具有受控缓冲的制品的制作方法_3

文档序号:9493179阅读:来源:国知局
烧、1,4_二氛基-环己烧、1,3_二(甲基氛 基)-环己烷或1,4_二(甲基氨基)-环己烷、异佛尔酮二胺、1,2_二(甲基氨基)-环己烷 或1,4_二(甲基氨基)-环己烷、N,N'-二异丙基异佛尔酮二胺、4,4'-二氨基二环己基 甲烷、3,3'-二甲基_4,4'-二氨基二环己基甲烷、Ν,Ν'-二烷基氨基二环己基甲烷和 3,3'-二乙基_5,5'-二甲基_4,4'-二氨基二环己基甲烷。聚合物二胺主要包括聚氧 乙烯二胺、聚氧丙烯二胺、聚(氧乙烯-氧丙烯)二胺和聚(四亚甲基醚)二胺。也可以使 用已经提到的胺官能或羟基官能的扩链剂。通常,如前所述的,三官能的反应物是限制的且 可用于与单官能的反应物结合以防止交联。
[0044] 适当的热塑性聚酰胺弹性体可以通过以下获得:(1)使(a)二羧酸(例如草酸、己 二酸、癸二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4_环己烷二甲酸或其他已经提到的二羧酸)与 (b)二胺(例如乙二胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、己基亚甲基二胺或十亚甲基二胺、1, 4-环己二胺、间苯二甲胺或任何其他已经提到的二胺)缩聚;(2)使环内酰胺(例如ε-己 内酰胺或ω-月桂内酰胺)开环聚合;⑶使氨基羧酸(例如6-氨基己酸、9-氨基壬酸、 11-氨基十一烷酸或12-氨基十二烷酸)缩聚;或(4)使环内酰胺与二羧酸和二元胺共聚 以制备羧酸官能的聚酰胺嵌段,随后与聚合醚的二醇(聚氧化烯二醇)(例如任何已经提到 的)反应。聚合例如可以在约180°C至约300°C的温度下进行。适当的聚酰胺嵌段物的具 体实例包括尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙11、尼龙12、共聚尼龙、尼龙MXD6和尼龙46。
[0045] 用于制备热塑性聚脲弹性体和聚酰胺弹性体的软段聚和多元醇的类型和分子量 的影响类似于制备热塑性聚氨酯弹性体的相同影响。
[0046] 热塑性聚酯弹性体具有形成结晶区域的低链长度的单体单元嵌段和具有相对较 长链的单体单元的软段嵌段。热塑性聚酯弹性体以商品名为HYTREL商购自杜邦。
[0047] 茂金属催化的乙烯与具有4至约8个碳原子的α-烯烃的嵌段共聚物为例如在含 有环戊二烯基-过渡金属化合物和铝氧烷的催化体系的存在下在高压过程中由乙烯与软 的共聚单体(例如1-己烷或1-辛烯)的单中心金属茂催化制备。1-辛烯为优选使用的共 聚单体。这些材料可以商品名Exact?商购自埃克森美孚和以商品名Engage?商购自陶氏 化学公司。
[0048] 苯乙烯嵌段共聚物弹性体如聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、苯乙烯-乙烯-丁 烯-苯乙烯共聚物和聚(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)可以阴离子聚合制备,其中首先通过 烷基锂引发剂与苯乙烯的反应,随后通过加入烯烃单体继续聚合,接着通过再次加入苯乙 烯完成聚合而顺序地生产聚合物链段。S-EB-S和S-EP-S嵌段共聚物分别由S-B-S和S-I-S 嵌段共聚物的氢化生产。
[0049] 通过已知方法(例如挤压和切割或造粒)使所述热塑性弹性体形成在至少一个维 度上具有10mm或更小的最大尺寸的丸粒、珠粒、颗粒或其他块料。
[0050] 用超临界流体灌注上述丸粒中,其在许多实施方案中优选为超临界二氧化碳。
[0051] 可用作超临界流体的适当化合物的非限制性实例包括二氧化碳(临界温度为 31. 1°C,临界压力为7. 38MPa)、一氧化二氮(临界温度为36. 5°C,临界压力为7. 24MPa)、 乙烷(临界温度为32. 3°C,临界压力为4. 88MPa)、乙烯(临界温度为9. 3°C,临界压力为 5. 12MPa)、氮气(临界温度为-147°C,临界压力为3.39MPa)和氧气(临界温度为-118.6°C, 临界压力为5. 08MPa)。
[0052] 超临界流体可以组合使用。在一些情况中,超临界氮气连同超临界二氧化碳或其 他作为发泡剂的超临界流体可用作成核剂。可以包括纳米尺寸颗粒(例如纳米粘土、炭黑、 结晶不混溶的聚合物和例如盐类的无机晶体)作为成核剂。
[0053] 不同方法中,通常使用二氧化碳作为超临界流体。通过与极性流体如甲醇、乙 醇、丙醇或异丙醇混合,可使临界二氧化碳流体与极性的热塑性弹性体(尤其是热塑性 聚氨酯、聚脲和聚酰胺弹性体)更相容。使用的极性流体应具有等于或大于9MPa1/2的 Hildebrand溶解度参数。所述极性流体重量分数的增加提高了二氧化碳的吸收量,但极性 溶液也被吸收,且在一些点,存在超临界二氧化碳的最大摄取向被热塑性弹性体丸粒摄取 的非发泡剂极性流体的增加量的移动。在某些实施方案中,基于总的流体,超临界流体中包 括约0. 1摩尔%至约7摩尔%的极性流体,尤其是用于浸渍聚氨酯弹性体、聚脲弹性体或聚 酰胺弹性体时。
[0054] 将所述制品布置在可抗高压的容器中。封闭所述容器并且引入C02或其他类型的 发泡剂。容器的温度和压力维持在发泡剂临界温度和压力之上。一旦制品充满发泡剂,使 容器迅速减压(该减压过程可维持至多1分钟左右)。随后将制品从容器中移除并加热,以 生产发泡的部件。使用帮溶剂时,其可以随同C02引入或在容器密闭前加入到具有该制品 的容器。
[0055] 该热塑性制品于条件-温度和压力下浸渍在超临界流体一段时间,以使其吸收所 需量的超临界流体。在制备密度不同的丸粒的第一种方法中,将至少两组丸粒在不同温度 或不同的压力下浸渍在超临界流体中不同的时长,以影响灌注丸粒的超临界流体的量,这 会导致发泡到不同程度并因此产生密度不同的发泡丸粒。例如,一组可以在条件下浸渍或 浸渍一段时间以充满该丸粒,而另一组的丸粒未完全充满超临界流体。
[0056] 在另一个实施方案中,在浸渍于超临界流体之前,可用非发泡液体部分地灌注一 组丸粒中。丸粒吸收的非发泡液体量防止该组丸粒吸收与没有灌注非发泡液体的第二组丸 粒一样多的临界流体。
[0057] 在另一个实施方案中,将每组具有不同尺寸丸粒的至少两组丸粒浸渍在超临界流 体中。
[0058] 在又一个实施方案中,将至少两组丸粒浸渍在超临界流体中,各自在不同配方的 超临界流体中,其中配方的差异在于在超临界流体中包含的极性液体量或与包含在超临界 流体中的极性流体的类型(例如,每种不同配方种的极性流体具有不同的Hildebrand溶解 度参数)。
[0059] 在超临界流体中浸渍之后,将丸粒从容器中移除并直接在具有适合于进行发泡的 热特性的介质中或者在通道或炉中暴露于微波或红外辐射加热至一定温度以引起发泡发 生。微波加热中,使材料暴露于电磁波以引起材料中分子振动,从而产生热。该体系可设计 用于分批或连续工艺。在分批工艺中,将充满超临界流体的制品布置在微波炉或装有一个 或多个IR灯的装置中。当尺寸足够小时,优选地旋转或搅动所述制品,以确保快速并均匀 的加热。发泡完成时,将制品从该体系移除。加热也可以以连续工艺进行。将制品布置在 平坦表面,例如使制品移动穿过通道或管的带。设计该体系以使加热元件(例如IR灯或微 波发生器)可以提供功率以达到迅速均匀加热。加热的时间由速度控制,所述制品通过该 速度移动穿过通道或管。
[0060] 在制备密度不同的发泡丸粒的另一方法中,不同组的丸粒暴露于微波或红外辐射 不同的时长,以使它们发泡至不同程度。
[0061] 由于水具有高热容量和传热速率,水是一种适当的介质,其中在适当的温度使发 泡容易发生。在某些优选的实施方案中,将灌注或充满超临界流体的热塑性弹性体制品浸 渍在水中,水的温度比弹性体(软段)的!;高至少约80°,优选高至少约100°,但低于弹 性体(硬段)的L。
[0062] 在制备密度不同的丸粒的另一种方法中,将不同组的丸粒浸在不同温度的水浴 中,以使它们发泡至不同程度。
[0063] 其他适当的介质为蒸汽或加压的热空气。可将不同组的丸粒暴露于不同温度的热 气体如蒸汽或空气,或者暴露不同的时长,以使它们发泡至不同程度。
[0064] 另一个实施方案中,约几分钟至约一天的延长使得至少一部分部分被吸收的超临 界流体被释放而不发泡。以这种方式,丸粒中会存在超临界流体的浓度梯度,丸粒外层的浓 度较低而丸粒中间密度较高。这种梯度影响密度和发泡响应速率。
[0065] 用超临界流体溶剂化热塑性弹性体步骤中的时间、温度和压力以及发泡步骤中的 减压速率、温度和介质均影响所获得的发泡程度。通常较大的丸粒必须在超临界流体中保 持较长的时间以充满超临界流体。制备密度不同的丸粒的另一种方法是以相同方法对不同 尺寸的丸粒组进行发泡工艺,其中仅一组丸粒充满超临界流体或者较另一组灌注较大量的 超临界流体。
[0066] 在发泡过程之后模制之前,可使发泡丸粒可以在提高的温度下退火。尽管不希望 受理论限制,但是认为制品的退火可允许置于应变(例如模具)和应力下的弹性体相分离, 迅速发泡之后立即用外部的局部压力调节内部压力均衡。在平衡受力下冷却允许一旦在室 温和大气压力下使,提高的模量保持形状。
[0067] 可以在高于环境温度至恰低于热塑性弹性体的(其可以由通常合适的热方法确 定,其中可能提到差示扫描量热(DSC))的温度下退火足够稳定该泡沫的时间。
[0068] 也可通过在不同区域使用不同组成或密
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