本发明专利技术涉及通过下列步骤制造泡沫多微孔聚合物模制体的方法：在一个挤出装置的第一区段熔融热塑性聚合物；混入高挥发性推进剂；将含有推进剂的聚合物熔体送入第二区段，在该区段中，推进剂在发泡温度下溶解直至聚合物熔体被饱和；将该装载了推进剂的聚合物熔体模制并发泡，制成泡沫结构。在第二区段内，设置高于９０巴的压力、高于完全发泡所需的临界最低浓度的推进剂浓度、和高于被推进剂饱和的聚合物熔体固化温度的温度。制得的聚合物模制体具有４０至９０体积％的孔隙率和均匀横截面分布的开放孔结构。由热塑性聚合物制成的粒状泡沫多微孔聚合物模制体具有均匀开放孔结构、孔隙率为４０至９０体积％、孔体积可进入比例为至少０．７５而且平均孔度为１至１００微米。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及含有至少一种热塑性聚合物的开放孔多微孔泡沫聚合物模制体的制造方法，以及以具有开放孔孔结构的聚合物粒子形式存在的含有至少一种热塑性聚合物的多微孔泡沫聚合物模制体。多微孔聚合物模制体以许多不同形式被用于多种用途。粒状多微孔聚合物模制体被广泛用于母炼技术，其中，开放孔多孔聚合物粒子负载有液体添加剂甚或是可溶于液体的固体添加剂。此类添加剂的例子包括阻燃剂、抗氧化剂、抗静电剂和增塑剂。然后在应用时将载有添加剂的聚合物粒子用作例如添加剂母料，混入基础聚合物中，由此即使在非常低的浓度下也可以实现添加剂在基础聚合物中的均匀分布。另一用途涉及载有活性物质的多孔聚合物粒子，将诸如香料或药品等药用活性组分之类的活性物质引入这些粒子的多孔结构中，并在使用过程中以受控方式缓慢释放到环境中。多孔聚合物粒子的载荷量在这些应用领域中起重要作用。例如，有时要求负载的添加剂或活性组分在聚合物和添加剂或活性组分总量中的比例最高达70重量％。其先决条件之一是聚合物粒子的高孔隙率。聚合物粒子还必须具备充分的稳定性，即尽可能低的可压缩性，否则，当载有添加剂或活性物质的粒子储存在例如容器或袋中时，添加剂或活性物质可能会从粒子中释放出来。最后，由于多孔聚合物粒子的内表面积很大，也可以使用它们吸收液体，例如用于油/水分离。呈中空纤维膜或平板膜状的多微孔聚合物模制体在流体过滤，特别是在超滤和微滤领域具有多种用途。在这种情况下应该努力达到高孔隙率，如果没有高孔隙率，通过该膜可达到的物料通过量就太低。另一方面，用于加工和使用的膜要求具有一定的最小强度，而可以设置的最大孔隙率往往受到这一要求的限制。已经知道多种用于制造多微孔聚合物模制体的方法。例如，DE 27 37745 C2描述了一种基于涉及热致析相作用的工艺制造多微孔聚合物模制体的方法。在该方法中，首先在升高的温度下制造聚合物组分在适当的溶剂体系中的均相溶液。聚合物组分和溶剂体系形成一个二元体系，其在液态聚集状态下含有这样两个区域，即在一个区域内作为均相液体存在，而在另一区域内拥有混溶性区。将这种体系冷却至分层温度以下，从而导致相分离并最终形成多孔聚合物结构。在例如DE-A-32 05 289和EP-A-0 133882中也描述了这种用于膜制造的方法。在WO 98/55540中描述了另一种制造多孔聚合物粒子的方法，在该方法中，将聚烯烃聚合物溶于溶剂并以高于聚烯烃结晶温度的温度使该溶液分散在聚烯烃的非溶剂中，由此形成多相体系。该分散系冷却时得到多孔聚烯烃粒子。这些已知的方法可以制造具有高孔隙率和开放孔结构以及高载荷量的聚合物模制体。然而，上述制造方法的缺点在于溶剂的使用必然需要高成本的萃取和/或干燥处理以去除这些溶剂。除了这种高成本的萃取和/或干燥，通常也无法从聚合物模制体中完全去除溶剂，这就导致这种聚合物模制体在例如医药或食品工艺或甚至在电子工业等领域中的使用受到限制。另一种针对多孔聚合物模制体制造的方法包括解除由含有挥发性发泡剂的热塑性聚合物构成的受压熔体的压力。例如，US-A-5 160 674描述了一种由半结晶聚合物制造泡沫材料的方法，在该方法中，将所用聚合物的受压熔体用气体饱和并同样在压力下成形；离开口型后压力降低，然后导致该聚合物材料发泡。由US-A-5 160 674的方法制得的泡沫材料呈现均匀的多孔结构，但其中这些孔或泡是封闭的。这种闭孔材料不能负载添加剂或活性物质，而且也不适合作为膜，因为它们完全不能或最多只能非常少量地透过要被过滤的流体。DE-A-44 37 860描述了一种由聚苯乙烯之类的无定形热塑性聚合物制造板状微孔泡沫材料的方法，通过该方法在第一挤出区段将挥发性发泡剂注入热塑性聚合物熔体，随后在第二挤出区段将含发泡剂的熔体冷却至少40℃但最终温度比含发泡剂的聚合物的玻璃化转变温度至少高30℃。将熔体压力降至正常压力并冷却至室温，此时熔体膨胀并凝固成泡沫板材。WO 00/26006描述了一种由聚合物或聚合物混合物制造用于形成中空纤维或平板膜等模制体的微孔泡沫材料的方法。在第一挤出区段，在剪切和/或捏和法的作用下将压缩气体载入聚合物熔体，在第二挤出区段，通过增加压力来提高载气熔体中的气体溶解度并由此提高发泡效果。从口型中挤出后的释压作用得到的泡沫模制体可以具有开放孔或闭孔结构，这取决于工艺操作条件的设置，按照所公开的实施例，平均孔度处于大约10微米的范围内。由WO 00/26006中描述的方法制得的泡沫材料具有高于90体积％的高孔隙率。然而，在许多应用中，这种泡沫结构由于其机械稳定性低而无法使用。WO 99/38604公开了由热塑性聚合物制得的泡沫多孔膜及其制造方法。WO 99/38604中描述的膜具有0.05至30微米的平均孔径、至少75体积％的孔隙率和至少80％的开放孔比例。它们通过下述方法进行制造，在该方法中，含至少一种聚合物的聚合物熔体在压力下通过挤出装置并在注射阶段将成孔剂加入。挤出装置这一部分的压力设为至少150巴，温度高于玻璃转化温度或熔融温度，其选择应确保挤出装置的正确和平稳运行。在下游混合阶段，由该至少一种聚合物和成孔剂制成单相熔体，该熔体在混合阶段的温度降至挤出装置前一部分的工作温度以下和/或压力升高。将单相熔体挤过口型以制成膜形状，在此期间，随着压力降低，成孔剂使该聚合物熔体发泡。为了得到所需的开放孔比例，按照WO 9938604，成孔剂含有至少两种组分，它们必须是对于聚合物熔体具有不同扩散速度的气体和/或低沸点液体。根据WO 99/38604，高比例的开放孔归因于打开了最初封闭的孔，这明显是因为具有较低扩散速度的发泡剂产生较高的孔内压力，进而导致孔壁破裂。由于同样所需的高孔隙率，孔壁非常薄。由此明显看出，WO99/38604的方法最多只能在有限的程度上用于低孔隙率泡沫结构的制造。由于成孔剂必须由对于聚合物熔体扩散速度不同的至少两种组分组成，这一要求也限制了该方法的应用。因此，本专利技术的一个目标是提供一种方法，通过该方法无需高成本的萃取工序就可以经济地制造例如粒状或膜状的多微孔聚合物模制体，而且该聚合物模制体具有均匀的孔结构、低压缩系数和高比例的开放孔。本专利技术的另一目标是提供适合负载添加剂或活性物质并应该具有均匀的孔结构、低压缩系数和高开放孔比例的粒状多微孔聚合物模制体。该目标一方面是通过制造含至少一种热塑性聚合物的泡沫多微孔聚合物模制体的方法实现的，该方法包括下列步骤a.在挤出装置的第一区段内以第一温度将至少一种热塑性聚合物熔融，并在高于由此制得的聚合物熔体压力的压力下将高挥发性发泡剂引入挤出装置的第一区段，b.将发泡剂载入挤出装置第一区段中的聚合物熔体，并在对聚合物熔体的剪切和/或捏和作用下将发泡剂混入聚合物熔体，由此该发泡剂同时至少部分溶于聚合物熔体，c.利用与压力调节装置连接的传送系统，传送载有发泡剂的聚合物熔体使其通过与第一区段相连的第二区段并送入位于第二区段末端的口型中，第二区段内的温度设为第二温度，其被界定为发泡温度，等于或低于第一温度，由此发泡剂在第二区段内溶解至聚合物熔体饱和，d.在口型中模制聚合物熔体，随后由于聚合物熔体中所含的发泡剂，载有发泡剂的模制聚合物熔体在该聚合物熔体离开口型时发泡，从而得到泡沫结构，e本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制造含有至少一种热塑性聚合物的泡沫多微孔聚合物模制体的方法，包括下列步骤： ａ．在挤出装置的第一区段内以第一温度将至少一种热塑性聚合物熔融，并在高于由此制得的聚合物熔体压力的压力下将高挥发性发泡剂引入挤出装置的第一区段， ｂ．将发泡剂载入挤出装置第一区段中的聚合物熔体，并在剪切和／或捏和装置对聚合物熔体的作用下将发泡剂混入聚合物熔体，由此该发泡剂同时至少部分溶于聚合物熔体， ｃ．利用与压力调节装置连接的传送系统，传送载有发泡剂的聚合物熔体使其通过与第一区段相连的第二区段并送入位于第二区段末端的口型中，第二区段内的温度设为第二温度，其被界定为发泡温度，等于或低于第一温度，由此发泡剂在第二区段内溶解至使聚合物熔体饱和， ｄ．在口型中模制聚合物熔体，随后由于聚合物熔体中所含的发泡剂，载有发泡剂的模制聚合物熔体在该聚合物熔体离开口型时发泡，从而得到泡沫结构， ｅ．冷却泡沫结构直至凝固， 这样，在挤出装置的第二区段中制得的载有发泡剂的聚合物熔体具有一个固化温度，该方法的特征在于： －将挤出装置第二区段内的压力设置为一个高于９０巴的最低压力ｐ↓［ｍｉｎ］的压力， －将发泡剂浓度设为至少等于完全发泡所需的临界最低浓度，和 －将发泡温度设为高于固化温度的值，从而使制得的多孔聚合物模制体具有４０至９０体积％的孔隙率和均匀横截面分布的开放孔孔结构。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：F维泽，H施腾策尔，Q黄，B塞比格，D保罗，
申请(专利权)人：门布拉内有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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