CN1317118C - 多层泡沫材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发泡产品及其制造方法，其中所述发泡产品包含低密度发泡热塑性组合物的多个集结挤出层或集结线材层，通过以下步骤得到：(a)提供至少一种包含至少一种聚合物或共聚物和发泡剂配方的可发泡组合物，(b)将该组合物挤出通过具有多个孔的模头，(c)将该挤出组合物在发泡温度下发泡，该发泡温度在所述聚合物组合物的玻璃化转变温度或熔融温度之上，(d)将正发泡的产品保持在高温下足够时间以使各泡沫材料层之间发生粘附，和(e)将该发泡产品冷却，该方法的特征在于，可得到包含多层粘附泡沫材料的发泡产品，其中这些泡沫材料层的至少一层延伸贯穿该发泡产品的整个宽度方向。

Description

多层泡沫材料
本发明涉及发泡产品。更具体地说，本发明涉及包含多层低密度发泡热塑性组合物的发泡产品。
生产包含多层聚合物的泡沫材料的方法是已知的。美国专利4053341公开了一种生产层压品的方法，该层压品包含多层交联的聚乙烯泡沫材料，且在至少一内层中具有各向异性孔结构。该内层包含交联剂和大量发泡剂，而外层则包含交联剂和少量发泡剂。这些层在160℃下焊接，然后加热至190-250℃将该结构发泡。该方法的一个缺点在于，它需要两个步骤：首先要焊接并交联该挤出塑料层，然后在较高温度下发泡。此外，该方法局限于生产具有有限横截面的多层泡沫材料片材。
美国专利4107247和4206165和加拿大专利1100726描述了一种生产塑料夹层元件的方法，其中第一挤出机在限定温度下生产出发泡微孔塑料。第二挤出机则在比发泡微孔核温度高至少14℃(25)以促进核发泡的某个温度下生产出固体塑料。将所得夹层挤过挤出模头。该方法的一个缺点在于，只能在两层固体塑料膜之间存在一层中心泡沫材料。此外，所得泡沫材料具有较差的绝热性和尺寸稳定性。
美国专利4773448公开了一种生产适用作液体导管的塑料管的方法，该管具有衬以软弹性塑料泡沫材料内壳的硬外壳并具有光滑的轴向通道。将PVC外壳挤出，同时在PVC管内挤出聚乙烯泡沫材料内层。该方法的一个缺点在于，最大横截面是该管的尺寸。此外，由于发泡受到限制，可以预期所得泡沫材料的泡沫材料密度非常高。
JP50-107067公开了一种通过共挤出法来生产具有非发泡皮层的热塑性泡沫材料的方法。生产出具有聚丙烯皮层的聚乙烯泡沫材料和具有聚乙烯皮层的聚苯乙烯泡沫材料。该方法的一个缺点在于，在两层固体皮层之间只能存在一层中心泡沫材料层。
日本专利48-5100公开了一种生产具有不同密度(例如，外部密度高，内部密度低，且中间是增强材料)的多层聚苯乙烯泡沫材料的方法。该材料可在家庭中用作柱子，具有所需的弯曲性能和强度性能。该方法的一个缺点在于，只能生产出具有较高密度200千克/米3的泡沫材料。
日本专利50-50473公开了一种由泡沫材料层和非膨胀热塑性层组成的层压模塑产品。这两层被模塑成所需形状。这种层压可使用两个挤出机和两个模头单独进行，或使用两个挤出机和一个多层模头同时进行。该生产方法的一个缺点在于，只能得到具有小横截面的高密度产品。
已公开的日本专利申请H7-112480公开了一种由中空多层树脂组成的长方形模塑树脂产品，其中所述中空多层内填充有树脂泡沫材料。用于中空多层的材料是聚丙烯。该泡沫材料是聚丙烯或聚氨酯。该生产方法的一个缺点在于，该模塑树脂产品仅具有一层泡沫材料。此外，只能得到具有受限长方形横截面的高泡沫材料密度的产品。
美国专利3694292描述了一种用于生产多层吹制管状膜的挤出头。
已经注意到，在生产多层泡沫材料时，明显在单层起皱方面出现问题。尤其是，如果要生产具有三层或更多层泡沫材料的多层泡沫材料，中心层或多个中心层就在不同于外层时的环境中进行发泡。
因此，非常需要一种具有优异隔绝性能和尺寸稳定性的低密度多层泡沫材料。还需要提供一种生产多层泡沫材料的方法，该方法简单、便宜且环境上可接受，而且所得产品具有良好的物理性能。
因此，本发明一方面涉及一种生产聚合物或共聚物多层泡沫材料的方法，包括以下步骤：(a)提供包含至少一种聚合物或共聚物和发泡剂配方的至少一种可发泡组合物，(b)将该组合物挤出通过具有多个孔的模头，(c)将该挤出组合物在发泡温度下发泡，该发泡温度在所述聚合物组合物的玻璃化转变温度或熔融温度之上，(d)将正发泡的产品保持在高温下足够时间以使各泡沫材料层之间发生粘附，和(e)将该发泡产品冷却，该方法的特征在于，可得到包含多层粘附泡沫材料的发泡产品，其中这些泡沫材料层中的至少一层延伸贯穿该发泡产品的整个宽度方向。
另一方面，本发明涉及一种通过上述方法得到的聚合物或共聚物多层泡沫材料。该产品在隔热、尺寸稳定性、耐水扩散性和耐水蒸汽渗透性方面性能优异。此外，本发明的泡沫材料具有与整体泡沫材料相当的光滑均匀表面。这种优选的外观可在最终泡沫材料产品的两面得到，而无需任何附加的表面修饰操作。
这种可发泡组合物包含至少一种聚合物或共聚物。该组合物可包含单个聚合物、单个共聚物、聚合物混合物、共聚物混合物、或聚合物与共聚物的混合物。
按照本发明，多层泡沫材料由多层聚合物或共聚物泡沫材料组成。这些泡沫材料层可具有相同或不同的可发泡组合物组成。该多层泡沫材料包含至少两层、优选三层泡沫材料层。这些泡沫材料层中的至少一层是均匀的泡沫材料层，即，延伸贯穿泡沫材料的整个宽度方向的整体泡沫材料部分。这种均匀或整体的泡沫材料层通过将可发泡组合物挤出通过延伸贯穿模头的整个宽度方向的孔(例如缝口)或挤出通过连续孔(例如环)而得到。
本发明涉及由各种这类整体层组成的多层泡沫材料，但也涉及包含延伸贯穿该泡沫材料整个宽度方向的至少一层和由多个单独泡沫材料线材组成的至少一层的泡沫材料。
利用本发明生产多层泡沫材料的方法，可以得到具有较高总体厚度的泡沫材料，或可以简便方式制造泡沫材料。此外，所得多层泡沫材料具有一种取向结构，而且在相同密度和厚度时相对整体泡沫材料具有改进的隔热性能。此外，与整体泡沫材料相比，它们具有优异的尺寸稳定性和强度，并具有类似、更优选基本上相当的耐水渗透性和吸水性能。
已经发现，聚合物或共聚物多层泡沫材料，例如由多个整体层组成的多层泡沫材料、或具有由多个单独集结线材组成的一层或多层的多层泡沫材料可在线生产，而无需使用粘合剂添加剂或任何其它的机械设备来提高线材或层间的粘附性。
多层泡沫材料可由任何可发泡聚合物或共聚物，例如亚烷基芳烃聚合物，如聚苯乙烯或苯乙烯基共聚物、烯属聚合物或共聚物，如聚乙烯、聚丙烯或聚乙烯或聚丙烯与其它烯属单体的共聚物、聚氨酯、丙烯酸系聚合物或可以发泡的任何其它塑料制成。
在一个优选实施方案中，所述聚合物或共聚物组合物仅由亚烷基芳烃聚合物或共聚物组成，或它们作为共混物的一部分。按照本发明的亚烷基芳烃聚合物优选包含单亚乙烯基芳烃单体。其优选例子为苯乙烯、烷基苯乙烯如具有至少一个位于芳环和/或亚乙烯基残基上的C1-C4烷基取代基的苯乙烯、和卤化苯乙烯。具体例子为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、在芳环上具有至少一个烷基和/或卤素取代基的苯乙烯如邻-甲基苯乙烯、间-甲基苯乙烯或对-甲基苯乙烯、或相应的乙基苯乙烯或氯苯乙烯、乙烯基二甲苯、或其混合物。亚烷基芳烃共聚物包含亚烷基芳烃单体和其它可聚合单体，其中所述亚烷基芳烃单体优选为基于总单体重量的至少50％重量，更优选至少70％重量，最优选至少85％重量。所述其它可聚合单体优选自丙烯酸系单体如丙烯腈、丙烯酸、和丙烯酸酯如丙烯酸丁酯，或选自单-或多-不饱和烯属单体如乙烯、丙烯、丁二烯、和异戊二烯、或其混合物。
按照本发明的另一优选实施方案，该聚合物或共聚物组合物仅由烯属聚合物，例如包含烯属或多烯属单体的聚合物组成，或它们作为共混物的一部分。优选的例子为乙烯或丙烯的均聚物、乙烯或丙烯与一种或多种C4-C8α-烯烃的共聚物、以及乙烯或丙烯与至少一种非烯属共聚单体的共聚体或共聚物，其中所述烯属单体的量优选为基于总单体重量的至少50％重量、更优选至少70％重量，最优选至少85％重量。所述非烯属可聚合单体优选自丙烯酸系单体、单亚乙烯基芳烃单体或其混合物。
本发明方法的发泡剂可选自适用于相应聚合物的任何已知发泡剂，例如选自脂族或环脂族化合物，包括烃、醚、低级醇、卤化烃，尤其是部分卤化烃、和“无机”发泡剂如水、二氧化碳、氮氧化物如NO、NO2和N2O、氮气、氨、稀有气体如氩气、和空气、及其混合物。无机发泡剂还可通过将本领域通常已知能分解产生气体的化学化合物加入组合物中而现场制成，例如有用于生成N2的偶氮型化合物、用于产生NH3的铵化合物、以及用于生成二氧化碳的碳酸盐与酸的混合物。
发泡剂的用量通常为基于所述可发泡组合物总重的0.5-25％重量，优选1-15％重量。
合适的脂族或环脂族化合物的例子为乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、异丁烷、丁烯、异丁烯、戊烷、新戊烷、异戊烷、环戊烷、己烷、庚烷、环己烷及其混合物。醚的合适例子为二甲基醚(DME)、甲乙醚、或二乙基醚。低级醇的合适例子为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、戊醇、己醇及其混合物，其中乙醇是优选的。在“无机”发泡剂中，二氧化碳或二氧化碳/水混合物是优选的。部分卤化烃的例子为氯乙烷、氯二氟甲烷(R-22)、1-氯-1，1-二氟乙烷(R-142b)、1，1，1，2-四氟乙烷(R-134a)、1，1，2，2-四氟乙烷(R-134)、2-氯-1，1，1，2-四氟乙烷(R-124)、五氟乙烷(R-125)、1，1-二氟乙烷(R-152a)、1，1，1-三氟乙烷(R-143a)、1-氟乙烷(R-161)、二氟甲烷(R-32)、1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC-245fa)、1，1，1，3，3-五氟丁烷(HFC-365mfc)、及其混合物。
在所有情况下，发泡剂组合物优选没有任何臭氧消耗潜在物质(ODP)，即氟化烷烃、无机发泡剂、醇、烃、醚、烃或其混合物。特别适用于例如亚烷基芳烃聚合物或共聚物、或烯属聚合物或共聚物的发泡剂组合物主要由二氧化碳、以及二氧化碳与水或乙醇或异丙醇或二甲基醚或其两种或多种的混合物的混合物组成。基于以下的组合物也特别适用于本发明：(i)1，1，1，2-四氟乙烷、(ii)1，1，2，2-四氟乙烷、(iii)1，1-二氟乙烷、(iv)其两种或多种的混合物、或(v)每种化合物的混合物或其与乙醇、异丙醇、二甲基醚、水和二氧化碳中的至少一种的混合物。此外，基于二甲醚或者二甲醚与选自水、乙醇、异丙醇和二氧化碳的至少一种的混合物的组合物也适用于本发明。其它合适的发泡剂是烃如丙烷、丁烷、戊烷或其混合物。此外，合适烃与二甲基醚、二氧化碳、和部分卤化烃的混合物也适用于本发明。
如果按照本发明来制备多层泡沫材料，有时优选在上述步骤(d)和(e)中，根据发泡剂配方的热力学性质来控制泡沫材料温度。在某些情况下，如果所用发泡剂配方包含在发泡时具有低蒸发冷却容量的发泡剂或发泡剂混合物，那么优选在工艺步骤(e)中需要进行加速冷却以得到具有优异性质的产品。合适的低蒸发冷却容量发泡剂的例子为二氧化碳、氮气、稀有气体、氮氧化物和空气。相反，如果所用发泡剂配方包含在发泡时具有高蒸发冷却容量的发泡剂或发泡剂混合物，那么在步骤(d)中另外将热传导给所述组合物有时是有利的，这样可得到令人满意的结果。
附加热传递可例如这样进行：在该组合物经过挤出模头时将其加热至发泡温度之上的某个温度，或将紧邻挤出模头面的环境加热，使得可在集结膨胀泡沫材料结构时及时保持足够高的泡沫材料表面温度。所述加热可通过本领域已知的各种方式来进行，使得(a)挤出模头结构，或(b)单个泡沫材料线材表面被加热至本体发泡组合物温度之上。
具有高蒸发冷却容量发泡剂的发泡剂的例子为烃、醚、部分卤化烃、水、或包含至少一种这类发泡剂作为主要组分的混合物。
应该注意，在许多情况下，上述温度控制对于获得具有优异性质的多层泡沫材料产品并不是一个基本特征。但是，尤其是在使用包含亚烷基芳烃聚合物或共聚物的聚合物或共聚物组合物时以及在制备具有包含多个单独线材的至少一层的泡沫材料时，温度控制可能会十分重要。关于温度控制的详细描述可参见由同一申请人申请的题为“低密度线材泡沫材料”的共同申请。
除了发泡剂，该组合物还可包含其它添加剂，如成核剂、挤出助剂、抗氧化剂、阻燃剂、着色剂或颜料。颜料的例子为炭黑或二氧化钛或石墨或本领域已知可进一步增强发泡产品隔热性能的其它化合物。
按照本发明，可生产出包含多层并具有大横截面的泡沫材料结构。本发明特别适用于生产具有优异隔热特性的发泡产品，其横截面积至少为150厘米2或更高，优选至少500厘米2或更高。但应该注意，还可生产出具有前述相同优点的较小横截面的泡沫材料。单个泡沫材料层的横截面积可在较宽范围内变化。通常，单个泡沫材料层的横截面积为1-500厘米2，优选2-250厘米2。
利用上述方法，可得到一种微孔泡沫材料产品。在某些情况下，至少一泡沫材料层的微孔具有各向异性的形状，即，泡孔大小在不同方向(水平方向、垂直和挤出方向)测定时不同。
惊人地发现，该聚合物或共聚物组合物可以基本上没有粘合剂添加剂，例如乙基乙烯基醇共聚物(EVA)、乙基丙烯酸共聚物(EAA)或本领域已知的其它粘合剂。该粘合剂添加剂的量优选低于基于总聚合物或共聚物组合物的5％重量，更优选低于1％重量。该组合物最优选没有粘合剂添加剂。
粘合剂添加剂的使用尽管对于本发明泡沫材料的易生产性、最终性能或优异性能不是必需的，但正如本领域所已知的，也可以另外采用。这种粘合剂添加剂的使用方法包括混入聚合物中，在挤出过程的任何阶段加入，或在通过挤出模头时或之后施用合适的粘合剂，这些都是本领域已知的。
按照本发明，聚合物和发泡剂优选在混合器或在挤出机中混合，然后将混合组合物在挤出之前冷却下来。然后，将通常为凝胶形式的该组合物强制通过多个模头孔，优选通过具有多个开口的模头板，其中至少一个这种开口设计使得可生产出延伸贯穿该泡沫材料整个宽度方向的整体泡沫材料层。单个泡沫材料层可以是平面的或皱状的、不连续的(例如，具有端部)、或连续的(例如，环状)。
如果要生产具有包含聚结多股线材的至少一层的泡沫材料，优选将该组合物强制通过一模头板，该板在适当理想的空间排列中具有多个小孔，空间排列例如是一种振动形式如正弦波、蜂窝、正方形、锯齿或三角形锯齿波图案。
按照本发明，单个线材间的首次接触优选发生在离开相应模头孔之后。此外，按照本发明的工艺优选不在密闭模塑盒中进行，而是视需要在两块板之间的中间区自由模塑该泡沫材料产品。此外，优选在本发明工艺中，所用模头的开孔的总面积小于或等于所得产品横截面(挤出方向的横向)的10％，更优选小于或等于5％，最优选小于或等于3％。
为了提高单个层或线材间的自粘附，发泡温度要在该聚合物或共聚物的玻璃化转变温度或熔融温度之上。温差优选为1-50℃，更优选2-40℃，最优选5-30℃。此外，单个线材的理论直径(T)或单个层的理论厚度(T)至少与孔间的距离(D)或缝口间的距离(D)一样高。因此，表示内聚比率(C)的比率T/D优选大于或等于1，更优选大子或等于1.2。每股线材的理论直径或每层的厚度可根据泡沫材料体积膨胀和线速率测量值来计算。泡沫材料体积可从物料平衡和发泡温度来计算。它还可从泡沫材料密度测量值来推导。
此外，本发明包括，使用常规的共挤出技术来共挤出多种聚合物/发泡剂体系。每种聚合物或每种发泡剂的性质可以不同。但重要的是，每一体系的发泡温度要在每种聚合物或共聚物的玻璃化转变温度或熔融温度之上，且内聚比率优选等于或大于1。
如果生产包含多种聚合物/发泡剂体系的多层泡沫材料，那么本发明包括，将第一聚合物和共聚物共挤出通过多孔模头的至少一个缝口，并将第二可发泡聚合物或共聚物共挤出通过多孔模头的至少一个另外缝口，这样可得到一种包含至少一层第一聚合物或共聚物泡沫材料和至少一层第二聚合物或共聚物泡沫材料的泡沫材料组合物。
例如，泡沫材料组合物的外层可使用烃发泡剂如丁烷由聚丙烯制成，而内层可使用亚烷基芳烃聚合物如聚苯乙烯并利用例如CO2和/或氢氟烃作为发泡剂而制成。所得复合体泡沫材料由于聚苯乙烯泡沫材料核而具有非常良好的隔热性，而且由于聚丙烯外壳性能而具有高使用温度和良好的耐化学性。
可通过本发明方法得到的聚合物或共聚物多层泡沫材料，如亚烷基芳烃和/或烯属聚合物或共聚物泡沫材料的密度优选最高150千克/米3。该密度更优选16-80千克/米3。
泡沫材料在离开挤出模头之后的膨胀可在正常大气环境中进行。但对于膨胀来说，可以选择低于大气压环境如部分真空、高于大气压环境如过压、以及具有各种气体成分如较高含量CO2的环境，这是本领域已知的。
发泡产品可通过本领域已知的各种传输设备，如连续带或滚筒从挤出模头转移。这些设备可另外根据需要包括用于温度控制的装置。
此外，按照本发明制成的发泡产品适用于包括用于在起始泡沫材料膨胀之后降低密度的设备，如红外炉、蒸汽炉、热空气炉或这些设备的组合形式的工艺。
如果需要，该泡沫材料产品可进行后处理步骤，如压花、再熔和本领域已知的其它技术以改进该泡沫材料产品的外表面。但应该注意，按照本发明，可得到具有基本上相当于先有技术整体泡沫材料的光滑表面的产品，而且在许多情况下并不需要任何表面修饰操作。
通过利用本发明，可生产出具有大横截面和低密度的泡沫材料。本发明适用于生产平均泡孔大小为25-3000微米(μm)，优选50-2000μm，更优选100-1500μm的泡沫材料。该泡沫材料与已有技术泡沫材料相比具有优异的隔热性能和尺寸稳定性。
与具有相同密度和厚度且由相同聚合物/发泡剂组合物制成的整体泡沫材料相比，按照本发明的多层泡沫材料优选在热传导值上改进至少1.5％，更优选至少3％，最优选至少5％。本文所用的“整体”是指单个的整体单元。
按照本发明的所得泡沫材料产品和工艺的一个优选特征在于，所述泡沫材料结构包含许多闭孔，按照ASTM D 2856-90测定的闭孔含量优选至少为90％，更优选至少95％。该泡沫材料产品的所有层更优选由基本上闭孔的泡沫材料组成。
按照本发明的泡沫材料相对已有技术泡沫材料的另一优点在于，可在挤出方向上得到连续层。此外，按照本发明，单个线材或层间的界面优选基本上没有任何或仅有非常小的具有较高泡沫材料密度的区。
本发明泡沫材料产品的另一优选特征在于，例如按照ASTM D-1623测得的最小拉伸强度至少为20kPa、更优选至少100kPa，最优选250kPa或更高。此外，该发泡产品的例如按照ASTM C-273测得的剪切强度至少为10kPa，优选至少100kPa，最优选250kPa或更高。
本发明泡沫材料的另一优选特征在于，在垂直挤出方向切割该泡沫材料时，基本上没有任何空隙。该空隙的面积优选低于基于所述泡沫材料总横截面积的1％，更优选低于0.5％。最优选根本没有任何空隙。
这种基本上无空隙的多层泡沫材料的水蒸汽渗透率和耐水扩散性至少与相应整体泡沫材料基本上相等。
以下实施例仅用于说明而非限定本发明。除非另有所指，所有份数和百分数都是以重量计的。
实施例1
使用5.08厘米(2英寸)挤出机生产出多层泡沫材料(样品ML1)，该泡沫材料由玻璃化转变温度为103℃的聚合物或共聚物共混物组成，其中所述共混物由90phr(份/100份树脂)聚苯乙烯、10phr苯乙烯-α-甲基苯乙烯共聚物、0.8phr添加剂(由挤出助剂和着色剂组成)、和4.5phr二氧化碳组成。发泡温度设定在114℃。将凝胶在大气压下挤出通过具有3个缝口(缝口高度为1.0毫米)的板。缝口中心之间的距离为17.0毫米。无需使用粘合剂就生产出由3层泡沫材料组成的多层泡沫材料。该泡沫材料的密度为39.3千克/米3，泡孔大小为0.30毫米(垂直方向)、0.23毫米(挤出方向)、和0.29毫米(水平方向)，且横截面为11600毫米2。内聚比率C(单个层的厚度与缝口中心间的距离的比率)为1.38。
使用上述方法，制备出另一多层泡沫材料(样品ML2)，但使用4.6phr的CO2，缝口高度为0.9毫米，且缝口中心间的距离为12.7毫米。该泡沫材料的密度为45.6千克/米3，泡孔大小为0.16毫米(垂直方向)、0.12毫米(挤出方向)、和0.12毫米(水平方向)。横截面为7020毫米2且内聚比率C为1.36。
使用上述配方，制备出另一多层泡沫材料(样品ML3)，但使用8.9厘米(3.5英寸)挤出机和具有5个开口缝口的板。该泡沫材料的密度为38.6千克/米3，泡孔大小为0.35毫米(垂直方向)、0.2毫米(挤出方向)、和0.28毫米(水平方向)。横截面为30000毫米2且内聚比率C为1.81。
数据在表I中给出。样品ML1、ML2和ML3清楚地表明，通过本发明所述方法，可在机械强度、层间粘附性、隔热性、尺寸稳定性、和耐水渗透和扩散性方面获得优异的性能。
实施例2
使用1.9厘米(3/4英寸)挤出机，并使用聚苯乙烯作为聚合物以及HFC-134a与乙醇的混合物作为发泡剂，制备出多层泡沫材料(样品ML4)。所得3层泡沫材料具有低密度且层间粘附性优异。数据在表II中给出。
实施例3
使用1.9厘米(3/4英寸)挤出机并使用HCFC-142b作为发泡剂，制备出多层泡沫材料(样品ML5)。所得3层泡沫材料具有优异的层间粘附性。数据在表II中给出。
实施例4
使用1.9厘米(3/4英寸)挤出机并使用二氧化碳作为发泡剂以及炭黑作为添加剂，制备出聚苯乙烯多层泡沫材料(样品ML6)。所得3层泡沫材料具有低密度和优异的层间粘附性。数据在表II中给出。
                                        表I
  单位   样品ML1   样品ML2   样品ML3
  加工数据
  PS   phr   90   90   90
  SaMS   phr   10   10   10
  添加剂   phr   0.8   0.85   1.4
  HBCD(阻燃剂)   phr   0   0   2.5
  CO2   phr   4.5   4.6   4.7
  缝口高度，h   毫米   1.0   0.9   0.9
  缝口中心间的距离，D   毫米   18.0   13.6   13.6
  缝口的数目，n   缝口数   3   3   5
  发泡温度   ℃   114   114   117
  泡沫材料密度，新制时   千克/米3   40.4   44   -
  泡沫材料泡孔大小   毫米   0.3   -   -
  泡沫材料体积，V   毫米3/秒   -   512000   1110000
  泡沫材料线速率，L   毫米/秒   -   73   37
  泡沫材料板横截面，S   毫米2   11600   7020   30000
  层厚度，T   毫米   23.5   17.3   23
  内聚比率T/D   1.31   1.27   1.69
  泡沫材料性能
  空隙含量   ％   0   0   ＜1％
  泡沫材料厚度   毫米   70   53   115
  老化密度   千克/米3   39.3   45.6   39.4
  泡孔大小(垂直方向)   毫米   0.30   0.16   0.33
  泡孔大小(挤出方向)   毫米   0.23   0.12   0.27
  泡孔大小(水平方向)   毫米   0.29   0.12   0.34
  闭孔含量   ％   94   ＞99.7   95.1
  压缩强度，垂直方向   kPa   355   450   260
  压缩强度，挤出方向   kPa   230   550   265
  压缩强度，水平方向   kPa   215   305   175
  拉伸强度，全试样   kPa   105   375   -
  剪切强度，挤出   kPa   190   380   -
  λ值，10℃   mW/m·K   34.8   34.5   33.9
  DIN 18164，WD测试，30天，平均值   ％   1.2   1   2.1
  水蒸汽渗透率，SIA 279   μ值   -   149   -
  吸水，(通过)浸渍，SIA 279   ％体积   0.65   0.20   -
  冷冻-融化吸水，SIA 279   ％   2.4   0.82   -
                          表II
  单位   样品ML4   样品ML5   样品ML6
  加工数据
  聚合物   种类   PS   PE   PS
  添加剂   phr   0.9   0.2   0.9
  炭黑   phr   -   -   5
  CO2   phr   -   -   4.7
  HCFC-142b   phr   -   12   -
  HFC-134a   phr   6   -   -
  乙醇   phr   1.4   -   -
缝口高度，h 毫米 0.5 0.6 0.6
  缝口中心间的距离，D   毫米   6.2   6.3   6.3
  缝口的数目，n   缝口数   3   3   3
  发泡温度   ℃   127   109   126
  泡沫材料密度，新制时   千克/米3   44   55   44
  泡沫材料板横截面，S   毫米2   700   300   550
  泡沫材料性能
  空隙含量   ％   0   0   0
  泡沫材料厚度   毫米   22.5   10.5   19.2
实施例5
测试多层聚苯乙烯泡沫材料相对两种整体聚苯乙烯泡沫材料的热传导率。在所有情况下，使用以二氧化碳作为发泡剂的聚苯乙烯配方。发泡条件在所有情况下都相同。
结果在表III中给出。在热传导率上改进4-4.2％的多层泡沫材料清楚地说明，本发明泡沫材料与通过已有技术制成的泡沫材料相比时所表现出来的优点。
                                表III
  多层泡沫材料     整体泡沫材料
  平均厚度，毫米   115   120   120
  泡孔大小，厚度方向，毫米   0.33   0.3   0.36
  老化泡沫材料密度，千克/米3   39.4   39.8   36.7
  热传导率，mW/m·K，10℃平均温度，90天老化   33.9   35.3   35.4
实施例6
测试多层泡沫材料(样品ML2)相对整体聚苯乙烯泡沫材料的尺寸稳定性和耐水渗透性。在所有情况下，使用以二氧化碳作为发泡剂的聚苯乙烯配方。发泡条件在所有情况下都相同。
结果在表IV中给出。多层泡沫材料ML2与具有类似密度和垂直泡孔大小的整体泡沫材料的直接比较表明，该多层泡沫材料相对类似的整体泡沫材料具有改进的耐水渗透性(“μ值”)和较好的尺寸稳定性(通过DIN 18164测定)。
                                     表IV
 多层泡沫材料(ML2)   整体泡沫材料
  平均厚度，毫米  53   50
  老化泡沫材料密度，千克/米3  45.6   44.5
  垂直泡孔大小，毫米  0.16   0.18
  尺寸变化，DIN 18164，WD测试，30天老化，平均％  1.0   1.1
  耐水蒸汽渗透性，SIA 279，μ值  149   130
实施例7
使用聚苯乙烯作为聚合物以及二氧化碳作为发泡剂，制备出具有含多个单独线材的中心层的多层泡沫材料。数据在表V中给出。该多层泡沫材料表明，泡沫材料结构的一层或多层可由多个线材组成，同时保持制造具有良好层间和股间粘附性的低密度、零空隙含量泡沫材料的能力。
                         表V
  单位   样品
  加工数据
  聚合物   种类   PS
  添加剂   phr   0.6
  CO2   phr   4.5
  缝口高度，h   毫米   0.6
  缝口中心间的距离，D   毫米   6.3
  缝口排的数目   缝口排数   3
  上/下缝口，开口数目   1
  中心缝口，开口数目   3
  左/右侧开口，宽度   毫米   1.6
  中心开口，宽度   毫米   2.6
  发泡温度   ℃   127
  泡沫材料密度，新制时   千克/米3   42.6
  泡沫材料体积，V   毫米3/秒   24000
  泡沫材料线速率，L   毫米/秒   22
  泡沫材料板横截面，S   毫米2   660
  层厚度，T   毫米   7.5
  股间空腔的大小   毫米2   无

Claims (20)

1.一种生产聚合物或共聚物多层泡沫材料的方法，包括以下步骤：
(a)提供至少一种包含至少一种聚合物或共聚物和发泡剂配方的可发泡组合物，
(b)将该步骤(a)的可发泡组合物挤出通过具有多个孔的模头，
(c)将该步骤(b)的可发泡挤出组合物在发泡温度下发泡制成单独的泡沫材料层，该发泡温度在所述聚合物组合物的玻璃化转变温度或熔融温度之上，
(d)将步骤(c)的单独的泡沫材料层保持在高温下足够时间并使各泡沫材料层相互接触以使各泡沫材料层之间发生粘附以制成多层发泡产品，和
(e)将该步骤(d)的多层发泡产品冷却以得到具有多层粘附泡沫材料的发泡产品，
该方法的特征在于，由该多孔模头的延伸贯穿模头的整个宽度方向的至少一个模孔或是连续孔产生一整体泡沫材料层，该整体泡沫材料层延伸贯穿该多层发泡产品的整个宽度方向。
2.根据权利要求1的方法，其中所述步骤(a)聚合物或共聚物选自亚烷基芳烃聚合物或共聚物、和烯属聚合物或共聚物、及其混合物。
3.根据权利要求1或2的方法，其中所述发泡剂配方选自烃、醚、低级醇、部分卤化烃、水、二氧化碳、氮氧化物、氮气、氨、空气、稀有气体、及其混合物。
4.根据权利要求1或2的方法，其中所述步骤(e)多层发泡产品包含至少三层泡沫材料。
5.根据权利要求1或2的方法，其中所述发泡剂配方在发泡工艺中具有低蒸发冷却容量且步骤(e)包括对该多层发泡产品的加速冷却。
6.根据权利要求1或2的方法，其中所述发泡剂配方包括二氧化碳。
7.根据权利要求1或2的方法，其中至少一层由多个集结线材组成。
8.根据权利要求1或2的方法，其中所述发泡温度在所述聚合物或共聚物的玻璃化转变温度或熔融温度之上1-50℃。
9.根据权利要求1或2的方法，其中步骤(b)包括，将第一聚合物或共聚物共挤出通过多孔模头的至少一个第一开口，并将第二聚合物或共聚物共挤出通过多孔模头的至少一个第二开口，其中所述第一聚合物或共聚物不同于所述第二聚合物或共聚物，这样可得到一种包含至少一层第一聚合物或共聚物泡沫材料和至少一层第二聚合物或共聚物泡沫材料的多层泡沫材料产品。
10.根据权利要求9的方法，其中所述第一聚合物或共聚物包含聚丙烯且所述第二聚合物或共聚物包含聚苯乙烯。
11.根据权利要求1或2的方法，其中根据步骤(d)在各发泡材料层之间的第一次接触是在步骤(b)之后。
12.根据权利要求1或2的方法，其中步骤(e)的发泡产品的密度为16-80kg/m3。
13.根据权利要求1或2的方法，其中步骤(e)的发泡产品在垂直于挤出方向切割该泡沫材料时其空隙面积低于1％。
14.权利要求1-13任一项的方法生产的聚合物或共聚物多层泡沫材料，该泡沫材料具有一整体泡沫材料层，该整体泡沫材料层延伸贯穿该多层发泡产品的整个宽度方向。
15.根据权利要求14的多层泡沫材料，该泡沫材料具有由多个集结线材组成的一层或多层。
16.根据权利要求14或15的多层泡沫材料，该泡沫材料具有多个整体泡沫材料层。
17.根据权利要求14-16任一项的多层泡沫材料，该泡沫材料具有至少三层泡沫材料层。
18.根据权利要求14-17任一项的多层泡沫材料，其中所述聚合物或共聚物由亚烷基芳烃聚合物或共聚物组成。
19.根据权利要求14-17任一项的多层泡沫材料，其中所述聚合物或共聚物由烯属聚合物组成。
20.根据权利要求14-19任一项的多层泡沫材料，其中所述多层泡沫材料按聚合物或共聚物总重量计，含有低于1％重量的粘合剂添加剂。
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