專利名稱：用于隔音和隔熱應(yīng)用的聚烯烴泡沫的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可用于隔音和隔熱應(yīng)用的開孔聚乙烯泡沫及其制備方法。
美國專利(USP)5,348,795公開了尺寸不變的開孔聚丙烯泡沫產(chǎn)品的制備方法。丙烯聚合物樹脂優(yōu)選的是支鏈或輕度交聯(lián)的。與擠出聚結(jié)泡沫線材結(jié)構(gòu)相關(guān)的實(shí)例具有34-72％的開孔量、孔徑0.36-0.85毫米(mm)且密度22.1-31.7千克/立方米(kg/m3)。本發(fā)明還公開了通過聚四氟乙烯薄板排列的石墨板的應(yīng)用。
本發(fā)明的一個(gè)方面是一種包含丙烯聚合物材料的擠出、開孔、聚結(jié)泡沫線材，它的密度是22kg/m3或更小( )，優(yōu)選20kg/m3，開孔量至少( )是50％，且孔徑2mm。
在相關(guān)方面，該聚合物物質(zhì)的開孔量80％。優(yōu)選不需機(jī)械誘導(dǎo)穿孔通道的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的第二方面是包含丙烯聚合物材料的擠出、開孔、聲學(xué)活躍的(acoustically active)、聚結(jié)泡沫線材，它的密度100kg/m3、開孔量50％、孔徑2mm且在其擠出方向上的降噪系數(shù)0.3。在此，該泡沫已經(jīng)限定了大部分穿孔通道，這些通道的方向通常與擠出方向垂直。
本發(fā)明的第三方面是包含丙烯聚合物材料的擠出、開孔、聚結(jié)泡沫線材，它的密度20kg/m3且開孔量50％。
本發(fā)明的第四方面是包含丙烯聚合物材料的擠出、完全閉孔、聚結(jié)泡沫線材，它的密度是20kg/m3或更小、開孔量20％且孔徑2mm或更小。
本發(fā)明的第五方面是發(fā)泡設(shè)備，它包括d)泡沫擠出物接受輥軸裝置；e)第二輥軸裝置，它與泡沫擠出物接受輥軸裝置通過至少一個(gè)鉸接裝置相連；和f)泡沫拉伸裝置，它與第二輥軸裝置相隔離但有操作關(guān)系。在相關(guān)方面，該設(shè)備還包括制板裝置。該制板裝置可替換第二輥軸裝置或補(bǔ)充裝置a)和b)。作為替代品，該制板裝置優(yōu)選通過至少一個(gè)鉸鏈裝置與泡沫擠出物接受輥軸裝置相連。作為補(bǔ)充物，該制板裝置優(yōu)選通過相同的方式與第二輥軸裝置相連，且與泡沫拉伸裝置相隔離但有操作關(guān)系。該制板裝置優(yōu)選操作上連接至少一個(gè)潤(rùn)滑劑噴灑器。該潤(rùn)滑劑噴灑器優(yōu)選在該設(shè)備操作過程中向與泡沫材料相接觸的制板裝置表面提供潤(rùn)滑物質(zhì)。
圖2是與第五方面相關(guān)方面的示意圖。
本發(fā)明第一和第二方面的擠出、聚結(jié)泡沫線材或結(jié)構(gòu)具有一種開孔量50％，優(yōu)選70％，更優(yōu)選80％的開孔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明第四方面的擠出、聚結(jié)泡沫線材具有完全閉孔結(jié)構(gòu)，其開孔量小于20％。第三方面的物質(zhì)要么具有開孔量20-50％的開孔結(jié)構(gòu)，要么具有開孔量小于20％的開孔結(jié)構(gòu)。美國測(cè)試和材料學(xué)會(huì)的測(cè)試D2856-A(ASTMD2856-A)簡(jiǎn)要描述了測(cè)定開孔量的方法。
具有相對(duì)較低特定氣流阻力(國際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)90531991(E))的開孔泡沫結(jié)構(gòu)在聲音管理應(yīng)用中提供足夠的聲吸收。聲吸收最適宜的特定氣流阻力值大約在800-2000帕斯卡秒/米。為在25mm厚度條件下具有這樣的特定氣流阻力，開孔泡沫應(yīng)當(dāng)具有大約32-80千帕秒/平方米(kPas/m2)的氣流阻率。雖然氣流阻率小于32kPas/m2的泡沫對(duì)聲吸收是次優(yōu)選擇，但它也可用于聲音管理，具體來說，可用于隔音。
利用聚烯烴泡沫獲取這種氣流阻率出現(xiàn)了制造上的難題。本發(fā)明通過將線性聚烯烴樹脂轉(zhuǎn)化成高(如后面所限定的)開孔量的擠出、聚結(jié)泡沫線材結(jié)構(gòu)克服了這些難題。所得泡沫結(jié)構(gòu)在其擠出方向上的氣流阻率不超過( )70kPa s/m2。這在擠出方向上提供了滿意的吸音水平。為在與擠出方向垂直的方向上獲得滿意的聲吸收，優(yōu)選在垂直方向上穿孔，比如利用針。
擠出、聚結(jié)泡沫線材在擠出方向的氣流阻率(AFR)70kPa s/m2，優(yōu)選50kPa s/m2，更優(yōu)選5-20kPa s/m2。依據(jù)ISO90531991(E)的方法A測(cè)定AFR。
該擠出泡沫線材可以，但優(yōu)選，進(jìn)行穿孔以使其具有限定的穿孔通道。穿孔有助于增加泡沫材料相對(duì)于其穿孔前的平均吸音系數(shù)(ASC)。ASC是在頻率250、500、1000和2000赫茲(Hz)下、依據(jù)ASTM E-1050測(cè)得的厚度為25mm的泡沫樣品吸音系數(shù)的數(shù)學(xué)平均值。只要泡沫材料的ASC大于等于( )0.3，優(yōu)選大于(＞)0.3，任何穿孔模式或頻率都可以使用。合適的話，雖然可以使用頻率小于(＜)1孔/厘米2的穿孔模式，但是頻率1孔/厘米2且孔間距大約10mm的穿孔模式提供令人滿意的結(jié)果。優(yōu)選頻率4孔/厘米2且孔間距大約5mm。熟練技術(shù)人員技術(shù)人員公認(rèn)依據(jù)ASTM E-1050測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如ASC，提供了物質(zhì)降噪系數(shù)(NRC)的合理近似值。NRC是利用混響室在頻率250、500、1000和2000Hz條件下依據(jù)ASMC-423測(cè)量的吸音系數(shù)的數(shù)學(xué)平均值。ASTM E-1050方法依靠阻抗管。
適宜于聲音吸收應(yīng)用的本發(fā)明聚結(jié)、擠出泡沫線材優(yōu)選在泡沫擠出方向上的ASC 0.3。
任何常規(guī)穿孔方法都可用于對(duì)本發(fā)明擠出、聚結(jié)泡沫線材進(jìn)行穿孔。機(jī)械方法，如一個(gè)2mm的錐形針或該類針的一個(gè)格柵，可產(chǎn)生非常滿意的結(jié)果。優(yōu)選在與擠出方向垂直的方向上進(jìn)行穿孔。
本發(fā)明的擠出、聚結(jié)泡沫線材適用于隔音應(yīng)用(如，作為夾心板結(jié)構(gòu)的核物質(zhì))。在此類應(yīng)用中，該物質(zhì)必須具有低動(dòng)剛度。本發(fā)明的低密度、開孔、擠出、聚結(jié)泡沫線材具有低動(dòng)剛度。如后面將描述的，此類泡沫材料的彈性化將產(chǎn)生更低的動(dòng)剛度。優(yōu)選彈性化技術(shù)包括快速施加足夠的壓力以使泡沫壓縮其初始厚度的50％，優(yōu)選80％，更優(yōu)選90％，再優(yōu)選95％，然后釋放施加的壓力。
該彈性泡沫的動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)小于1牛頓/毫米2(N/mm2)，優(yōu)選小于0.6牛頓/mm2，更優(yōu)選小于0.4牛頓/mm2。根據(jù)定義，動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)大于0牛頓/mm2。
本發(fā)明擠出、聚結(jié)泡沫線材的孔徑優(yōu)選不超過2mm?？讖礁鼉?yōu)選1.5mm，再優(yōu)選1mm。
本發(fā)明第二方面聚結(jié)線材的密度(ρ)100kg/m3，適宜密度60kg/m3，優(yōu)選30kg/m3，更優(yōu)選20kg/m3。第三和第四方面聚結(jié)線材的密度20kg/m3。對(duì)本發(fā)明的所有產(chǎn)品，無論是否具有在此限定的穿孔通道，其優(yōu)選和更優(yōu)選密度都能得到令人非常滿意的結(jié)果。密度同樣＞0kg/m3，適宜密度5kg/m3，優(yōu)選10kg/m3，更優(yōu)選10-20kg/m3。
本發(fā)明擠出、聚結(jié)泡沫線材還可用于隔熱，這是因?yàn)樗鼈兊膶?dǎo)熱率是45毫瓦/米開氏度(mW/m°K)或更小，優(yōu)選40mW/m°K或更小，更優(yōu)選35mW/m°K或更小。適宜于隔熱應(yīng)用的擠出、聚結(jié)泡沫線材可以是開孔量小于80％的開孔泡沫材料，優(yōu)選開孔量小于70％，更優(yōu)選小于60％。其它合適的聚結(jié)泡沫線材被認(rèn)為是閉孔泡沫，因?yàn)樗鼈兊拈_孔量小于20％。
當(dāng)用本發(fā)明第五方面或其相關(guān)方面的發(fā)泡設(shè)備制備該聚結(jié)泡沫線材時(shí)，它易于形成光滑外表面。
希望通過包含線性聚烯烴樹脂或線性聚烯烴樹脂和不同熱塑樹脂混合物的聚合體組合物來制備該聚結(jié)泡沫線材。當(dāng)用作線性聚烯烴樹脂時(shí)，聚丙烯(PP)均聚物和聚丙烯共聚物樹脂提供滿意的結(jié)果。USP 5,527,573在第3欄、27-52行公開了適宜的丙烯聚合物，其制備方法在此引入作為參考。該丙烯聚合物包括(a)丙烯均聚物，(b)丙烯和一種選自乙烯、含4-10個(gè)碳原子(C1-4)的1-烯烴(α-烯烴)和C1-4二烯的烯烴的隨機(jī)和嵌段共聚物，和(c)丙烯和兩種選自乙烯和C4-10α-烯烴的單體的隨機(jī)三元共聚物。C4-10α-烯烴可以是直鏈烴或支鏈烴，但優(yōu)選直鏈烴。合適的丙烯聚合物的熔體流動(dòng)速率或MFR(ASTM D-1238，條件230℃/2.16千克(kg))是0.01-100克/10分(g/10min)，優(yōu)選0.01-50g/10min，更優(yōu)選0.05-10g/10min，再優(yōu)選0.1-3g/10min。
如果需要，PP和丙烯共聚物樹脂可以是通過該領(lǐng)域中已知的分枝方法制備的高熔融強(qiáng)度樹脂。該方法包括用高能電子束照射(USP4,916,198)、與疊氮功能基硅烷耦合(USP 4,714,716)以及在多重乙烯基功能單體存在下與過氧化物反應(yīng)(EP 879,844-A1)。但是，應(yīng)用較便宜的樹脂或添加劑可以得到滿意的結(jié)果。
希望使用常規(guī)擠出方法和設(shè)備(如USP 3,573,152和USP4,824,720中描述的)制備適宜的聚結(jié)泡沫線材。這些專利中的方法在此提出用作參考。
在常規(guī)擠出發(fā)泡方法中，可將聚合物成分轉(zhuǎn)化成聚合物熔體并將發(fā)泡劑和其它添加劑(必要的話，如核)加入聚合物熔體中以形成可發(fā)泡凝膠。然后擠出可發(fā)泡凝膠穿過模具并進(jìn)入降低了的或較低的壓力區(qū)以促進(jìn)發(fā)泡并形成滿意產(chǎn)品。降低了的壓力低于發(fā)泡凝膠在擠出穿過模具前時(shí)的壓力。較低的壓力可以超過大氣壓或是低于大氣壓(真空)，但優(yōu)選處于一個(gè)大氣壓水平。
為制備本發(fā)明的聚結(jié)泡沫線材產(chǎn)品，要將可發(fā)泡凝膠穿過多孔模具并進(jìn)入較低壓力區(qū)以利于發(fā)泡。模具上的孔按一定要求排列以便于發(fā)泡過程中熔融擠出物相鄰股之間相互接觸且接觸表面通過足夠的粘結(jié)力相互粘結(jié)在一起以形成均勻的泡沫結(jié)構(gòu)。從模具中流出的熔融擠出物每股都呈線或孔的形狀，它們按要求發(fā)泡、聚結(jié)、并相互粘結(jié)以形成均勻結(jié)構(gòu)。令人滿意的是，聚結(jié)單根股線或外側(cè)面在均勻結(jié)構(gòu)內(nèi)相互粘結(jié)以避免這些股線在制備、成型和應(yīng)用泡沫時(shí)所施加的壓力下分層。
在擠出可發(fā)泡凝膠穿過模具前，通常應(yīng)將可發(fā)泡凝膠從促進(jìn)熔融混合的溫度冷卻到較低的最優(yōu)發(fā)泡溫度。凝膠可在擠出機(jī)或其它混合裝置中冷卻，也可在分離冷卻器內(nèi)冷卻。最優(yōu)發(fā)泡溫度通常超過每種聚合物成分的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)溫度(Tg)，或?qū)τ诰哂腥埸c(diǎn)(Tm)的可充分結(jié)晶成分，接近Tm?！敖咏笔侵柑幱凇⒊^或低于且主要取決于穩(wěn)定泡沫存在的溫度。滿意的溫度在Tm上下30度(℃)以內(nèi)。對(duì)于本發(fā)明的泡沫，最優(yōu)發(fā)泡溫度在泡沫不破裂的溫度范圍內(nèi)。
發(fā)泡劑可與通過本領(lǐng)域內(nèi)任何已知的方法(如利用擠出機(jī)、混合器或攪拌機(jī))熔融的聚合物合并或混合在一起。發(fā)泡劑與在有效避免熔融聚合物明顯膨脹并使發(fā)泡劑在其內(nèi)均勻分散的遞增壓力下熔融的聚合物相混合。選擇性地，在成塑或熔融前，可將熔融成核劑攪拌進(jìn)熔融聚合物內(nèi)或?qū)⒏稍锍珊藙┡c聚合物相混合。
任何常規(guī)發(fā)泡劑都可用于制備本發(fā)明的聚結(jié)泡沫線材產(chǎn)品。USP5,348,795在第3欄、15-61行公開了大量適宜的發(fā)泡劑，其制備方法在此引入用作參考。優(yōu)選發(fā)泡劑包括含有1-9個(gè)碳原子的α-烴，尤其是丙烷、正丁烷和異丁烷，更優(yōu)選異丁烷。
本發(fā)明的泡沫還可利用聚積擠出方法和設(shè)備(如USP 4,323,528和USP 5,817,705中所示)來制備，這些方法在此引入用作參考。這種設(shè)備，通常被看作是“擠出-聚積系統(tǒng)”，使得工作人員可以通過間歇過程而非連續(xù)過程進(jìn)行操作。該設(shè)備包括可發(fā)泡凝膠保持不發(fā)泡的準(zhǔn)備區(qū)或聚積器。準(zhǔn)備區(qū)裝備有出口模具且其開口處位于較低壓力(如大氣壓)區(qū)。該模具有一個(gè)可開放或閉合的孔，優(yōu)選用作準(zhǔn)備區(qū)外部的閘門。該閘門的應(yīng)用除了允許發(fā)泡組合物流經(jīng)模具外，對(duì)其沒有其它影響。打開閘門并同時(shí)通過機(jī)械作用(如機(jī)械撞擊)將機(jī)械壓力施加到凝膠上以迫使凝膠穿過模具進(jìn)入較低壓力區(qū)。該機(jī)械壓力可有效迫使可發(fā)泡凝膠以足夠快的速度穿過模具而避免其在模具內(nèi)明顯發(fā)泡，而足夠慢的速度將降低、最好避免泡沫斷面區(qū)或外形上產(chǎn)生不規(guī)則形狀。這樣，非間歇操作，該方法和其成品與通過連續(xù)擠出方法制備的產(chǎn)品非常相似。
本發(fā)明的聚結(jié)泡沫線材可應(yīng)用于隔熱和隔音。它們具備孔徑和開孔結(jié)構(gòu)的組合，還可通過穿孔通道相互連接以使其能有效應(yīng)用于兩種用途。
本發(fā)明的聚結(jié)泡沫線材可含有一種或多種常規(guī)添加劑。添加劑包括但不局限于，成核劑、無機(jī)填料、傳導(dǎo)型填料、色素、抗氧化劑、酸清除劑、阻燃劑、紫外線吸收體、加工助劑、擠出助劑、滲透性調(diào)節(jié)劑、抗靜態(tài)劑、輻射阻隔物和其它熱塑聚合物。特定添加劑，如無機(jī)和傳導(dǎo)型填料，也可用作成核劑，促進(jìn)形成開孔或兼具兩種作用。聚結(jié)泡沫線材優(yōu)選至少含有一種輻射阻隔物，如炭黑和阻燃劑。
固體顆粒添加劑，如輻射阻隔物和阻燃劑助劑(如二氧化銻或Sb2O3)利于成核，因此限制了泡沫膨脹并最終限制了泡沫斷面部分的尺寸。為抵消此作用，可添加孔徑放大劑，如熔點(diǎn)相對(duì)較低的含蠟物質(zhì)(USP 4,229,396)或不含蠟的低分子量化合物(USP 5,489,407)。這兩個(gè)專利中的方法在此引入用作參考。
通過在聚結(jié)線材結(jié)構(gòu)中、略(1-15℃，優(yōu)選1-5℃)高于制備閉孔泡沫最高溫度的溫度下擠出PP樹脂來制備大孔泡沫，可選擇利用如第五方面或其相關(guān)方面所述的輥軸在模具內(nèi)逐漸形成泡沫體。
附圖中，所用的每個(gè)數(shù)字，如第二泡沫拉伸裝置40，在每個(gè)圖中都指相同的成分。使用該數(shù)字的變形，如40’，指相似的成分。


圖1簡(jiǎn)要顯示了發(fā)泡設(shè)備10。設(shè)備10包含泡沫擠出物接受輥軸裝置20、第二輥軸裝置30和泡沫拉伸裝置40。
泡沫擠出物接受輥軸裝置20具有第一組輥軸21和與第一組輥軸21隔離但與之平行的第二組輥軸25。第一組輥軸21包含第一輥軸架22和很多輥軸23。第二組輥軸25包含第二輥軸架26和很多輥軸27。
第二輥軸裝置30具有第三組輥軸31和與第三組輥軸31隔離但與之平行的第四組輥軸35。第三組輥軸31包含第三輥軸架32和很多輥軸33。第四組輥軸35包含第四輥軸架36和很多輥軸37。
第一輥軸架22通過至少一個(gè)，優(yōu)選至少兩個(gè)鉸接裝置24(只顯示其中一個(gè))與第三輥軸架32操作連接。第二輥軸架26通過至少一個(gè)，優(yōu)選至少兩個(gè)鉸接裝置28(只顯示其中一個(gè))與第四輥軸架36操作連接。
泡沫拉伸裝置40包含第一傳輸帶41和與第一傳輸帶41隔離但與之平行的第二傳輸帶46。第一傳輸帶41逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，第二傳輸帶46順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。雖然圖1顯示了傳輸帶且傳輸帶提供非常滿意的結(jié)果，但熟練技術(shù)人員易于認(rèn)為其它設(shè)備也可用作泡沫拉伸裝置。此類設(shè)備是一對(duì)反向驅(qū)動(dòng)滾輪。
通過運(yùn)行裝備有發(fā)泡模具12(優(yōu)選多孔泡沫線材模具)的熔體加工設(shè)備11(顯示擠出機(jī)的部分剖面)將可發(fā)泡凝膠14填入由第一組輥軸21和第二組輥軸25限定的較低壓力區(qū)。該可發(fā)泡凝膠膨脹直到它與到兩組輥軸(21和25)接觸并至少部分凝固形成泡沫體15。
來自設(shè)備11的壓力與包含在輥軸組21和25中的輥軸的作用共同將泡沫體15從第一和第二組輥軸21和25移入第二輥軸裝置30，并使第三組輥軸31和第四組輥軸35隔離開。泡沫體15離開輥軸裝置30并進(jìn)入泡沫拉伸裝置40，在此它與第一傳輸帶41和第二傳輸帶46接觸。傳輸帶41和46共同將泡沫體從第二輥軸裝置30抽出。
一旦泡沫拉伸裝置40開始起作用并推進(jìn)泡沫體15穿過該裝置，可以調(diào)節(jié)裝置20中第一和第二組輥軸21和25間及裝置30中第三和第四組輥軸31和35間的空隙(如果必要或需要校準(zhǔn))以在泡沫體穿過設(shè)備10時(shí)向其施加更大或更小的壓縮力。
熟練技術(shù)人員公認(rèn)鉸接裝置24使得第一組輥軸21和第三組輥軸31的臨近端向相同的方向移動(dòng)。也就是說，如果輥軸組21的該端離開泡沫體15，輥軸組31的最近端或靠近端也將離開泡沫體15。連接第二組輥軸25和第四組輥軸35的鉸接裝置28與鉸接裝置24運(yùn)作方式相同。
圖2簡(jiǎn)要顯示了發(fā)泡設(shè)備10’。設(shè)備10’包含泡沫擠出物接受裝置20、制板裝置50和泡沫拉伸裝置40。
圖2中顯示的熔體加工設(shè)備11、泡沫擠出物接受裝置20和泡沫拉伸裝置40與圖1顯示的相應(yīng)部分最好相同。圖中在比例上顯示的任何差異完全是偶然造成的。
制板設(shè)備50具有上層板裝置51和與上層板裝置51隔離但與之平行的下層板裝置55。上層板裝置51包含上層基座殼52、與殼52操作連接的小摩擦泡沫接觸板53、以及與殼52操作連接并與接觸板53有液體聯(lián)系的潤(rùn)滑劑噴灑器54。潤(rùn)滑劑噴灑器54的另一端與潤(rùn)滑劑源有液體聯(lián)系(未示出)。下層板裝置55包含下層基座殼56、與殼56操作連接的小摩擦泡沫接觸板57、以及與殼56操作連接并與接觸板57有液體聯(lián)系的潤(rùn)滑劑噴灑器58。潤(rùn)滑劑噴灑器58的另一端與潤(rùn)滑劑源有液體聯(lián)系(未示出)。
第一輥軸架22通過至少一個(gè)，優(yōu)選至少兩個(gè)鉸接裝置24(只顯示其中一個(gè))與上層板裝置51操作連接。第二輥軸架26通過至少一個(gè)，優(yōu)選至少兩個(gè)鉸接裝置28(只顯示其中一個(gè))與下層板裝置55操作連接。
運(yùn)行時(shí)，熔體加工設(shè)備11最好與圖1描述的相同設(shè)備運(yùn)作方式相同。
來自設(shè)備11的壓力與包含在輥軸組21和25中的輥軸的作用共同將泡沫體15從第一和第二組輥軸21和25移入制板裝置50，并使上層板裝置51與下層板裝置55隔離開。泡沫體15離開制板裝置50并進(jìn)入泡沫拉伸裝置40，在此它與第一傳輸帶41和第二傳輸帶46接觸。傳輸帶41和46共同將泡沫體從第二輥軸裝置30抽出。
一旦泡沫拉伸裝置40開始起作用并推進(jìn)泡沫體15穿過該裝置，可以調(diào)節(jié)裝置20中第一和第二組輥軸21和25間及裝置50中上層和下層板間的空隙(如果必要或需要校準(zhǔn))以在泡沫體穿過設(shè)備10’時(shí)向其施加更大或更小的壓縮力。
考慮制板裝置50和第二輥軸裝置30間的差異，鉸接裝置24和28與它們?cè)趫D1中的相應(yīng)部件運(yùn)作方式應(yīng)當(dāng)相同。
下面的實(shí)施例解釋但決不限制本發(fā)明的范圍。阿拉伯?dāng)?shù)字表示本發(fā)明的實(shí)施例而字母表示對(duì)比實(shí)施例。除非指明，所有等分和百分比都是按重量計(jì)算且溫度以℃為單位。實(shí)施例1在進(jìn)料、熔融和測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)區(qū)之后，使用具有兩個(gè)額外混合及冷卻連續(xù)區(qū)的兩寸長(zhǎng)(2”)(50.8mm)螺旋形擠出機(jī)。在測(cè)量和混合區(qū)之間提供開口用于注入發(fā)泡劑。在冷卻區(qū)之后附著具有在此限定的132個(gè)圓孔(共6排，每排22孔)的線材底模。每個(gè)孔的直徑是0.8mm。孔以等邊三角形的模式排列，孔間距3.6mm。雖然該實(shí)施例使用圓孔，熟練技術(shù)人員認(rèn)為，如果需要也可使用其它孔形。
將PP均聚物樹脂顆粒(PP-1，MoplenD50G，0.3g/10minMFR，Montell Polyolefins)同每百份重量PP(pph)中含0.05份的抗氧化劑(AO-1，Irganox1010，Ciba-Geigy Corp.)一起以55kg/小時(shí)(kg/h)的速率填入擠出機(jī)。使擠出機(jī)維持在下面設(shè)定溫度進(jìn)料區(qū)＝160℃，熔融區(qū)＝190℃，測(cè)量區(qū)＝200℃，混合區(qū)＝200℃。以17pph的均勻比率將異丁烷注入混合區(qū)。
將冷卻區(qū)和底模的溫度降低到160℃。調(diào)整底模內(nèi)的模空隙以制備不會(huì)預(yù)發(fā)泡的穩(wěn)定聚結(jié)泡沫線材結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)雖然穩(wěn)定，但仍含有軟核。
將聚結(jié)泡沫線材推入本發(fā)明的發(fā)泡設(shè)備，優(yōu)選如圖1所示(第五方面)，以生產(chǎn)用于試驗(yàn)1.1的樣品。輥軸裝置和泡沫拉伸裝置組合使用可生產(chǎn)表面光滑的聚結(jié)泡沫線材，且斷面面積超過不組合使用所得線材的50％以上。
將冷卻區(qū)和底模溫度降低到157℃并獲得穩(wěn)定的聚結(jié)泡沫線材結(jié)構(gòu)。取出一些泡沫線材結(jié)構(gòu)的樣品用于試驗(yàn)1.2。
進(jìn)一步將冷卻區(qū)和底模溫度降低到155℃生產(chǎn)完全閉孔的聚結(jié)泡沫線材。
表1列出了試驗(yàn)1.1和1.2的特性和參數(shù)。
表1
*T＝厚度，W＝寬度試驗(yàn)1.1泡沫的線材中有大量開口或互連內(nèi)孔。試驗(yàn)1.2的泡沫比試驗(yàn)1.1的泡沫具有更多完整的內(nèi)孔。開孔量支持該測(cè)定。試驗(yàn)1.1和1.2泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)分別是38.5毫瓦/米開氏度(mW/m°K)和42.2mW/m°K。實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例1，試驗(yàn)1.2用以實(shí)施試驗(yàn)2.1，并通過去除應(yīng)用發(fā)泡設(shè)備修改試驗(yàn)2.1以實(shí)施試驗(yàn)2.2。表2A和2B列出了試驗(yàn)2.1和2.2的特性和參數(shù)。依據(jù)ASTM D3575，測(cè)定10％偏差時(shí)擠出方向(E)和垂直方向(V)的壓縮力。
表2A
表2B
表2A和2B中的數(shù)據(jù)表明使用該發(fā)泡設(shè)備生產(chǎn)的泡沫(試驗(yàn)2.1)比不使用該設(shè)備生產(chǎn)的相同的泡沫組合物(試驗(yàn)2.2)的斷面面積大62％以上。此外，相對(duì)于不使用該發(fā)泡設(shè)備，使用該設(shè)備加工相同泡沫組合物可增加模壓。
表2A和2B的數(shù)據(jù)還表明，使用該發(fā)泡設(shè)備(試驗(yàn)2.1)比不使用該設(shè)備(試驗(yàn)2.2)產(chǎn)生更大的密度、導(dǎo)熱率和垂直方向(V/E)上的相對(duì)強(qiáng)度。雖然兩種泡沫材料都適合本發(fā)明的目的，但是試驗(yàn)2.1的泡沫提供了比2.2更優(yōu)的性能。實(shí)施例3重復(fù)實(shí)施例1，但進(jìn)料速率降低到50kg/h，把抗氧化劑換成IrganoxXP 621(Ceiba-Geigy Corp.)，并修改組合物使分別在2.5pph、3pph和1pph的水平下添加炭黑、阻燃劑和三氧化銻(Sb2O3)。阻燃劑是四溴雙酚A-雙(2，3-二溴丙基)醚(PE-68TM，Great Lakes ChemicalCorp.)。阻燃劑以在低密度聚乙烯(LDPE)中的30wt％濃縮物形式、Sb2O3以在LDPE中的80wt％濃縮物形式且炭黑(Aerosperse15，Engineered Carbons)以在聚烯烴塑料(POP)中的30wt％濃縮物形式添加。該LDPE的熔融指數(shù)(I2)是20克/10分鐘(g/10min)(ASTMD-1238，190℃/2.16kg)。該P(yáng)OP的密度(ρ)是0.9g/cm3且I2是1.0(AFFINITY*PL 1880，陶氏化學(xué)公司)。*陶氏化學(xué)公司的一個(gè)商標(biāo)。
冷卻區(qū)和底模使用150℃的溫度以生產(chǎn)穩(wěn)定的泡沫，其樣品用于試驗(yàn)3.1。該溫度使得底模中的一些孔被堵。由于失去股線，孔被堵塞進(jìn)而將在泡沫中產(chǎn)生一些開孔通道。試驗(yàn)3.1的泡沫厚22mm、寬88mm、密度19.2kg/m3、孔徑0.4mm、開孔量87vol％。其導(dǎo)熱系數(shù)(TC)是34.0mW/m°K。實(shí)施例4重復(fù)實(shí)施例3，但是除去炭黑，將阻燃劑減少到2.5pph，將Sb2O3增加到1.25pph，并且將冷卻區(qū)和底模溫度增加到155℃。Sb2O3以在非晶態(tài)聚丙烯(TMS級(jí)(粒徑0.9-1.8微米)Sb2O3，F(xiàn)yrebloc5AO-080Y8，Great Lakes Chemical Corporation)中的濃縮物形式添加。表3A和3B列出了試驗(yàn)4.1和4.2的特性和參數(shù)。試驗(yàn)4.2使用實(shí)施例1的發(fā)泡設(shè)備。試驗(yàn)4.1不使用該設(shè)備且它不是本發(fā)明的實(shí)施例。
表3A
表3B
如實(shí)施例2，表3A和3B中的數(shù)據(jù)表明使用本發(fā)明的發(fā)泡設(shè)備可得到滿意的性能結(jié)果。導(dǎo)熱系數(shù)值表明泡沫產(chǎn)品可用于隔熱(依據(jù)德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(DIN)4102的B2級(jí))。實(shí)施例5重復(fù)實(shí)施例3，但是用2.5pph石墨(PF-426級(jí)，Graphite Sales Inc.)取代炭黑，將阻燃劑含量降低至2.5pph，將進(jìn)料速率降低至45kg/h，將抗氧化劑含量增加到0.1pph，并將冷卻區(qū)和底模溫度調(diào)至156℃(試驗(yàn)5.1)和154℃(試驗(yàn)5.2)用以制備泡沫材料。試驗(yàn)5.1和5.2中含有在POP中的10％甘油單硬脂酰酯(GMS，Atmer129，ICIAmericas)濃縮物，這足以為試驗(yàn)5.1提供0.5pph的GMS并為試驗(yàn)5.2提供1.5pph的GMS。試驗(yàn)5.2使用實(shí)施例1的發(fā)泡設(shè)備，但試驗(yàn)5.1不使用。試驗(yàn)5.1和5.2的泡沫比實(shí)施例1的泡沫具有更多的閉孔結(jié)構(gòu)，但是它們的導(dǎo)熱系數(shù)(參照表4)足夠低而可有效用于隔熱材料。表4A和4B列出了試驗(yàn)5.1和5.2的特性和參數(shù)。
表4A
*非本發(fā)明的實(shí)施例表4B
*非本發(fā)明的實(shí)施例表4A和4B中的數(shù)據(jù)證明了使用實(shí)施例1描述的發(fā)泡設(shè)備的好處和該泡沫產(chǎn)品由于其相對(duì)低的導(dǎo)熱系數(shù)而應(yīng)用于隔熱的適用性。實(shí)施例6重復(fù)實(shí)施例1并做幾處改動(dòng)來制備用于試驗(yàn)6.1的泡沫樣品。將模具調(diào)整為120孔的模具(8排，每排15孔，且如實(shí)施例1描述的，孔以等邊三角形的模式排列，孔徑0.9mm，孔間距3.46mm)。調(diào)整聚合物為90wt％的PP樹脂(PP-2，Pro-fax6823，0.5g/10min MFR，Montell Polyokefins)和10wt％的用于實(shí)施例2的POP的混合物。將進(jìn)料速率提高到60kg/h并將異丁烷降低至16pph。在冷卻區(qū)和底模溫度為160℃時(shí)制備該泡沫。
試驗(yàn)6.1的泡沫是每股線中有很多氣孔的聚結(jié)泡沫線材產(chǎn)品。氣孔利于在泡沫的每股線中產(chǎn)生空心通道。試驗(yàn)6.1的泡沫厚30mm、寬68mm、密度20.8kg/m3、孔徑0.6mm、開孔量87％。實(shí)施例7重復(fù)實(shí)施例1并做幾處改動(dòng)來制備用于試驗(yàn)7.1、7.2和7.3的泡沫樣品。使用6”(152.4mm)擠出機(jī)而非實(shí)施例1中的2”(50.8mm)擠出機(jī)和具有孔徑1.02mm以孔間距3.92mm呈三角形排列的多孔模具。選擇性開放足夠的孔以達(dá)到滿意的斷面尺寸。
使用三種樹脂的混合物用于制備試驗(yàn)7.1、7.2和7.3。所選樹脂是PP-2、PP-3和實(shí)施例3的POP，并有如下的重量比試驗(yàn)7.1和7.2的泡沫是68/20/12，試驗(yàn)7.3的泡沫是49/39/12。PP-3是一種高熔融強(qiáng)度的PP樹脂(Pro-faxPF-814，3g/10min MFR，MontellPolyokefins)。將混合物以363kg/h的速率填入擠出機(jī)。對(duì)試驗(yàn)7.1和7.2注入14pph異丁烷發(fā)泡劑，而對(duì)試驗(yàn)7.3注入12pph。
試驗(yàn)7.1和7.2使用的AO-1和AO-2均為0.1pph。試驗(yàn)7.3使用0.6pph的AO-1和0.1pph的AO-2。AO-2是另一種抗氧化劑(Ultranox626，通用電器)。試驗(yàn)7.1和7.2使用0.2pph的硬脂酸鈣和0.4pph的滑石用作成核劑而試驗(yàn)7.3則使用0.2pph的硬脂酸鈣和0.65pph的滑石。
使用下列設(shè)定溫度進(jìn)料區(qū)＝170℃，熔融區(qū)＝190℃，測(cè)量區(qū)＝210℃，混合區(qū)＝195℃。以表5顯示的規(guī)定速率注入異丁烷。以167℃的冷卻區(qū)和底模溫度生產(chǎn)用作試驗(yàn)7.1泡沫的穩(wěn)定泡沫。降低溫度至165℃生產(chǎn)用作試驗(yàn)7.2泡沫的完全閉孔泡沫。進(jìn)一步降低溫度至160℃生產(chǎn)用作試驗(yàn)7.3泡沫的完全閉孔泡沫。
表5列出了試驗(yàn)7.1、7.2和7.3的特性和參數(shù)。
表5
*非本發(fā)明的實(shí)施例表5中的數(shù)據(jù)表明當(dāng)利用大型設(shè)備來制備開孔聚結(jié)泡沫線材板制品時(shí)，需保持冷卻區(qū)的溫度高于生產(chǎn)閉孔泡沫冷卻區(qū)的溫度。實(shí)施例8重復(fù)實(shí)施例1，但是將擠出機(jī)進(jìn)料速率提高至60kg/h、使用均為0.035pph的AO-1和AO-2與0.05pph的滑石、將異丁烷進(jìn)料比率提高至21pph并將發(fā)泡溫度降低至158℃以制備用于試驗(yàn)8.1和8.2的完全閉孔泡沫。表6A和6B列出了試驗(yàn)8.1和8.2的特性和參數(shù)。試驗(yàn)8.2使用實(shí)施例1的發(fā)泡設(shè)備。試驗(yàn)8.2不用且它不是本發(fā)明的實(shí)施例。
表6A
表6B
表6A和6B中的數(shù)據(jù)表明使用實(shí)施例1的發(fā)泡設(shè)備(試驗(yàn)8.2)可制備出完全閉孔結(jié)構(gòu)(開孔量＜20vol％)的低密度泡沫且大面積的斷面可通過發(fā)泡進(jìn)行制備。實(shí)施例9對(duì)實(shí)施例1、3、6和7的泡沫進(jìn)行氣流阻率試驗(yàn)(ISO 90531991(E)方法A)。對(duì)每種試驗(yàn)材料，疊加足夠多的樣品以產(chǎn)生足夠的厚度用于取出直徑65mm、厚35mm(厚度方向上排列的泡沫線材)的圓柱形試驗(yàn)樣品。試驗(yàn)前用填縫化合物填充試驗(yàn)3.1的開孔通道。表7列出了指示試驗(yàn)泡沫的氣流阻率和開孔量。
表7
*非用于聲音隔離的本發(fā)明實(shí)施例表7以氣流阻率的降序進(jìn)行排列。氣流阻率通常和開孔量呈反向關(guān)系。試驗(yàn)7.2和7.3的泡沫是在擠出方向上具有高氣流阻率的完全閉孔泡沫。低氣流阻率利于在聲音隔離中的應(yīng)用。實(shí)施例10重復(fù)實(shí)施例3，但是做大量改動(dòng)。降低阻燃劑含量至2.5pph、炭黑含量至2pph。提高AO-1含量至0.1pph、異丁烷至19pph且發(fā)泡溫度至151℃。利用實(shí)施例4的Sb2O3濃縮物提供含量1pph的Sb2O3、實(shí)施例5的GMS濃縮物提供含量0.4pph的GMS。對(duì)試驗(yàn)10.2-10.4，向混合區(qū)注入2pph的商標(biāo)VORANOL*9287的聚醚型多元醇(陶氏化學(xué)公司)和乙醇以75/25重量比混合的混合物用于孔徑放大。*陶氏化學(xué)公司的商標(biāo)。試驗(yàn)10.1和10.3不使用實(shí)施例1的發(fā)泡設(shè)備且不能代表本發(fā)明。試驗(yàn)10.2和10.4使用該設(shè)備。表8A和8B列出了試驗(yàn)10.1-10.4的特性和參數(shù)。該泡沫達(dá)到與實(shí)施例4泡沫相同的B2級(jí)DIN可燃率。
表8A
表8B
表8A和8B中的數(shù)據(jù)表明在不增加開孔量的條件下，發(fā)泡對(duì)模壓、泡沫斷面尺寸、泡沫密度和孔徑有很好的效果。此外，VORANOL/乙醇混合物的應(yīng)用可有效降低生成泡沫的密度。實(shí)施例11利用來自丹麥Naerum，Brueel and kjaer A/S的4206型聲學(xué)阻抗管和3555型信號(hào)分析儀，對(duì)實(shí)施例1、3、6和7的泡沫試驗(yàn)樣品進(jìn)行聲吸收試驗(yàn)。它根據(jù)ASTM E-1050測(cè)量了正入射吸音系數(shù)。對(duì)29mm和100mm直徑的樣本進(jìn)行了測(cè)試。
29mm的樣本得到比100mm樣本更精確的高頻聲吸收數(shù)據(jù)。低頻時(shí)相反。100mm樣本的低頻數(shù)據(jù)和29mm樣本的高頻數(shù)據(jù)組合起來形成了合成聲吸收曲線。
通過在垂直方向上疊加兩個(gè)或更多泡沫板以增大樣品厚度來制備具有長(zhǎng)25mm的試驗(yàn)樣本。在擠出方向上從疊加塊中鉆孔制備試驗(yàn)樣本。
對(duì)于垂直方向的聲學(xué)測(cè)試，疊加兩個(gè)或更多樣品以使每個(gè)樣品的厚度互相疊加。第一組樣本完全沒有穿孔(V0h)。第二組用2mm的針穿孔并產(chǎn)生密度1孔/cm2(孔間距約10mm)(V1h)的穿孔通道。第三組用2mm的針穿孔并產(chǎn)生密度4孔/cm2(孔間距約5mm)(V4h)的穿孔通道。表9A-D列出了聲學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)。對(duì)所有表9A-D，E＝擠出方向，Max＝如果有的話，在第一個(gè)峰處測(cè)得的最大吸收系數(shù)，其出現(xiàn)在合成聲吸收曲線的低頻端。fmax＝最大吸收發(fā)生的頻率。
表9A
表9B
表9C
*指非本發(fā)明的實(shí)施例表9D
*指非本發(fā)明的實(shí)施例正如所預(yù)期的，實(shí)施例1、3和6制備的多孔開孔泡沫在低氣流阻力、擠出方向上吸音效果很好。試驗(yàn)7.1的部分開孔泡沫在擠出方向上顯示出很小的聲吸收特征。試驗(yàn)7.2和7.3制備的完全閉孔泡沫在擠出方向上的吸音效果不能令人滿意。即使是對(duì)于一些適于無穿孔應(yīng)用的試驗(yàn)6.1的泡沫(空心泡沫)，穿孔也可增強(qiáng)垂直方向上的聲吸收。沒有穿孔，所有泡沫(空心聚結(jié)泡沫線材(試驗(yàn)6.1)或許例外)都不能在垂直方向上有令人滿意的聲吸收，而該方向是泡沫的常用方向。一些泡沫材料要求比其它物質(zhì)更多的穿孔以使ASC達(dá)到0.3或更高。還有一些泡沫材料根本就不需穿孔以使ASC達(dá)到0.3或更高。實(shí)施例12對(duì)試驗(yàn)1.1、7.1和7.2的泡沫進(jìn)行動(dòng)剛度測(cè)試。從泡沫上切取兩組10cm×10cm的樣本。一組樣本在不壓縮態(tài)下進(jìn)行測(cè)試，其厚度列于表11。另一組先進(jìn)行壓縮、使其自由回復(fù)、然后切成表11所列厚度。壓縮或彈性化是通過施加足夠的壓力使樣本壓縮至其初始厚度的95％，然后釋放所施加壓力并使泡沫回復(fù)。在泡沫樣本上放置一10cm×10cm、2kg的重物以提供200千克/米2(kg/m2)的表面重力并依據(jù)ISO 9052-1測(cè)定動(dòng)剛度。將動(dòng)剛度測(cè)量值與樣本厚度相乘計(jì)算動(dòng)態(tài)模量。表11指明了泡沫試驗(yàn)號(hào)、樣本厚度(T，單位mm)、樣品是否彈性化(壓縮)、動(dòng)剛度(DS，單位兆牛頓/米3(MN/m3))和動(dòng)態(tài)模量(DM，單位牛/毫米2(N/mm2))。
表11
*指非本發(fā)明的實(shí)施例表11中的數(shù)據(jù)表明，和試驗(yàn)*7.2的閉孔泡沫相比，本發(fā)明的開孔泡沫(試驗(yàn)1.1和7.1)具有較低的動(dòng)剛度和動(dòng)態(tài)模量(特別是經(jīng)過壓縮/彈性化之后)。從動(dòng)剛度和動(dòng)態(tài)模量都有接近7倍的變化可看出，泡沫試驗(yàn)1.1易于彈性化。這種泡沫可用作夾心板或石膏板層(PBL)以及沖擊聲隔離應(yīng)用的插入物。所得板層可用于墻結(jié)構(gòu)的熱和聲音隔離。實(shí)施例13重復(fù)實(shí)施例1，但是利用裝備有實(shí)施例7模具的3-1/2寸(89mm)擠出機(jī)將70/30重量比的聚丙烯/乙烯-辛烯-1(PP/EO)聚合物混合物轉(zhuǎn)化成試驗(yàn)11.1的泡沫。將擠出機(jī)保持在下面的設(shè)定溫度進(jìn)料區(qū)＝170℃，熔融區(qū)＝205℃，測(cè)量區(qū)＝220℃，混合區(qū)＝190℃，冷卻區(qū)和擠出模＝153℃。AO-1和AO-2均以0.13pph的比率、滑石以0.15pph的比率、HCFC-142b以12pph的比率進(jìn)行填充。
PP是熔體流動(dòng)速率(MFR)為0.6克/10分(g/10min)(ASTMD-1238，230℃/2.16kg)(Himont Incorporated)的發(fā)展性高熔融強(qiáng)度樹脂合成物。該合成物是支鏈PP共聚物樹脂(MFR為2g/10min)和常規(guī)PP均聚物(MFR為0.3g/10min)以50/50重量比混合的混合物。該EO是乙烯/辛烯-1共聚物(AFFINITY*FW 1650.密度0.902g/cm3，熔融指數(shù)(I2)3.0g/10min(ASTM D-1238，190℃/2.16kg)，陶氏化學(xué)公司)。
所得泡沫具有完全開孔結(jié)構(gòu)(依據(jù)ASTM D 2856的方法A，開孔量85％)且孔徑為0.94mm。該泡沫的密度為40.4g/m3、斷面面積為45mm×505mm。
對(duì)該泡沫進(jìn)行如實(shí)施例11的聲吸收測(cè)試(如表12顯示的使用較少的頻率)并將結(jié)果列于表12中。
表12
利用105cm×205cm的薄板依據(jù)ISO 717/1-1982測(cè)量聲衰減指數(shù)(R’w)數(shù)據(jù)。利用試驗(yàn)用兩種結(jié)構(gòu)中之一種并使用初生泡沫(只是形成而無穿孔)或如V1h的穿孔泡沫。一種結(jié)構(gòu)(稱為“I”)是厚50mm的平面泡沫板。另一種結(jié)構(gòu)(稱為“W”)是由間隔205mm位于板交錯(cuò)側(cè)的泡沫帶支撐的40mm厚的泡沫板。該泡沫帶寬40mm、厚5mm。測(cè)試機(jī)構(gòu)如Centre Experimental de Recherche et d’Etudes duBatimen et des Travaux Publics(CEBP)易于進(jìn)行這種測(cè)試。
初生泡沫的R’w在I結(jié)構(gòu)中是31dB，在W結(jié)構(gòu)中是33dB。穿孔泡沫的R’w是39dB。此數(shù)據(jù)表明穿孔的益處。實(shí)施例14重復(fù)實(shí)施例1并做幾處改動(dòng)來制備用于泡沫試驗(yàn)14.1的泡沫材料。將擠出機(jī)換成6”(152.4mm)擠出機(jī)并將模具換成1950孔的模具(13排，每排150孔，如實(shí)施例1中的三角形模式排列，孔徑0.84mm，孔間距3.53mm)。將PP-2樹脂同0.2pph的抗氧化劑粉末(Ultranox815P，通用電器(AO-3))和0.8pph的AO-1濃縮物(15wt％，熔融指數(shù)(I2)1.8克/10分(g/10min)(ASTM D-1238，190℃/2.16kg)且密度0.923g/cm3的低密度聚乙烯樹脂中，基于AO-1濃縮物重量)一起以544kg/h的速率填入擠出機(jī)。改變?cè)O(shè)定溫度如下進(jìn)料區(qū)＝170℃、熔融區(qū)＝190℃、測(cè)量區(qū)＝210℃、混合區(qū)＝195℃。降低異丁烷的進(jìn)料比率至16.5pph。將冷卻區(qū)和底模溫度設(shè)定為158℃以制備穩(wěn)定泡沫。
表13列出了試驗(yàn)14.1的特性和參數(shù)。
表13
表13中的數(shù)據(jù)顯示了利用大型設(shè)備制備本發(fā)明的開孔聚結(jié)泡沫線材板制品。實(shí)施例15對(duì)試驗(yàn)14.1的泡沫進(jìn)行如實(shí)施例12的動(dòng)態(tài)模量和動(dòng)剛度測(cè)試，并進(jìn)行如實(shí)施例10的吸音系數(shù)測(cè)試。擠出并穿孔后測(cè)試泡沫(如實(shí)施例10的V4h)并對(duì)其進(jìn)行壓縮處理測(cè)試(如實(shí)施例12)。表14A和14B列出了試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
表14A列出了試驗(yàn)15的動(dòng)態(tài)模量和氣流阻率。
表14A
表14B列出了試驗(yàn)15的吸音系數(shù)。
表14B
表14A和14B中的數(shù)據(jù)表明，當(dāng)穿孔并壓縮時(shí)，試驗(yàn)14中制備的泡沫材料變成具有低動(dòng)剛度和高吸音系數(shù)的優(yōu)質(zhì)聲學(xué)材料。實(shí)施例16利用擠出泡沫(實(shí)施例14)和穿孔并壓縮的泡沫(實(shí)施例15)制備石膏板層(PBL)。在制備PBLs的過程中，平鋪第一層泡沫以制備厚77mm的泡沫板，然后將泡沫板壓成13mm厚的石膏板。用少許灰漿將每塊PBL粘合到160mm厚的混凝土墻上并完全覆蓋2.5m×4m的墻，并根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)測(cè)試717-1，對(duì)形成的結(jié)構(gòu)在如表15中所列頻率下進(jìn)行聲音傳輸損耗測(cè)量(單位分貝(dB))，并計(jì)算聲衰減指數(shù)(R’w)。測(cè)試機(jī)構(gòu)如CEBTP進(jìn)行了此測(cè)試。
表15
表15中的數(shù)據(jù)表明試驗(yàn)14中制備的開孔泡沫用作隔音層效果很好，尤其是經(jīng)過穿孔和壓縮。在PBL結(jié)構(gòu)中，穿孔并壓縮泡沫比混凝土裸墻的R’w改善了9dB。
根據(jù)本發(fā)明制備的其它泡沫也可得到相似的結(jié)果，尤其是那些利用本發(fā)明發(fā)泡設(shè)備制備的泡沫。
權(quán)利要求
1.一種包含丙烯聚合物材料的擠出、開孔、聚結(jié)泡沫線材，其密度為22千克/立方米或更小、開孔量至少50％且孔徑為2毫米或更小。
2.一種包含丙烯聚合物材料的擠出、開孔、聲學(xué)活躍的、聚結(jié)泡沫線材，其密度為100千克/立方米或更小、開孔量至少50％、孔徑為2毫米或更小，且在其擠出方向上的降噪系數(shù)至少是0.3，該泡沫具有已限定的大部分穿孔通道，且這些通道的方向通常與擠出方向垂直。
3.一種包含丙烯聚合物材料的擠出、開孔、聚結(jié)泡沫線材，其密度22千克/立方米且開孔量80％。
4.一種包含丙烯聚合物材料的擠出、開孔、聚結(jié)泡沫線材，其密度20千克/立方米且開孔量50％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的材料，其中該泡沫還具有小于25千帕斯卡秒/米2的氣流阻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的材料，其中開孔量至少是80％。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的材料，其中穿孔通道的頻率至少是1孔/厘米2且孔間距10毫米。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的材料，其中穿孔通道的頻率至少是4孔/厘米2且孔間距5毫米。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的材料，其中穿孔通道由機(jī)械力產(chǎn)生。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的材料，其中該材料在彈性化之后的動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)小于1牛頓/毫米2。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的材料，其中動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)小于0.6牛頓/毫米2。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的材料，其中動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)小于0.4牛頓/毫米2。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的材料，其中密度小于或等于60千克/米3。
14.一種至少包含一層如權(quán)利要求10-12所述材料的隔音結(jié)構(gòu)。
15.一種包含丙烯聚合物材料的擠出、完全閉孔、聚結(jié)泡沫線材，其密度為20千克/米3、開孔量小于20％且孔徑為2毫米或更小。
16.根據(jù)權(quán)利要求4或15所述的材料，其中該材料的導(dǎo)熱率不超過45毫瓦/米開氏度。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的材料，其中還包含阻燃劑、輻射阻隔物或二者都有。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的材料，其中導(dǎo)熱率不超過40毫瓦/米開氏度。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的材料，其中導(dǎo)熱率不超過35毫瓦/米開氏度。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的材料，其中該泡沫的壓縮強(qiáng)度比率(垂直方向和擠出方向之比)大于0.3。
21.一種發(fā)泡設(shè)備，它包括a)泡沫擠出物接受輥軸裝置；b)第二輥軸裝置，它與泡沫擠出物接受輥軸裝置通過至少一個(gè)鉸接裝置相連；和c)泡沫拉伸裝置，它與第二輥軸裝置相隔離但有操作關(guān)系。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中該泡沫擠出物接受輥軸裝置是一對(duì)對(duì)置、平行、但隔離的可調(diào)輥軸組，每個(gè)輥軸組具有第一端和第二端，且每個(gè)輥軸組的第二端靠近第二輥軸裝置。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中第二輥軸裝置是一對(duì)對(duì)置、平行、但隔離的可調(diào)輥軸組，每個(gè)輥軸組都與泡沫擠出物接受輥軸裝置的輥軸在同一平面，且具有第一端和第二端，第二輥軸裝置的每個(gè)輥軸組的第一端與泡沫擠出物接受輥軸裝置共面輥軸的第二端相靠近并鉸接。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中泡沫拉伸裝置是一對(duì)反向傳輸帶，傳輸帶相互隔離但彼此平行，每個(gè)傳輸帶都具有靠近第二輥軸裝置的進(jìn)口端和與進(jìn)口端隔離并處于另一端的出口端，傳輸帶的運(yùn)動(dòng)足以將材料從第二輥軸裝置的第二端推至傳輸帶的出口端。
25.一種發(fā)泡設(shè)備，其包括a)泡沫擠出物接受輥軸裝置；b)通過至少一個(gè)鉸接裝置與泡沫擠出物接受輥軸裝置連接的制板裝置；和c)泡沫拉伸裝置，它與制板裝置隔離但與之有操作關(guān)系。
全文摘要
一種丙烯聚合物擠出、聚結(jié)泡沫線材，它在開孔時(shí)可用于隔音應(yīng)用而在閉孔時(shí)可用于隔熱應(yīng)用。一種適于制備這種具有膨脹斷面的泡沫的設(shè)備。
文檔編號(hào)B29K105/04GK1464891SQ01806686
公開日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2001年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月17日
發(fā)明者C·P·帕克, M·J·布呂克, G·埃申-勞爾, M·E·沙勒, J-F·柯尼希 申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)公司