聚合物泡沫层及其制备方法技术

技术编号:24217894 阅读:28 留言:0更新日期:2020-05-20 20:06
本发明专利技术公开了聚合物泡沫层,所述聚合物泡沫层具有至多25,700微米的厚度,具有相对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,并且具有在‑125℃至150℃范围内的T

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62/565773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,本公开描述了聚合物泡沫层,所述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,具有相对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(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,并且具有在-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,其中所述相对的第一主表面和第二主表面不含暴露的内部多孔泡孔(即,所述第一主表面和所述第二主表面中的每一者的表面积的小于10%具有任何暴露的多孔泡孔),并且其中每个主表面的至少40(在一些实施方案中,至少55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97、98、99或甚至100)面积%具有刚固化的表面。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聚合物引入到所述工具辊的所述主圆周表面的一部分上,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;以及将包含气体的聚合物引入到所述工具辊的所述主圆周表面的一部分上,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聚合物中,并且其中所述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聚合物引入到所述工具辊的所述主圆周表面的一部分上,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;将油注入到聚合物中,所述聚合物在挤出室中包含发泡剂、气体或聚合物微球中的至少一种;以及将所述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五种方法,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;以及将反应性聚合物引入到所述工具辊的所述主圆周表面的一部分上,其中所述主圆周表面的所述部分靠近所述模唇,并且其中所述反应性聚合物发泡并至少部分地聚合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六种方法,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;以及提供连接到所述挤出模头的挤出机;将反应性单体引入到所述挤出机中,其中所述反应性单体在所述挤出机和所述挤出模头中至少部分地聚合以形成聚合物;以及将所述聚合物从所述挤出模头引入到所述工具辊的所述主圆周表面的一部分上,其中所述主圆周表面的一部分靠近所述模唇,并且其中所述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。图5为用于制备本文所述的聚合物泡沫层的第五种方法的示例性设备。图6为用于制备本文所述的聚合物泡沫层的第六种方法的示例性设备。具体实施方式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包含热塑性材料。示例性热塑性材料包括聚碳酸酯、聚丙烯酸类、聚甲基丙烯酸类、弹性体、苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚氯丁二烯、苯乙烯和二烯苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)的无规共聚物、苯乙烯和二烯苯乙烯-丁二烯橡胶(SB本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物泡沫层,所述聚合物泡沫层具有至多25,700微米的厚度,具有相对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,并且具有在-125℃至150℃范围内的玻璃化转变温度T

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 US 62/565,7731.一种聚合物泡沫层,所述聚合物泡沫层具有至多25,700微米的厚度,具有相对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,并且具有在-125℃至150℃范围内的玻璃化转变温度Tg,其中所述相对的第一主表面和第二主表面不含暴露的内部多孔泡孔,并且其中每个主表面的至少40面积%具有刚固化的表面。


2.根据权利要求1所述的聚合物泡沫层,所述聚合物泡沫层包含热塑性材料。


3.根据权利要求2所述的聚合物泡沫层,其中所述热塑性材料包括聚碳酸酯、聚丙烯酸类、聚甲基丙烯酸类、弹性体、苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚氯丁二烯、苯乙烯和二烯苯乙烯-丁二烯橡胶的无规共聚物、苯乙烯和二烯苯乙烯-丁二烯橡胶的嵌段共聚物、乙烯-丙烯-二烯单体橡胶、天然橡胶、乙烯丙烯橡胶、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯-聚乙烯共聚物、聚乙烯基环己烷、聚丙烯腈、聚氯乙烯、热塑性聚氨酯、芳族环氧树脂、无定形聚酯、无定形聚酰胺、半结晶聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯醚合金、高抗冲聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、氟化弹性体、聚二甲基硅氧烷、聚醚酰亚胺、无定形含氟聚合物、无定形聚烯烃、聚苯醚、聚苯醚-聚苯乙烯合金或它们的混合物。


4.根据任一项前述权利要求所述的聚合物泡沫层,所述聚合物泡沫层包含聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚异丁烯、聚烯烃共聚物、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物、含氟聚合物、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、官能化聚烯烃、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚乙烯醇缩丁醛、它们的共聚物或它们的混合物。


5.根据权利要求1所述的聚合物泡沫层,所述聚合物泡沫层包含聚合物,所述聚合物具有在1至95范围内的凝胶含量。


6.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至少35的肖氏D值。


7.根据权利要求6所述的聚合物泡沫层,所述聚合物泡沫层具有至少1MPa的压缩应力对压缩应变值。


8.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至少0.01MPa的屈服应力。


9.根据权利要求1至6中的任一项所述的聚合物泡沫层,所述聚合物泡沫层具有小于20的硬度值。


10.根据任一项前述权利要求所述的聚合物泡沫层,所述聚合物泡沫层能够卷绕在1m直径的杆上而不断裂。


11.一种多层阻尼材料,所述多层阻尼材料包括:
至少一个约束层;
至少一个耗散层;以及
至少一个动力间隔层,所述至少一个动力间隔层包括至少一个根据任一项前述权利要求所述的聚合物泡沫层。


12.一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
将包含发泡剂的聚合物引入到所述工具辊的所述主圆周表面的一部分上,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权利要求1至10中的任一项所述的聚合物泡沫层。


13.一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
将包含气体的聚合物引入到所述工具辊的所述主圆周表面的一部分上,其中所述主圆周表面的所述部分靠近所述模唇,其中在所...

【专利技术属性】
技术研发人员:大卫·F·斯拉玛加思·V·安蒂拉布伦特·R·汉森托马斯·P·汉斯申杰伊·M·杰嫩杰弗里·P·卡利什杜伊·K·莱胡杰森·D·麦克纳尔蒂凯特琳·E·美瑞约瑟夫·D·鲁莱
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

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