)、擠出物不可控制的膨脹、表面龜裂、發(fā)泡程度不夠、非常低的擠出速度、擠出物發(fā)脆、機械性能明顯降低、拉伸強度和伸長率降低、表面粗糙和發(fā)灰色、當擠出物離開設(shè)備時破碎及在表面上形成氣泡和疙瘩。
前面提出的目的可優(yōu)選通過本發(fā)明方法、使用由TE(EPDM-X-PP)組分、PEBSS和/或PBBS和/或TE(PEBBS＋PP)或TE(PBBS＋PP)組分及(化學)發(fā)泡劑組成的混合物來實現(xiàn)。
最后，制備本發(fā)明塑料制品的優(yōu)選方法在于使用已進行混合后的基于TE(EM-X-PP)、PEBBS和/或TE(PEBBS＋PP)或PBBS和/或TE(PBBS＋PP)和任選的TE(EM＋PP)組分的聚合物材料及化學發(fā)泡劑，其中混合必須在溫度低于發(fā)泡劑的活化溫度下進行。按此方式，可達到極高的物料均勻性。
本發(fā)明方法可通過加入顏料并將此混合物或混合料擠出成型材條或注射模塑成制品而完成。塑料制品還可與金屬襯底型材結(jié)合。
采用本發(fā)明的方法，由發(fā)泡TPE/TPE-O共混物可以以低的生產(chǎn)成本以優(yōu)異的質(zhì)量制得或制備適合于內(nèi)外使用(尤其用于車輛)的擠出和/或注射模塑制品。TPE/TPE-O泡沫共混物的特殊性質(zhì)和組成還使該共混物可以與非泡沫材料通過共擠出、注射模塑和壓塑(在25A至45D肖氏硬度范圍內(nèi)及密度為500至900kg/m3下進行)而結(jié)合使用。此外，本發(fā)明方法開辟了染色的可能性、類似于在此肖氏(A)硬度范圍內(nèi)的泡沫橡膠的光滑、閉孔表面和性質(zhì)。特別是各種共混物基本不含氯因而對環(huán)境有益，同時這些共混物可不受限制地循環(huán)使用。
可使用的發(fā)泡劑在本領(lǐng)域中是已知的；它們包括可蒸發(fā)物質(zhì)如水或脂族烴類，或可分解物質(zhì)(例如放熱和/或吸熱發(fā)泡劑，如基于改性偶氮二酰胺的發(fā)泡劑)。還可參考US-A-4918111，第3列，27行以下給出的信息。
根據(jù)本發(fā)明，由于相容性TPE/TPE-O′s的混合物和加入特定的(化學)發(fā)泡劑，使得可以生產(chǎn)具有下列性能和加工可能性的共混物-無PVC(氯)-對環(huán)境有益-無對健康有害的物質(zhì)-可循環(huán)利用以生產(chǎn)類似制品-肖氏硬度(A)25～85-肖氏硬度(D)30～45-可擠出具有光滑和閉孔的表面-化學性質(zhì)可與橡膠混合物比擬-根據(jù)說明書的機械和物理性能-可擠出和注射模塑-可通過排出口注射模塑-可以泡沫制品的形式擠出-可以常規(guī)設(shè)備和模具上擠出-可與TPE’s和/或TPE-O’s共擠出-均勻泡沫結(jié)構(gòu)(多微孔)-密度500～900kg/m3此塑料制品優(yōu)選呈現(xiàn)具有多微孔和均勻泡沫結(jié)構(gòu)的閉孔和光滑表面。
在本發(fā)明進一步的實施方案中，生產(chǎn)擠出制品的特點在于，通過設(shè)置于擠出模具內(nèi)或擠出模具外甚至不與模具接觸的切割單元，在流動方向按要求切割熔體。按此方式，在一次生產(chǎn)過程中可得到在切割面具有閉孔和光滑表面的一個或多個擠出制品。
在本發(fā)明另一實施方案中，得到類似整理織物(textile-likefinish)的制品表面，使其具有抗刮傷性和耐磨性。
前面使用的術(shù)語都摘自由Dipl.Ing.Ekkehard Gorski，München出版的報告‘Nomenclature and testing’(會議日期1992年10月6-7日，Mainfrankensle，Veitshcheim，附錄25-29頁)。
本發(fā)明可由下列實施例說明，而這些實施例并不限制本發(fā)明。
實施例I涉及制備具有類似橡膠的性質(zhì)的型材條將80份具有肖氏(A)硬度為40的TE(EPDM-X-PP)(粒料)、20份具有肖氏(A)硬度為30的TE(PEBBS＋PP)(粒料)和2份偶氮二酰胺作為化學發(fā)泡劑及任選加入的著色顏料一起混合(或混料)，將其加入擠出機中并在操作溫度170～210℃下擠出。
結(jié)果微孔、均勻分布、閉孔表面、光滑表面(silky mat)、肖氏(A)硬度＝25，泡沫。
實施例II涉及生產(chǎn)具有泡沫橡膠性質(zhì)的注射模塑制品將60份肖氏(A)硬度為60的TE(EPDM-X-PP)(粒料)、40份肖氏(A)硬度為30的TE(PEBBS＋PP)(粒料)和0.5至2.5％的偶氮二酰胺作為化學發(fā)泡劑一起混合并在190～240℃溫度下注射模塑為制品。
結(jié)果微孔、均勻分布、閉孔表面、良好手感、肖氏(A)硬度＝30，泡沫。
權(quán)利要求
1.具有類似泡沫橡膠性質(zhì)的泡沫塑料制品，其特征在于它包含幾種熱塑性彈性體(TPE′s)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的塑料制品，其特征在于熱塑性彈性體包含TE(EM-X-PP)與PEBBS和/或PBBS的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的塑料制品，其特征在于熱塑性彈性體包含TE(EM-X-PP)與TE(PEBBS＋PP)和/或TE(PBBS＋PP)的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任意一項的塑料制品，其特征在于TE(EM-X-PP)中的彈性體是EPM或EPDM。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項的塑料制品，其特征在于它包含約4份肖氏(A)硬度為40的TE(EM-X-PP)和1份肖氏(A)硬度為30的PEBBS和/或TE(PEBBS＋PP)或約3份肖氏(A)硬度為60的TE(EM-X-PP)和2份肖氏(A)硬度為30的PEBBS和/或TE(PEBBS＋PP)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項的塑料制品，其特征在于它包含熱塑性彈性體(TPE′s)和一種或多種熱塑性烯烴(TPE-O′s)的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的塑料制品，其特征在于它包含熱塑性彈性體，即基于聚丙烯(PP)的TE(EM-X-PP)及PEBBS和/或TE(PEBBS＋PP)，以及熱塑性烯烴(TPE-O′s)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的塑料制品，其特征在于它包含熱塑性彈性體，即基于PP的TE(EM-X-PP)及PBBS和/或TE(PBBS＋PP)，以及熱塑性烯烴(TPE-O′s)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任意一項的塑料制品，其特征在于它包含約4份肖氏(A)硬度為80的TE(EM-X-PP)、1份肖氏(A)硬度為40的PEBBS和/或TE(PEBBS＋PP)(或PBBS和/或TE(PBBS＋PP))及3份肖氏(D)硬度為35的TPE-O。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項的塑料制品，其特征在于將化學發(fā)泡劑用于制備中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任意一項的塑料制品，其特征在于它包括著色顏料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任意一項的塑料制品，其特征在于它具有擠出型材條形狀。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的塑料制品，其特征在于型材條具有至少一個相對硬的部分和至少一個相對軟的部分，此至少一個相對硬的部分與至少一個相對軟的部分通過共擠出牢固連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的塑料制品，其特征在于型材條的至少一個相對軟的部分為密封唇緣或密封管形狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任意一項的塑料制品，其特征在于它是注射模塑的。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任意一項的塑料制品，其特征在于它顯示具有多微孔和均勻泡沫結(jié)構(gòu)的閉孔和光滑表面。
17.生產(chǎn)根據(jù)權(quán)利要求1至16中任意一項的塑料制品的方法，其特征在于在常規(guī)塑料加工設(shè)備中制備包含TE(EM-X-PP)組分、PEBBS和/或TE(PEBBS＋PP)組分或PBBS和/或TE(PBBS＋PP)組分及化學發(fā)泡劑的混合物。
18.生產(chǎn)根據(jù)權(quán)利要求1至16中任意一項的塑料制品的方法，其特征在于先將聚合物材料和化學發(fā)泡劑在溫度低于發(fā)泡劑活化溫度下混合。
19.根據(jù)權(quán)利要求17至18中任意一項的方法，其特征在于通過設(shè)置于擠出模具內(nèi)或擠出模具外甚至不與模具接觸的切割單元，在流動方向按需要切割熔體。
20.根據(jù)權(quán)利要求17至19中任意一項的方法，其特征在于制得的制品表面類似整理織物，由此使該制品具有抗刮傷性和耐磨性。
21.由權(quán)利要求20的方法制得的制品。
22.用于制備根據(jù)權(quán)利要求1～16和21中任意一項的塑料制品的組合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種塑料制品，其特征在于它由幾種泡沫熱塑性彈性體(TPE′s)，如TE(EM-X-PP)及PEBBS和/或PBBS和/或TE(PEBBS+PP)和/或TE(PBBS+PP)組成。它進一步包括基于TPE′s和TPE-O′s的混合物的塑料制品，本發(fā)明還涉及制備這些制品的方法。
文檔編號C08L53/00GK1128541SQ94192980
公開日1996年8月7日 申請日期1994年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月5日
發(fā)明者J·佩特拉吉斯, W·霍格, T·林內(nèi), M·阿芬納, J·G·M·紐坎普 申請人:Dsm有限公司