包含无机粒状填料的聚合物类泡沫组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种聚合物类泡沫组合物，所述组合物包含聚合物和基于所述组合物的总重量至多20重量％的一种或多种无机粒状材料的颗粒，其中，所述一种或多种无机粒状材料包含少于20重量％的Al，以Al2O3含量计算。根据一个方面，所述一种或多种无机粒状材料包含页硅酸盐。本发明专利技术的另一个方面是所述聚合物类泡沫组合物的应用和其制备方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及聚合物类泡沫组合物，所述组合物具有改善的泡孔结构并利用一种或多种无机粒状材料作为成核剂。本专利技术还涉及提供聚合物类泡沫膜的方法及其应用。
技术介绍
油价提高已经使塑料树脂和塑料成品的制造成本增加。由于塑料树脂成本通常占任何指定塑料产品的50～60％，因此在保持塑料产品的机械性质和其他性质的同时减少塑料中的树脂量具有相当大的经济效益。关于聚合物材料的一个主要挑战在于开发越来越薄且越来越轻的部件，该部件具有改善的用于诸如食品包装或汽车工业等应用中的性质。一种可能的策略是组合采用通过使基体材料发泡来减重和引入充当泡孔成核或促进剂的强化和/或功能填料。降低塑料制造中产生的材料成本的一种方式是开发保持整体功能和特定产品完整性的细孔化或微孔泡结构。聚合物泡沫是本领域中已知的，但它们与常规聚合物相比硬度和机械强度降低。诸如功能填料等孔泡成核剂常用于聚合物发泡工序，以增强孔泡成核。由于存在成核剂，异质成核成为了聚合物发泡工序过程中孔泡成核的主要模式。在通过成核剂改善由于引入高气体体积比例而大幅降低的硬度和机械强度的同时，它们的添加还可产生传输性质(导热和/或导电性)、热稳定性、阻燃性、不透明性等改善的轻质材料。吹膜挤出是制造聚合物膜的常用技术。该工序通常涉及通过模具挤出熔融聚合物管，并将该管膨胀至其初始直径的数倍，从而形成薄膜泡。随后将该泡塌缩并形成膜。当吹制聚合物泡沫膜时，由于在吹制工序中有扭曲泡沫泡孔的趋势，因此保持完好的孔泡结构具有挑战性。因此，合乎需要的是制造聚合物泡沫膜和其他具有优质孔泡结构的聚合物类的泡沫组合物的技术。
技术实现思路
本专利技术在所附权利要求中限定。在一个方面中，本专利技术涉及聚合物类泡沫组合物，其包含聚合物和基于所述组合物的总重量至多20重量％的一种或多种无机粒状材料的颗粒。根据该方面，所述一种或多种无机粒状材料包含50重量％以下的Al(以Al2O3含量计算)，例如，少于50重量％的Al，或少于40重量％的Al，或少于30重量％的Al，或少于20重量％的Al，或少于18重量％的Al，或少于15重量％的Al，或少于12重量％的Al，或少于10重量％的Al，或少于5重量％的Al，或少于4重量％的Al，或少于3重量％的Al，或少于2重量％的Al，或少于1重量％的Al，或少于0.5重量％的Al。在某些实施方式中，无机粒状材料包含大于0重量％的Al。在某些实施方式中，无机粒状材料包含一种或多种页硅酸盐。在特定实施方式中，一种或多种页硅酸盐包含滑石。在一个实施方式中，一种或多种页硅酸盐由滑石构成。例如，所述一种或多种页硅酸盐由纯滑石构成。在一个方面中，本专利技术涉及聚合物类泡沫组合物，其包含聚合物和基于所述组合物的总重量至多20重量％的一种或多种页硅酸盐的颗粒。根据该方面，一种或多种页硅酸盐包含铝。根据本专利技术的一个方面，聚合物类泡沫组合物可包含厚度为1～850μm、例如为10～300μm的聚合物类泡沫膜。根据本专利技术的一个方面，聚合物类泡沫组合物中的一种或多种页硅酸盐还包含滑石、绿泥石、高岭土、云母和/或叶蜡石中的一种或多种。根据本专利技术的一个方面，聚合物类泡沫组合物中的一种或多种无机粒状材料包含其量大于0～50重量％的铝，例如为0.5重量％～20重量％，例如为1重量％～20重量％(不包含20重量％)，例如为5重量％～10重量％，所有值以Al2O3含量计算。根据本专利技术的一个方面，在聚合物类泡沫组合物中，所述聚合物是热塑性塑料、热塑性弹性体或橡胶。例如，热塑性塑料可以为聚烯烃，例如聚乙烯或聚丙烯。根据本专利技术的一个方面，聚合物可以为聚合物类泡沫组合物的主要成分。根据本专利技术的一个实施方式，聚合物类泡沫组合物中包含的任何滑石可具有1～200m2·g-1，例如2～100m2·g-1的表面BET面积。根据本专利技术的一个实施方式，聚合物类泡沫组合物在垂直方向和/或宽度方向上可具有以下的平均泡孔尺寸。根据本专利技术的一个实施方式，聚合物类泡沫组合物在垂直方向上的平均泡孔尺寸与在宽度方向上的平均泡孔尺寸的比例可为1以上。根据本专利技术的一个实施方式，聚合物类泡沫组合物可包含Nf＝10,000个以上泡孔/cm3。根据本专利技术的另一实施方式，聚合物类泡沫组合物可通过挤出工序或通过吹塑膜工序制造。本专利技术的另一个方面是本专利技术的聚合物类泡沫组合物在包装体、食品包装制品、机动车辆用塑料部件、隔热和/或隔音泡沫、管道、消费品和家电的制造中的应用。本专利技术的另一个方面是本专利技术的聚合物类泡沫组合物的形成方法。所述方法包括以下步骤：提供聚合物组合物；提供包含50重量％以下的Al(以Al2O3含量计算)的无机粒状材料，其包含例如少于50重量％的Al、或少于40重量％的Al、或少于30重量％的Al、或少于20重量％的Al、或少于18重量％的Al、或少于15重量％的Al、或少于12重量％的Al、或少于10重量％的Al、或少于5重量％的Al、或少于4重量％的Al、或少于3重量％的Al、或少于2重量％的Al、或少于1重量％的Al、或少于0.5重量％的Al；在吹塑膜工序中将颗粒引入到所述聚合物组合物中；和利用CO2、氮气或稀有气体等气体使所述聚合物组合物发泡。具体实施方式如所附权利要求所述的本专利技术提供了聚合物类泡沫组合物，例如聚合物类泡沫膜，其具有降低的材料密度和/或降低的膜厚度，并同时保持了组合物的整体机械性质。在某些实施方式中，本专利技术提供了在挤出吹塑发泡膜中有效的成核效应，使得与未发泡膜性能相比在不影响整体机械性质的情况下降低了材料密度。例如，聚合物类泡沫膜的密度降低量可以为10～20％。利用更有效的矿物成核剂实现改善的泡沫品质还可以使得与添加比率更高的较不适合的矿物相比，在保持相同的泡沫结构和品质的同时降低矿物含量。在聚合物类泡沫组合物中利用较少的矿物可有益于保持某些机械膜性质，例如，通常受到添加大量矿物影响的穿刺测试性能。因此，根据某些实施方式，与不含有本文所述无机粒状材料的聚合物类泡沫组合物的第二穿刺测试性能相比，本专利技术的聚合物类泡沫组合物可具有改善的第一穿刺测试性能。本文所述的穿刺测试通常根据标准ASTMD5748进行。不希望受特定理论束缚，据信某些无机粒状材料例如页硅酸盐或其组合、特别是包含一定量铝的页硅酸盐的化学组成在相同的细度和在聚合物类泡沫组合物的浓度情况下与无机粒状材料诸如页硅酸盐或其组合相比提供了增强的孔泡成核效应。包含铝的页硅酸盐的极性比不含铝的页硅酸盐如滑石更大，并且据信其具有与低极性材料如聚乙烯更低的亲和性。矿物与材料之间的此种更低的亲和性可导致矿物颗粒和聚合物之间的去润湿效应，这有利于发泡组合物中泡孔的成核。结果，溶解的物理起泡剂的脱气压力相对于时间的演变据信可获得更高的泡沫孔泡密度。另外，由于引入高气体体积比例导致的聚合物硬度和机械强度的减少至少部分地通过页硅酸盐颗粒的引入补偿，所述页硅酸盐颗粒同时充当成核剂和强化填料。无机粒状材料无机粒状材料例如可以为滑石、碱土金属碳酸盐或硫酸盐，例如碳酸盐，碳酸镁，白云石，石膏，含水高岭石粘土如高岭土、多水高岭土或球粘土，无水(煅烧)高岭石粘土，例如偏高岭土或完全煅烧高岭土，云母，珍珠岩，硅藻土，氢氧化镁，膨润土，硅灰石，或铝三水合物，或其组合。页硅酸盐颗粒根据本专利技术的某些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物类泡沫组合物，其包含：聚合物；和基于所述组合物的总重量至多20重量％的一种或多种无机粒状材料的颗粒；其中，以Al2O3含量计算，所述一种或多种无机粒状材料包含少于20重量％的Al。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.17 EP 14290112.31.一种聚合物类泡沫组合物，其包含：聚合物；和基于所述组合物的总重量至多20重量％的一种或多种无机粒状材料的颗粒；其中，以Al2O3含量计算，所述一种或多种无机粒状材料包含少于20重量％的Al。2.聚合物类泡沫，其中，所述一种或多种无机粒状材料包含大于0重量％的Al。3.如权利要求1或2所述的聚合物类泡沫，其中，所述无机粒状材料是页硅酸盐。4.如前述权利要求中任一项所述的聚合物类泡沫组合物，其包括厚度为1～850μm或为10～300μm的聚合物类泡沫膜。5.如前述权利要求中任一项所述的聚合物类泡沫组合物，其中，所述一种或多种页硅酸盐还包含滑石、高岭土、云母、绿泥石和/或叶蜡石中的一种或多种。6.如权利要求2～4中任一项所述的聚合物类泡沫组合物，其中，所述一种或多种页硅酸盐包含其量大于0～50重量％、或0.5～20重量％、或1～10重量％的铝，所有值以Al2O3含量计算。7.如前述权利要求中任一项所述的聚合物类泡沫组合物，其中，所述聚合物是热塑性塑料、热塑性弹性体或橡胶。8.如权利要求6所述的聚合物类泡沫组合物，其中，所述热塑性塑料是聚烯烃，例如聚乙烯。9.如前述权利要求中任一项所述的聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·艾贝勒，M·施密特，G·梅里，
申请(专利权)人：益瑞石滑石欧洲公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR