[发明专利]可发泡的热塑性反应器共混物以及由其获得的泡沫制品

说明书

发明人：Peijun Jiang,Abdelhadi Sahnoune,Armenag Dekmezian

优先权声明

本申请要求2011年1月7日提交的USSN12/986,645的优先权和权益。

技术领域

本发明涉及包含反应器内聚合物共混物(an in-reactor polymer blend)的泡沫制品，该反应器内聚合物共混物包含两种具有不同结晶度的含丙烯的聚合物。

背景技术

发泡聚合物材料是众所周知的，并通常如下制备：将物理发泡剂引入熔融聚合物料流，将所述发泡剂与聚合物混合，并将所述混合物挤出到大气中同时将所述混合物成型。暴露到大气条件中通常使发泡剂气化，从而在聚合物中形成泡孔。在一些条件下，可以使这些泡孔保持分离，并得到闭孔发泡材料。在其它，通常更强烈的发泡条件下，这些泡孔破裂或变得互连并得到开孔材料。作为物理发泡剂的替代方案，可以使用化学发泡剂；它们在聚合物材料中经历化学分解(通常在施加热或压力时)，从而引起气体形成。

聚合物熔体必须维持高拉伸应力(或熔体强度)，而没有泡孔界面破裂。泡孔界面破裂导致相邻泡孔聚结并且重复的破裂导致非常大的泡孔形成和泡沫坍塌。一旦泡沫形成，其几何结构就需要在热塑性材料冷却和固化时保持稳定。聚烯烃例如低密度聚乙烯(LDPE)和聚丙烯(PP)常用于许多非交联的泡沫应用。例如，美国专利号6,583,193公开了挤出的聚结聚丙烯泡沫，该泡沫是可用于隔音应用的开孔泡沫或是可用于绝热应用的闭孔泡沫。它们中，聚乙烯是优选的，原因在于易于发泡控制。虽然包括聚丙烯组分的泡沫是已知的，但是在大多数情况下，此类泡沫包括显著比例的为发泡过程增加可控制性的添加剂。

聚丙烯(PP)对泡沫应用是较新的。传统的PP是具有线性分子结构的半结晶材料。熔体强度和延伸流变性能方面的缺陷限制其应用于密度高于500kg/m³的泡沫。这种类型的PP不允许控制泡孔生长或防止泡孔壁在发泡过程期间的破裂。

为了在不牺牲可加工性的情况下克服这种低拉伸强度，常用聚烯烃与高分子量(或低熔体流动速率)材料的组分的共混物。由超高分子量，即重均分子量大约4×10⁵-6×10⁶g/mol和更高的聚烯烃构成的聚烯烃泡沫公开在美国专利号5,180,751中。US'751描述了由具有大于1×10⁶的z-均分子量和大于3.0的Mz/Mw比的聚丙烯树脂制成的聚丙烯泡沫。US'571还指出不可接受的泡沫片材显示单峰分子量分布，而产生可接受的泡沫片材的树脂显示双峰分子量分布。

还可以将PP与较软质的组分例如乙烯和乙酸乙烯酯(EVA)的共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)或其它具有低熔点的乙烯共聚物共混以制备用于各种应用的软质泡沫。例如，美国专利号6,590,006公开了包含高熔体强度聚丙烯和乙烯共聚物例如EVA、EEA和EAA的共混物的用于吸声和绝缘应用的大孔泡沫。

美国专利号4,832,770描述了由80-20wt％的结晶聚丙烯-乙烯嵌段共聚物和20-80wt％的结晶聚丙烯-乙烯嵌段或无规共聚物或具有6-20的熔体指数的聚丙烯均聚物的混合物制造发泡聚丙烯树脂的方法，所述结晶聚丙烯-乙烯嵌段共聚物含20wt％或更少的乙烯并具有2或更低的熔体指数，所述结晶聚丙烯-乙烯嵌段或无规共聚物含5wt％或更少的乙烯并具有6-20的熔体指数。

除了上述之外，橡胶例如乙烯-丙烯-二烯(EPDM)橡胶的泡沫分布已经呈高机械强度的硫化形式使用。EPDM橡胶泡沫的弹性体特性允许它顺应所需要的形状并有效地压缩到汽车开口的间隙和角落中，此时所述汽车开口被封闭以致压缩的泡沫阻碍噪音、粉尘和湿气的进入。然而，EPDM橡胶泡沫分布的构造和EPDM的硫化要求谨慎且困难的操作。

热塑性硫化橡胶(TPV)组合物是具有预先交联橡胶相，例如EPDM橡胶的热塑性材料，并且可以如同热塑性模制品的情况一样容易得多地形成复杂形状，时间长得多地保持机械强度，并仍然提供抗湿气吸入，以及抗噪音、污垢等。然而，已知的TPV泡沫组合物往往不提供EPDM橡胶泡沫复合物对应物所达到的湿气吸入防止水平。