用于声学应用的具有高服务温度的大孔聚烯烃泡沫制造技术

本发明专利技术描述用于吸声和保温应用，特别是在升高温度和／或潮湿环境中可承受大于１１０℃的大孔聚烯烃泡沫。这些泡沫具有较大孔度（≥１．５ｍｍ），是开孔或闭孔泡沫，和优选每平方厘米具有至少一个穿孔和／或密度小于２５ｋｇ／ｍ＃＋［３］。它们可通过使用挥发性有机化合物，如异丁烷作为发泡剂，挤出高熔体强度（ＨＭＳ）聚丙烯树脂（ＰＰ），或优选ＨＭＳＰＰ树脂与如下物质的共混物获得：在共混物中以至少３５∶６５重量比存在的自由基聚合的乙烯聚合物，非必要地另一种聚合物如基本无规的共聚体，孔度增大剂如单硬脂酸甘油酯，抗氧化剂，炭黑和／或阻燃剂添加剂。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于吸声应用的挤出多孔热塑性聚合物泡沫材料。具有所需吸声性能的聚合物泡沫是公知的。许多也已知由热塑性材料组成。然而，在使用热塑性聚烯烃泡沫中的一个缺点在于由于较低的热变形温度，它们一般不适于在曝露于高服务温度环境的用途的地方使用，如接近于内燃机或另一个热量和噪声的来源。尽管已经开发一些聚合物泡沫材料以提供能够用于相对更高服务温度的缓冲性能，由于开孔结构，它们并不适于在宽频率范围的有效吸收声音或吸收水。因此，仍然需要能够满足用于这样环境的这些标准的改进热塑性聚合物泡沫材料。专利技术概述本专利技术的一个方面是一种平均孔度至少为1.5毫米(mm)，密度不大于300千克每立方米(kg/m3)，平均吸声系数至少为0.2，和热变形温度至少为110摄氏度(℃)的多孔热塑性聚合物泡沫，其中热塑性聚合物包括(A)至少一种具有如下至少一种性能的主要等规、丙烯聚合物(1)不大于1.5的tanδ值，(2)至少为7厘牛顿(cN)的熔体张力和/或(3)至少为10厘牛顿(cN)的熔体强度和非必要地(B)至少一种与聚丙烯聚合物(A)共混的通过自由基方法生产的乙烯聚合物，其特征在于热塑性聚合物泡沫满足如下三个条件的至少一个热塑性聚合物包括以不大于重量比约65∶35与丙烯聚合物(A)共混的乙烯聚合物(B)；具有至少一个表面的热塑性聚合物泡沫，该至少一个表面定义为从至少一个表面延伸到泡沫中的多重穿孔槽，使得每10平方厘米(cm2)的至少一个表面有平均至少一个穿孔槽；和/或热塑性聚合物泡沫的密度小于25kg/m3。本专利技术的另一方面涉及一种用于在升高温度和/或潮湿环境中吸声的聚合物泡沫的制备方法，包括将包括至少一种发泡剂和至少一种热塑性聚合物的可发泡组合物转化成平均孔度至少为1.5mm，密度不大于300kg/m3，和具有至少一个表面的多孔聚合物泡沫，热塑性聚合物包括(A)至少一种具有如下至少一种性能的主要等规、丙烯聚合物(1)不大于1.5的tanδ值，(2)至少为7厘牛顿(cN)的熔体张力，和/或(3)至少为10厘牛顿(cN)的熔体强度和非必要地(B)至少一种与丙烯聚合物共混的通过自由基方法生产的乙烯聚合物，特征在于如下三个附加条件的至少一个选择作为热塑性聚合物的聚合物共混物，聚合物共混物包括与丙烯聚合物共混的乙烯聚合物使得丙烯聚合物(A)对乙烯聚合物(B)的重量比至少为35∶65；将多孔聚合物泡沫产物的至少一个表面穿孔以引入从至少一个表面延伸到泡沫中的多重穿孔槽，使得每10平方厘米的至少一个表面有平均至少一个穿孔槽和/或将可发泡组合物转化成多孔聚合物泡沫，使得多孔聚合物泡沫的密度小于25kg/m3。本专利技术的另一方面是一种聚合物泡沫的制备方法，包括(A)提供平均孔度至少为1.5mm，密度不大于300kg/m3，平均吸声系数至少为0.2，热变形温度至少为110℃，和具有至少一个表面的多孔热塑性聚合物泡沫，其中热塑性聚合物包括(1)至少一种具有如下至少一种性能的主要等规、丙烯聚合物不大于1.5的tanδ值，至少为7厘牛顿(cN)的熔体张力和/或至少为10厘牛顿(cN)的熔体强度和非必要地(2)至少一种与丙烯聚合物共混的通过自由基方法生产的乙烯聚合物，(B)将步骤(A)的聚合物泡沫产物的至少一个表面穿孔以形成从至少一个表面延伸到泡沫中的多重穿孔槽，使得每10平方厘米(cm2)面积的至少一个表面有平均至少一个穿孔槽。本专利技术的其它方面包括可通过根据本专利技术上述方法的一项或多项获得，或优选根据本专利技术上述方法的一项或多项制备的聚合物泡沫，它的平均吸声系数优选至少为0.2和热变形温度为至少110℃，和上述泡沫用于吸收声音的用途，特别是在潮湿和/或高温环境中。附图简述附图说明图1显示在下表1.4所述零穿孔密度下实施例1脱去测试1.1-1.4的吸声曲线。图2显示在下表1.4所述穿孔密度“1”下实施例1脱去测试1.1-1.4的吸声曲线。专利技术详述1.丙烯聚合物在此使用的术语“丙烯聚合物”表示这样的聚合物，其中至少50wt％的它的单体单元直接衍生自丙烯。可以包括在丙烯聚合物中除了丙烯以外的合适烯属不饱和单体包括烯烃、醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、衣康酸、马来酸、和马来酸酐。合适的丙烯共聚体包括丙烯和烯烃的无规，嵌段，和接枝共聚物或共聚体，烯烃选自乙烯、C4-C101-烯烃、和C4-C10二烯烃。丙烯共聚体也包括丙烯和1-烯烃的无规共聚体，1-烯烃选自乙烯和C4-C81-烯烃。C4-C101-烯烃包括线性和支化C4-C101-烯烃，例如，1-丁烯、异丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、1-己烯、3，4-二甲基-1-丁烯、1-庚烯、3-甲基-1-己烯等。C4-C10二烯烃的例子包括1，3-丁二烯、1，4-戊二烯、异戊二烯、1，5-己二烯、和2，3-二甲基-1，3-己二烯。在此使用的术语“共聚体”表示衍生自两种或多种不同单体反应的聚合物和包括，例如，共聚物和三元共聚物。丙烯聚合物材料可仅由如下物质组成一种或多种丙烯均聚物、一种或多种丙烯共聚物、和一种或多种每种丙烯均聚物和共聚物的共混物。聚丙烯优选包括至少约70wt％，甚至更优选至少约90wt％，和甚至更优选约100wt％丙烯单体衍生单元(即，优选是丙烯均聚物)。丙烯聚合物的重均分子量(Mw)至少为100,000。Mw可由已知方法测量。丙烯聚合物的支化指数也优选小于1。支化指数是定量选择用于此特定专利技术的长链支化程度的方法。支化指数的定义和测量它的程序描述在U.S.专利4,916,198的3栏，65行-4栏，30行，该专利在此引入作为参考。支化指数更优选小于约0.9，和甚至更优选小于约0.4。丙烯聚合物的tanδ值不大于1.5，优选不大于1.2，甚至更优选不大于1.0，和甚至更优选不大于0.8。可以以g”/g’计算tanδ，其中g”是丙烯聚合物的损耗模量和g’是使用2.5mm厚和25mm直径丙烯聚合物试样，在190℃下，在一弧度每秒振荡频率下，丙烯聚合物熔体的储能模量。这些参数可以使用机械分光计，如购自Rheometrics，Inc.，Piscataway，新泽西，U.S.A的Rheometrics型号RMS-800测量。如何进行tanδ，g’和g”的此测量的进一步详细情况在U.S.专利5,527,573的5栏，59-64行，和6栏，4-29行提供，该专利在此引入作为参考。另外或选择性地，丙烯聚合物的熔体张力优选至少为7厘牛顿(cN)，更优选至少10cN，和甚至更优选至少15cN，和甚至更优选至少20cN。优选，丙烯聚合物的熔体张力不大于60cN，更优选不大于40cN。在整个本专利技术中使用的术语“熔体张力”表示熔融聚合物材料条以cN计的张力的量度，使用购自Toyo Seiki Seisaku-sho Ltd.已知为2型熔体张力测试仪，将熔融聚合物材料从直径为2.1mm和长度为40mm的毛细管模头，在230℃下，在20mm/分钟(min.)的挤出速度和3.14米/分钟的恒定卷绕速度下挤出。测量熔体张力的此方法有时称为“Chisso方法”。另外或选择性地，丙烯聚合物的优选熔体强度至少为10厘牛顿(cN)，更优选至少20cN，和甚至更优选至少25cN，和甚至更优选至少30cN。优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在升高温度和／或潮湿环境中吸声的聚合物泡沫的制备方法，包括将包括至少一种发泡剂和至少一种热塑性聚合物的可发泡组合物转化成平均孔度至少为１．５ｍｍ，密度不大于３００ｋｇ／ｍ↑［３］，和具有至少一个表面的多孔聚合物泡沫，热塑性聚合物包括： （Ａ）至少一种具有如下至少一种性能的主要等规、丙烯聚合物：（１）不大于１．５的ｔａｎδ值，（２）至少为７厘牛顿（ｃＮ）的熔体张力，和／或（３）至少为１０厘牛顿（ｃＮ）的熔体强度和非必要地 （Ｃ）至少一种与丙烯聚合物共混的通过自由基方法生产的乙烯聚合物， 其特征在于如下三个附加条件的至少一个： （１）选择作为热塑性聚合物的聚合物共混物，聚合物共混物包括与丙烯聚合物共混的乙烯聚合物，使得丙烯聚合物（Ａ）对乙烯聚合物（Ｂ）的重量比至少为３５∶６５； （２）将多孔聚合物泡沫产物的至少一个表面穿孔以引入从至少一个表面延伸到泡沫中的多重穿孔槽，使得每１０平方厘米的至少一个表面有平均至少一个穿孔槽和／或 （３）选择将可发泡组合物转化成多孔聚合物泡沫的条件，使得多孔聚合物泡沫的密度小于２５ｋｇ／ｍ↑［３］。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CP帕克，S比尔甘，S苏布拉莫尼安，
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]