[发明专利]制备膨胀的热塑性聚合物的方法

说明书

本发明公开了由非膨胀的TP开始制备膨胀的热塑性聚合物(eTP)的改善的方法，由此所述方法具有改善的热控制，使用优选环境友好的发泡气体，避免了eTP在加工期间的各向异性和发粘，并使填充步骤的持续时间最小化。

发明领域

本发明涉及由非膨胀的热塑性聚合物(TP)开始制备膨胀的(发泡的)热塑性聚合物(eTP)的改善的且有成本效益的方法。

本发明还涉及由具有0.2mm-10mm的平均直径的非膨胀的热塑性聚氨酯(TPU)粒料或由非膨胀的热塑性聚氨酯(TPU)片材开始形成膨胀的热塑性聚氨酯(eTPU)珠粒或片材的方法。

本发明还涉及eTP/eTPU和包含所述eTP/eTPU的模塑产品以及所述eTP/eTPU在例如鞋类应用中的用途。

发明背景

热塑性聚氨酯(TPU)特别以它们的非常高的拉伸强度和撕裂强度、在低温下的高柔性、极好的耐磨性和耐刮擦性而公知。TPU还以其优异的动态性质，特别是非常高的回弹性、低压缩形变和滞后损耗而闻名。膨胀的TPU(eTPU)不仅保留了其基础材料(非膨胀的TPU)的优异性能，而且还提供了良好的减震性质，因此使eTPU材料对于用于要求极高的减震材料，例如鞋底(特别是在专业运动鞋和跑鞋中)应用中是非常有吸引力的。

为了制备eTPU，更特别是eTPU珠粒，若干种发泡方法是已知的。

若干种发泡方法使用高压釜(11)，其中首先将非膨胀的TPU颗粒引入高压釜中并使用气态流体(17)将非膨胀的TPU颗粒置于高压下以使TPU颗粒(13)饱和，然后进行减压步骤以使TPU颗粒(13)膨胀并获得eTPU颗粒(18)。然而，这些方法缺乏温度控制，并且所获得的eTPU颗粒(18)存在发粘和各向异性的问题。使用该方法的实例可见于CN 1016122772、CN104987525和WO 2015052265并且在图2A-图2C中图示说明。

作为另一个实例，US 2014/275306公开了由具有不同密度区域的热塑性弹性体制成的模塑制品和制备该热塑性弹性体的方法。US'306中的方法包括(a)通过将粒料与超临界流体一起注入加压容器中来制备具有第一密度的热塑性弹性体的粒料，从容器中取出粒料并通过将粒料浸入加热的流体中或用红外或微波辐射照射粒料来使粒料发泡，以制备具有第一密度的发泡粒料；(b)通过将粒料与超临界流体一起注入加压容器中来制备具有第二密度的热塑性弹性体的粒料，从容器中取出粒料并通过将粒料浸入加热的流体中或用红外或微波辐射照射粒料来使粒料发泡，以制备具有不同于第一密度的第二密度的发泡粒料；(c)将具有第一密度的发泡粒料放置在模具的第一区域中，并将具有第二密度的发泡粒料放置在模具的第二区域中并模塑粒料以形成模塑制品。

其他现有技术的发泡方法使用高压釜(22)，其中将非膨胀的TPU颗粒(23)引入高压釜中并浸入选自为有机液体或水溶液的液体的液体(25)中，在TPU颗粒保持浸没在液体中的同时，引入气态流体(27)以使TPU颗粒饱和。然后进行减压步骤以使饱和的TPU颗粒(26)膨胀并获得eTPU颗粒(28)。这些方法的效率取决于液体的选择。与在气态环境中填充相比，即使在搅拌下，使用液体(例如具有低气体渗透率)也将需要更长的填充时间。

对于某些发泡气体而言，通过液体的渗透率可能太低而不具有商业可行性。使用该方法的实例可见于WO 94/20568和WO 2008/125250并在图3A-图3C中图示说明。

由于上述所有原因，因此需要开发一种改善的发泡方法以由非膨胀的TPU开始制备eTPU，由此避免上述缺点。

发明目的

本发明的目的是开发一种由非膨胀的TP(TPU)开始制备膨胀的热塑性聚合物(eTP)、优选eTPU的改善的方法，由此所述方法具有改善的热控制并使用优选环境友好的发泡气体。