泡沫热塑性硫化橡胶粒料组合物及其相关方法和制品技术

泡沫粒料，包含热塑性硫化橡胶(TPV)和可热膨胀微球，该泡沫粒料具有0.2至1.0的比重和TPV由至少部分硫化的橡胶组分和热塑性组分构成。可以随后加工泡沫粒料以形成各种泡沫制品而不需要在加工过程中包括发泡剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】泡沫热塑性硫化橡胶粒料组合物及其相关方法和制品相关申请的交叉引用本申请要求2019年1月14日提交的临时申请号62/792,192的优先权权益，其公开内容通过引用并入本文。领域本申请涉及泡沫热塑性硫化橡胶粒料组合物及其相关的方法和制品，并且具体地涉及用于在随后形成各种泡沫制品中使用的包含可热膨胀微球的泡沫热塑性硫化橡胶粒料组合物。背景热塑性弹性体(TPE)是既是弹性体的又是热塑性的。它们区别于热固性橡胶(其是弹性体的，但是由于橡胶的交联或硫化而不是热塑性的)，并且区别于一般的热塑性材料(其通常为刚性且硬的，但不是弹性体的)。热塑性硫化橡胶(TPV)是一类TPE，其中交联的橡胶在刚性热塑性相内形成分散的颗粒状弹性体相，使得实现了TPE性质。通过动态硫化来常规地制备TPV或TPV组合物。动态硫化是这样的方法，其中在强烈剪切和混合条件下，在具有至少一种非硫化热塑性聚合物组分的共混物内，在处于或高于所述热塑性材料的熔点时，交联还(称作硫化)橡胶组分。通常，所述橡胶组分形成均匀分散在热塑性材料中的交联的弹性体颗粒。动态硫化的TPE因此具有热塑性性质和弹性性质两者的组合。可以采用原材料粒料的形式提供TPV。这样的粒料可以另外包括一种或多种颜料或额外的添加剂，例如加工和/或分散助剂。通常在挤出机(例如单螺杆挤出机或双螺杆挤出机)中熔融共混或配混TPV的组分和任何额外的添加剂并造粒以形成原材料TPV粒料。粒料经制造并商业化，并且最终使用者可以此后加工粒料以形成最终用途的塑料制品。对于某些最终用途制品而言，期望的是加工的TPV粒料是发泡的，例如用于在形成低密度制品(例如用于在汽车领域或其它工业中使用的耐候密封制品)中使用。可通过在期望的泡沫制品的形成过程中并入与TPV基础粒料共混的吸热或放热的化学或物理发泡剂从而发泡TPV粒料。即，最终使用者可以在将TPV粒料形成为特定最终用途塑料制品的工艺过程中并入化学或物理发泡剂。在泡沫(form)制品形成过程中这样的发泡会需要最终使用者具有专用设备、提高生产成本、提高生产时间、以及对最终使用者而言是麻烦的其它行为。附图简要描述本申请涉及泡沫热塑性硫化橡胶粒料组合物及其相关的方法和制品，并且具体地涉及用于在随后形成各种泡沫制品中使用的包含可热膨胀微球的泡沫热塑性硫化橡胶粒料组合物。图1显示根据本公开内容的一种或多种实施方案形成的泡沫粒料的横截面区域的光学显微法图像。图2显示根据本公开内容的一种或多种实施方案形成的并代表根据本公开内容的一种或多种实施方案形成的发泡制品的泡沫带的横截面区域的光学显微法图像。图3显示根据本公开内容的一种或多种实施方案形成的泡沫粒料的横截面区域的光学显微法图像。图4显示根据本公开内容的一种或多种实施方案形成的并代表根据本公开内容的一种或多种实施方案形成的发泡制品的泡沫带的横截面区域的光学显微法图像。图5显示通过干混热塑性硫化橡胶和可热膨胀微球形成的并代表没有使用本文描述的泡沫粒料形成的发泡制品的对比泡沫带的横截面区域的光学显微法图像。详述本申请涉及泡沫热塑性硫化橡胶粒料组合物及其相关的方法和制品，并且具体地涉及用于在随后形成各种泡沫制品中使用的包含可热膨胀微球的泡沫热塑性硫化橡胶粒料组合物。本文包括和提出了并入本文公开内容的实施方案的一种或多种说明性实施方案。为了清楚起见，在本申请中没有必要描述或显示物理实现的所有特征。应理解在包含本公开内容的实施方案的物理实施方案的开发中，为了实现开发者的目标，必须做出许多实现特定的决定，例如遵守与系统相关的、商业相关的、政府相关的以及其它约束，其随实现不时变化。虽然开发者的努力可能是耗时的，但是这样的努力对于受益于本公开内容的本领域的普通技术人员来说是常规任务。除非另外指出，否则在本说明书和相关权利要求书中使用的表示成分、性质(例如物理性质、反应条件)等的量的所有数值应被理解为在所有情况下通过术语“约”修饰。因此，除非指出相反情况，否则以下说明书和所附权利要求书中列出的数值参数是近似值，其可以取决于由本公开内容的实施方案寻求获得的所需性质而改变。至少，且不作为限制等同原则应用于权利要求范围的尝试，每个数值参数至少应该根据所报告的有效数字的数值和通过应用普通四舍五入技术来解释。在本文使用术语“小于约”或“大于约”的情况下，所修饰的量包括所述量，由此包括“等于”的值。即“小于约3.5％”包括值3.5％。当本文列出数值下限和数值上限时，涵盖了无论是否明确列出的从任何下限至任何上限的范围。虽然在“包含”各种组分或步骤方面本文描述了组合物和方法，但是所述组合物和方法还可“基本上由各种组分和步骤组成”或“由各种组分和步骤组成”。对于容许这样的并入的所有辖区，本文引用的所有优先权文件、专利、出版物、和专利申请、测试程序(例如ASTM方法)和其它文献通过引用完全并入，只要这样的公开内容不与本公开内容不一致。以下限定了本文所用的各种术语。如果以下未限定权利要求中使用的术语，应赋予该术语相关领域技术人员赋予该术语的最宽泛的定义，如在一个或多个印刷出版物或公布专利中所反映的。如本文使用的，术语“硫化的”及其语法变体通常是指在全部或一部分的组合物(例如橡胶)已经经受了一定程度或量的硫化(交联)之后的组合物的状态。因此，所述术语包括部分硫化和完全硫化(交联)两者。优选的硫化类型为以下讨论的“动态硫化”，其也产生“硫化橡胶”。在本文描述的至少一些实施方案中，术语硫化的可以是指高于非实质的硫化(例如固化或交联)，其导致相关性质可测量的改变，例如组合物的弹性恢复(例如压缩永久变形、拉伸永久变形等)或熔体流动指数(MFI)的10％或更多的改变(按照任何ASTM-1238程序)。在至少该上下文中，术语硫化包括在动态硫化中可使用的任何形式的固化(例如交联)，热和/或化学固化(或交联)两者。如本文使用的，术语“固化”及其语法变体(例如固化的)是指用于实现弹性体或弹性体组合物内的聚合物链的交联的交联反应和方法(一种或多种)。术语“固化”可以与术语“硫化”及其语法变体互换使用。术语“动态硫化”及其语法变体是指在剪切条件下在足以塑化混合物的温度下，与热塑性组分共混的可固化橡胶组分的硫化或固化。在至少一种实施方案中，橡胶组分同时交联和作为微米级颗粒分散在热塑性组分内。取决于固化的程度，橡胶组分与热塑性组分的比、橡胶组分和热塑性组分的相容性、加工设备类型和混合的强度(剪切速率)、其它形态(例如塑料基体中的共连续橡胶相)是可能的。如本文使用的，关于橡胶组分，术语“部分硫化的”及其语法变体(例如“至少部分硫化的”)是在硫化(优选动态硫化(例如热塑性硫化橡胶的橡胶相的交联))之后，其中大于5重量百分比(重量％)的橡胶组分(例如可交联的橡胶组分)在沸腾的二甲苯中可提取的一种橡胶组分。例如，至少5重量％且小于20重量％或30重量％或50重量％的橡胶组分可以是在沸腾的二甲苯中从热塑性硫化橡胶的试样中可提取的，包括它们之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.泡沫粒料，包含热塑性硫化橡胶(TPV)和可热膨胀微球，该泡沫粒料具有0.1至1.0的比重和TPV包含至少部分硫化的橡胶组分和热塑性组分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190114 US 62/792,1921.泡沫粒料，包含热塑性硫化橡胶(TPV)和可热膨胀微球，该泡沫粒料具有0.1至1.0的比重和TPV包含至少部分硫化的橡胶组分和热塑性组分。


2.根据权利要求1所述的泡沫粒料，其中所述粒料具有0.5至0.95的比重。


3.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫粒料，其中所述粒料具有0.6至0.9的比重。


4.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫粒料，其中大于50％的可热膨胀微球具有未破裂的壳。


5.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫粒料，其中可热膨胀微球以TPV的0.5重量％至10重量％的量存在。


6.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫粒料，其中可热膨胀微球以TPV的0.7重量％至5重量％的量存在。


7.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫粒料，其中可热膨胀微球以TPV的0.85重量％至4重量％的量存在。


8.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫粒料，其中可热膨胀微球以大于TPV的0.8重量％的量存在。


9.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫粒料，其中泡沫粒料不包含热塑性改性剂。


10.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫粒料，其中至少一部分的可热膨胀微球未膨胀。


11.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫粒料，其中至少部分硫化的橡胶选自以下：乙烯-丙烯橡胶；乙烯-α-烯烃共聚物橡胶；乙烯-丙烯-二烯橡胶；天然橡胶；丁基橡胶；卤化丁基橡胶；对烷基苯乙烯和至少一种具有4-7个碳原子的异单烯烃的卤化橡胶共聚物；异丁烯和二乙烯基苯的共聚物；具有4-8个碳原子的共轭二烯的橡胶均聚物；橡胶共聚物，其具有至少50重量％的来自至少一种具有4-8个碳原子的共轭二烯的重复单元和具有8-12个碳原子的乙烯基芳族单体、或丙烯腈单体、或具有3-8个碳原子的烷基取代的丙烯腈单体、或不饱和羧酸单体、或二羧酸的不饱和酸酐等，和它们的任何组合。


12.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫粒料，其中至少部分硫化的橡胶包含乙烯-丙烯-二烯橡胶。


13.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫粒料，其中热塑性组分选自以下：由具有2-7个碳原子的烯烃单体制备的聚合物，由具有2-7个碳原子的烯烃单体与(甲基)丙烯酸酯或乙酸乙烯酯制备的共聚物，和它们的任何组合。


14.根据前述权利要求中任一项所述的泡沫粒料，其中热塑性组分选自以下：聚乙烯、聚丙烯和它们的任何组合。


15.制备根据前述权利要求中任一项的泡沫粒料的单步方法，包括：
将橡胶组分引入挤出机；
将热塑性组分引入挤出机；
任选地，将至少一种第一添加剂引入挤出机；
将固化剂和任选的促进剂引入挤出机；
任选地，在至少固化剂下游将至少一种第二添加剂引入挤出机；
动态硫化橡胶组分，由此在热塑性组分和固化剂的存在下形成至少部分硫化的橡胶组分，由此形成热塑性硫化橡胶；
将可热膨胀微球引入挤出机；
通过模头挤出热塑性硫化橡胶和可热膨胀微球的共混物；和
造粒挤出的共混物，由此形成泡沫粒料。


16.根据权利要求15所述的方法，其中至少一种第一添加剂是添加剂油和颗粒填料中的一种或多种。


17.根据权利要求15或16中任一项所述的方法，其中至少一种第二添加剂是添加剂油。


18.根据权利要求15-17中任一项所述的方法，其中将至少一种第一添加剂引入挤出机，和在固化剂的上游引入至少一种第一添加剂。


19.根据权利要求15-18中任一项所述的方法，其中在固化剂的下游将可热膨胀微球引入挤出机。


20.根据权利要求15-18中任一项所述的方法，其中在固化剂的上游将可热膨胀微球引入挤出机。


21.根据权利要求15-18中任一项所述的方法，其中与固化剂同时将可热膨胀微球引入挤出机。


22.根据权利要求15-21中任一项所述的方法，其中将促进剂引入挤出机。


23.根据权利要求15-22中任一项所述的方法，其中挤出机是单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。


24.根据权利要求15-23中任一项所述的方法，其中可热膨胀的微球分散在油中。


25.根据权利要求24所述的方法，其中通过注射将分散在油中的可热膨胀微球引入挤出机。


26.根据权利要求15-23中任一项所述的方法，其中以固体形式将可热膨胀微球引入挤出机。


27.根据权利要求26中任一项所述的方法，其中通过侧填塞进料器或挤出机的料斗将可热膨胀微球引入挤出机。

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【专利技术属性】
技术研发人员：A·K·多法斯，董航，K·安娜塔纳雷纳耶尔，O·O·常，陈鑫，M·J·冈西，J·A·博维斯，K·B·卡布雷拉，P·C·香农，C·S·布雷纳，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：美国;US