[发明专利]物理发泡的聚乙烯泡沫

说明书

本发明涉及物理发泡的聚乙烯泡沫。

聚烯烃物理发泡的要求披露于Henk Ruinaart的“如何选择用于物理发泡的聚烯烃等级”(发泡剂和发泡方法2005；德国，斯图加特2005年5月10-11日)。

成核剂是物理发泡的聚乙烯泡沫中的重要添加剂。成核剂是引发蜂窝(cell)成核；决定蜂窝尺寸和其在泡沫中的分布的固体颗粒。成核剂的性质和粒径就蜂窝尺寸而言起到关键作用并且任何特定成核剂导致特定的蜂窝尺寸范围。合适的成核剂包括例如无机固体颗粒例如滑石和微滑石，和有机试剂例如亚乙基双硬脂酰胺(EBS)，以及碳酸氢钠和柠檬酸和亚乙基双硬脂酰胺的混合物。通常，滑石可用于例如获得例如1000微米-6000微米的蜂窝，微滑石可用于获得例如500微米-6000微米的蜂窝尺寸，碳酸氢钠和柠檬酸的混合物可用于获得例如200微米-2000微米的蜂窝尺寸，并且EBS当作为纯的材料投放时可用于制造小于150微米的蜂窝尺寸。目前没有成核剂能够生成50-8000微米的全部范围内的蜂窝尺寸。

本发明的目的是提供一种其蜂窝结构可在宽的蜂窝尺寸范围内控制的非交联的、物理发泡的聚乙烯泡沫。

该目的通过包含以下组分的母料实现：

·成核有机化合物，其变成固相时形成晶体并且在处于其熔融相时可溶于熔融的聚乙烯，和

·聚乙烯。

在聚乙烯泡沫生产期间，该母料的组分用作成核剂母料。

根据本发明的成核剂产生50-8000微米的全部范围的蜂窝尺寸。

泡沫蜂窝尺寸可以在所述范围内准确地控制。

该母料的使用导致具有窄蜂窝尺寸分布的蜂窝尺寸的均匀性。

当以超过一定极限的量投放时，产生细的蜂窝结构。细的蜂窝结构与交联的化学发泡的泡沫类似。当以少于该极限的量投放时，产生非常均匀的粗蜂窝结构。借助于根据本发明的成核剂，人们可以通过选择成核剂的量将蜂窝尺寸从非常粗的蜂窝结构精细调整至非常细的蜂窝结构。

由于活性成分在母料中的优良分散性，因此在发泡过程期间获得重要的优点。稀释后，成核剂也以优良的方式分散在聚乙烯中。在全部范围内，发泡的最终产品中不存在缺陷。

在所述成核剂存在下获得的、包含当变成固相时形成晶体并且在其处于其熔融相时可溶于熔融的聚乙烯的成核剂和聚乙烯的泡沫展现出好的表面结构，在挤出期间在泡沫横截面上没有孔或者其他缺陷。在高的成核剂浓度下，获得的蜂窝尺寸达到可用更昂贵的化学发泡方法获得的值。

优选地，成核剂的熔融温度与结晶温度之间的差值小于20℃。

更优选地，成核剂的熔融温度与结晶温度之间的差值小于10℃。

优选地，聚乙烯和成核剂的结晶温度之间的差值大于10℃。

因此，在聚乙烯在其结晶温度下变成固相前，成核剂将已经结晶。

优选地，聚乙烯和成核剂的结晶温度之间的差值大于20℃。

结晶温度可以通过DSC测量(ASTM D3417-97)确定。

当变成固相时形成晶体并且在处于其熔融相时可溶于熔融的聚乙烯的成核有机化合物可以为酰胺、胺和/或脂族(C₁₀-C₃₄)羧酸的酯。所述酸可以是饱和酸或不饱和酸。

合适的酰胺的例子包括脂肪酸(双)酰胺，例如己酰胺、辛酰胺、十一烷酰胺、月桂酰胺、肉豆蔻酰胺、棕榈酸酰胺、山嵛酸酰胺和二十烷酰胺、羟基硬脂酰胺和亚烷基双烷酰胺(alkylenediyl-bis-alkanamide)，优选(C₂-C₃₂)亚烷基双(C₂-C₃₂)烷酰胺，例如亚乙基双硬脂酰胺、亚丁基双硬脂酰胺、亚己基双硬脂酰胺和/或亚乙基双山嵛酸酰胺。

最优选的酰胺是亚乙基双硬脂酰胺(EBS)。

合适的胺例如为(C₂-C₁₈)亚烷基二胺，例如亚乙基双己胺(ethylenebiscaproamine)和亚己基双己胺(hexamethylene biscaproamine)。

优选的饱和或不饱和脂族(C₁₀-C₃₄)羧酸的酯是脂族(C₁₆-C₂₄)羧酸的酯。

母料中的聚乙烯可以选自例如低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(C₄、C₆和C₈LLDPE聚合物)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)或基于茂金属催化剂的聚乙烯(mPE)。