用于发泡聚合材料的添加剂制造技术

发泡添加剂和催化剂添加剂可以被用来发泡具有低熔体流动速率的聚合材料。发泡添加剂可以包括起泡剂和亲水组分，且催化剂添加剂可以包括催化剂和亲水组分。由于所述起泡剂和所述催化剂两者都在一开始就与亲水组分组合，所述起泡剂和所述催化剂能够在被添加到聚合材料后更易于互相找到。这使得用具有低熔体流动速率的聚合材料制造低密度泡沫材料变得简单而且经济。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于发泡聚合材料的添加剂
技术介绍
聚合材料已经被使用了很多年来制造各种各样的最终产品。在许多应用中，可以向聚合材料中添加添加剂和/或填充剂来改变或改进所述聚合材料的一个或多个性质。 例如，在很多情形中，降低聚合材料的密度和/或增进其他性质是所期望的。这可以通过 在加工过程中向所述聚合材料中添加起泡剂来达到。起泡剂被用来在聚合材料中产生空穴和小室(cell)。包含空穴的聚合材料常被称为泡沫。取决于发泡度，即构成所述空穴的 泡沫的体积分数，这些材料的性质可以显著地不同于其基础材料。—般的起泡剂包括能够并入聚合材料、通过在加工过程中合适的时间释放气体 导致小室扩展的化学品。起泡剂的量和种类由其小室结构影响成品的密度。在聚合材料中 气体的释放产生均匀的或，在有些情况下，非均匀的多孔结构。 一些泡沫聚合材料的小室 大得能被看见，而在另一些中的小室如此微小以致于需要用显微镜来看见它们。填充剂也许也可以用来增进一些性质并降低与由聚合材料制造最终产品有关的 成本。包括填充剂的聚合材料常被称为复合材料。在大多数情况下，所述填充剂是有机或 无机材料，例如纤维素材料，这些有机或无机材料在用于熔体加工所述被填充的聚合基质 的条件下不具有粘弹性特征。而且，所述的填充剂通常与复合材料的聚合组分或基质不相容。这使得填充剂在复合材料的聚合组分中的分散变得困难。近来被关注的一个领域是在 木塑复合材料(wood polymer composites, WPCs)的创建上，所述木塑复合材料被用于各 种各样的应用领域中，例如结构建筑构件、汽车构件等。尤其是，已经在开发泡沫复合材 料方面存在大量的利益。在木塑复合材料领域，目标是提供外观和感觉类似于木材(如， 相同的色彩、密度等)但更耐久且需要较少维护的复合材料。遗憾的是，存在一些阻碍用于生产高填充泡沫材料的开发鲁棒的、成本有效的 策略的障碍。 一个显著的障碍是发泡高填充材料常常在可熔体加工的复合材料的加工过程 中造成熔体缺陷。典型的可发泡复合材料的熔体加工包括在挤出工艺中使所述可熔体加工 复合材料经过模具或注孔。如果复合材料被加工得太慢，生产最终产品可能在经济上不可 行。然而，如果所述可熔体加工的复合材料在临界剪切速率之上加工，挤出物的表面有更 大可能呈现熔体缺陷，如熔体断裂、表面粗糙、边缘撕裂、鲨鱼皮样表面等。熔体断裂或 边缘撕裂(也即，所述材料的挤出物上的粗糙表面)是出现在熔体加工过程中更为常见的 熔体缺陷中的一种。这种现象对于复合材料尤其成问题。向聚合材料中添加填充剂提高了 总熔体粘度，使得加工复合材料更加困难并导致更多的熔体缺陷。但起泡剂被添加时，会 发生额外的熔体缺陷，包括非均匀发泡以及粗糙和不平整的表面质地。因此，已经证明产 生商业上可行的高填充泡沫复合材料是困难的。当试图在聚合组分具有低熔体流动速率(MFR)的情况下发泡可熔体加工组 合物时可能会遇到另一个障碍。所述MFR是在可熔体加工组合物中热塑性聚合组分的熔 体流动容易程度的度量。在某些方面，MFR是聚合组分的分子量和支化的间接度量。较 高分子量/较高支化聚合材料倾向于不像较低分子量聚合材料那样容易流动。聚合组分的 低MFR可能对气泡形成期望的空穴来说变得困难。鉴于这个原因，已经证明提供具有具 备低MFR的聚合组分的低密度泡沫复合材料是困难的。因此，合乎期望的是提供由聚合材料、尤其是由改进的泡沫复合材料制造的改 进的最终产品，所述的聚合材料具有较少的熔体缺陷并且可以从产品生产量的立场和原材 料成本立场两者上经济地制造。专利技术简述在这里所描述的广泛种类的添加剂和/或可熔体加工组合物可以用来制造同样 广泛种类的最终产品，例如结构建筑构件、汽车构件等。所述的添加剂和/或可熔体加工 组合物可以被用来制造结构建筑构件，例如围栏产品(如，柱、横杆等)、墙面板、铺板 产品(如支撑梁、铺板部件等)、外墙挂板等。例如建筑构件的最终产品可以是实体聚合 材料(solid composite materials)、泡沫聚合材料、实体复合材料和/或泡沫复合材料。为了 降低成本并且提供与天然木材类似性质的产品，所述结构建筑构件可以由泡沫复合材料制 造，并且尤其是所述的结构建筑构件可以是泡沫WPC。发泡复合材料可以让所述结构构 件比非泡沫对应物更容易地接受螺钉和钉子(并更像真实的木材)。而且，由发泡产生的 内压力可以给出比非泡沫型材更好的表面界定(surface definition)和更清晰的轮廓和边角。 尽管存在针对泡沫复合材料的很多应用，许多应用是针对被暴露于多种自然环境 (elements)中的最终产品，例如室外建筑部件。应当理解的是，实际上任何最终产品都 可能利用文本所描述的添加剂和/或可发泡材料来制造。本文描述了可以用来发泡和/或以其他方式改进聚合材料的多种性质或有用性 的许多添加剂。例如，发泡添加剂可以被用来发泡聚合材料以降低成品泡沫材料或产品的 成本、控制成品泡沫材料的密度或为了许多其他原因中的任何一种。取决于其应用，发泡 添加剂可以在泡沫材料中提供均匀的或非均匀的多孔结构。然而，在大多数情形下，期望 的是在泡沫材料中提供均匀的或基本上均匀的多孔结构。发泡添加剂可以包括起泡剂、聚 合载体材料、增容剂和/或助分散剂。发泡添加剂可以包括这些材料以任何合适的量的任 何合适的组合。另外，发泡添加剂还可以包括附加的材料，例如可以充当成核剂的填充剂 (例如，滑石)。发泡添加剂通常作为单独的材料销售给使用该添加剂来发泡各种材料(例 如复合材料)的最终用户。在另一个实施例中，催化剂添加剂可以被用来提高聚合材料的发泡度和/或在聚 合材料中起泡剂形成空穴的速率。取决于场合，催化剂添加剂包括任何合适的催化剂。催化剂添加剂还可以包括一种或更多种催化剂而不包括任何其他材料，或者催化剂添加剂可 以包括其他材料。催化剂添加剂可以包括催化剂和与所述催化剂在化学上相容的助分散 剂。所述助分散剂也可以与在发泡添加剂中与起泡剂一起使用的助分散剂相容。例如，所 述催化剂、所述助分散剂和所述起泡剂可以都是疏水的或都是亲水的。在一些实施方案中， 所述催化剂、所述助分散剂和所述起泡剂都是亲水的，而所述聚合材料是疏水的。因此， 当催化剂添加剂和发泡添加剂在熔体工艺中与聚合材料混合时，所述催化剂和所述起泡剂 倾向于更容易互相找到，这导致更高的发泡度。尽管催化剂添加剂与发泡添加剂组合的使 用在任何场合都是所期望的，这种组合在聚合材料具有低的MFR的情况下是尤为期望的。 例如，催化剂添加剂的添加在聚合材料具有不超过大约4克/10分钟的MFR的聚合材料的 情况下可能是所期望的。在另一个实施例中，耐熔添加剂(melt resistant additive)可以被用来提高最终 产品的划伤和磨损性质。所述耐熔添加剂可以与泡沫和非泡沫材料或与实体(solid)聚合 材料或复合材料一起使用。耐熔添加剂可以包括具有分子量为至少约500,000的聚烯烃。 所述耐熔添加剂还可以包括碳氟化合物，如聚四氟乙烯。耐熔添加剂可以单独地提供，或 者作为发泡添加剂之部分提供，或者与添加剂的任何其他组合提供。应当理解的是，在此所描述的添加剂可以以许多合适形式中的任何一种提供。 例如，助分散剂可以作为在物理上单独本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化剂添加剂，包括：　催化剂；和　亲水助分散剂。

【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：JJ塞尔诺霍斯，N格兰伦德，
申请(专利权)人：菲利浦塑料公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]