聚合物泡沫层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了包含星形聚合物的聚合物泡沫层，其中所述聚合物泡沫层具有至多25,700微米的厚度，以及其制备方法。本文所述的聚合物泡沫层的示例性用途包括用于硅晶片的修整垫和减振。

Polymer foam layer and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚合物泡沫层及其制备方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年9月29日提交的美国临时专利申请62/565788的权益，该专利申请的公开内容以引用方式全文并入本文。
技术介绍
泡沫产品通常通过注塑或通过形成大的泡沫块，并且然后将块切割成片材来制备。诸如盘旋切割、热金属丝、机加工和外形切割的转换工艺通常用于在片材的表面上提供形状。此类成型表面通常表现出开孔。制备成型泡沫的另一种常见方法是将发泡膜浇铸到浇铸辊上，以形成光滑表面的发泡膜。为了产生三维特征结构，可对膜进行压印，从而压缩膜的各部分。压缩区域中的泡孔被压碎，这永久性地破坏了泡孔结构。制备成型泡沫的第三种方法是通过型材挤出，其中发泡聚合物通过在模头中切割有所需轮廓形状的型材模头挤出。所得的轮廓化泡沫形状在顺维方向上是连续的。此类成型泡沫的用途包括垫圈密封件。期望可供选择的聚合物泡沫和/或用于制备聚合物泡沫的方法。
技术实现思路
在一个方面，本公开描述了包含星形聚合物的聚合物泡沫层，其中该聚合物泡沫层具有至多25,700微米(在一些实施方案中，在100微米至1000微米、1000微米至6000微米、6000微米至12,700微米或甚至12,700微米至25,400微米范围内)的厚度。在另一方面，本公开描述了制备本文所述的聚合物泡沫层的第一种方法，所述方法包括：提供具有主圆周表面的旋转工具辊和挤出模头，所述挤出模头具有在所述工具辊附近间隔的模唇以在所述工具辊与所述挤出模头之间形成间隙；以及将包含发泡剂的星形聚合物引入到所述工具辊的所述主圆周表面的部分上，其中所述主圆周表面的所述部分靠近所述模唇以提供所述星形聚合物泡沫层。在另一方面，本公开描述了制备本文所述的聚合物泡沫层的第二种方法，所述方法包括：提供具有主圆周表面的旋转工具辊和挤出模头，所述挤出模头具有在所述工具辊附近间隔的模唇以在所述工具辊与所述挤出模头之间形成间隙；以及将包含气体的星形聚合物引入到所述工具辊的所述主圆周表面的部分上，其中所述主圆周表面的所述部分靠近所述模唇，其中在所述星形聚合物与所述工具辊的所述主圆周表面的所述部分接触之前或期间中的至少一个时间将气体注入到所述星形聚合物中，并且其中所述星形聚合物发泡以提供所述聚合物泡沫层。在另一方面，本公开描述了制备本文所述的聚合物泡沫层的第三种方法，所述方法包括：提供具有主圆周表面的旋转工具辊和挤出模头，所述挤出模头具有在所述工具辊附近间隔的模唇以在所述工具辊与所述挤出模头之间形成间隙；以及将包含聚合物微球的星形聚合物引入到所述工具辊的所述主圆周表面的部分上，其中所述主圆周表面的所述部分靠近所述模唇，并且其中所述星形聚合物发泡以提供所述聚合物泡沫层。在另一方面，本公开描述了制备本文所述的聚合物泡沫层的第四种方法，所述方法包括：提供具有主圆周表面的旋转工具辊；提供挤出模头，所述挤出模头具有在所述工具辊附近间隔的模唇以在所述工具辊与所述挤出模头之间形成间隙；在所述工具辊附近提供压实辊以在所述工具辊与所述压实辊之间形成间隙；将油注入到在挤出室中的星形聚合物中，在所述挤出室中的所述星形聚合物包含发泡剂、气体或聚合物微球中的至少一种；以及将所述星形聚合物挤出到位于所述挤出模头与所述工具辊之间的所述间隙中，其中所述星形聚合物发泡以提供所述聚合物泡沫层。本文所述的聚合物泡沫层的示例性用途包括减振和抛光应用(例如，可用于化学机械平面化(CMP)中的抛光垫)。附图说明图1为用于制备本文所述的聚合物泡沫层的第一种方法的示例性设备。图2为用于制备本文所述的聚合物泡沫层的第二种方法的示例性设备。图3为用于制备本文所述的聚合物泡沫层的第三种方法的示例性设备。图4为用于制备本文所述的聚合物泡沫层的第四种方法的示例性设备。具体实施方式示例性星形聚合物包括苯乙烯异戊二烯苯乙烯(SIS)、苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEPS)、苯乙烯乙烯丁二烯苯乙烯(SEBS)或苯乙烯丁二烯苯乙烯(SBS)(包括它们的混合物)。合适的星形聚合物可例如以商品名“KRATON”购自德克萨斯州休斯敦的科腾公司(Kraton,Houston,TX)。在一些实施方案中，本文所述的聚合物泡沫层具有在-125℃至150℃范围内(在一些实施方案中，在-125℃至-10℃、-10℃至80℃、50℃至150℃或甚至50℃至80℃范围内)的玻璃化转变温度Tg。玻璃化转变温度使用差示扫描量热仪(DSC)如下测定，该差示扫描量热仪以商品名“Q2000DSC”购自特拉华州纽卡斯尔的TA仪器公司(TAInstruments,NewCastle,DE)。DSC程序如下：将样品冷却至-180℃，以10℃/min的温度斜坡升温至300℃。玻璃化转变温度记录为热流对温度的曲线中的拐点。在一些实施方案中，本文所述的聚合物泡沫层能够卷绕在1m(在一些实施方案中，75cm、50cm、25cm、10cm、5cm、1cm、5mm或甚至1mm)直径的杆上而不断裂。在一些实施方案中，本文所述的聚合物泡沫层具有相反的第一主表面和第二主表面，并且包括从第一主表面延伸或延伸至第一主表面中至少100微米(在一些实施方案中，在100微米至1000微米、1000微米至6000微米、6000微米至12,700微米或甚至12,700微米至25,400微米范围内)的泡沫特征结构。在一些实施方案中，特征结构包括以下形状中的至少一种：圆锥体、立方体、棱锥体、连续导轨、连续多向导轨、半球、圆柱体或多叶圆柱体。在一些实施方案中，特征结构具有呈以下形状中的至少一种的横截面：圆形、正方形、矩形、三角形、五边形、其他多边形、正弦、人字形或多叶形。在一些实施方案中，本文所述的聚合物泡沫层在其中具有孔隙率，该孔隙率具有在10微米至3000微米(在一些实施方案中，10微米至2000微米、10微米至1000微米、10微米至500微米或甚至10微米至100微米)范围内的平均泡孔尺寸(即，孔径)。在一些实施方案中，本文所述的聚合物泡沫层具有基于聚合物泡沫层的总体积计至少5％(在一些实施方案中，至少10％、20％、25％、30％、40％、50％、60％或甚至至少70％；在一些实施方案中，在10％至70％、10％至60％或甚至10％至50％范围内)的总孔隙率。在一些实施方案中，本文所述的聚合物泡沫层包含增强材料(例如，织造物、非织造物、纤维、网片或膜)。在一些实施方案中，本文所述的聚合物泡沫层包含玻璃珠、玻璃泡、玻璃纤维、磨粒、炭黑、碳纤维、金刚石颗粒、复合颗粒、纳米颗粒、矿物油、增粘剂、蜡纳米颗粒、橡胶颗粒或阻燃剂中的至少一种。在一些实施方案中，本文所述的聚合物泡沫层包含导热材料(例如，BN)。制备本文所述的聚合物泡沫层的第一种方法包括：提供具有主圆周表面的旋转工具辊和挤出模头，所述挤出模头具有在所述工具辊附近间隔的模唇以在所述工具辊与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含星形聚合物的聚合物泡沫层，其中所述聚合物泡沫层具有至多25,700微米的厚度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 US 62/565,7881.一种包含星形聚合物的聚合物泡沫层，其中所述聚合物泡沫层具有至多25,700微米的厚度。


2.根据权利要求1所述的聚合物泡沫层，其中所述星形聚合物包括苯乙烯异戊二烯苯乙烯、苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯、苯乙烯乙烯丁二烯苯乙烯或苯乙烯丁二烯苯乙烯中的至少一种。


3.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物泡沫层，所述聚合物泡沫层具有在-125℃至150℃范围内的玻璃化转变温度Tg。


4.根据任一项前述权利要求所述的聚合物泡沫层，所述聚合物泡沫层具有相反的第一主表面和第二主表面，并且包括从所述第一主表面延伸或延伸至所述第一主表面中至少100微米的泡沫特征结构。


5.一种制备聚合物泡沫层的方法，所述方法包括：
提供具有主圆周表面的旋转工具辊和挤出模头，所述挤出模头具有在所述工具辊附近间隔的模唇以在所述工具辊与所述挤出模头之间形成间隙；以及
将包含发泡剂的星形聚合物引入到所述工具辊的所述主圆周表面的部分上，其中所述主圆周表面的所述部分靠近所述模唇以提供根据任一项前述权利要求所述的星形聚合物泡沫层。


6.一种制备聚合物泡沫层的方法，所述方法包括：
提供具有主圆周表面的旋转工具辊和挤出模头，所述挤出模头具有在所述工具辊附近间隔的模唇以在所述工具辊与所述挤出模头之间形成间隙；以及
将包含气体的星形聚合物引入到所述工具辊的所述主圆周表面的部分上，其中所述主圆周表面的所述部分靠近所述模唇，其中在所述星形聚合物与所述工具辊的所述主圆周表面的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯特琳·E·美瑞，杰弗里·P·卡利什，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US