[发明专利]基于热塑性弹性体的导电颗粒泡沫

说明书

本发明涉及基于热塑性弹性体并具有包含至少一种导电物质的涂层的泡沫颗粒，涉及一种通过用导电物质在增塑剂中的乳液涂覆泡沫颗粒来制备所述颗粒的方法。本发明还涉及一种通过借助高频电磁辐射热连接泡沫颗粒来制备颗粒泡沫的方法。

本发明涉及基于热塑性弹性体并具有包含导电物质的涂层的泡沫珠粒，涉及通过用导电物质在增塑剂中的乳液涂覆泡沫珠粒来制备其的方法，以及还涉及通过借助高频电磁辐射将泡沫珠粒热连接在一起来制备珠粒泡沫的方法。

珠粒泡沫，例如聚丙烯或聚苯乙烯珠粒泡沫，通常在自动模制机中用过热蒸汽熔合在一起，以形成例如用于包装业的成型制品。TPU珠粒泡沫不仅可以通过过热蒸汽熔合来进一步处理，还可以通过用反应性聚氨酯体系在原位发泡或粘合来进一步处理。由于过热蒸汽熔合具有非常高的能量需求，因此需要寻求替代方案。借助热空气熔合原则上是可以的，但是还没有产生令人满意的部件。

在目前广泛应用的制造组成部件的方法中，预发泡的珠粒借助水蒸气热熔合在一起。预先发泡的珠粒通过空气作用从筒仓吸出进入模制机的压力填充单元，用压缩空气压缩并吹入模具中。由于珠粒并不含有任何其他用于发泡的发泡剂，所以将它们以压缩的状态(反压过程)送入模具中。各珠粒使用水蒸气作为传热介质在2.5至3.5巴的蒸汽压下熔合在一起。熔合之后，将模制部件冷却，并将泡沫压力充分降低用于使得模制部件脱模。用于例如EPP珠粒的方法的描述见于EP 0 588 321A1中。

膨胀热塑性聚氨酯(E-TPU)是用于珠粒泡沫的非常新的成员，因为E-TPU可以类似于上述的方法熔合在一起以形成高弹性组成部件，所述部件借助珠粒之间优异的粘合性，可以暴露于极端的动态应力下。基于热塑性弹性体的发泡材料及其制备方法例如已知于WO2005/023920、WO 2007/082838、WO 2013/153190和WO 2014/198779中。

工业涂布器长久以来需要抗静电且导电的聚合物泡沫组成部件用于例如以下应用：电气和电子行业中的抗静电/导电鞋底、用于辐射屏蔽罩的轻质部件、检测泡沫或电加热泡沫。

迄今为止，这些泡沫都是通过以下方式制备：向聚合物混合物中直接注入足够浓度的导电物质，以使各个导电区域或珠粒彼此接触，并由此确保电流的消散。这需要的物质浓度非常高(通常10重量％)，使得基础聚合物的机械性能严重受损。

US 4,496,627记载了至少部分被导电层覆盖的导电泡沫珠粒。所述导电层可以在发泡之前或之后涂覆。在一个实施方案中，将聚丙烯泡沫珠粒通过与高分子量的聚合物分散体混合而涂覆并干燥，所述聚合物分散体包含石墨或炭黑。为获得期望的电导率，需要高涂覆率。

WO 2007/023091记载了具有聚合物涂层的聚苯乙烯泡沫珠粒，所述涂层包含水玻璃和不导热的化合物如石墨或炭黑，在没有水蒸气的情况下，对所述聚苯乙烯泡沫珠粒进行压力烧结，以形成成型的泡沫制品。

将泡沫珠粒热连接在一起的可替代的方式是如特别是WO 2001/64414中所记载的高频熔合。在高频熔合中，待熔合在一起的发泡珠粒，特别是可膨胀聚苯乙烯(EPS)、膨胀聚丙烯(EPP)或可膨胀聚对苯二甲酸乙二醇酯(EPET)被吸收电磁辐射的液体介质(例如水)包围，然后通过施加一种形式的电磁辐射(例如微波)而连接在一起。由于热塑性聚合物的较高极性导致的吸水性，该方法只是对包含热塑性弹性体的泡沫珠粒有微小可行性。此外，在大气压下可在沸水中达到的100℃温度通常不足以将弹性体珠粒熔合在一起。吸水性使得水过度渗透至珠粒中，而且加热不仅在接触点有效，而且在珠粒内也有效。结果，珠粒可能在熔合之前就崩塌。

DE 10 2013 012 515 A1记载了一种通过感应加热将泡沫珠粒，特别是EPP或EPS热连接在一起的方法，该方法能够改进能量平衡。然而，通过感应加热制备成型部件以珠粒待连接在一起的部分、至少是表面上的电导率为先决条件。这可以通过用导电填料，例如，金属粉末或炭黑、纳米管涂覆来实现。喷涂是涂覆珠粒的可能方式的实例。