耐火声学泡沫制造技术

本发明专利技术描述了在其它特征中，还具有改进孔度和火焰测试响应特性的大孔泡沫，通过选择小于１微米的粒度的阻燃助剂而获得该泡沫。本发明专利技术人发现对于给定的泡沫孔度可以增加阻燃助剂的数量，或对于给定数量的阻燃助剂可以增加泡沫孔度，允许具有特别大，成形较好的泡孔的泡沫，该泡沫具有优异的火焰测试响应特性。由于助剂成核效果的出乎意料降低，关于热塑性泡沫和无机阻燃助剂的益处是特别值得注意的。泡沫用于改进产物的声学性能，且要求该产物满足某些火焰测试响应特性。它可作为吸声和隔音的声学系统用于汽车和其它运输设备、建筑和构造、家用和花园器具、电动工具和器具和供电外壳、连接器、和航空器。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
泡沫和发泡制品通常在吸声和隔音的声学系统中找到用途。这样的泡沫，当开发用于不同的市场部分(器具、汽车、建筑和构造等)时，通常需要满足某些声学性能要求和适用的火焰测试响应特性(ASTME176-99)。为达到所需的耐火等级，通常将各种阻燃组分加入到这样的泡沫树脂配方中。令人遗憾地，加入到聚合物树脂配方中的典型阻燃组分和其它添加剂，在泡沫制造期间引起许多问题，该问题对获得声学活性的大孔泡沫具有不利的影响。由于它们对聚合物凝胶粘度和熔体强度的影响，阻燃剂通常引起差的泡孔结构和泡孔倒塌。为降低对阻燃剂高浓度的需要，通常加入阻燃助剂。然而，阻燃助剂也通常是固体粒状材料，该材料在发泡过程中作为成核剂和提供另外的成核位置，导致许多具有可变性能的小泡孔的形成。令人遗憾地，在某些最终用途应用，如吸声中，小泡孔泡沫(由ASTM D3575测量的平均孔度小于1毫米(mm))不如大泡孔沫(由ASTM D3575测量的平均孔度大于1mm)更合所需。US专利No.4,277,569教导了用于隔热和填充的阻燃聚烯烃泡沫的制备。然而，该专利并未描述用于声学应用的大孔泡沫或阻燃大孔泡沫或它们的制备。日本未决公开专利申请No.10-204200描述了用于真空模塑的烯烃树脂泡沫，该泡沫从如下物质制备100重量份烯烃类型树脂，该树脂包括30-90wt％丙烯类型树脂和70-10wt％乙烯类型树脂，1-100重量份溴化化合物和0.1-10重量份平均粒度为0.4微米或更小的三氧化锑。未描述用于声学应用的大孔泡沫。WO00/15697描述了大孔声学活性泡沫，该泡沫可以由包含某些阻燃材料的溶液表面处理。尽管该过程能够带来阻燃性，它要求如下的额外步骤在挤出和穿孔之后处理泡沫和然后干燥泡沫以除去用于施加阻燃剂的液体介质。因此，对于具有良好阻燃性的大泡孔，声学活性的泡沫，仍然存在显著的市场需求，其中阻燃组分已经在可由常规措施获得的聚合物泡沫的聚合物基体中。此需求一般不仅仅适用于聚合物泡沫，而且在如下泡沫领域中是特别急切的热塑性泡沫(即，基本未交联和能够再熔融的泡沫)和也耐水吸收的泡沫，使得它们可用于潮湿或湿环境而不损失性能或加强腐蚀或微生物生长问题。由本专利技术解决这些问题和下述其它问题。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是根据ASTM D3575的平均孔度至少为1.5mm的大孔聚合物泡沫，该泡沫包含至少一种固体粒状阻燃助剂，其中固体粒状阻燃助剂的平均粒度小于一微米。该泡沫也优选包含阻燃剂。本专利技术的另一方面是一种制备大孔聚合物泡沫的方法，该方法包括在高温下，将可发泡凝胶从具有第一压力的第一区挤出到具有第二压力的第二区，第二压力小于第一压力，以允许可发泡凝胶的膨胀，可发泡凝胶包括至少一种热塑性聚合物树脂，至少一种发泡剂，至少一种固体粒状阻燃剂助剂，其中固体粒状阻燃助剂的粒度小于1微米。包括在此方面中的是可发泡凝胶中间体和可使用此方法获得的聚合物泡沫。可发泡凝胶也优选包含阻燃剂。本专利技术的仍然另一方面是一种增加大孔泡沫中固体粒状阻燃助剂最大数量的方法，该泡沫根据ASTM D3575的给定平均孔度至少为1.5mm，该方法包括降低该阻燃助剂的平均粒度到小于1微米的更小平均粒度。本专利技术的仍然另一方面是改进大孔泡沫吸声系数的方法，该泡沫含有给定数量的固体粒状阻燃助剂，该方法包括降低该阻燃增效剂的平均粒度到小于1微米的更小平均粒度。本专利技术的另一方面是以上大孔声学泡沫作为吸声或隔音材料的用途，特别是在这样环境中的用途，其中要求阻燃性，如办公室分隔物、汽车分离器、家庭器具和机器外壳。定义在此对属于某些族的元素或金属的所有提及，参考由CRC Press，Inc.，1989出版和版权所有的元素周期表。同样对族或多个族的任何提及应当认为是使用将族编号的IUPAC系统的元素周期表中反映的族或多个族。在此叙述的任何数值包括以一个单位的增量，从最低值到最高值的所有数值，条件是在任何更低值和任何更高值之间存在至少2个单位的分隔。作为例子，如果说明组分数量或方法变量，例如，温度、压力、时间等的值是，例如，1-90，优选20-80，更优选30-70，指的是数值如15-85、22-68、43-51、30-32等明确列举在此说明书中。对于小于1的数值，适当地考虑一个单位是0.0001、0.001、0.01或0.1。这些仅是具体所指的例子和认为以相似的方式，在此应用中明确说明在列举的最低值和最高值之间数值的任何可能结合。特别地，除非另外说明，希望对于特定主题的范围的端点可自由地与相同主题的其它所述范围结合，例如，范围的所述下端可以与相同主题，如平均孔度的范围的所述上端结合。术语“微米”表示一百万分之一米和可与术语“微米”和缩写“μ”互换。除非另外说明，术语“阻燃剂”当自身使用时，表示可以为任何化合物或化合物混合物的阻燃剂，它向本专利技术的泡沫组合物赋予阻燃性，不是以下描述为固体粒状阻燃助剂的固体粒状阻燃剂。此术语包括，但不限于，有机阻燃剂如含卤素的化合物或化合物混合物。术语“固体粒状阻燃助剂”表示这样的固体粒状化合物，该化合物当以每一百份总聚合物树脂至少一份(phr)的数量存在时，增加本专利技术泡沫组合物的耐火性。优选它们增强阻燃剂的效力，阻燃剂在泡沫聚合物基体中，以不作为固体粒子的形式存在，如大多数有机阻燃剂。此术语用于包括，但不限于，固体粒状阻燃增效剂、炭形成材料、烟雾抑制剂和固体粒状阻燃剂。它们优选主要包括无机化合物或无机化合物的混合物。除非在此另外说明，术语“阻燃助剂”当用于本专利技术的上下文时，表示“固体粒状阻燃助剂”，和术语“阻燃增效剂”和“增效剂”当用于本专利技术的上下文时，表示“固体粒状阻燃增效剂”。阻燃增效剂由更属类的术语“固体粒状阻燃助剂”包括。后者由类比应用于固体粒状炭形成材料和烟雾抑制剂，但此处在表述“阻燃剂”(没有术语“助剂”)和表述“固体粒状阻燃剂”之间保持措词中的区别。术语“阻燃剂包”表示阻燃剂和阻燃助剂彼此的结合物。典型的例子是阻燃剂，阻燃增效剂，和任选烟雾抑制剂的结合物。术语“共聚体”在此用于表示聚合物，其中聚合至少两种不同的单体以制备共聚体。这包括共聚物、三元共聚物等。术语“大孔声学泡沫”在此用于表示根据ASTM D3575的平均孔度如下的泡沫大于至少1.5mm，更优选至少2mm，甚至更优选至少3mm，甚至更优选至少4mm，优选直到20mm，也优选直到1 5mm，和对于一些最终用途特别优选是直到10mm。在35mm的厚度下，大孔泡沫的平均吸声系数(通过ASTM E1050在250、500、1000和2000赫兹(Hz)声音频率下测量)可大于0.15，优选大于0.20，更优选大于0.25，甚至更优选大于0.30。阻燃助剂固体粒状阻燃助剂的例子是固体粒状阻燃增效剂、炭形成材料、烟雾抑制剂和固体粒状阻燃剂。阻燃增效剂包括，但不限于，金属氧化物(如氧化铁、氧化锡、氧化锌、三氧化铝、氧化铝、三氧化二锑和五氧化二锑、氧化铋、三氧化钼、和三氧化钨)、硼酸锌、硅酸锑、锡酸锌、羟基锡酸锌、二茂铁及其混合物，优选是三氧化二锑和五氧化二锑。平均粒度小于1微米的三氧化二锑作为低密度聚乙烯(LDPE)中的浓缩物，以商标MICROFINETM购自Great Lakes Chemical Corp本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种根据ＡＳＴＭ　　Ｄ３５７５的平均孔度至少为１．５ｍｍ的多孔聚合物泡沫，所述泡沫包含至少一种阻燃助剂，其中所述阻燃助剂的平均粒度小于一微米。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：S比尔甘，J卡默勒，CP朴，WG斯托比，S苏布拉芒尼安，
申请(专利权)人：陶氏环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]