[发明专利]使用交联剂、调节剂和发泡剂制备PMMA泡沫

说明书

本发明涉及新型PMMA泡沫和它们的制备。在此，在所述制备中使用的配方，除了合适的发泡剂外，还特别包含主要以低浓度的交联剂和调节剂作为配方成分。在此已经令人惊奇地发现，根据本发明可以获得具有非常良好性能的可简单制备的稳定的PMMA泡沫。

技术领域

本发明涉及新型PMMA泡沫以及其制备。在此，在所述制备中使用的配方，除了合适的发泡剂外，还特别包含主要以低浓度的交联剂和链转移剂(调节剂)作为配方成分。在此，已经令人惊奇地发现，根据本发明可获得具有非常良好性能的可简单制备的稳定的PMMA泡沫。

背景技术

硬质聚合物泡沫是普遍已知的，并可用于各种各样的领域，例如作为绝缘材料，用在包装以及在轻质构造中。特别在轻质构造领域中，所述泡沫应当具有与低密度结合的高强度。这里使用的泡沫尤其包括 PVC、PET、特种PU和P(M)I(聚(甲基)丙烯酰亚胺)泡沫，它们尤其被用作夹心复合材料中的芯材料。

在文献中经常描述PMMA泡沫，但它们到目前为止获得很少的工业重要性直至没有获得工业重要性。对此的一个原因是频繁描述的，但非常复杂的通过高压釜方法的制备，其中PMMA在高压下在高压釜中被加载以气体发泡剂，例如CO₂或N₂，并然后通过释放压力而被膨胀。相反，用在聚合之前被添加到单体中并在聚合之后溶解在聚合物中的发泡剂发泡的硬质PMMA泡沫很少被描述。然而，PMMA泡沫由于它们的强度和高耐候性可能是非常令人感兴趣的用于轻质构造的材料。

Sekisui在一系列申请中描述了所谓“丙烯酸系泡沫”的制备(例如JP 48043054、JP 2002003635、JP 2006045256、JP 2012201704、 JP 2012201705、JP 2013075935)。然而，这些申请中，除了MMA外，还描述了显著量的苯乙烯和/或甲基丙烯酰胺作为共聚单体。所使用的发泡剂主要是脲。然而，脲作为发泡剂，可能由于在单体混合物中差的溶解度而导致问题，这又可能导致在泡沫中的不均匀性。采用脲作为发泡剂的另一个缺点是，其是由于其分解成CO和NH₃而起到发泡剂作用的。这意味着，发泡温度总是必须高于脲的分解温度，因此只提供非常差的发泡温度可调节性。另外，NH₃和CO是有毒的。

JP 55139433描述了含有在4和35重量％之间的丙烯酸和/或甲基丙烯酸作为共聚单体以及脲和水作为发泡剂的泡沫的制备。实际意义上，其不是PMMA泡沫。

US 4,816,492描述了基于(甲基)丙烯酸酯的泡沫的制备，其中在发泡剂的存在下使单体混合物聚合。所使用的发泡剂是卤化烃。然而采用卤化烃操作具有的问题是，它们对臭氧层具有严重的不利影响，并且因此受到显著限制。另外，对在发泡工艺的自由度存在限制，使得孔尺寸、孔分布和泡沫密度仅可在有限的程度上并且每种情况下彼此依赖地调节。

IL 62693A和EP 0 032 720描述了有目的地具有非常粗的孔的发泡的PMMA的制备。通过如下方式进行制备：包含发泡剂的PMMA珠状聚合物在MMA中的溶胀和随后的膨胀以及聚合，其中膨胀发生在固化之前。选择所述发泡剂以使得在如下温度下吹胀所述加载有发泡剂的 PMMA珠粒，所述温度低于导致仍是液体的反应性树脂的聚合的温度。焦点在此在于制备一种透明的发泡塑料。采用这种方法的一个问题是在发泡的时间点聚合尚未完成，并且因此所述孔仅在非常窄的工艺参数限度内被成功稳定化。

EP 0 068 439公开了通过在发泡剂的存在下聚合MMA和随后进行发泡制备基于PMMA的泡沫。此处必须强调的是，为了获得泡沫，明确地以基于MMA计在5和40重量份之间的量使用增塑剂，特别是在烷基基团中具有至少三个碳原子的甲基丙烯酸酯。作为发泡剂给出了烃和/ 或氟烃。目的是制备具有例如约5mm直径的大孔的泡沫，并且因此保持基础聚合物的透明性，这与较细孔的泡沫不同。然而，相对长链的烷基结构部分对基体聚合物具有增塑作用，这由于机械原因尤其对于硬质泡沫应用是不希望的。另外，卤化的烃也描述作为发泡剂。EP 0 068 439的教导也仅限于在泡沫基体中非常大的泡孔。