高温砜(hts)泡沫材料的制作方法
【专利说明】高温砜（HTS)泡沬材料
[0001] 本申请要求于2012年10月12日提交的美国临时申请号61/713342以及2012年 11月23日提交的欧洲申请号12194087. 8的优先权，出于所有目的将这些申请中的每一个 的全部内容通过引用结合在此。 发明领域
[0002] 本发明涉及聚合泡沫，具体地，涉及高温砜泡沫材料。本发明还涉及制造高温砜泡 沫的方法以及由此制成的制品。
[0003] 发明背景
[0004] 由高Tg热塑性聚合物（比如尤其是聚醚砜（PES)、聚苯砜（PPSU)和聚醚酰亚胺 (PEI))制备的聚合泡沫，典型地用于横跨多种市场领域的轻量级应用，如运输、移动电子装 置、建筑材料、家庭用品、食品托盘和医疗等等。尤其在轻型结构中（比如例如在结构性夹 层板中），使用高Tg热塑性聚合泡沫的不断增长的需求，意味着关键性的性质，比如显著地 耐热性、耐火性、耐环境性、机械强度、低温抗冲性、优良的轻质性、隔热特性、隔音特性、抗 震特性、耐化学性、以及循环特性。
[0005]US2004/0167241A1描述了由耐高温热塑性塑料形成的开孔泡沫，该热塑性塑料选 自由聚醚酰亚胺（PEI)、聚醚砜（PES)、聚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚醚磺酰胺、以 及它们的混合物组成的组。工作实例用聚醚砜（PES)作为尤其优选的耐高温热塑性塑料来 进行。
[0006] US2004/0212119A1披露了一种通过聚砜或聚醚砜和挥发性发泡剂的混合物的泡 沫挤出用于生产泡沫网的方法，其中该发泡剂是水或水与辅助发泡剂（如显著地惰性气体 或有机液体，如醇或酮）的混合物。
[0007]W02009/085688披露的一种由高温热塑性树脂聚醚酰亚胺（PEI)形成的泡沫。所 述泡沫通过一种泡沫挤出方法制成。
[0008] 然而，包含如聚醚酰亚胺（PEI)、聚醚砜（PES)和聚苯砜（PPSU)的高Tg热塑性聚 合物的所述泡沫，仍然在发泡制品的制造中显示出若干缺点，该制造要求非常高的处理温 度。例如，在用来生产如上所述的结构性夹层板的高温热固性树脂的浸渍工艺中，要求温度 高达180°C。所述高温接近如PEI、PES和PPSU的高Tg热塑性聚合物的热挠曲温度，这导 致在这种高温制造步骤中泡沫结构完整性的更有问题的保留。
[0009] 由此，对于含有高温热塑性组合物的泡沫材料仍然存在很高的需要，该泡沫材料 可以克服如上所述的所有这些缺点，并且从而所述泡沫材料的特征为具有改进的热性能容 量（具体地为对于在结构性发泡制品的制造中所使用的很高的温度具有较强的稳健的耐 受性），并且具有改进的耐化学性（比如例如耐受典型地用于运输业的热液体，像例如喷气 燃料和液压流体（具体地如Skydrol))，同时保留所有优异的泡沫特性（如轮廓分明的并且 相当均匀的泡孔结构以及如在低泡沫密度下的高挺性和强度特性的机械性能的优异的平 衡、为了抵抗使用中破损的较高的耐冲击性、高的耐火和耐热性），并且从而由其制成的高 温热塑性泡沫制品具有优异的耐热性、耐火性、以及耐环境性、机械强度、以及低温抗冲性， 并且具有优良的轻质性、隔热特性、隔音特性、抗震特性、耐化学性、以及循环特性。
[0010] 发明概述
[0011] 出人意料地，本申请人现已发现基于高温热塑性聚合材料、并且任选地包含特定 成分的某些高温热塑性泡沫材料在满足以上提及的要求时是特别有效的。所述泡沫材料出 乎意料地具有一种轮廓分明并且均匀的泡孔结构，如通过封闭的并且较小的泡沫孔、较高 的泡沫空隙含量、和/或较大的泡孔尺寸均匀性所证实的。此外，所述泡沫材料对于该高温 热塑性泡沫制品的制造过程所要求的温度条件有较强的稳健的耐受性。所述泡沫制品满足 如上所述的所有要求。
[0012] 本发明因此涉及一种由包含至少一种高温聚（芳基醚砜）（PAESHT)聚合物的组合 物[组合物（C)]制备的泡沫材料，其特征在于该（PAESHT)聚合物包括：
[0013] ?基于重复单元的总量，按重量计从1至99 %的至少一种重复单元（Rpaes) [(RpAIS_l)]，以及
[0014] ?基于重复单元的总量，按重量计从1至99%的至少一种重复单元（Rpaes) [(Rpaes-2)]，并且其中所述（Rpaes-2)重复单元不同于该OWh)重复单元，并且
[0015] 该重复单元（RPAES)是符合式（A)的重复单元：
[0016] -Ar1- (T-Ar2)n-〇-Ar3-S02- [Ar4- (T-Ar2)n-S02]m-Ar5-〇-(式A)
[0017] 其中：
[0018] -Ai^Ar2和Ar4彼此相同或不同并且在每次出现时，独立地为芳香族单核或多核 基团；
[0019] -Ar3和Ar5彼此相同或不同并且在每次出现时，独立地为芳香族部分，该芳香族 部分选自符合下式的那些基团组成的组：
【主权项】
1. 一种由包含至少一种高温聚（芳基醚砜）（PAESht)聚合物的组合物[组合物（C)]制 备的泡沫材料，其特征在于该PAES聚合物包含： ?基于重复单元的总量，按重量计从1至99 %的量的至少一种重复单元（Rpaes) [(RpAIS_l)]，以及 ?基于重复单元的总量，按重量计从1至99%的至少一种重复单元（Rpaes) [ (RPAES-2)]， 并且其中所述（RPAES_2)重复单元不同于该（Rpaes-I)重复单元，并且 该重复单元（Rpaes)是符合式（A)的重复单元： -Ar1- (T-Ar2) n-〇-Ar3-S02- [Ar4- (T-Ar2) n-S02] m-Ar5-〇- (式 A) 其中： -Ar1、Ar2和Ar 4,彼此相同或不同并且在每次出现时，独立地为芳香族单核或多核基 团； -Ar3和Ar 5彼此相同或不同并且在每次出现时，独立地为芳香族部分，该芳香族部分选 自符合下式的那些基团组成的组： 其中
-每个R，彼此相同或不同，选自以下各项组成的组：氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、 醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金 属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵，并且每一个j，彼此相同或不同，独立地为〇、1、2、3或4; -每个T，彼此相同或不同，是键或二价基团，任选包含一个或多于一个的杂原子； -η是0、1、2、3或4 ;并且 1 是 1、2、3 或 4。
2. 根据权利要求1所述的泡沫材料，其中该重复单元（Rpaes-I)是符合式（G)的重复单 元，如下详述：
其中 -每个R'，彼此相同或不同，选自由卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、 酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸 酯、胺和季铵组成的组； -每个j'，彼此相同或不同并且在每次出现时，独立地是零或是从〇至4的整数。
3. 根据权利要求1或2所述的泡沫材料，其中该重复单元（RPAES-2)是符合下式（H)的 重复单元，如下详述：
其中 -每个R'，彼此相同或不同，选自由卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、 酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸 酯、胺和季铵组成的组； -每个j'，彼此相同或不同并且在每次出现时，独立地是零或是从〇至4的整数。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的泡沫材料，其中该重复单元（Rpaes-I)基于 (PAESht)聚合物中含有的重复单元（R paes-I)和（RPAES-2)的总量以50-98%的量存在。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的泡沫材料，其中该组合物（C)还包含至少一种 其他热塑性聚合物（聚合物T)，该热塑性聚合物选自由聚（联苯醚砜）、聚醚砜、聚醚醚砜 或聚砜组成的组。
6. 根据权利要求5所述的泡沫材料，其中，基于聚合物组合物（C)的总重量，该聚合物 (T)的重量范围是从0至50%。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的泡沫材料，其中该泡沫材料具有10至500kg/ m3的密度。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的泡沫材料，其中该泡沫材料具有基本上均匀的 泡孔尺寸。
9. 一种用于制造根据权利要求1至8中任一项所述的泡沫材料的方法，其中，发泡过程 是选自由以下各项组成的组：压力室过程、高压釜过程、和挤出过程。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中，基于该组合物（C)的总重量以按重量计从 0. 5%至15%的量使用发泡剂。
11. 根据权利要求9或10所述的方法，其中，基于该组合物（C)的总重量以按重量计从 0. 1 %至5.0%的量使用成核剂。
12. 根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，该发泡过程是物理发泡过程、优 选是挤出过程。
13. -种制品，该制品包含至少一个包含根据权利要求1至8中任一项所述的泡沫材料 的部件。
14. 根据权利要求13所述的制品，其中，所述制品是结构性或次级飞机部件。
15. 根据权利要求14所述的制品，其中，所述结构性飞机部件是夹层板，该夹层板包 括：包含本发明的泡沫材料的内芯，以及多个包括连续的纤维增强的热固性或热塑性复合 物的层压的表皮层。
【专利摘要】一种由包含至少一种高温聚(芳基醚砜)(PAESHT)聚合物的组合物[(组合物C)]制备的泡沫材料，其特征在于该PAES聚合物含有基于重复单元总量按重量计从1至99％的至少一种重复单元(RPAES)[(RPAES-1)]，以及基于重复单元总量按重量计从1至99％的至少一种重复单元(RPAES)[(RPAES-2)]，并且其中所述(RPAES-2)重复单元不同于该(RPAES-1)重复单元。
【IPC分类】C08L81-06, C08G75-23, C08J9-00
【公开号】CN104870566
【申请号】CN201380064475
【发明人】M.J.埃-希布里, N.肯卡雷, K.S.关, W.W.卢尼
【申请人】索尔维特殊聚合物美国有限责任公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2013年10月10日
【公告号】EP2906636A1, US20150267023, WO2014057042A1