高度結晶和發(fā)泡的聚烯烴泡沫體的制作方法
【專利說明】高度結晶和發(fā)泡的聚烯烴泡沬體
[0001 ] WS
[0002] 開孔泡沫體是獲取和/或分配含水流體的產品中理想的材料，所述產品如尿布、訓 練褲、青年褲、女性衛(wèi)生產品、成人失禁服和墊、擦拭巾、海綿、傷口敷料、外科海綿等。開孔 泡沫體還可在其它應用如流體過濾、隔熱應用、聲吸收、消音、地毯和織物背襯、隔熱或保冷 以及減震中發(fā)現(xiàn)用途。一種類型的開孔泡沫體，發(fā)泡的聚烯烴泡沫體，可在與其它類型的泡 沫體如聚氨酯泡沫體和高內相乳液泡沫體相比時呈現(xiàn)期望的益處如低密度、良好的柔軟 度、高吸收性以及低成本。
[0003] 生產發(fā)泡的聚烯烴泡沫體的制造工藝需要發(fā)泡和干燥工序步驟。為了在發(fā)泡和干 燥工序步驟之后獲得可用的發(fā)泡的聚烯烴泡沫體，聚烯烴聚合物需要具有非常低的結晶 度，以具有寬范圍的軟化曲線(profile)以使其分散體顆粒能夠在干燥過程中粘在一起。相 反地，高度結晶的聚烯烴聚合物分散體將具有非常急劇的熔化相變點，而沒有逐漸的軟化 過程。由于高度結晶的聚烯烴聚合物具有這樣的熱行為，干燥過程可產生1)沒有完整性的 干粉狀泡沫體，這歸因于當分散體顆粒在低于其熔點的溫度下干燥時未在分散體顆粒之間 形成結合;或者2)沒有內部孔或空隙的固體聚合物膜，這歸因于聚合物在等于或高于其熔 點的溫度下熔化。
[0004]通常有兩種類型的聚烯烴聚合物分散體。第一種類型是包含純聚合物的分散體。 因此，純聚合物并非共聚物或互聚物。由于純聚烯烴聚合物是線性聚合物并且是高度彈性 的，其能夠形成高度有序的超分子結構。因此，純聚烯烴聚合物具有高結晶度。為了獲得采 用純聚烯烴聚合物成功制備發(fā)泡的聚烯烴泡沫體所需的低結晶度，純聚烯烴聚合物需要包 含共聚單體以破壞其超分子有序并阻止其形成高度有序的晶體結構。聚烯烴共聚物是第二 種常見類型的聚烯烴聚合物分散體。聚烯烴共聚物傾向于不形成晶體結構并且其超分子結 構以隨機的無序結構（即，所謂的無定形結構)保留。然而，共聚會增加聚合物分散體材料以 及制備聚合物的不同過程的成本。
[0005] 需要一種從高度結晶的聚烯烴聚合物分散體開發(fā)的發(fā)泡的聚烯烴泡沫體。需要一 種用于制備由高度結晶的聚烯烴聚合物分散體開發(fā)的發(fā)泡的聚烯烴泡沫體的制備方法。

【發(fā)明內容】

[0006] 在一個實施方案中，開孔泡沫體可包括組合物，該組合物包含高度結晶的聚烯烴 分散體;可交聯(lián)的粘合劑;和表面活性劑。在一個實施方案中，聚烯烴可選自聚乙烯或聚丙 烯。在一個實施方案中，粘合劑可以是水溶性的。在一個實施方案中，粘合劑可以選自羧甲 基纖維素或改性的蛋白質。在一個實施方案中，粘合劑可以是水分散性的。在一個實施方案 中，粘合劑選自聚異戊二烯、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物或丁苯橡膠。在一個實施方案中，粘合 劑可以是用交聯(lián)劑交聯(lián)的。在一個實施方案中，交聯(lián)劑可以選自硫的化合物、過氧化物、過 硫酸鹽、偶氮化合物、碳酸亞乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸鋯銨、有機過氧化物和無機過氧化物。 在一個實施方案中，粘合劑可以是用輻射或電磁交聯(lián)的。在一個實施方案中，泡沫體還可包 含纖維、不可溶脹的顆?；蚱浣M合。
[0007] 在一個實施方案中，制備開孔泡沫體的方法可包括以下步驟：制備包含高度結晶 的聚烯烴分散體、表面活性劑、可交聯(lián)的粘合劑和交聯(lián)劑的組合物;將所述組合物與空氣機 械混合以形成泡沫(froth);以及在所述開孔泡沫體的熔點以下且在交聯(lián)劑能夠使粘合劑 交聯(lián)的溫度以上的溫度下干燥該泡沫。在一個實施方案中，聚烯烴可選自聚乙烯或聚丙烯。 在一個實施方案中，粘合劑可以是水溶性的。在一個實施方案中，粘合劑可以選自羧甲基纖 維素或改性的蛋白質。在一個實施方案中，粘合劑可以是水分散性的。在一個實施方案中， 粘合劑可選自聚異戊二烯、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物或丁苯橡膠。在一個實施方案中，粘合 劑可以是用交聯(lián)劑交聯(lián)的。在一個實施方案中，交聯(lián)劑可以選自硫的化合物、過氧化物、過 硫酸鹽、偶氮化合物、碳酸亞乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸鋯銨、有機過氧化物和無機過氧化物。 在一個實施方案中，粘合劑可以是用輻射或電磁交聯(lián)的。在一個實施方案中，開孔泡沫體還 可包含纖維、不可溶脹的顆?；蚱浣M合。
[0008] 附圖的簡要說明
[0009] 圖1是通過第一差示掃描量熱儀(D SC)獲得的商品名為ΗΥ P〇 Dx 8 510的聚乙烯 共聚物的熔化曲線，對于X軸上的溫度(單位為°0繪制的單位為瓦特/克(W/g)的熱流。
[0010] 圖2是通過第一差示掃描量熱儀(DSC)獲得的商品名為Michem?aield25l的純 聚乙烯分散體的熔化曲線，對于X軸上的溫度(單位為°0繪制的單位為瓦特/克(W/g)的熱 流。
[0011] 圖3是通過第一差示掃描量熱儀(DSC)獲得的商品名為Miehem?Guard55的純聚 乙烯分散體的熔化曲線，對于X軸上的溫度(單位為°0繪制的單位為瓦特/克(w/g)的熱流。
[0012] 圖4是通過第一差示掃描量熱儀(DSC)獲得的商品名為Hydrocer 257的純聚乙烯 分散體的熔化曲線，對于X軸上的溫度(單位為°0繪制的單位為瓦特/克(w/g)的熱流。
[0013] 圖5是由商品名為HYPOD'1 8510的聚乙烯共聚物制備的發(fā)泡的聚烯烴泡沫體與 由商品名為Michem?Guard 55的純聚乙烯分散體制備的發(fā)泡的聚烯烴泡沫體在手指觸 碰之前、過程中和之后的照片對比。
[0014] 圖6是由商品名為HYPGD? 8510的聚乙烯共聚物制備的發(fā)泡的聚烯烴泡沫體與 由商品名為Hydrocer 257的純聚乙烯分散體制備的并且具有粘合劑的發(fā)泡的聚烯烴泡沫 體在手指觸碰之前、過程中和之后的照片對比。
[0015] 圖7是由商品名為HYPOD" 8510的聚乙烯共聚物制備的發(fā)泡的聚烯烴泡沫體與 由商品名為Hydrocer 257的純聚乙烯分散體制備的并且具有粘合劑的發(fā)泡的聚烯烴泡沫 體在彎曲之前和過程中的照片對比。
[0016] 圖8是由商品名為的聚乙烯共聚物制備的發(fā)泡的聚烯烴泡沫體與 由商品名為Hydrocer 257的純聚乙烯分散體制備的并且具有交聯(lián)的粘合劑的發(fā)泡的聚烯 烴泡沫體在手指觸碰之前、過程中和之后的照片對比。
[0017] 詳細說明
[0018] 在一個實施方案中，本公開總體涉及已通過發(fā)泡過程采用高度結晶的聚烯烴聚合 物分散體制備的開孔泡沫體。
[0019] 定義：
[0020] 術語"閉孔泡沫體"在本文中指代在泡沫體中的氣體形成的離散孔穴，每個孔穴完 全被固體材料包圍。
[0021] 術語"分散體"在本文中是指兩相液體/聚合物組合物，其中水相通常是連續(xù)相并 且聚合物例如借助于分散助劑/分散劑以穩(wěn)定方式懸浮于水相中，以使得聚合物在其將需 要完成發(fā)泡和干燥步驟之前并且至少之時將保持分散。在一個實施方案中，聚合物可在整 個發(fā)泡和干燥過程中保持分散，以使得全過程可以分批方式或以連續(xù)方式進行，而不會有 聚合物沉降分離出分散體。
[0022] 術語"干燥"在本文中是指使泡沫變成干燥泡沫體的過程，且在本文中術語"使干 燥"是指從泡沫中去除至少約95%的水。
[0023] 術語"泡沫體(foam)"在本文中是指通過在液體或固體中捕獲氣體孔穴而形成的 耐久結構。通常在泡沫中的氣體的體積大，伴有分隔氣體區(qū)域的液體或固體薄膜。
[0024]術語"泡沫（froth)"在本文中是指已經(jīng)在干燥前經(jīng)發(fā)泡處理的聚合物的水分散 體。
[0025] 術語"使發(fā)泡"或"發(fā)泡的"在本文中是指在液體中加入大量空氣或其它氣體的過 程，其中，經(jīng)發(fā)泡的材料的至少約80%、85 %或90%的體積百分比由氣體組分組成。應當理 解，含水液體可以是分子溶液、膠束溶液或分散體。通常，泡沫可通過機械方法如在大氣條 件下的高剪切混合或者可選地在混合時將氣體注入系統(tǒng)中來形成。
[0026] 術語"開孔泡沫體"在本文中是指彼此連接的氣體孔穴。液體能容易地流過開孔泡 沫體的整個結構來置換空氣。如由ASTM D2856-A測定的以及根據(jù)ASTM D2856-A的，開孔泡 沫體可具有至少約80 %、85 %或90 %的開孔含量。
[0027]術語"表面活性劑"在本文中是指降低液體的表面張力、兩種液體之間的界面張力 或液體與固體之間的張力的化合物。表面活性劑可充當洗滌劑、潤濕劑、乳化劑、發(fā)泡劑以 及分散劑。
[0028]聚合物分散體：
[0029] 聚烯烴聚合物的可發(fā)泡的組合物可以是分散體的形式。固體如粉末和顆粒的聚烯 烴聚合物可通過在一定的工藝條件如在高溫下高壓擠出下將其與水和，如果需要，分散劑 (或多種分散劑)混合轉化為可發(fā)泡的分散體。然后，所述聚烯烴聚合物分散體可與空氣或 發(fā)泡表面活性劑混合以轉化為泡沫。
[0030] 聚合物分散體可包括聚烯烴聚合物。聚烯烴聚合物可以是高度結晶的聚烯烴聚合 物。在一個實施方案中，聚烯烴聚合物可以是純聚烯烴聚合物。在這樣的實施方案中，所述 純聚烯烴聚合物不是共聚物或互聚物。在一個實施方案中，聚烯烴聚合物可以是高度結晶 的純聚烯烴聚合物。在一個實施方案中，聚烯烴聚合物的特征可以是顯示特殊類型的差示 掃描量熱儀(DSC)聚烯烴吸熱曲線圖。在這樣的實施方案中，觀察到的吸熱可顯示出通常被 認為是明確熔點的。圖2-4提供了三種示例性高度結晶的純聚烯烴聚合物的聚烯烴吸熱的 非限定性實施例。圖2是從Michelman以商品名Michem? Sh i uld 251商業(yè)購得的純聚乙稀 分散體的聚稀經(jīng)吸熱。圖3是從Michelman以商二名]VIichem?Guard 55商業(yè)購得的純聚乙 稀分散體的聚稀經(jīng)吸熱。圖4是從Shamrock以商品名Hydrocer 257商業(yè)購得的純聚乙稀分 散體的聚烯烴吸熱。相反，圖1是從Dow Chemica