热塑性聚氨酯粉末组合物及其应用制造技术

本发明专利技术的热塑性粉末组合物以及相关的方法，所述组合物包含：至少一种热塑性聚氨酯，根据ＡＳＴＭ　　Ｄ１２３８在１９０℃和２．１６千克重量下测得所述热塑性聚氨酯的熔体流动指数至少约为８克／１０分钟；以所述组合物的总重量为基准计，最高约５重量％的至少一种内润滑剂；以及任选的至少一种流动剂或其它组分。该热塑性粉末组合物适合用来通过例如高速冲击熔合或中空模塑技术形成各种制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热塑性聚氨酯粉末组合物及其应用优先权要求本申请要求2005年10月17日提交的代理编号为12004007的美国临时专 利申请系列号第60/727367号的优先权，该专利申请参考结合入本文。专利技术背景本专利技术涉及热塑性聚氨酯粉末组合物及其应用。在过去的数十年中，聚合物的应用已经改变了世界。聚合物科学迅猛 发展，用来制备属于聚合物物理学中以下四个类型的数千种不同的热塑性 产品和热固性产品热塑性塑料，热塑性高弹体，热固性塑料和热固性高 弹体。任何聚合物或其制品的大规模生产都不能停留在目前的组分或处理条 件上。降低成本、提高产量、改进性能、获得更低成本的产品，都在推动 着聚合物科学工业的发展。随着新材料和相关工艺的出现，经常宜用具有以 下特征的材料代替较为陈旧的聚合材料改进的性质、加工性能和/或加工 效率，特别是在应用和相关工艺方面。例如，在某些应用中，需要聚氯乙烯(PVC)的替代品。由PVC形成的制 品尽管较为廉价且易于加工，但是在用于较低温度条件下的时候容易变脆 (从而表现出脆性破坏模式)。因此，当用于形成制品的PVC在应用中要接触 寒冷气候和其它较低温度的时候，对于某些需要韧性破坏模式的应用，这 可能存在问题。具体来说，优选韧性破坏模式的一种应用包括用于汽车、飞机、卡车、 农用设备、建筑设备等之类的交通工具客舱的制品的制造。这些客舱内的 许多部件和组件用聚合物材料制造。例如，可以由一种或多种聚合物材料制 成设备面板、门板、扶手、头枕、中心控制台和气囊等。这些制品的一个子部件经常为"聚合物外皮"的形式。聚合物外皮可以提供较大制品的外表面，其中填充模塑的泡沫体或其它柔软材料，以为整体 制品提供主体和精确设置的外观。例如，人们已经通过提供粉末状PVC中空 模塑的外皮，制造了客舱内填塞的或加衬垫的制品，例如设备面板、门板 等。所述外皮在基材上方固定住，然后在注入过程中用泡沫(例如聚氨酯泡沫)填充(back-fill)，其中所述外皮的边缘被密封，以提供完成的产品。所述完成的产品包括外皮，填塞的泡沫体在背后结合于基材，基材可包括门板 的边缘、设备面板的边缘等。通过这种方式使用聚合物外皮的参考文献可参见美国专利公开第US 2002/0125734 Al号。但是，当在一部分或全部预期应用温度下都表现出脆性破坏模式的材 料用于制备具有这些用途的聚合物外皮的时候，它们可能在受到冲击或者 在导致制品破坏的其它情况下给乘客带来危险。使用脆性材料会增加这种 风险，这是因为脆性材料容易在遭到破坏的时候发生碎裂，破碎成许多小 片，这些碎片经常具有锯齿状的或锐利的边缘。这些锐利碎片的产生对客 舱以内和以外的人员的安全造成了威胁。因此，选择用于制造载人交通工具的材料的先决条件经常包括测定材 料是否适用于各种环境。在许多环境条件下对客舱内的一种特殊制品一一 气囊一一的材料进行了仔细的筛选。在确定材料是否能够通过这些测试的 时候，材料在等于或低于约-40'C(-40CF)时的性能是要考虑的一个重要临界 条件。PVC经常由于在较低使用温度下具有变脆的倾向，而无法通过这些 测试。但是，由于PVC的成本较低，其优于常规的替代材料。因此，人们仍 然需要替代性的材料。人们不仅需要其它的材料，而且还需要能够有效而可重复地由该材料 制造制品的方法。已知有许多种用来制造聚合物部件的工艺，例如上述的 那些。 一种特殊的形成聚合物外皮的工艺被称为高速冲击熔融法(HVIF)。 在此工艺中，在惰性气体(例如氮气)中使聚合物粉末流体化并熔化，然后加 速进入模具或其它器具中，其中所述粉末聚积在一个或多个目标表面，然 后固化形成连续的膜。通常所述目标表面近似保持在室温，以便促进膜的 固化。例如参见美国专利第5,285,967号。HVIF已经被用于给制品添加聚合物涂层，以保护下面的表面或者将要与所述下面的表面接触的材料免于受到破坏(例如污染)。通常所述聚合物涂层提供了较为清洁、无毒的表面，由较为惰性的材料制成。例如，使用HVIF将聚乙烯涂敷在有轨电车的内部，以防使用有轨电车运输的食品被污染。因为HVIF方法具有加工方面的优点，而且该方法能够形成具有所需表 面特征的制品，所以人们需要将HVIF的应用扩展到其它的材料。对于需要 特定品质的罩面层的应用(例如平整均一或者具有均一皮革状外观的那些) 来说尤为如此。但是迄今为止，将HVIF拓展到制备工业制品，例如制备用 于客舱的聚合物制品已经变得困难，这是因为适用于该独特工艺的粉末组 合物尚不为人们所知。因此，注塑法成为用来形成聚合物外皮和这些应用中 的其它聚合物制品的主要方法，这是HVIF和其它制造技术(例如真空成形、 中空模塑、旋转模塑和喷涂法)的局限性和缺陷所致。这也可参见美国专利 公开第US 2002/0125734 Al号。专利技术简述本专利技术有益地提供了一种热塑性粉末组合物，该组合物适于通过高速冲击熔融法形成制品。该粉末组合物具有单峰粒度分布，包含以下组分至少一种热塑性聚氨酯，该热塑性聚氨酯根据ASTMD1238在190。C、以2.16千克重量测得的熔体流动指数至少约为8克/10分钟；至少一种内润滑剂，以所述组合物总重量为基准计，所述内润滑剂的含量最高约为5重量％;以及任选的至少一种流动剂或其它组分(例如热稳定剂、光稳定剂、颜料、抗氧化剂、增塑剂、填料和消光剂)。本专利技术还提供了其它热塑性粉末组合物。根据应用，所述粉末组合物 可具有单峰粒度分布或双峰粒度分布。例如，本专利技术提供了适合用来利用中空模塑形成制品的热塑性粉末组 合物。该粉末组合物具有双峰粒度分布，包含以下组分至少一种热塑性 聚氨酯，该热塑性聚氨酯根据ASTM D1238在19(TC、以2.16千克重量测得 的熔体流动指数至少约为8克/10分钟；至少一种内润滑剂，以所述组合物总 重量为基准计，所述内润滑剂的含量最高约为5重量％;以及任选的至少一 种流动剂或其它组分(例如热稳定剂、光稳定剂、颜料、抗氧化剂、增塑剂、填料和消光剂)。在本专利技术一个示例性的实施方式中，所述热塑性聚氨酯包括脂族热塑 性聚氨酯或芳族热塑性聚氨酯。在其他实施方式中，所述热塑性聚氨酯包括 聚醚基热塑性聚氨酯(例如芳族聚醚基热塑性聚氨酯)或者聚酯基热塑性聚 氨酯(例如脂族聚酯基热塑性聚氨酯)。尽管各组分的量将根据所需的用途和工艺改变，但是在一个实施方式 中，所述热塑性粉末组合物包含约0.01-1.0重量％的内润滑剂，例如磷酸单硬月旨酯(mono-stearyl acid phosphate)和磷酸二硬脂酉旨(di-stearyl acid phosphate)。尽管并非必须，但是所述组合物优选基本不含容易在由其制备 的制品中发生起霜迁移的组分。在其它的实施方式中，所述粉末组合物可以是粉末组合物掺混物。本 专利技术的粉末组合物掺混物包含至少一种热塑性聚氨酯和至少一种其它的聚 合物(例如聚氯乙烯)。在一些示例性的实施方式中，所述其它的聚合物的含 量大于组合物总重的大约10重量％。例如，所述其它聚合物可以是聚氯乙 烯，其含量最高约为总组成的90重量％。在粉末组合物掺混物的一个示例 性实施方式中，以所述组合物的总重量为基准计，所述组合物包含约5-50 重量％、约10-30重量％、或者约15-25重量％的热塑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适合用来通过高速冲击熔合法形成制品的热塑性粉末组合物，所述粉末组合物包含：至少一种热塑性聚氨酯，根据ＡＳＴＭＤ１２３８在１９０℃和２．１６千克的重量下测得，其熔体流动指数至少约为８克／１０分钟；以所述组合物的总重量为基准计，最高约５重量％的至少一种内润滑剂；任选地，至少一种流动剂，所述粉末具有单峰粒度分布。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S霍顿，B卡斯塔，
申请(专利权)人：普立万公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]