[发明专利]含有微珠的树脂泡沫

说明书

本发明涉及一种用于吸声的包含具有柔性外层的中空微珠的开孔泡沫，其中所述中空微珠的D₅₀值为至少70μm且至多250μm，以及一种生产所述开孔泡沫的方法及其在吸声和/或绝热中的用途。

现代社会对用于吸声和隔音的材料要求严格。吸声和隔音材料用于改善立体声效果，例如降低不希望的混响程度。为此通常使用塑料，这些材料由于具有优异的粘弹性、易于加工和可商购获得而为合适的材料。这些塑料的使用形式通常为多孔泡沫形式。

多孔材料的特征在于其在高频率下显示出良好吸声，但在较低频率下具有低吸收能力。塑料泡沫在较低频率下的吸声可例如通过使用薄膜和层(振动)或通过使用共振器而改善。然而，这些措施效果有限，因为频率范围收到限制，而且还由于结构限制如宽度和重量。

改善塑料隔音和吸声性能的另一可能性为将各种填料引入塑料中。

US5,378,733描述了用于减小声音的聚氨酯组合物，所述组合物包含双组分聚氨酯粘合剂、密度高于5的颗粒状填料和作为第二种填料的密度低于0.5的中空聚合物微珠。将所述中空微珠在使各组分反应以获得聚氨酯之前通过在多元醇组分中分散而引入。

WO2004/022298A1涉及一种声学隔断材料，该材料通过热塑性橡胶颗粒和PU塑料颗粒的挤出而生产，其中加入可发泡中空体作为发泡剂。

WO98/52997A1公开了一种由环氧树脂和热塑性材料的混合物制成的泡沫。可使用的发泡剂尤其为可热发泡的中空微珠。WO98/52997中描述的泡沫尤其可在汽车中用作隔音元件。

US5,272,001涉及开孔柔性聚氨酯泡沫，为了改善弹性和震动吸收性能，其包含平均直径为35-60μm的中空微珠。

尽管迄今为止公开了改性泡沫，但仍需要在相对低频率范围内具有改善的吸声和隔音性能的泡沫。

本发明通过包含中空微珠且用于吸声的泡沫实现该目的，所述泡沫基于聚合物泡沫和中空微珠的总重量包含：

40-85重量%开孔聚合物泡沫，和

15-60重量%具有柔性外层的中空微珠，其中所述中空微珠的D₅₀值为至少70μm且至多250μm。

在约300-1600Hz的频率范围中，本发明泡沫与不包含或包含较低量中空微珠的相同泡沫相比具有较高的吸声系数。令人惊讶地，泡沫中所包含的中空微珠的效果取决于其尺寸。中空微珠必须具有最小尺寸从而产生有利的效果，即所需吸声性能的改善。D₅₀值为约35-55μm的中空微珠对泡沫吸声没有影响，但不同的是如果泡沫包含D₅₀值≥70μm的较大中空微珠，则它们显示出较高吸声系数和较高流阻，这同样与隔音效果的改善有关。令人惊讶地，尽管必须使用相对大的中空微珠，但中空微珠的存在对本发明泡沫的机械性能没有或仅具有非常轻微的不利影响。

下文对本发明进行详细描述。

本发明泡沫包含基于开孔聚合物泡沫和中空微珠的总重量为40-85重量%，优选50-80重量%的开孔聚合物泡沫。

开孔泡沫为其中泡沫结构基本上由大量相互连接的三维支化泡孔壁构成的那些。由聚合物膜密封的开孔聚合物泡沫的面积越小，泡沫的弹性就越大。

优选使用本发明开孔聚合物泡沫，所述泡沫包含大量相互连接的三维支化泡孔壁，其中壁的平均长度与厚度之比大于10:1，优选大于12:1，尤其是大于15:1，并且其中壁的密度大于1.1g/cm³，优选大于1.2g/cm³，尤其是大于1.3g/cm³。

平均长度与厚度之比以显微镜测定且本文中壁的长度和厚度通过统计评价方法测定。本文中壁的长度定义为两个连接点中心之间的距离且本文中壁的厚度定义为壁的最窄点处的厚度，在每种情况下在显微照片上测量。为了测定泡沫中壁的密度，将泡沫置于合适的液体中，用所述液体使其借助其开孔性质而完全饱和，液体实例为异丙醇。然后使用阿基米德原理测定泡孔壁的密度。

在本发明中，优选开孔聚合物泡沫为弹性的。

弹性泡沫在变形后具有高回弹力。称为弹性泡沫的泡沫尤其为当经受根据DIN 53580的压缩变形至其50%厚度时，不显示出大于其起始体积的2%的残留变形的那些(Chemie-Lexikon [化学百科全书]，1995年第9版，第4016页)。