含有复合颗粒的组合物和泡沫组合物、制品、复合颗粒和方法与流程

1.本公开涉及包含含有化学发泡剂的复合颗粒的组合物和泡沫组合物、制品以及形成所述泡沫组合物的方法。


背景技术：

2.泡沫是由被固体基质分段的气体填充的网络或室组成的多孔材料。发泡材料的特性由基质材料的组成及其微孔结构的形态决定。化学发泡剂、物理发泡剂和可膨胀微球都已被采用来帮助形成发泡材料。


技术实现要素：

3.本发明提供了含有复合颗粒的组合物、泡沫组合物和制品，制备泡沫组合物的方法以及复合颗粒。所述复合颗粒包含封装的化学发泡剂颗粒。与用未封装的所述相同化学发泡剂发泡的材料相比，使用所述复合颗粒趋于导致泡沫泡孔尺寸减小并且伴随泡沫泡孔密度和均质性增加。
4.在第一方面，提供了一种组合物。所述组合物包含非交联热塑性含氮基质材料和分布在所述非交联热塑性含氮基质材料中的多个复合颗粒。所述组合物具有0.5兆帕(mpa)或更大的弹性模量。所述多个复合颗粒各自包含封装在包含非交联热塑性材料的壳内的化学发泡剂颗粒。所述非交联热塑性材料在所述化学发泡剂颗粒的分解温度下具有3,700帕斯卡秒(pa
·
s)或更大的复态粘度。
5.在第二方面，提供了一种泡沫组合物。所述泡沫组合物包含闭孔泡沫热塑性含氮基质材料和分布在所述闭孔泡沫热塑性含氮基质材料中的非交联热塑性材料。
6.在第三方面，提供了一种制品。所述制品包含附接到基底的泡沫组合物。所述泡沫组合物包含闭孔泡沫热塑性含氮基质材料和分布在所述闭孔泡沫热塑性含氮基质材料中的非交联热塑性材料。
7.在第四方面，提供了一种制备泡沫组合物的方法。所述方法包括a)压缩混合物；以及b)加热压缩的混合物，从而形成所述泡沫组合物。所述混合物包含非交联热塑性含氮基质材料和分布在所述非交联热塑性含氮基质材料中的多个复合颗粒。所述混合物具有0.5mpa或更大的弹性模量。所述多个复合颗粒各自包含封装在包含非交联热塑性材料的壳内的化学发泡剂颗粒。所述非交联热塑性材料在所述化学发泡剂颗粒的分解温度下具有3,700pa
·
s或更大的复态粘度。
8.在第五方面，提供了一种复合颗粒。所述复合颗粒包含封装在包含非交联热塑性材料的壳内的化学发泡剂颗粒；以及共封装的金属盐。所述金属盐为mx或m(x)2形式，其中m为锌、钙、镉、钾、钡、锶、镁、汞、钛、锡、铅、钠、锂或铯，其中x为含有硝酸阴离子、磷酸阴离子、亚磷酸阴离子、硫酸阴离子、碳酸阴离子、草酸、卤阴离子、对甲苯磺酸阴离子、四氟硼酸阴离子、高氯酸阴离子、氢氧阴离子或氰阴离子部分的有机或无机配体以及对应的水合物、或它们的混合物。所述非交联热塑性材料在所述化学发泡剂颗粒的分解温度下具有3,
700pa
·
s或更大的复态粘度。
9.在第六方面，本发明提供了一种组合物。所述组合物包含非交联热塑性基质材料和分布在所述非交联热塑性基质材料中的第五方面的多个复合颗粒。
10.在第七方面，提供了另一种泡沫组合物。所述泡沫组合物包含闭孔泡沫热塑性基质材料和分布在所述闭孔泡沫热塑性基质材料中的第五方面的多个复合颗粒。
11.在第八方面，提供了一种抛光垫。所述抛光垫包含第二方面或第七方面的泡沫组合物。
12.在第九方面，提供了一种抛光系统。所述抛光系统包括抛光溶液和第八方面的抛光垫。
13.在第十方面，提供了一种抛光基底的方法。所述方法包括提供具有工作表面的第八方面的抛光垫；提供具有第一表面的基底；使抛光垫的工作表面与第一基底表面接触；以及在维持所述抛光垫的所述工作表面与所述第一基底表面之间的接触的同时使所述抛光垫和所述基底相对于彼此移动。在抛光溶液存在的情况下进行抛光。
14.本公开的以上发明内容并不旨在描述本发明的每个公开实施方案或每种实施方式。以下描述更具体地举例说明了例示性实施方案。在本技术通篇的若干处，通过示例列表提供了指导，这些示例可以各种组合使用。在每种情况下，所引用的列表都只用作代表性的组，并且不应被理解为排他性列表。因此，本公开的范围不应限于本文所述的特定说明性结构，而应至少扩展至由权利要求书的语言所描述的结构以及这些结构的等同形式。本说明书中正面引用的作为另选方案的任何要素可根据需要以任何组合明确地包括于权利要求书中或从权利要求书排除。虽然本文可能已经讨论了各种理论和可能的机理，但在任何情况下都不应将此类讨论用于限制可受权利要求书保护的主题。
附图说明
15.图1为用于制备示例性泡沫组合物的设备的示意性剖视图。
16.图2a为处于230℃发泡5分钟的比较例a的泡沫组合物的扫描电镜(sem)图像。
17.图2b为处于230℃发泡5分钟的比较例b的泡沫组合物的sem图像。
18.图2c为处于230℃发泡5分钟的实施例1的泡沫组合物的sem图像。
19.图2d为处于230℃发泡4分钟的比较例c的泡沫组合物的sem图像。
20.图2e为处于230℃发泡3.9分钟的实施例2的泡沫组合物的sem图像。
21.图2f为处于270℃发泡6.5分钟的比较例d的泡沫组合物的sem图像。
22.图2g为处于270℃发泡6.5分钟的实施例7的泡沫组合物的sem图像。
23.图2h为处于270℃发泡5分钟的比较例e的泡沫组合物的sem图像。
24.图2i为处于270℃发泡6.5分钟的实施例8的泡沫组合物的sem图像。
25.图3a为在430℉的模具温度下挤出的实施例9的泡沫组合物的摄影图像。
26.图3b为在390℉的模具温度下挤出的比较例g的泡沫组合物的摄影图像。
27.图4a为实施例20的多层复合材料的sem图像，其中切片沿横向方向截取。
28.图4b为实施例20的多层复合材料的sem图像，其中切片沿纵向方向截取。
29.图5a为在246℃的模具温度下挤出的比较例g的泡沫组合物的sem图像，其中切片沿横向方向截取。
30.图5b为在246℃的模具温度下挤出的比较例g的泡沫组合物的sem图像，其中切片沿纵向方向截取。
31.图5c为在246℃的模具温度下挤出的实施例23的泡沫组合物的sem图像，其中切片沿横向方向截取。
32.图5d为在246℃的模具温度下挤出的实施例23的泡沫组合物的sem图像，其中切片沿纵向方向截取。
33.图6为实施例23的泡沫组合物的表面的摄影图像。
34.图7a为在285℃的模具温度下挤出的实施例24的泡沫组合物的光学显微镜图像。
35.图7b为在302℃的模具温度下挤出的实施例24的泡沫组合物的光学显微镜图像。
36.图8a为在246℃的模具温度下挤出的具有平滑主表面的实施例23的泡沫组合物的sem图像。
37.图8b为在229℃的模具温度下挤出的具有平滑主表面的实施例22的泡沫组合物的sem图像。
38.图8c为在218℃的模具温度下挤出的具有粗糙主表面的比较例g的泡沫组合物的sem图像。
39.图9a为在150℃的温度下发泡8分钟的实施例25的泡沫组合物的sem图像。
40.图9b为在150℃的温度下发泡8分钟的比较例h的泡沫组合物的sem图像。
41.图10为在150℃的温度下发泡9分钟的实施例29的泡沫组合物的sem图像。
42.图11为在190℃的温度下发泡5分钟的实施例30的泡沫组合物的sem图像。
43.图12a为在150℃的温度下发泡12分钟的实施例31的泡沫组合物的sem图像。
44.图12b为在150℃的温度下发泡12分钟的比较例i的泡沫组合物的sem图像。
45.图13为非交联热塑性材料的复态粘度对温度的曲线图。
具体实施方式
46.组合物
47.在第一方面，提供了一种组合物。组合物包含：非交联热塑性含氮基质材料和分布在非交联热塑性含氮基质材料中的多个复合颗粒，其中组合物具有0.5兆帕(mpa)或更大的弹性模量，并且其中多个复合颗粒各自包含：封装在包含非交联热塑性材料的壳内的化学发泡剂颗粒，其中非交联热塑性材料在化学发泡剂颗粒的分解温度下具有3,700pa
·
s或更大的复态粘度。
48.组合物的弹性模量可诸如使用动态力学分析(dma)通过实验来确定。组合物的弹性模量为0.5mpa或更大、0.1mpa、0.5mpa、0.75mpa、1.0mpa、1.50mpa、2mpa、5mpa、7mpa、10mpa、12mpa、15mpa、20mpa、25mpa、30mpa、40mpa、50mpa、75mpa、100mpa、150mpa、200mpa、250mpa、300mpa、350mpa、400mpa或450mpa或更大；以及5,000mpa或更小、4,500mpa、4,000mpa、3,500mpa、3,000mpa、2,500mpa、2,000mpa、1,500mpa、1,000mpa或500mpa或更小。在此类弹性模量下，组合物适用于在发泡过程中浇铸或压缩，而不是喷雾发泡。
49.组合物的组分将在下文中进行详细的描述。
50.非交联热塑性基质材料
51.非交联热塑性含氮基质材料包含在热塑性基质材料的主链中具有至少一个氮原
子的材料。在一些实施方案中，非交联热塑性含氮基质材料选自聚酰胺、聚(酯酰胺)(pea)、聚氨酯、聚乙烯亚胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺(pei)、聚脲、聚唑啉、聚亚氨基硫醚、聚氨基酰胺、聚磺酰胺、聚(酰胺-酰亚胺)、或它们的组合物。在一些实施方案中，非交联热塑性含氮基质材料还可以与非交联热塑性材料共混，该非交联热塑性材料在主链中不包括氮原子而是在侧基中包括至少一个氮原子(例如，非交联热塑性侧链含氮材料)，诸如与聚(苯乙烯-丙烯腈)(san)共混的聚氨酯。在一些实施方案中，非交联热塑性含氮基质材料还可以与非交联热塑性非含氮材料共混，如与各种tpe共混的聚氨酯，诸如苯乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sbs)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(sis)、苯乙烯-丁二烯共聚物(abs)、丁二烯共聚物(丁腈橡胶，nbr)等。
52.在一些实施方案中，非交联热塑性含氮基质材料包含聚酰胺。如本文所用，“聚酰胺”是指具有多个式-(co)nh-的酰氨基基团的聚合物。合适的聚酰胺包括酸封端的聚酰胺和胺封端的聚酰胺。胺封端的聚酰胺比酸封端的聚酰胺对环氧化物官能化的交联剂更具反应性。就具有较慢反应性的聚酰胺而言，还可以使用交联催化剂来提高非交联热塑性基质材料的交联速率。交联剂和交联催化剂在下文中进一步描述。
53.在一些实施方案中，聚酰胺组分的聚酰胺可以包括二酸组分和二胺组分的反应产物(例如，通过缩合聚合)。
54.在一些实施方案中，二酸组分可以包括任何长链二酸(例如，包含大于15个碳原子的二酸)。二酸组分还可以包括短链二酸(例如，包含介于2与15个碳原子之间的二酸)。在一些实施方案中，长链二酸可以以基于二酸组分的总摩尔数计51摩尔％-100摩尔％、70摩尔％-100摩尔％、80摩尔％-100摩尔％、90摩尔％-100摩尔％、51摩尔％-99摩尔％或51摩尔％-95摩尔％；或至少51摩尔％、至少70摩尔％或至少90摩尔％的量存在于二酸组分中。在一些实施方案中，短链二酸可以不存在于二酸组分中，或者可以以基于二酸组分的总摩尔数计1摩尔％-49摩尔％、1摩尔％-30摩尔％、1摩尔％-20摩尔％或1摩尔％-10摩尔％的量存在于二酸组分中。
55.在一些实施方案中，二酸组分可以包括二羧酸(例如，以二羧基二聚酸的形式)。在一些实施方案中，该二羧酸可以包含至少一个烷基基团或烯基基团，并且可以含有3至30个碳原子，并且可以以具有两个羧酸基团为特征。该烷基基团或烯基基团可以是支链的。该烷基基团可以是环状的。可用的二羧酸可以包括丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十六烷二酸、(z)-丁烯二酸、(e)-丁烯二酸、戊-2-烯二酸、十二烷-2-烯二酸、(2z)-2-甲基丁-2-烯二酸、(2e,4e)-己-2,4-二烯二酸、癸二酸。可使用芳族二羧酸，诸如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和2,6-萘二甲酸。可以使用两种或更多种二羧酸的混合物，因为不同二羧酸的混合物可以有助于破坏聚酰胺的结构规则性，从而显著降低或消除所得聚酰胺组分的结晶度。
56.在一些实施方案中，二酸组分还可以包括具有阴离子基团的二羧酸。可用的具有阴离子基团的二羧酸包括5-磺基间苯二甲酸钠盐或其二甲酯、5-磺基间苯二甲酸锂盐。
57.在一些实施方案中，二羧基二聚酸可以包含至少一个烷基基团或烯基基团，并且可以含有12至100个碳原子、16至100个碳原子或者18至100个碳原子，并且以具有两个羧酸基团为特征。二聚酸可以是饱和的或不饱和的。在一些实施方案中，该二聚酸可以是脂肪酸的二聚体。如本文所用，短语“脂肪酸”意味着由含有5至22个碳原子的烷基基团或烯基基团
构成的有机化合物，并且其特征在于具有末端羧酸基团。可用的脂肪酸公开于“fatty acids in industry:processes,properties,derivatives,applications(工业中的脂肪酸：方法、特性、衍生物、应用)”，第7章，第153至175页，马塞尔
·
德克尔公司(marcel dekker,inc.)，1989中。在一些实施方案中，该二聚酸可以由具有18个碳原子的不饱和脂肪酸(诸如油酸或妥尔油脂肪酸)发生二聚化而形成。二聚酸通常是至少部分不饱和的，并通常含有36个碳原子。二聚酸可以具有相对高的分子量，并且由包含各种比率的多种大的或相对高分子量的经取代环己烯羧酸(主要是36-碳二羧基二聚酸)的混合物组成。组分结构可以是无环的、环状的(单环或二环的)或芳族的。
58.在一些实施方案中，二胺组分可以包括一种或多种仲二胺或者一种或多种仲/伯混合二胺，并任选地包括一种或多种伯二胺。
59.在一些实施方案中，合适的仲胺或仲/伯混合胺可以具有式：r
1-nh-r
2-nh-r1，
60.其中r2为：
61.亚烷基(例如-ch2ch2ch
2-)、
62.支链亚烷基(-ch2ch(me)ch
2-)、
63.亚环烷基(例如-环己基-ch
2-环己基-)、
64.经取代或未经取代的亚芳基(例如-1,4-亚苯基-)、
65.亚杂烷基(例如
–
ch2ch
2-o-ch2ch
2-或任何其他“jeffamine”)，或
66.杂环亚烷基(例如
–
ch
2-呋喃环-ch
2-)；
67.并且每个r1独立地为：
68.直链或支链烷基(例如
–
me、-异丙基)、
69.环烷基(例如
–
环己基)、
70.芳基(例如
–
苯基)、
71.杂烷基(例如
–
ch2ch
2-o-ch3)
72.杂芳基(例如-2-取代的吡啶基)，或
73.氢原子，
74.条件是两个r1均不为氢原子，或r1基团为亚烷基或支链亚烷基并且形成杂环化合物(例如哌嗪)。
75.合适的仲二胺可以包括例如哌嗪、1,3-二-4-哌啶基丙烷、环己胺、4,4'-亚甲基双[n-(1-甲基丙基)]。在一些实施方案中，合适的仲/伯混合二胺(即，具有仲胺和伯胺的二胺)包括例如氨基乙基哌嗪。在一些实施方案中，仲/伯混合二胺可以不存在，或者可以以基于仲胺或仲/伯混合胺的总摩尔数计小于50摩尔％、30摩尔％、10摩尔％或5摩尔％的量存在。在一些实施方案中，合适的仲二胺或仲/伯混合二胺的数均分子量可以为30g/mol至5000g/mol、30g/mol至500g/mol或者50g/mol至100g/mol。
[0076]
在一些实施方案中，除了仲胺或仲/伯混合胺之外，二胺组分还可以包括伯二胺，诸如脂族或芳族伯胺。合适的伯胺包括例如乙二胺、间苯二甲胺、1,6-己二胺、1,10-癸二胺、1,12-十二烷二胺、2,2,4(2,4,4)-三甲基-1,6-己二胺、邻甲苯胺或1,3-苯二甲胺。在一些实施方案中，合适的伯二胺的数均分子量可以为30g/mol至5000g/mol、30g/mol至500g/mol或者50g/mol至100g/mol。
[0077]
在一些实施方案中，单独或组合的仲二胺或仲/伯混合二胺可以以基于二胺组分
的总摩尔数计1摩尔％-100摩尔％、50摩尔％-100摩尔％、90摩尔％-100摩尔％、1摩尔％-99摩尔％、50摩尔％-99摩尔％、70摩尔％-99摩尔％、90摩尔％-99摩尔％、95摩尔％-100摩尔％、或95摩尔％-99摩尔％或者99摩尔％-100摩尔％的量存在于二胺组分中。在一些实施方案中，单独或组合的仲二胺或仲/伯混合二胺可以以基于二胺组分的总摩尔数计至少1摩尔％、50摩尔％、90摩尔％、95摩尔％或至少99摩尔％的量存在于二胺组分中。
[0078]
在一些实施方案中，伯胺可以不存在于二胺组分中，或者可以以基于二胺组分的总摩尔数计1摩尔％-10摩尔％或1摩尔％-5摩尔％的量存在于二胺组分中。在一些实施方案中，聚酰胺组分中的二胺与二酸的摩尔比可以介于1与5之间、1与4之间、1.1与4之间或者1.2与3之间。
[0079]
在一些实施方案中，可能有利的是用官能度大于2的对应组分取代一部分二酸组分或二胺组分。如果较高官能度组分以足够的浓度存在于组合物中，则该组分的存在可导致具有无限分子量的交联聚合物的形成。较高官能度组分的适当水平可使用经验方法或通过使用paul flory(1953)的“principles of polymer chemistry(聚合物化学原理)”的等式7，第9章来确定。官能度大于2的酸组分的可用示例为1,2,4-苯三甲酸、1,3,5-苯三甲酸三氯化物、柠檬酸、乙二胺四乙酸、pripol 1017(购自新泽西州爱迪生的禾大公司(croda,inc.,edison,nj)、pripol1025(购自新泽西州爱迪生的禾大公司)、pripol 1040(购自新泽西州爱迪生的禾大公司)。官能度大于2的二胺组分的可用示例为二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、1,2,4-苯三胺。
[0080]
二酸组分可以是二酸(-cooh)或羧酸衍生物的形式，诸如对应的烷基二酯(-coor，其中r＝直链或支链c1-c4)或对应的二酰氯(-cocl)。就二酸而言，反应副产物将为水。就烷基二酯而言，副反应产物将为对应的直链或支链c1-c4醇。在二酰氯的酸中，副产物将为氯化氢，其必须从反应中去除以能够以高收率形成聚酰胺。用于去除氯化氢的典型方法包括使用叔胺共溶剂，诸如吡啶或4-(n,n'-二甲基)氨基吡啶。
[0081]
在一些实施方案中，聚酰胺组分可以按照至少一种上述二酸与至少一种上述二胺之间的常规缩合反应形成。可以使用至少两种二酸类型与至少一种二胺的混合物、至少两种二胺类型与至少一种二酸类型的混合物、或至少两种二酸类型与至少两种二胺类型的混合物。聚酰胺组分可以是胺封端的或包含胺端基。胺封端可以通过在聚酰胺合成期间使用胺基团与酸基团的适当化学计量比(例如二胺与二酸的适当化学计量比)来获得。胺值的可用范围为1mg koh/g至250mg koh/g，优选地2mg koh/g至100mg koh/g，更优选地3mg koh/g至50mg koh/g。
[0082]
在一些实施方案中，聚酰胺组分可以按照至少一种上述二酸与至少一种上述二胺之间的常规缩合反应形成。可以使用至少两种二酸类型与至少一种二胺的混合物、至少两种二胺类型与至少一种二酸类型的混合物、或至少两种二酸类型与至少两种二胺类型的混合物。聚酰胺可以是酸封端的或包含酸端基。酸封端可以通过在聚酰胺合成期间使用酸基团与胺基团的适当化学计量比(例如二酸与二胺的适当化学计量比)来获得。酸值的可用范围为1mg koh/g至250mg koh/g，优选地2mg koh/g至100mg koh/g，更优选地3mg koh/g至50mg koh/g。
[0083]
在一些实施方案中，聚酰胺组分可以包括多官能聚酰氨基胺或基于热熔二聚酸的聚酰胺，诸如us 3,377,303(peerman等人)中描述的那些。
[0084]
在一些实施方案中，聚酰胺组分包含多肽或类多肽。多肽包括通过肽键连接在一起的氨基酸链，并且具有
–
[c(＝o)
–
[ch2]m–
n(r)]n–
的结构。类多肽是类似的，并且具有结构
–
[c(＝o)
–
[c(r)]m–
nh]n–
。
[0085]
聚(酯酰胺)(pea)是重要的聚合物，其可以将聚酰胺的刚度以及优异的热和机械性能与聚酯的生物相容性和生物降解能力相结合。它们作为消费品的可生物降解的塑料(例如，由拜耳公司(bayer)，以商品名“bak”)进行了研究和应用。第一pea在1932年由carothers用二酸、二醇和二胺合成。
[0086]
聚酰胺-酰亚胺显示出聚酰胺和聚酰亚胺两者的特性的组合，诸如高强度、可熔融加工性、异常高的热性能和广泛的耐化学品性。它们在n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)中由异氰酸酯和tma(偏苯三酸酸酐)制备。聚酰胺-酰亚胺的主要经销商是苏威特种聚合物公司(solvay specialty polymers)，该公司使用商品名“torlon”。
[0087]
在一些实施方案中，非交联热塑性含氮基质材料包含聚氨酯，诸如聚醚基热塑性聚氨酯、聚酯基热塑性聚氨酯或两者。聚氨酯在材料的主链中包括一个或多个氨基甲酸酯官能团。氨基甲酸酯是通过异氰酸酯与醇反应形成氨基甲酸酯键来制备的。此外，术语“聚氨酯”已更一般地用于指多异氰酸酯与包括多官能醇和硫醇(例如聚硫氨酯)的多活性氢化合物的反应产物。
[0088]
在一些实施方案中，除了氨基甲酸酯官能团之外，聚氨酯还包含一个或多个选自羧基基团和硅氧烷基团的侧链官能团。聚氨酯还可以包含选自烷基、聚亚烷基、聚环氧烷、芳基、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺以及它们的组合物的连接基团。如本文所用，“连接基团”是指连接两个或更多个氨基甲酸酯基团的官能团。连接基团可以是二价、三价或四价的。
[0089]
合适的市售聚氨酯包括例如但不限于以商品名“estane”、“isoplast”和“pellethane”得自路博润公司(俄亥俄州布雷克斯维尔)(lubrizol corporation(brecksville,oh))的聚氨酯。此类聚氨酯的一些示例包括商品名“estane 58144”的聚醚基聚氨酯；商品名“estane 58277”的聚酯基聚氨酯；商品名“isoplast 101 ept”的聚氨酯；以及商品名“pellethane 5862-85a”的芳族聚醚基聚氨酯。
[0090]
在一些实施方案中，非交联热塑性含氮基质材料包含聚乙烯亚胺。聚乙烯亚胺为多阳离子聚合物并且可为直链或支链的。一种合适的聚乙烯亚胺可以支链聚乙烯亚胺形式从西格玛奥德里奇公司(密苏里州圣路易斯)(sigma aldrich(st.louis,mo))商购获得，该支链聚乙烯亚胺具有约25,000克/摩尔的平均重均分子量(mw)，并且具有线性化学式h(nhch2ch2)nnh2。另外的合适的聚乙烯亚胺聚合物包括以商品名“lupasol”(诸如“fg”、“pr 8515”、“p”和“ps”)得自巴斯夫公司(新泽西州弗洛勒姆帕克)(basf corporation(florham park,nj))的那些。
[0091]
在一些实施方案中，非交联热塑性含氮基质材料包含聚酰亚胺。聚酰亚胺是具有酰亚胺基团(即与氮原子键合的两个酰基基团)的聚合物并且对高温和化学品具有高抗性。合适的市售聚酰亚胺包括例如但不限于可以商品名“aurum”热塑性聚酰亚胺树脂(诸如“j-1548”、“j-2556”、“jcl3010”、“jcn3030”、“pl500m”、“jcf3030”、“jcl3030”、“jgm3030”和“pl450c”)购自杜邦公司(dupont)的那些。
[0092]
在一些实施方案中，非交联热塑性含氮基质材料包含聚醚酰亚胺(pei)。已经开发出聚醚酰亚胺以克服与不易熔融加工的聚酰亚胺相关联的挑战。将适当的醚键结合到聚酰
亚胺分子链中提供了足够的柔韧性，以允许良好的可熔融加工性，但是仍保留具有优异机械和热特性的芳族酰亚胺特性。酰亚胺赋予高温性能。醚基团允许熔融加工。聚醚酰亚胺首先于1982年由通用电气公司(general electric company)(现在称为sabic)以商品名ultem树脂开发，并且可购自若干供应商，诸如：sabic、rtp公司、莱曼沃斯公司(lehmann&voss)、象限公司(quadrant)、普立万公司(polyone)等。
[0093]
在一些实施方案中，非交联热塑性含氮基质材料包含聚脲。合适的聚脲可以包括多异氰酸酯与多胺的聚合物。可以使用任何合适的多异氰酸酯和多胺。合适的多异氰酸酯可以包括芳族异氰酸酯、脂族异氰酸酯、多异氰酸酯或它们的组合物。合适的芳族异氰酸酯可以包括亚甲基二苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、3,3'-二甲基二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、二苯甲烷-2,2'-二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、4,4'-联苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、2-甲基-1,5-萘二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯以及该两种异构体的混合物、二苯甲烷-2,4'-二异氰酸酯、4-乙基-间-亚苯基二异氰酸酯，或它们的混合物。合适的脂族异氰酸酯可包括2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、1,3-环己基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、异佛乐酮二异氰酸酯(ipdi)、十亚甲基二异氰酸酯、亚甲基二异氰酸酯、亚甲基-双(4-环己基异氰酸酯)(h12mdi)、二甲基二异氰酸酯、反-1,4-环己烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯，或它们的混合物。其它合适的异氰酸酯可以包括多异氰酸酯，包括基于上述物质任一种的那些。合适的聚胺可以包括得自亨斯迈公司(得克萨斯州伍德兰兹)(huntsman corporation(the woodlands,tx))的“jeffamine”聚醚胺或它们的混合物。此外，可以包含增链剂，该增链剂通常是单体或低分子量双官能化合物。合适的氨基增链剂可以包括1,4-二氨基丁烷、乙二胺、1,2-二氨基丙烷、1,3-二氨基丙烷、1,2-二氨基环己烷、异佛乐酮二胺、仲环脂族二胺、二乙基甲苯二胺，或它们的混合物。
[0094]
在一些实施方案中，非交联热塑性含氮基质材料包含聚唑啉。通过唑啉或嗪的阳离子开环聚合反应制备聚唑啉。一种合适的聚唑啉是聚-2-乙基-2-唑啉，其可以多种数均分子量从西格玛奥德里奇公司商购获得。使唑啉和嗪聚合的另一种方式是通过自发两性离子共聚(szp)与亲电单体诸如丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸酯、丙二酸酯或乙烯磺酰胺。szp产生交替的n-酰化多胺、n-酰化聚(氨基醚)、n-酰化聚(氨基醚)、n-酰化聚(氨基磺酰胺)、聚(酯亚氨基硫醚)和n-酰化聚(氨基酰氨基酯)。这些聚合物详述于de jongh等人prog.polym.sci.2018,87,228中。
[0095]
在一些实施方案中，非交联热塑性含氮基质材料包含聚氨基酰胺。聚氨基酰胺是可以通过逐步增长聚合反应制备的阳离子聚合物。合适的市售聚氨基酰胺包括可以商品名“anquamine”(诸如“360”、“401”、“419”、“456”和“701”)购自赢创工业(宾夕法尼亚州艾伦镇)(evonik industries(allentown,pa))的那些。
[0096]
在一些实施方案中，非交联热塑性含氮基质材料包含聚磺酰胺。聚磺酰胺包括沿主链的砜基团和酰胺基团。聚磺酰胺纸浆由杜邦公司出售，并且由二间氨基二苯砜与对亚苯基二甲酰氯的缩聚产生。聚磺酰胺纸浆也以商品名tanlon由上海特安纶纤维公司(中国上海)(shanghai tanlon fiber co.(shanghai,china))出售并且由对亚苯基二甲酰氯与二间氨基二苯砜和二对氨基二苯砜的缩聚产生。
[0097]
在某些实施方案中，非交联热塑性含氮基质材料具有40℃或更高、50℃、60℃、70
℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃或更高；以及220℃或更低、210℃、200℃、190℃、180℃、170℃或160℃或更低的(例如维卡)软化点。软化点针对不具有确定熔点的材料，诸如塑料。将其视为在10牛顿(n)或50n的负载下通过具有1mm2圆形或正方形横截面的平头针将样本穿透至1毫米深度时的温度。确定维卡软化点的标准测试方法包括astm d 1525。
[0098]
附加的非交联热塑性材料
[0099]
如上所述，在一些实施方案中，非交联热塑性含氮基质材料与非交联热塑性非含氮材料和/或非交联热塑性侧链含氮材料共混。此外，在一些实施方案中，根据第五方面的复合颗粒可与非交联热塑性非含氮基质材料和/或非交联热塑性侧链含氮基质材料一起使用以制备泡沫组合物。这些材料可选自聚有机硅氧烷、苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯、聚烯烃、聚烯烃共聚物、聚氯乙烯(pvc)、乙烯乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯共聚物、丙烯酸系嵌段共聚物或聚乳酸(pla)。当采用pla时，组合物还包含：tg为25摄氏度或更高的聚合物；交联剂；以及交联催化剂。tg为25摄氏度或更高的聚合物通常为聚乙酸乙烯酯。在一些实施方案中，交联催化剂包括烷基或烯基铵、鏻鎓或咪唑盐。组合物通常还包含增塑剂。可包含一种或多种附加组分，诸如结晶成核剂、抗粘连添加剂、泡孔稳定剂、表面活性剂或它们的任何组合。
[0100]
合适的聚有机硅氧烷在例如共同拥有的美国专利7,501,184(leir等人)和8,765,881(hays等人)中有所描述，该专利全文以引用的方式并入本文。聚氯乙烯(pvc)是由大部分(例如，至少50％)氯乙烯组成的聚合物，并且已被用作泡沫产品的基质多年。合适的pvc包括可以商品名ge fe1456cpf购自墨西哥化工特种化合物公司(马萨诸塞州莱明斯特)(mexichem specialty compounds(leominster,ma))的pvc化合物(例如，适用于挤出加工)。
[0101]
合适的乙烯乙酸乙烯酯(eva-乙烯与乙酸乙烯酯的共聚物)包括例如可以商品名elvax购自杜邦公司(特拉华州威尔明顿)(dupont(wilmington,de))的树脂。elvax树脂是乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物。其典型的乙酸乙烯酯的含量在9至40重量％的等级范围内，并且其典型的熔融指数在0.3至500dg/分钟的等级范围内，(根据astm d1238)。合适的elvax树脂包括等级770、760、750、670、660、650、565、560、550、470、460、450、360、350、310、265、260、250、240、220、210、205、150、140和40。合适的eva还包括可以商品名ultrathene购自利安德巴塞尔公司(德克萨斯州休斯敦)(lyondellbasell(houston,tx))的高乙酸乙烯酯乙烯共聚物。ultrathene材料为乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物。典型的乙酸乙烯酯含量在7重量％至29重量％的等级范围内。合适的ultrathene等级包括ue 630、632、634、635、637、646-04、648、652、655、656、657、662、685-009、688、672和757-026。合适的eva还包括可以商品名ateva购自塞拉尼斯eva公司(得克萨斯州达拉斯)(celanese eva(dallas,tx))的eva共聚物。典型的乙酸乙烯酯含量在7重量％至23重量％的等级范围内。合适的ateva等级包括1030、1081、1070、1211、1221、1231、1240a、1609、1615、1641、1645、1711、1807、1815、1821、1825a、1841、1941c、2306e、2911m和3211。
[0102]
如本文所用，聚丙烯酸酯是指通常通过使丙烯酸酯单体聚合来制备的聚合物材料，并且聚甲基丙烯酸酯是指通常通过使甲基丙烯酸酯单体聚合来制备的聚合物材料。丙烯酸酯单体和甲基丙烯酸酯单体在本文中统称为“(甲基)丙烯酸酯”单体。由丙烯酸酯单体
中的一种或多种制备的聚合物将统称为“聚丙烯酸酯”，而由甲基丙烯酸酯单体中的一种或多种制备的聚合物将统称为“聚甲基丙烯酸酯”。聚合物可为均聚物或共聚物，任选地与其它非丙烯酸酯(例如乙烯基不饱和单体)组合。聚丙烯酸酯的共聚物为可用作非交联热塑性基质材料的丙烯酸酯共聚物。丙烯酸酯共聚物中示例性合适的非丙烯酸酯官能团包括例如乙烯、丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙烯基酯、乙烯基醚、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己内酰胺、乙烯基芳族、二氧杂环庚烷。因此，聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯在与具有与聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯组分共聚合的官能团的单体组合之前聚合。聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯聚合物的具体示例包括由可自由基聚合的(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物制备的那些，诸如美国专利5,252,694(willett等人)第5栏第35-68行中所述。
[0103]
如本文所用，“嵌段共聚物”是指其中化学上不同的嵌段或序列彼此共价键合的弹性体组分。嵌段共聚物包含至少两种不同的称为嵌段a和嵌段b的聚合物嵌段。嵌段a和嵌段b可以具有不同的化学组成和不同的玻璃化转变温度。本公开的嵌段共聚物可分为四个主要类别：二嵌段((a-b)结构)、三嵌段((a-b-a)结构)、多嵌段(-(a-b)
n-结构)和星形嵌段共聚物((a-b)
n-结构)。还可以将二嵌段、三嵌段和多嵌段结构划分为线性嵌段共聚物。星形嵌段共聚物归为具有支链结构的嵌段共聚物结构的常规类别。由于具有支链从其延伸出的中心点，星形嵌段共聚物还称为放射状共聚物或棕榈树形共聚物。本文嵌段共聚物与梳状聚合物结构和其他支链共聚物不同。这些其他支链结构不具有支链从其延伸出的中心点。
[0104]
合适的丙烯酸系嵌段共聚物包含至少一种丙烯酸系单体。示例性丙烯酸系嵌段共聚物可包含单体单元，该单体单元包括：甲基丙烯酸烷基酯，诸如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸硬脂基酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苄酯或甲基丙烯酸苯酯；丙烯酸烷基酯，如丙烯酸正己酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯或丙烯酸2-辛酯；(甲基)丙烯酸酯，如具有下列酯基的那些：(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-氨基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯；(甲基)丙烯酸异冰片酯，以及它们的组合物。丙烯酸系嵌段共聚物可包含附加的单体单元，例如，具有羧基的乙烯基单体，如(甲基)丙烯酸、巴豆酸、马来酸、马来酸酐、富马酸或(甲基)丙烯酰胺；芳族乙烯基单体，如苯乙烯、α-甲基苯乙烯或对甲基苯乙烯；共轭的双烯基单体，如丁二烯或异戊二烯；烯基单体，如乙烯或丙烯；或内酯基单体，如ε-己内酯或戊内酯；以及它们的组合物。一种代表性丙烯酸系嵌段共聚物可以商品名kurarity la2330购自可乐丽公司(日本东京)(kuraray(tokyo,japan))。
[0105]
合适的苯乙烯嵌段共聚物包括例如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-二烯嵌段共聚物和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物。示例性苯乙烯嵌段共聚物可包括线性、放射状、星形和锥形苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物，诸如购自科腾聚合物公司(德克萨斯州休斯顿)(kraton polymers(houston,tx))的kraton d1107p和购自埃尼化工弹性体美洲有限公司(德克萨斯
州休斯顿)(enichem elastomers americas,inc.(houston,tx))的europrene sol te 9110；线性苯乙烯-(乙烯/丁烯)嵌段共聚物，诸如购自科腾聚合物公司的kraton g1657；线性苯乙烯-(乙烯/丙烯)嵌段共聚物，诸如购自科腾聚合物公司的kraton g1657x；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，诸如购自科腾聚合物公司的kraton d1119p；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，诸如购自英力士公司(英国伦敦)(ineos(london,uk))的lustran abs 348；线性、放射状和星形苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，诸如购自科腾聚合物公司的kraton d1118x和购自埃尼化工弹性体美洲有限公司的europrene sol te 6205；或苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物，如可从科腾聚合物公司商购获得的聚合物kraton g4609h。
[0106]
苯乙烯丙烯腈树脂是由苯乙烯和丙烯腈组成的共聚物塑料。它也被称为san，并且由于其更大的耐热性而被广泛用于代替聚苯乙烯。相对组成通常为70重量％至80重量％的苯乙烯和20重量％至30重量％的丙烯腈。
[0107]
abs是通过在存在聚丁二烯的情况下使苯乙烯和丙烯腈聚合而制备的三元共聚物。比例可以是范围在15％至35％之间变化的丙烯腈、在5％至30％之间变化的丁二烯以及在40％至60％之间变化的苯乙烯。其结果是与聚(苯乙烯-co-丙烯腈)短链十字交叉的聚丁二烯长链。相邻链的腈基团是极性的，彼此吸引并将链结合在一起，使得abs强于纯聚苯乙烯。苯乙烯使塑料具有光泽、不可渗透的表面。橡胶状物质聚丁二烯即使在低温下也提供韧性。对于大多数应用，abs可在-20℃和80℃(-4℉和176℉)之间使用，因为其机械性能随温度变化。
[0108]
丁腈橡胶(也称为nbr、buna-n和丙烯腈丁二烯橡胶)是丙烯腈(acn)和丁二烯的合成橡胶共聚物。商品名包括“perbunan”、“nipol”、“krynac”和“europrene”。该材料是2-丙烯腈和各种丁二烯单体(1,2-丁二烯和1,3-丁二烯)的不饱和共聚物家族。
[0109]
合适的聚烯烃聚合物包括例如但不限于半结晶聚合物树脂诸如聚烯烃和聚烯烃共聚物(例如，基于具有介于2个和8个之间碳原子的单体，诸如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等)、聚酯和共聚酯、氟化均聚物和共聚物、聚环氧烷(例如，聚环氧乙烷和聚环氧丙烷)、聚乙烯醇、离聚物(例如，用碱中和的乙烯-甲基丙烯酸共聚物)和乙酸纤维素以及它们的组合物。
[0110]
合适的聚乳酸(“pla”)聚合物例如在共同拥有的美国专利申请公布2017/0313912(zhou等人)中有所描述，该专利以引用的方式并入本文。当包含pla时，pla可包含单独的无定形pla聚合物、单独的半结晶pla聚合物或两者的组合。半结晶pla的合适的示例包括natureworks ingeo 4042d和4032d。文献中已将这些聚合物描述为具有约200,000g/mol的分子量mw；约100,000g/mol的mn；以及约2.0的多分散度。另一种合适的半结晶pla可以商品名“synterra pdla”获得。合适的无定形pla包括natureworks ingeo 4060d级。文献中已将该聚合物描述为具有约180,000g/mol的分子量mw。
[0111]
当非交联热塑性基质包含pla时，组合物还包含第二聚合物，诸如聚乙酸乙烯酯聚合物。第二聚合物可以改善pla与增塑剂的相容性，使得增塑剂浓度可以在无需增塑剂迁移的情况下增加。第二(例如，聚乙酸乙烯酯)聚合物具有至少25℃、30℃、35℃或40℃的tg。第二(例如，聚乙酸乙烯酯)聚合物的tg通常不大于80℃、75℃、70℃、65℃、60℃、55℃、50℃或45℃。聚乙酸乙烯酯聚合物可从包括以下的许多供应商商购获得：以商品名vinnapas从威凯化学品公司(德国慕尼黑)(wacker chemie ag(munich,germany))购得和以商品名
vinavil从维纳威尔美国公司(伊利诺斯州西芝加哥)(vinavil americas corporation(west chicago,il))购得。可利用单一的第二(例如，聚乙酸乙烯酯)聚合物或者两种或更多种第二(例如，聚乙酸乙烯酯)聚合物的组合。在本文所述的组合物中存在的第二(例如，聚乙酸乙烯酯)聚合物的总量为基于泡沫组合物的总重量计至少约10重量％并且通常不大于约50重量％、45重量％或40重量％。在一些实施方案中，第二(例如，聚乙酸乙烯酯)聚合物的浓度以至少15重量％或20重量％的量存在。
[0112]
通常，组合物还包含增塑剂。组合物中增塑剂的总量通常在基于组合物的总重量计的约5重量％至约35重量％、40重量％、45重量％或50重量％的范围内。本领域已经描述了能够使pla增塑的各种增塑剂。增塑剂在25℃下通常为液体并且通常具有在约200g/mol至10,000g/mol范围内的分子量。可利用增塑剂的各种组合。
[0113]
增塑剂优选包含一种或多种烷基或脂族酯或醚基团。通常优选多官能酯和/或醚。这些包括烷基磷酸酯、二烷基醚二酯、三羧酸酯、环氧化油和酯、聚酯、聚乙二醇二酯、烷基烷基醚二酯、脂族二酯、烷基醚单酯、柠檬酸酯、二羧酸酯、植物油及其衍生物、以及甘油酯。此类增塑剂通常缺少芳族基团和卤素原子，并且预期是可生物降解的。此类增塑剂通常还包含具有c2至c
10
碳链长度的直链或支链烷基端基基团。
[0114]
代表性的柠檬酸酯基增塑剂包括例如柠檬酸三乙酯、柠檬酸乙酰基三乙酯、柠檬酸三丁酯、柠檬酸乙酰基三丁酯、柠檬酸三己酯、柠檬酸乙酰基三己酯、柠檬酸三辛酯、柠檬酸乙酰基三辛酯、柠檬酸丁酰基三己酯、柠檬酸乙酰基三-3-甲基丁酯、柠檬酸乙酰基三-2-甲基丁酯、柠檬酸乙酰基三-2-乙基己酯和柠檬酸乙酰基三-2-辛基酯。
[0115]
在另一个实施方案中，增塑剂包含聚乙二醇主链和酯烷基端基基团。聚乙二醇链段的分子量通常为至少100g/mol、150g/mol或200g/mol并且不大于1,000g/mol。在一些实施方案中，聚乙二醇链段具有不大于900g/mol、800g/mol、700g/mol或600g/mol分子量。示例包括以商品名“tegmer 809”(“tegmer
tm
809”)购自伊利诺伊州芝加哥的郝斯达公司(hallstar,chicago,il)的聚乙二醇(400)二乙基己酸酯和以商品名“tegmer 804”(“tegmer
tm
804”)购自伊利诺伊州芝加哥的郝斯达公司的四乙二醇二乙基己酸酯。
[0116]
在另一个实施方案中，增塑剂为取代或未取代的脂族聚酯，诸如美国专利8,158,731(stefanisin等人)中所述；该文献以引用方式并入本文。在一些实施方案中，脂族聚酯增塑剂包含衍生自琥珀酸、戊二酸、己二酸和/或癸二酸的重复单元。在一些实施方案中，本文所公开的聚合物共混物的聚酯包含可衍生自1,3-丙二醇和/或1,2-丙二醇的重复单元。在一些实施方案中，本文所公开的聚合物共混物的聚酯包含一种或两种可衍生自1-辛醇、1-癸醇和/或它们的混合物的封端单元。在一些实施方案中，本文所公开的聚合物共混物的聚酯包含可衍生自琥珀酸、戊二酸、己二酸和/或癸二酸的重复单元；可衍生自1,3-丙二醇和/或1,2-丙二醇的重复单元；以及一种或两种可衍生自1-辛醇、1-癸醇和/或它们的混合物的封端单元。一种代表性脂族聚酯增塑剂以商品名hallgreen r-8010购自伊利诺伊州芝加哥的赫斯达公司。在一些实施方案中，增塑剂化合物通常具有很少或没有羟基基团。在一些实施方案中，相对于增塑剂化合物的总重量，羟基基团的重量％不大于10重量％、9重量％、6重量％、7重量％、6重量％、5重量％、4重量％、3重量％、2重量％、1重量％。在一些实施方案中，增塑剂化合物不含有羟基基团。因此，在该实施方案中，增塑剂不为甘油或水。
[0117]
通过添加有助于使用低熔融粘度材料作为组合物中的非交联热塑性基质材料形
成泡沫组合物的交联剂、交联催化剂、防粘连添加剂、表面活性剂和/或泡孔稳定剂中的一种或多种，可进一步控制泡沫组合物的特性。在一些实施方案中，交联催化剂包括烷基或烯基铵、鏻鎓或咪唑盐。一旦改性，这些泡沫体系中的至少一些可被挤出或模制成具有所需特性的部件。
[0118]
合适的交联试剂(例如，交联剂)通常为含有多个酸、胺或醇反应性官能团的低分子量聚合物，诸如选自多官能环氧化物、缩水甘油基环氧树脂、异氰酸酯、双马来酰亚胺、多官能丙烯酸酯、环脂族环氧树脂、多官能氮丙啶、聚碳化二亚胺或它们的组合物的反应性聚合物。当使用时，交联剂以基于组合物的总重量计至少0.005重量％、0.01重量％、0.025重量％、0.05重量％、0.1重量％、0.25重量％、0.5重量％、1.0重量％或至少2.0重量％的量存在；并且以基于组合物的总重量计至多10重量％、5.0重量％、4.5重量％、4.0重量％、3.5重量％、3.0重量％、2.5重量％、1.0重量％或至多0.5重量％的量存在。可用的交联试剂(例如，交联剂)包括例如但不限于可例如以商品名“joncryl 4370-f”、“joncryl 4368-c”、“joncryl adr 4300”、“joncryl adr 4370”、“joncryl adr 4380”、“joncryl adr 4385”和“joncryl adr 4368”购自巴斯夫公司(威斯康星州斯托尔特)(basf corporation(sturtevant,wi))的“joncryl”增链剂；以及可以商品名“epocros rps-1005”购自日本触媒株式会社(日本大阪)(nippon shokubai(osaka,japan))的唑啉官能化聚合物。可用的多官能氮丙啶包括例如但不限于可以商品名“pz-28”、“pz-33”、“pzp-1000”、“pze-1000”或“pzbi-25”购自聚氮丙啶有限责任公司(新泽西州梅德福)(polyaziridin llc(medford,nj))的氮丙啶。
[0119]
在某些实施方案中，泡沫组合物还包含交联催化剂，以与在不存在交联催化剂的情况下的交联速率相比增加交联速率。在一些实施方案中，交联催化剂以基于组合物的总重量计至少0.005重量％、0.01重量％、0.025重量％、0.05重量％、0.1重量％、0.25重量％、0.5重量％或0.75重量％的量存在；并且以基于组合物的总重量计至多4重量％、2.50重量％、2.25重量％、2.0重量％、1.75重量％、1.5重量％、1.25重量％或至多1.0重量％的量存在。
[0120]
在某些实施方案中，交联催化剂包括烷基或烯基铵、鏻鎓或咪唑盐。可用的交联催化剂包括例如但不限于式(i)、(ii)、(iii)或(iv)的交联催化剂：
[0121]
q(r3)4x
ꢀꢀ
(i)；
[0122]
qr3(r4)3x
ꢀꢀ
(ii)；
[0123]
qr5(r4)3x
ꢀꢀ
(ii)；
[0124]
q(r5)3r3x
ꢀꢀ
(iv)；
[0125]
其中q为氮或磷；r3为c
1-c
20
烷基或烯基基团；r4为c
1-c8烷基或烯基基团；r5为苯基基团、苄基基团或多环芳香烃基团；并且x为选自溴离子、碘离子、氯离子、乙酸根、硫酸根、碳酸根、磷酸根、甲苯磺酸根或六氟磷酸根的阴离子。在某些实施方案中，q为n；r3为c
1-c
12
烷基基团；r4为c
1-c8烷基基团；r5为苯基基团；并且x为选自溴离子、碘离子或氯离子的阴离子。一些合适的交联催化剂包括例如十二烷基三甲基溴化铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵、四辛基溴化铵、四丁基氯化铵和三苯基单烷基鏻盐。
[0126]
复合颗粒
[0127]
组合物的多个复合颗粒各自包含：封装在包含非交联热塑性材料的壳内的化学发
泡剂颗粒，其中非交联热塑性材料在化学发泡剂颗粒的分解温度下具有3,700pa
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s或更大的复态粘度。复合颗粒如以上关于第一方面详细描述的一样。通常，复合颗粒以全部组合物的0.1重量％或更大、0.25重量％、0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％或10重量％或更大的量存在；并且以总组合物的20重量％或更少、19重量％、18重量％、17重量％、16重量％、15重量％、14重量％、13重量％、12重量％或11重量％或更少的量存在。换句话讲，在一些实施方案中，复合颗粒以全部组合物的包括端值在内的0.5重量％至20重量％；包括端值在内的0.5重量％至15重量％、0.5重量％至10重量％、1重量％至8重量％或10重量％至17重量％的量存在。在其中组合物在烘箱中发泡的实施方案中，复合颗粒通常以5重量％至15重量％，诸如10重量％的量存在。在其中组合物在挤出机中发泡的实施方案中，复合颗粒通常以0.1重量％至10重量％，诸如5重量％的量存在。
[0128]
复合颗粒可用于形成聚合物泡沫。泡沫是由被固体基质分段的气体填充的网络或室组成的多孔材料。发泡材料的特性由基质材料的组成及其微孔结构的形态决定。对于某些应用，发泡材料的特性随着基质中泡孔尺寸的减小以及密度和均质性的增加而改善。因此，当设计泡沫制品时，可能期望优化泡沫结构。
[0129]
对泡沫泡孔结构形态的控制通常由基质材料所经受的发泡方法决定。历史上，已使用下列发泡剂实现发泡：物理发泡剂(pba)，这些pba利用在一级相变诸如蒸发和升华期间或在气体经历压力降低时发生的体积变化；或化学发泡剂(cba)，这些cba是在加热时分解成气态物质的分子。自二十世纪五十年代以来，对pba和cba的选取保持相对不变；然而，一些缺点各自相关联。例如，烃pba被认为是挥发性有机化学品(voc)，而氯氟烃和氢氯氟烃是臭氧消耗剂；这些名称对于许多应用变得越来越不可取。另外，当气体诸如氮气或二氧化碳用作pba时，需要特殊的高压额定反应容器和挤出机来产生使基质树脂发泡所需的压降。另一方面，cba通常面临与基质材料的相容性问题和/或不期望的副反应性。因此，新的发泡剂创新方案将是期望的。
[0130]
发泡剂技术的进步是由诺力昂(nouryon)和大通公司(chase corporation)出售的可膨胀微球(ems)。这些材料由聚合物壳内侧的气体或液体烃pba构成。当加热超过壳的玻璃化转变温度(tg)时，壳变得可延展并且由于内侧加热的pba的内部压力而膨胀。调节壳的厚度和封装pba的量以实现各向同性膨胀而不是壳破裂，从而导致体积增加。这一过程导致填充有聚合物壳的合成泡沫。ems导致具有非常均一的泡孔尺寸的泡沫。然而，对于具有严格低voc要求的应用而言，对烃及其使用后的残余物的使用仍然是一个问题。另外，残余的硬壳如果在发泡粘合剂中使用，则趋于在软基质树脂中充当增韧剂并且还降低粘性，这对于带材或阻尼应用可能是不期望的效果。最后，微球体芯中的烃可随时间推移从颗粒扩散出，这限制了这一产品的贮存寿命。此外，如果泡沫用于抛光应用，则剩余的硬壳可划伤或引起其他缺陷。
[0131]
本文所述的材料旨在解决经典的物理发泡剂和化学发泡剂以及可膨胀微球中的一者或多者的至少某些缺点。已发现，与非封装cba相比，在cba芯分解并且复合颗粒破裂以释放形成的气体之后，将cba封装在非交联(例如，热塑性)聚合物壳中可导致具有减小的泡孔尺寸以及增加的泡孔密度和均质性的泡沫结构。由聚合物壳封装化学发泡剂提供其中涂层作为壳层围绕芯颗粒的复合颗粒。换句话讲，此类复合颗粒为芯-壳颗粒。这些复合颗粒
的附加有益效果包括许多cba在使用期间不会释放voc，壳材料可被选择为与泡沫基质相容，并且cba颗粒将不会扩散通过壳壁或在室温和压力下降解，从而实现复合颗粒的长贮存寿命。
[0132]
化学发泡剂为固体粒状发泡剂，并且通常选自重氮化合物、磺酰肼、四唑、亚硝基化合物、酰基磺酰肼、腙、噻三唑、叠氮化物、磺酰叠氮化物、草酸盐、噻三嗪二氧化物、靛红酸酐或它们的任何组合。合适的化学发泡剂的示例包括例如但不限于1,1-偶氮二甲酰胺(azo)、对甲苯磺酰肼(肼)、对甲苯磺酰氨基脲(ptsc)和5h-苯基四唑(5pt)。azo是最常见的cba之一，因为其在降解时的气体收率高并且成本低。在该过程中，当在190℃或高于190℃(并且最佳温度介于190℃和230℃之间)加热时，azo分解并释放220ml/g的氮气和一氧化碳。肼是另一种常见的cba，并且在该过程中，当在150℃或高于150℃(并且最佳温度介于165℃和180℃之间)加热时，肼分解并释放120ml/g至130ml/g的氨气、氢气和氮气。5h-苯基四唑也是一种合适的cba，并且在该过程中，当在215℃或高于215℃(并且最佳温度介于240℃和250℃之间)加热时，5h-苯基四唑分解并释放195ml/g至215ml/g的氮气。附加的合适的cba是靛红酸酐，并且在该过程中，当在210℃或高于210℃(并且最佳温度介于230℃和250℃之间)加热时，靛红酸酐分解并释放115ml/g的二氧化碳。
[0133]
任选地，一种或多种附加材料可与cba共封装。在一些实施方案中，附加材料包括金属氧化物或金属盐或它们的组合物。金属氧化物可为例如氧化锌、氧化钙或钡-镉络合物。在一些实施方案中，金属盐可为mx或m(x)2形式，其中m为锌、钙、镉、钾、钡、锶、镁、汞、钛、锡、铅、钠、锂或铯，并且其中x为含有硝酸阴离子、磷酸阴离子、亚磷酸阴离子、硫酸阴离子、碳酸阴离子、草酸、卤阴离子、对甲苯磺酸阴离子、四氟硼酸阴离子、高氯酸阴离子、氢氧阴离子或氰阴离子部分的有机配体或无机配体以及对应的水合物。合适的金属盐的示例包括例如硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡-镉、2-乙基己酸锌、2-乙基己酸钙、2-乙基己酸钡-镉、乙酸锌、乙酸钙、丙二酸锌、丙二酸钙、苯甲酸锌、苯甲酸钙、水杨酸锌、水杨酸钙、硝酸锌、硫酸锌、磷酸锌、氯化锌、溴化锌、碘化锌、氟化锌、碳酸锌、对甲苯磺酸锌水合物、四氟硼酸锌水合物、高氯酸锌、氢氧化锌、氰化锌、硝酸钙、硫酸钙、磷酸钙、碳酸钙、磷酸钡、硝酸钡、硫酸钡、磷酸镉、硝酸镉、溴化镉、碳酸镉、氯化镉、碘化镉、高氯酸镉或硫酸镉。通常，金属氧化物和/或金属盐以化学发泡剂的量的500重量％或更少、化学发泡剂的量的400重量％、300重量％、200重量％、100重量％或50重量％或更少的量存在于复合颗粒中。在选择实施方案中，当化学发泡剂为1,1-偶氮二甲酰胺或对甲苯磺酰肼时，金属氧化物或金属盐共封装在复合颗粒中。金属盐也可存在于复合粒子的壳中。已发现，金属氧化物或金属盐可改变cba的分解温度。
[0134]
在第五方面，提供了一种复合颗粒。所述复合颗粒包含封装在包含非交联热塑性材料的壳内的化学发泡剂颗粒；以及共封装的金属盐。在一些实施方案中，金属盐也存在于壳中。金属盐为mx或m(x)2形式，其中m为锌、钙、镉、钾、钡、锶、镁、汞、钛、锡、铅、钠、锂或铯，并且其中x为含有硝酸阴离子、磷酸阴离子、亚磷酸阴离子、硫酸阴离子、碳酸阴离子、草酸、卤阴离子、对甲苯磺酸阴离子、四氟硼酸阴离子、高氯酸阴离子、氢氧阴离子或氰阴离子部分的有机配体或无机配体，或对应的水合物。所述非交联热塑性材料在所述化学发泡剂颗粒的分解温度下具有3,700pa
·
s或更大的复态粘度。在一些实施方案中，金属盐包括硝酸锌、硫酸锌、磷酸锌、氯化锌、碳酸锌、对甲苯磺酸锌水合物、四氟硼酸锌水合物、高氯酸锌、
氢氧化锌、氰化锌、硝酸钙、硫酸钙、磷酸钙、碳酸钙、硝酸镉、氯化镉、碳酸镉、或它们的组合物。在选择实施方案中，金属盐包括硝酸锌、硫酸锌或氯化锌。各种金属氧化物和金属盐的使用在例如《国际聚合物科学与技术(international polymer science and technology)》，第43卷，第5期，2016，第812-819页，以及美国专利3,321,413和3,340,209(均授予riley等人)以及中讨论。所述非交联热塑性材料在所述化学发泡剂颗粒的分解温度下具有3,700pa
·
s或更大的复态粘度。
[0135]
类似地，在一些实施方案中，与cba共封装的一种或多种附加材料包括多羟基化合物、含胺化合物或含羧酸化合物。合适的多羟基化合物的示例包括例如甘油、乙二醇、二甘醇、三甘醇以及它们的组合物。合适的含羧酸化合物的示例包括例如硬脂酸、2-乙基己酸、乙酸、棕榈酸以及它们的组合物。合适的含胺化合物的示例包括伯胺，例如单乙醇胺、二甘醇胺、脲、缩二脲、氰尿酸、胍或它们的组合物。在选择实施方案中，当化学发泡剂为对甲苯磺酰肼时，含胺化合物共封装在复合颗粒中。
[0136]
复合颗粒还包括封装化学发泡剂的壳。已发现，与未封装或封装于在cba的降解温度下具有低于最小量的复态粘度的非交联热塑性材料中的相同cba相比，使用在cba的降解温度下具有至少一定最小复态粘度的非交联热塑性材料改变发泡过程。因此，所选择的具体壳材料将取决于待使用的cba的分解温度。在许多实施方案中，非交联热塑性材料选自：淀粉、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的共聚物、基于聚丙烯的弹性体、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、(c1-c3)烷基纤维素、羟基(c1-c3)烷基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚唑啉、有机硅基热塑性聚合物、烯烃基热塑性聚合物、苯氧基树脂、聚酰胺或它们的组合物。
[0137]
水溶性淀粉通常通过淀粉的部分酸解来制备。水溶性淀粉的示例包括例如可以商品名lycoat从罗盖特公司(法国赖斯特朗)(roquette(lestrem,france))商购获得的那些。水溶性纤维素的示例包括但不限于，烷基纤维素(例如，甲基纤维素、乙基纤维素、乙基甲基纤维素)、羟烷基纤维素(例如，羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、和羟乙基乙基纤维素)、以及羧烷基纤维素(例如，羧甲基纤维素)。
[0138]
合适的非交联热塑性材料的示例包括例如但不限于羟基化淀粉、羧化淀粉、甲基纤维素、丙基纤维素、乙基纤维素、羟丙甲纤维素(hypromellose)、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素或它们的组合物。在某些实施方案中，非交联热塑性材料选自羟丙基淀粉、pvp、聚酰胺、苯乙烯共聚物或它们的组合物，优选羟丙基淀粉或pvp。
[0139]
非交联热塑性材料的重均分子量通常为至少1,000道尔顿、至少2,000道尔顿、至少5,000道尔顿或至少10,000道尔顿。该重均分子量可为至多500,000道尔顿或更大。例如，重均分子量可为至多300,000道尔顿、至多200,000道尔顿、至多100,000道尔顿、至多50,000道尔顿、至多20,000道尔顿。一些这样的非交联热塑性聚合物可例如从聚合物科学有限公司(美国宾夕法尼亚州沃灵顿)(polysciences,inc.(warrington,pa,usa))获得。
[0140]
非交联热塑性材料可具有高于3,700pa
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s的复态粘度，例如在化学发泡剂颗粒的分解温度下具有4,000pa
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s或更大、4,500pa
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s或更大、5,000pa
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s或更大、5,500pa
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s或更大或者6,000pa
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s或更大的复态粘度。意料不到的是，尽管非交联热塑性材料所具有的玻璃化转变温度可低于cba的分解温度，但是壳可减少气态cba的扩散，从而影响泡沫形成。
不希望受理论束缚，据信粘性非交联热塑性材料通过使优先扩散到先前成核泡孔中的气体量最小化来帮助防止泡孔成熟。当在颗粒内部积聚足够的压力时，壳破裂并且使新泡孔成核。在壳破裂和泡孔成核之后，残余的非交联壳材料保持分散在泡沫基质中。这基于与利用非封装cba进行发泡时的泡孔尺寸、密度和均质性相比，利用根据本公开的至少某些实施方案的复合颗粒进行发泡时观察到的减小的泡孔尺寸以及增加的泡孔密度和均质性。另外，在一些情况下，当泡沫或预泡沫树脂的横截面成像(例如，通过扫描电镜(sem))时，可以看到未活化的颗粒、在过程中随着泡沫冷却而破裂的颗粒、和/或来自完全破裂颗粒的残余壳材料分散在制品中。当泡沫成像时，这给予泡沫基质和闭孔泡沫之间的面间表面纹理化或凹凸不平的外观；与使用未封装的cba时的平滑外观相反。例如，图10为在150℃的温度下发泡9分钟的实施例29的泡沫组合物的sem图像，并且10010指示泡沫基质和闭孔泡沫之间的面间表面上的多个凸块中的仅两个。
[0141]
可使用任何合适的方法来使非交联热塑性材料(即，壳)的涂料沉积在化学发泡剂(例如，芯颗粒)周围。通常，将含水涂料组合物(例如，涂料溶液或涂料分散体)与cba颗粒混合。然后使此类混合物(即，浆液)经受能有效地形成干燥的如本文所述的复合颗粒的条件。
[0142]
在许多技术中，可使浆液形成为颗粒(例如，通过雾化)，然后可对颗粒进行干燥(例如，在喷雾室中)。用于形成本公开的复合颗粒的合适方法是通过喷雾干燥。例如，可制备化学发泡剂固体颗粒和非交联热塑性材料的浆液，之后使用可商购获得的喷雾干燥系统进行喷雾干燥。在以下实施例中描述使用喷雾干燥技术制备若干(例如，代表性)复合颗粒。
[0143]
对于复合颗粒的许多实施方案，涂层作为壳层围绕芯颗粒。换句话讲，此类复合颗粒为芯-壳颗粒。在释放化学发泡剂之前，复合颗粒具有其中芯颗粒完全含有化学发泡剂的芯-壳结构。在一些实施方案中，壳层(涂层)围绕单个芯颗粒(加上任选的一种或多种共封装物，如果存在的话)。然而，在其它实施方案中，壳围绕多个芯颗粒(即，芯颗粒的附聚物)。也就是说，颗粒含有在公共壳层(涂层)内的多个芯颗粒。芯颗粒不发粘。这增加了在施加涂层之前或施加涂层期间，多个芯颗粒将不粘附在一起的可能性。即，芯颗粒缺乏粘著性可增加涂层将围绕单个芯颗粒定位而不围绕多个芯颗粒定位的可能性。
[0144]
通常通过将含水涂料组合物(例如，涂料溶液或涂料分散体)与芯颗粒混合来形成涂层。涂料组合物可具有允许与芯颗粒良好混合的任何期望的固体百分比。在许多实施方案中，最大的固体百分比通常对应于具有可泵送的最高粘度的涂料组合物(例如，溶液或分散体)。可期望高固含量，因为在形成涂层的过程期间，需要除去较少的水。然而，如果固体百分比值过高，则涂层将更可能围绕多个芯颗粒。在许多实施方案中，使用稀释涂料组合物以增加形成含有单个芯颗粒的颗粒的可能性。
[0145]
涂料组合物通常含有至少5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、33重量％或至少50重量％的固体。固体重量百分比对应于涂料组合物中热塑性材料和化学发泡剂以及任何共封装剂的重量百分比。固体重量百分比可为至多70重量％或甚至更大、60重量％、50重量％、40重量％或至多30重量％。
[0146]
可导致形成围绕芯颗粒的具有相对均一厚度的涂层的喷雾干燥(喷雾涂覆和干燥)或类似工艺诸如流化床涂覆和干燥通常被认为是优选的。如果适当地选择条件，则可使用这些工艺提供具有单个而不是多个芯颗粒的颗粒。也就是说，复合颗粒具有其中涂层围绕单个芯颗粒的芯-壳布置。
[0147]
利用喷雾干燥，芯颗粒与涂料组合物(例如，涂料溶液或涂料分散体)混合以形成浆液。然后将该浆液泵送到容纳喷雾器(以形成小滴)和干燥气体的干燥室。一些常见的喷雾器类型包括转动轮(离心)喷雾器、单流体/压力喷嘴(液压式)喷雾器、双流体喷嘴(气动式)喷雾器和超声喷雾器。可通过各种方法收集为经干燥的复合颗粒的产物，诸如通过重力或通过使用旋风除尘器、过滤器和滤袋、静电分离等。
[0148]
虽然可使用多种合适的雾化工艺，但通常使用双流体喷嘴喷雾器。使用这些喷雾器，将第一流体(例如，浆液)泵送通过小孔口，并且将通常为空气或氮气、但可为任何合适气体的第二流体靠近小孔口供应以进一步雾化第一流体。增加第二流体与第一流体的比率通常降低浆液小滴尺寸且增加在涂层内具有单个芯颗粒的可能性。双流体系统可具有内部混合(在离开最后孔口之前将第二流体引入到第一流体中)或外部混合(在第一流体离开最后孔口之后引入第二流体)。相对于第一流体，可使用多种不同构型以用于引入第二流体。例如，构型可为圆形喷雾(围绕第一流体孔口的第二流体的同心环)、锥形/中空喷雾、角形/平喷雾、旋流喷雾等。具有这些不同构型的喷雾器可购自多个供应商，诸如喷雾系统公司(美国伊利诺伊州惠顿)(spraying systems co.(wheaton,il))。
[0149]
对于大量干燥气体流入和流出干燥室的流动，可使用多个选项。为保持足够的热能并且提供具有足够干燥能力(例如，低露点)的干燥气体，通常将干燥气体连续地循环通过干燥室。相对于雾化小滴(输入材料)，干燥气体的流动模式的主要类别为并流流动、逆流流动和混合流动。并流流动涉及输入材料沿与大量干燥气体相同的方向行进；这通常体现为输入材料在雾化(例如，向下喷雾)之后立即与向下行进的大量干燥气体一起向下行进。由于热的干燥气体被干燥小滴冷却，因此并流通常对于温度敏感系统有利，所以固体材料从不经历进入的热干燥气体的温度。逆流流动涉及输入材料沿与大量干燥气体相反的方向行进；这通常体现为在大量干燥气体向上行进的同时输入材料在雾化(例如，向下喷雾)之后立即向下行进。该流动通常用于最有效地干燥。混合流动是并流流动和逆流流动的组合，其中在一些区域中，输入材料在与大量干燥气体相同的方向上行进，但在其它区域中在相反的方向上行进。当在向上方向上雾化输入材料时，最通常看到这种流动模式，其中输入材料初始利用通过雾化赋予于其上的能量向上行进，但随后被重力向下拉动。因为输入材料在两个方向上行进，因此大量干燥气体将在一些地方随输入材料行进并且在其它地方逆输入材料行进，无论大量干燥气体是向下行进还是向上行进。混合流动可为有利的，因为它为干燥固体提供在干燥室中更长的停留时间。
[0150]
通常基于芯颗粒和含水涂料组合物的组成来选择干燥温度。在许多实施方案中，干燥室的出口处的大量干燥气体具有接近用于浆液中(涂料组合物中)的分散介质(即，水)的沸点的温度，以确保发生足够的干燥。然而，这的确导致干燥的固体达到了接近水的沸点的温度。在大多数情况下，这可为有利的，因为它将残余液体最小化，这可引起流动性改善和不必要的质量减少。然而，对于一些颗粒，使用这样的高干燥温度可能是不可取的。这样的情况可为，例如，其中颗粒的任何组分都具有接近包含在浆液中的水的沸点的分解温度。具体地，必须小心以防止化学发泡剂从颗粒中的释放或使其减到最少。在这种情况中，干燥温度通常降低到低于化学发泡剂颗粒可发生任何不期望的改变的温度。可在较低的温度下完成干燥，例如，通过增加在干燥室中的停留时间、增加干燥气体的流速、降低蒸发负荷或修改各种流动模式。
[0151]
可围绕芯颗粒定位多个涂层。通常，添加多个层以提供更厚的涂层或改变化学发泡剂从复合颗粒中释放的特性。如果使用了多个涂层，则通常将它们选择为彼此相容的。在许多实施方案中，使用相同的非交联热塑性材料来形成多个涂层。
[0152]
通常，复合颗粒包括1微米或更大、2微米、4微米、6微米、8微米、10微米、14微米、17微米或者20微米或更大；以及60微米或更小、55微米、50微米、45微米、40微米、37微米、33微米、30微米、27微米或者23微米或更小的直径。换句话讲，复合颗粒可包括为包括端值在内的1微米至60微米的直径。复合颗粒的(例如，平均)直径可使用扫描电镜(sem)来确定。
[0153]
在某些实施方案中，化学发泡剂以基于复合颗粒的总重量计至少1重量％、5重量％、10重量％、20重量％、30重量％、40重量％、50重量％或至少60重量％的量存在于复合颗粒中。在某些实施方案中，化学发泡剂以基于复合颗粒的总重量计至多80重量％、75重量％、70重量％或至多65重量％的量存在于复合颗粒中。
[0154]
在某些实施方案中，壳以基于复合颗粒的总重量计至少20重量％、30重量％、40重量％、50重量％或至少60重量％的量存在于复合颗粒中。在某些实施方案中，壳以基于复合颗粒的总重量计至多99重量％、90重量％、80重量％或至多70重量％的量存在于复合颗粒中。
[0155]
添加剂
[0156]
在某些实施方案中，组合物还包含发泡剂，该发泡剂包含多个可膨胀微球。发泡剂以在基于组合物的总重量计包括端值在内的0.1重量％至10重量％范围内的量存在。“可膨胀微球”是指包括聚合物壳和呈气体、液体或它们的组合物形式的受热膨胀的芯材料的微球。芯材料的膨胀继而至少在处于加热温度时导致壳膨胀。可膨胀微球是其壳能够初始膨胀或进一步膨胀而不会破碎的微球。一些微球可以具有仅允许芯材料在处于加热温度时或接近加热温度时膨胀的聚合物壳。因此，在泡沫组合物形成期间，可膨胀微球中的至少一些将膨胀并且在泡沫中形成泡孔。合适的可膨胀微球包括例如但不限于以商品名“f30d”、“f80sd”和“f100d”购自皮尔斯史蒂文斯公司(纽约州布法罗)(pierce stevens(buffalo,n.y.))；以及以商品名“expancel551”、“expancel 461”、“expancel 091”和“expancel 930”购自阿克苏诺贝尔公司(瑞典松兹瓦尔)(akzo-nobel(sundsvall,sweden))的那些。这些微球中的每个的特征都在于含丙烯腈的壳。
[0157]
任选地，组合物中还包含一种或多种非封装化学发泡剂。如上所述，合适的化学发泡剂包括固体粒状发泡剂，诸如偶氮化合物、重氮化合物、磺酰肼、四唑、亚硝基化合物、酰基磺酰肼、腙、噻三唑、叠氮化物、磺酰叠氮化物、草酸盐、噻三嗪二氧化物、靛红酸酐或它们的任何组合。
[0158]
为了促进结晶速率，结晶成核剂也可存在于组合物中。结晶成核剂通常增强结晶位点的引发并且诱导聚合物材料结晶，从而提高结晶速率。另外，当存在非封装化学发泡剂时，泡孔成核剂通常提供发泡剂在泡沫组合物中形成空隙所处的引发位点。与不包含成核剂的情况相比，通过选择泡孔成核剂，泡沫中的空隙尺寸得以更好地控制(例如，制成更小或更大)。通常，当使用时，一种或多种成核剂(例如，结晶成核剂和/或泡孔成核剂)以在基于组合物的总重量计包括端值在内的0.1重量％至15重量％范围内的量存在。
[0159]
合适的一种或多种成核剂包括例如无机矿物、有机化合物、有机酸和酰亚胺的盐、具有高于非交联热塑性基质材料的加工温度的熔点的细分结晶聚合物、以及前述两种或更
多种的组合。也可使用两种或更多种不同成核剂的组合。
[0160]
可用的结晶成核剂的示例包括，例如，滑石(水合硅酸镁-h2mg3(sio3)4或mg3si4o
10
(oh)2)、二氧化硅(sio2)、二氧化钛(tio2)、氧化铝(al2o3)、氧化锌、糖精钠盐、硅酸钙、苯甲酸钠、钛酸钙、芳族磺酸盐衍生物、氮化硼、酞菁铜、酞菁、糖精钠盐、等规聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等等。
[0161]
当存在有机结晶成核剂时，成核剂通常以基于组合物的总重量计至少0.01重量％、0.02重量％、0.03重量％、0.04重量％、0.05重量％、0.1重量％、0.15重量％或至少0.2重量％，以及范围至多约1重量％、2重量％、3重量％、4重量％或5重量％的浓度。当成核剂为无机氧化物填料，诸如二氧化硅、氧化铝、氧化锌和滑石时，浓度可更高。
[0162]
在一个实施方案中，结晶成核剂可被表征为含磷的芳族有机酸的盐，诸如苯基膦酸锌、苯基膦酸镁、4-叔丁基苯基膦酸二钠和二苯基次膦酸钠。
[0163]
一种有利的结晶成核剂为具有以下化学式的苯基膦酸锌：
[0164][0165]
以商品名“ecopromote”购自日产化学工业株式会社(nissan chemical industries,ltd)。
[0166]
可用的泡孔成核剂的示例包括例如滑石、二氧化硅、用有机基团官能化的二氧化硅颗粒(例如，辛基硅烷、聚乙二醇硅烷)、玻璃珠、聚合物颗粒(例如，淀粉(诸如羟丙基淀粉)、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮(pvp))、云母、氧化铝、粘土、硅酸钙、钛酸钙、碳酸钙和二氧化钛。
[0167]
组合物和制品可任选地含有一种或多种常规添加剂。添加剂包括例如抗粘连添加剂、泡孔稳定剂、表面活性剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、润滑剂、加工助剂、抗静电剂、着色剂、抗冲击助剂、填料、消光剂、阻燃剂(例如，硼酸锌)、颜料等等。另外的添加剂包括但不限于炭黑、从微米尺寸至纳米级的无机填料、玻璃纤维、聚合物纤维或碳纤维等。合适的泡孔稳定剂包括例如但不限于芥酸酰胺(即，(z)-13-二十二烯酰胺)和表面改性的二氧化硅纳米颗粒。表面改性的二氧化硅纳米颗粒可用例如辛基硅烷或聚乙二醇硅烷官能化。在某些实施方案中，附加的合适的表面改性的二氧化硅纳米颗粒包括美国专利6,586,483(kolb等人)中描述的那些。
[0168]
在一些实施方案中，可使用无机填料作为抗粘连添加剂来防止在储存和运输期间泡沫组合物的层或卷的粘连或粘着。无机填料包括表面改性的或非表面改性的粘土和矿物。示例包括滑石、硅藻土、二氧化硅、云母、高岭土、二氧化钛、珍珠岩和钙硅石。
[0169]
因此，某些材料可能潜在地充当组合物中的结晶成核剂、泡孔成核剂、防粘连添加剂、泡孔稳定剂等中的多于一种。
[0170]
有机生物材料填料包括改性的或非改性的多种林业和农业产品。示例包括纤维素、小麦、淀粉、改性淀粉、甲壳质、脱乙酰壳多糖、角蛋白、衍生自农业产品的纤维素材料、谷蛋白、面粉和瓜尔胶。术语“面粉”通常涉及具有源自一种且同一种植物来源的含蛋白质和含淀粉的部分的组合物，其中含蛋白质的部分和含淀粉的部分未被彼此分开。存在于面粉中的典型蛋白质为球蛋白、白蛋白、麦谷蛋白、黑麦醇溶蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白。在典型
的实施方案中，组合物包含很少或不包含有机生物材料填料如面粉。因此，有机生物材料填料(例如，面粉)的浓度通常小于全部泡沫组合物的10重量％、9重量％、8重量％、7重量％、6重量％、5重量％、4重量％、3重量％、2重量％或小于1重量％。
[0171]
泡沫组合物
[0172]
在第二方面，提供了一种泡沫组合物。所述泡沫组合物包含：闭孔泡沫热塑性含氮基质材料和分布在所述闭孔泡沫热塑性含氮基质材料中的非交联热塑性材料。闭孔泡沫热塑性基质材料通过使上文关于第一方面所述的非交联热塑性基质材料发泡而形成。
[0173]
在一些实施方案中，非交联热塑性材料作为分布(例如，分散)在泡沫中的多个颗粒存在。颗粒通常是复合颗粒在发泡过程中破裂之后的壳的残余物。在某些实施方案中，非交联热塑性材料作为与闭孔泡沫热塑性含氮基质材料的共混物存在。
[0174]
在一些实施方案中，泡沫组合物还包含分布在闭孔泡沫热塑性含氮基质材料(例如该复合颗粒在发泡期间不破裂)中的多个复合颗粒，其中复合颗粒各自包含：封装在包含非交联热塑性材料的壳内的化学发泡剂颗粒，其中非交联热塑性材料在化学发泡剂颗粒的分解温度下具有3,700pa
·
s或更大的复态粘度。复合颗粒如以上关于第一方面详细描述的一样。在某些实施方案中，0.05重量％或更多、0.1重量％、0.15重量％、0.25重量％、0.5重量％、0.75重量％、1重量％、1.5重量％或者2重量％或更多的复合颗粒在使组合物发泡以形成泡沫组合物之后保留下来(例如，保持完整)；并且20重量％或更少、10重量％、9.5重量％、9重量％、8.5重量％、8重量％、7.5重量％、7重量％、6.5重量％、6重量％、5.5重量％、5重量％、4.5重量％、4重量％、3.5重量％、3重量％或者2.5重量％或更少的复合颗粒保留在泡沫组合物中。换句话讲，在发泡之后保留在泡沫组合物中的复合颗粒的量可在全部泡沫组合物的0.05重量％至20重量％或0.05重量％至2.5重量％的范围内。
[0175]
泡沫组合物包含闭孔泡沫，其意指泡沫基本上不含有从一个外表面延伸穿过材料到达另一外表面的连贯泡孔通道。闭孔泡沫可包括至多约10％的开孔，在“基本上”无连贯泡孔通道的含义内。换句话讲，泡沫组合物包含90％或更大的闭孔、92％或更大的闭孔、95％或更大的闭孔或者98％或更大的闭孔。
[0176]
如上所提及，已经发现，与利用非封装cba进行发泡时的泡孔尺寸、密度和均质性相比，制备包含根据本公开的至少某些实施方案的复合颗粒的泡沫组合物导致发泡时泡孔尺寸减小并且泡孔密度和均质性增加。泡沫泡孔可通过使用扫描电镜(sem)对横截面进行图像分析来表征。如由示例中所述的测试方法确定的泡沫组合物的各种特性可包括泡孔尺寸、泡孔密度、泡孔纵横比和弹性模量。
[0177]
在某些实施方案中，泡沫组合物包含350微米或更小、300微米、250微米、200微米、150微米、100微米、80微米、70微米或者60微米或更小；以及25微米或更大、30微米、35微米、40微米、45微米或者50微米或更大的平均泡孔尺寸。在实施方案中，泡沫组合物具有30微米至65微米的平均泡孔尺寸。此外，在一些实施方案中，泡沫组合物包含1个泡孔/平方毫米(泡孔/mm2)或更大、2个泡孔/mm2、3个泡孔/mm2、4个泡孔/mm2、6个泡孔/mm2、8个泡孔/mm2、10个泡孔/mm2、12个泡孔/mm2、15个泡孔/mm2、20个泡孔/mm2、25个泡孔/mm2、50个泡孔/mm2、75个泡孔/mm2、100个泡孔/mm2、125个泡孔/mm2、150个泡孔/mm2、200个泡孔/mm2、250个泡孔/mm2、300个泡孔/mm2、350个泡孔/mm2或者400个泡孔/mm2或更大；以及1,000个泡孔/mm2或更小、950个泡孔/mm2、900个泡孔/mm2、850个泡孔/mm2、800个泡孔/mm2、750个泡孔/mm2、700个
泡孔/mm2、650个泡孔/mm2、600个泡孔/mm2、550个泡孔/mm2或者500个泡孔/mm2或更小的平均泡孔密度。换句话讲，泡沫组合物可以具有1个泡孔/mm2至1,000个泡孔/mm2或4个泡孔/mm2至500个泡孔/mm2的平均孔密度。
[0178]
对于某些应用，期望大的平均泡孔尺寸，并且泡沫组合物可以具有250微米或更大、300微米、350微米、400微米、450微米、500微米、550微米或者600微米或更大；以及1毫米(mm)或更小、950微米、900微米、850微米、800微米、750微米或者700微米或更小的平均泡孔尺寸。换句话讲，在某些实施方案中，泡沫组合物可以具有250微米至1mm的平均泡孔尺寸。
[0179]
当泡沫组合物为整体片材时，片材的厚度通常为至少25微米、50微米或者100微米(μm)(4密耳)至500微米(20密耳)厚度。在一些实施方案中，泡沫片材的厚度不大于10mm、5mm、2mm、400μm、300μm或不大于200μm。泡沫可为单个片材的形式，特别是厚度大于20密耳的片材。(例如，较薄)泡沫可为卷状物品的形式。
[0180]
有利地，根据本公开的至少某些实施方案的泡沫组合物提供具有连续表面的泡沫，而以发泡剂的当量重量百分比使用非封装化学发泡剂制备的相同泡沫组合物具有不连续表面。例如，图3a示出了实施例9的泡沫片材的外表面，其在表面上不具有可见的孔(即，是连续的)。相比之下，图3b示出了比较例g的泡沫片材的外表面，其在表面上具有可见的孔3010(即，是不连续的)。
[0181]
根据本公开的至少某些实施方案的泡沫组合物提供具有(例如，多个)复制特征的主表面。在选择实施方案中，泡沫组合物包含平滑主表面和包含复制特征的相对主表面。复制特征可相对于主表面的平面凸起或凹陷，并且具有诸如凹槽、脊和各种几何形状的结构。例如，图6示出了实施例23的泡沫组合物的复制表面，其具有凸起的瓷砖图案。用于在泡沫组合物的主表面上形成复制表面的方法和设备在共同拥有的pct公布wo 2019/064121(slama等人)和wo 2019/064120(meree等人)中有详细描述。
[0182]
如本文所用，“平滑”表面是不含以25度或更大的角度偏离表面的平面和/或具有平均175微米或更大的高度差的突起和凹陷的表面。泡沫组合物可通过复制结构等分并成像(例如，通过扫描电镜(sem))，并且在图像上进行测量以确定相对表面是否平滑。首先，沿待分析的表面添加理想线，然后从理想线和突出和/或凹陷的实际线测量角度和高度偏差。
[0183]
例如，图8a示出了具有复制主表面8004的实施例23的泡沫组合物8002的横截面，其被确定为具有平滑的相对主表面8006。这是由于在第一偏差8010(相对于理想)处测量6度的角度，在第二偏差8012处测量3.9度的角度，以及在从第一偏差8010到第二偏差8012的长度8011上测量18微米的平均高度；在第三偏差8014处测量6.3度的角度，在第四偏差8016处测量11.6度的角度，以及在从第三偏差8014到第四偏差8016的长度8015上测量52微米的平均高度；在第五偏差8018处测量9.1度的角度，在第六偏差8020处测量2.6度的角度，以及在从第五偏差8018到第六偏差8020的长度8019上测量21微米的平均高度。三个浅的、相对平坦的偏差允许相对主表面8006被认为是平滑的。
[0184]
类似地，图8b示出了具有复制主表面8104的实施例22的泡沫组合物8102的横截面，其被确定为具有平滑的相对主表面8106。这是由于在第一偏差8110(相对于理想)处测量7.3度的角度，在第二偏差8112处测量6.7度的角度，以及在从第一偏差8110到第二偏差8112的长度8111上测量145微米的平均高度。尽管泡沫组合物8102具有深的凹陷，但拓扑结构逐渐变化并允许相对主表面8106被认为是平滑的。相比之下，图8c示出了具有复制主表
面8204的比较例g的泡沫组合物8202的横截面，其被确定为具有粗糙(例如，不平滑)的相对主表面8206。这是由于在第一偏差8210(相对于理想)处测量57.3度的角度，在第二偏差8212处测量66.3度的角度，以及在从第一偏差8210到第二偏差8212的长度8211上测量73微米的平均高度；在第三偏差8214处测量17.4度的角度，在第四偏差8216处测量66.3度的角度，以及在从第三偏差8214到第四偏差8216的长度8215上测量52微米的平均高度；以及在第五偏差8218处测量33.3度的角度，在第六偏差8220处测量72.2度的角度，以及在从第五偏差8218到第六偏差8220的长度8219上测量479微米的平均高度。比较例g的泡沫组合物的相对主表面8206具有带有锯齿状边缘以及小锯齿状突起的深凹陷，并且不是平滑的。
[0185]
制备泡沫组合物的方法
[0186]
在第四方面，提供了一种制备泡沫组合物的方法。所述方法包括a)压缩混合物，所述混合物包含：非交联热塑性含氮基质材料和分布在所述非交联热塑性含氮基质材料中的多个复合颗粒；以及b)加热压缩的混合物，从而形成所述泡沫组合物。所述混合物具有0.5兆帕(mpa)或更大的弹性模量。所述多个复合颗粒各自包含封装在包含非交联热塑性材料的壳内的化学发泡剂颗粒，其中非交联热塑性材料在化学发泡剂颗粒的分解温度下具有3,700pa
·
s或更大的复态粘度。
[0187]
任选地，所述方法还包括在受热的混合物形成泡沫组合物的同时将混合物浇铸到复制模具中，从而在泡沫组合物的主表面上赋予多个复制特征。
[0188]
在制备如本文所述的组合物时，将组分(例如，非交联热塑性基质材料、复合颗粒和其它任选的组分)加热(例如，经受在包括端值在内的90℃
–
220℃范围内的温度)并且使用本领域普通技术人员已知的任何合适的方式彻底地混合。例如，可使用(例如布拉本德混合器)混合器、挤出机、捏合机等将组合物混合。
[0189]
在某些实施方案中，可诸如通过将混合物的至少一部分挤出并制粒来将混合物制备成粒料的形式。包含多个粒料的混合物的一个优点是：与某些另选形式的混合物相比，该混合物更易于处置。
[0190]
在加热混合物时，复合颗粒的化学发泡剂有助于生成空隙以形成泡沫组合物。在一些实施方案中，可在某些泡沫组合物中使用多于一种发泡剂，并且除复合颗粒之外，发泡剂可包括非封装化学发泡剂、非封装物理发泡剂、可膨胀微球、或它们的组合物。发泡剂的可用类别包括例如挥发性液体、气体、化合物和多个可膨胀微球。挥发性液体和气体发泡剂在加热时膨胀并且然后趋于从混合物中逸出，从而留下空隙，以形成泡沫组合物。化合物发泡剂分解，并且一种或多种分解产物的至少一部分膨胀并且然后从混合物中逸出，从而留下空隙。在一些实施方案中，发泡剂包含多个上述可膨胀微球。
[0191]
合适的非封装化学发泡剂包括例如但不限于偶氮化合物、重氮化合物、磺酰肼、四唑、亚硝基化合物、酰基磺酰肼、腙、噻三唑、叠氮化物、磺酰叠氮化物、草酸盐、噻三嗪二氧化物、靛红酸酐或它们的任何组合。合适的非封装化学发泡剂的示例包括例如但不限于1,1-偶氮二甲酰胺、对甲苯磺酰肼、对甲苯磺酰氨基脲和5h-苯基四唑。在一些实施方案中，优选的化合物包括例如1,1-偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、苯磺酰肼和肼基二甲酰胺。
[0192]
用于制备泡沫组合物的各种方法适用于该方法的至少某些实施方案。更具体地，该方法可包括在熔体压机和/或挤出机中压缩混合物，并且可包括在模具、烘箱和/或挤出机中加热压缩的混合物。在某些实施方案中，混合物在挤出机中被压缩，在挤出机中被加
热，或在挤出机中既被压缩又被加热。通常，挤出机至少包括圆筒、颈管和模头。一些合适的单螺杆挤出机和双螺杆挤出机描述于以下实施例中。在选择实施方案中，挤出机为多层挤出机，通过该多层挤出机可例如使用多层模头形成一个或多个泡沫层。在某些实施方案中，在环境压力下加热压缩的混合物。通常通过经受40℃或更高、50℃、60℃、75℃、90℃、100℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃或者180℃或更高；以及500℃或更低、475℃、450℃、425℃、400℃、375℃、350℃、325℃、300℃、275℃、250℃、230℃、210℃、200℃、190℃、180℃；诸如在包括端值在内的40℃至475℃、40℃至350℃、140℃至310℃或180℃至300℃范围内的温度来加热压缩的混合物。
[0193]
任选地，混合物还包含至少一种物理发泡剂，诸如挥发性液体和/或可膨胀微球。
[0194]
制品
[0195]
在第三方面，提供了一种制品。该制品包括上文详述的根据第二方面的泡沫组合物(例如，闭孔泡沫)。在一些实施方案中，制品为多层制品，并且泡沫组合物为设置在第二材料层和第三材料层之间的泡沫层。例如，图4a示出了在横向方向上切片的根据实施例20的三层制品4002的sem图像，该制品具有芯泡沫层4010、顶部(非泡沫)层4012和底部(非泡沫)层4014。类似地，图4b示出了在纵向方向上切片的根据实施例20的三层制品4002的sem图像，该制品具有芯泡沫层4010、顶部(非泡沫)层4012和底部(非泡沫)层4014。在该实施例中，当从纵向方向观察时，闭孔泡沫4016比从横向方向观察时更细长一点。任选地，多层制品中的第二材料或第三材料中的一种或多种也为泡沫材料。
[0196]
包括附接到基底的泡沫组合物的制品提供泡沫组合物在例如缓冲或抛光应用中的用途。
[0197]
当制品为单片片材时，片材的厚度通常为至少25微米、50微米、100微米(μm)(4密耳)或至少500μm(20密耳)的厚度。在一些实施方案中，制品的厚度不大于10mm、5mm、2mm、400μm、300μm或200μm。
[0198]
本文所述的泡沫组合物(例如，聚合物泡沫层)的示例性用途包括减振和抛光应用(例如，可用于化学机械平面化(cmp)中的抛光垫)。在第八方面，提供了一种抛光垫。
[0199]
关于cmp抛光应用，抛光垫厚度可与能够在适当抛光工具上进行抛光的所需厚度一致。在一些实施方案中，抛光垫厚度大于125微米(在一些实施方案中，大于150微米、200微米或甚至大于500微米；在一些实施方案中，小于40,000微米、30,000微米、20,000微米、15,000微米、10,000微米、5,000微米或甚至小于2,500微米)。抛光垫可以为各种形状(例如，圆形、正方形或六边形)中的任一种。垫可被制造成使得垫形状与在使用期间垫将附接的抛光工具的对应压板的形状一致。垫的最大尺寸(例如，圆形垫片的直径)可根据具体应用的需要而变化。在一些实施方案中，垫的最大尺寸为至少10cm(在一些实施方案中，至少20cm、25cm、30cm、40cm、50cm或者甚至至少60cm；在一些实施方案中，小于2米、1.5米或者甚至小于1米)。
[0200]
在一些抛光垫实施方案中，泡沫特征结构从第一主表面延伸或延伸至第一主表面中至少100微米(在一些实施方案中，至少200微米或甚至至少300微米；在一些实施方案中，至多20,000微米、15,000微米、10,000微米或甚至至多5,000微米)。
[0201]
抛光垫的泡沫组合物层还可包括至少一个通道，其中该通道的深度大于泡沫特征结构从第一主表面延伸或延伸至第一主表面中的距离。在一些实施方案中，抛光垫的泡沫
组合物还可包括至少多个通道，其中该多个通道的至少一部分的深度大于泡沫特征结构从第一主表面延伸或延伸至第一主表面中的距离。该至少一个通道可提供改善的抛光溶液分布、泡沫组合物柔韧性以及有利于从抛光垫去除尘屑。在一些实施方案中，通道不允许流体无限地容纳在通道内(即，流体可在垫的使用期间流出通道)。
[0202]
在一些实施方案中，该至少一个通道的宽度为至少10微米(在一些实施方案中，至少25微米、50微米、75微米或甚至至少100微米；在一些实施方案中，小于20,000微米、10,000微米、5,000微米、2,000微米、1,000微米、500微米或者甚至小于200微米)。在一些实施方案中，该至少一个通道的深度为至少125微米(在一些实施方案中，至少200微米、300微米、400微米、500微米、600微米、700微米、800微米、900微米、1,000微米、1500微米或甚至至少2,000微米；在一些实施方案中，小于25,000微米、20,000微米、15,000微米、10,000微米、8,000微米、5,000微米、3,000微米或者甚至小于1,000微米)。
[0203]
该通道可通过本领域中的任何已知技术形成在抛光层中，所述技术包括但不限于机加工、压印和模制。该通道可在泡沫组合物的形成期间和/或通过用于形成泡沫组合物层的相同方法形成。由于抛光泡沫层的第一主表面上的改善的表面光洁度(其有助于最小化基底缺陷(例如，在使用期间的刮痕))，压印和模制可为优选的。在一些实施方案中，在用于形成泡沫特征结构的模制工艺中制成从泡沫组合物层的第一主表面延伸或延伸至泡沫组合物层的第一主表面中的通道。这通过在工具辊中形成通道的阴模(即，凸起区域)，然后在模制期间在泡沫组合物层中形成通道自身来实现。这是特别有利的，因为从泡沫组合物层的第一主表面延伸或延伸至泡沫组合物层的第一主表面中的泡沫特征结构和至少一个通道可在单个工艺步骤中被制成抛光泡沫层，从而节省成本和时间。该通道可被制造形成本领域中已知的各种图案(例如，同心环、并行线、径向线、形成栅格阵列的一系列线、人字纹和螺线)。可以使用不同图案的组合。
[0204]
在另一个实施方案中，本公开的抛光垫可包括子垫，其中子垫与泡沫组合物层的第二主表面相邻。抛光垫层(例如，聚合物泡沫层和子垫可通过本领域中已知的任何技术(包括使用粘合剂(例如，压敏粘合剂(psa)、热熔粘合剂和现场固化粘合剂)粘附在一起)。在一些实施方案中，抛光垫包括与泡沫组合物层的第二主表面相邻的粘合剂层。结合psa(例如，psa转印带)使用层合工艺是用于粘附抛光垫和子垫的一种特定工艺。子垫可以是本领域中已知的那些中的任一种。子垫可以是单个层的基本上刚性的材料(例如，聚碳酸酯)或单个层的基本上可压缩的材料(例如，弹性体泡沫)。子垫还可具有至少两个层，并且可包括基本上刚性的层(例如，刚性材料或高模量材料(例如，聚碳酸酯或聚酯))和基本上顺应性的层(例如，弹性体或弹性体泡沫材料)。如果子垫包括基本上顺应性的层(例如，弹性体泡沫层，则顺应性层可具有在20肖氏硬度d至90肖氏硬度d范围内的硬度)。在一些实施方案中，顺应性层具有在125微米至5,000微米范围内(在一些实施方案中，在125微米至1000微米范围内)的厚度。
[0205]
在包括具有至少一个不透明层的子垫的抛光垫的一些实施方案中，小(例如，1cm至5cm)的孔可被切割到子垫中，从而形成“窗口”。孔可被切割穿透整个子垫或仅穿透至少一个不透明层。将子垫或至少一个不透明层的切割部分从子垫移除，从而允许光传输通过这一区域。孔被重新定位成与抛光工具压板的端点窗口对准并且通过使来自工具的端点检测系统的光能够行进通过抛光垫并接触晶片来利于使用抛光工具的晶片端点检测系统。基
于光的端点抛光检测系统是本领域已知的，并且可例如以商品名“mirra”和“reflexion lk cmp”购自加利福尼亚州圣克拉拉的应用材料公司(applied materials,inc.,santa clara,ca)。本文所述的抛光垫可被制成在此类工具上运行，并且在抛光垫中可包括被构造成和抛光工具的端点检测系统一起起作用的端点检测窗口。
[0206]
在一些实施方案中，本文所述的抛光垫包括层合到其的子垫。子垫可包括至少一个刚性层(例如聚碳酸酯)和至少一个顺应性层(例如弹性体泡沫，刚性层的弹性模量大于顺应性层的弹性模量)。通常可通过使用psa(例如，转印粘合剂或胶带)来将刚性层层合到泡沫组合物层的第二主表面。顺应性层可以是不透明的并且防止端点检测所需的光传输。在层合之前或之后，可在子垫的不透明顺应性层中例如通过标准吻切方法对孔(例如，至多5cm宽乘以20cm长)进行模切或进行手工切割。将顺应性层的切割区域移除，从而在抛光垫中产生“窗口”。如果粘合剂残留物存在于孔中，那么可例如通过使用例如适当的溶剂和/或用布擦拭来将该残留物移除。抛光垫中的“窗口”被构造成使得当将抛光垫安装到抛光工具压板时，抛光垫的窗口与抛光工具压板的端点检测窗口对准。孔的尺寸通常与压板的端点检测窗口的尺寸在尺寸上相同或类似。
[0207]
包括泡沫组合物层、子垫以及它们的任何组合中的任一者的抛光垫可包括窗口(即，允许光穿过的区域)，以使在抛光工艺中使用的标准端点检测技术(例如，晶片端点检测)成为可能。
[0208]
在第九方面，本公开还描述了包括至少一个抛光垫和至少一种抛光溶液的抛光系统。合适的抛光溶液是本领域已知的。抛光溶液可以是水性的或非水性的。水性抛光溶液具有至少50重量％的水。非水性溶液具有小于50重量％的水。在一些实施方案中，抛光溶液是浆液(即，包含有机和/或无机磨料颗粒的液体)。抛光溶液中的有机和/或无机磨料颗粒的浓度为所需的。在一些实施方案中，抛光溶液中的有机和/或无机磨料颗粒的浓度为至少0.5重量％(在一些实施方案中，至少1重量％、2重量％、3重量％、4重量％或甚至至少5重量％；在一些实施方案中，小于30重量％、20重量％、15重量％或甚至小于10重量％)。在一些实施方案中，抛光溶液基本上不含有机和/或无机磨料颗粒。“基本上不含有机或无机磨料颗粒”意思是抛光溶液包含不大于0.5重量％(在一些实施方案中，不大于0.25重量％、0.1重量％或甚至不大于0.05重量％)的有机和/或无机磨料颗粒。在一些实施方案中，抛光溶液不包含有机磨料颗粒且不包含无机磨料颗粒。抛光系统可包括用于以下的抛光溶液(例如，浆液)：氧化硅cmp(例如，浅沟槽隔离cmp)、金属cmp(例如，钨cmp、铜cmp和铝cmp)、阻挡cmp(例如，钽和氮化钽cmp)以及硬质基底(例如，蓝宝石)。在一些实施方案中，抛光系统还包括待抛光或研磨的基底。
[0209]
在第十方面，本公开还描述了一种抛光基底的方法，所述方法包括：
[0210]
提供本文所述的具有工作表面的抛光垫；
[0211]
提供具有第一表面的基底；
[0212]
使所述抛光垫的第一工作表面与所述第一基底表面接触；以及
[0213]
在维持抛光垫的所述工作表面与第一基底表面之间的接触的同时使抛光垫和基底相对于彼此移动，
[0214]
其中在抛光溶液存在的情况下进行抛光。
[0215]
在一些实施方案中，抛光溶液为如本文先前所述的浆液。在一些实施方案中，基底
是半导体晶片。示例性半导体晶片包括介电材料、导电材料、阻挡材料和/或粘附材料或顶盖材料中的至少一种。示例性介电材料包括无机介电材料(例如，玻璃(例如，二氧化硅玻璃))或有机介电材料。示例性导电材料包括金属(例如，铜、钨、铝或银中的至少一种)。示例性顶盖材料包括碳化硅或氮化硅中的至少一种。示例性阻挡材料和/或粘附材料包括钽或氮化钽中的至少一种。抛光方法还可包括垫修整或清洁步骤，该步骤可就地进行(即，在抛光期间进行)。垫修整可使用本领域已知的并且可例如以商品名“3m cmp pad conditioner brush pb33a”购自明尼苏达州圣保罗的3m公司(3m company,st.paul,mn)的任何垫修整器(例如，金刚石垫修整器)或刷子，和/或抛光垫的水或溶剂冲洗液。
[0216]
提供了各种实施方案，其包括泡沫组合物、制品、复合颗粒、抛光垫、抛光系统以及制备和使用它们的方法。
[0217]
实施方案1为一种组合物。所述组合物包含非交联热塑性含氮基质材料和分布在所述非交联热塑性含氮基质材料中的多个复合颗粒。所述组合物具有0.5mpa或更大的弹性模量。所述多个复合颗粒各自包含封装在包含非交联热塑性材料的壳内的化学发泡剂颗粒。所述非交联热塑性材料在所述化学发泡剂颗粒的分解温度下具有3,700pa
·
s或更大的复态粘度。
[0218]
实施方案2为根据实施方案1所述的组合物，其中所述非交联热塑性含氮基质材料包含聚酰胺、聚氨酯、聚乙烯亚胺、聚酰亚胺、聚脲、聚唑啉、聚亚氨基硫醚、聚氨基酰胺、聚磺酰胺、或它们的组合物。
[0219]
实施方案3为根据实施方案1或实施方案2所述的组合物，其中所述非交联热塑性含氮基质材料包含聚氨酯。
[0220]
实施方案4为根据实施方案1至3中的任一项所述的组合物，其中所述非交联热塑性含氮基质材料包含聚醚基热塑性聚氨酯。
[0221]
实施方案5为根据实施方案1至4中的任一项所述的组合物，其中所述非交联热塑性含氮基质材料包含聚酯基热塑性聚氨酯。
[0222]
实施方案6为根据实施方案1至3中的任一项所述的组合物，其中所述非交联热塑性含氮基质材料包含聚酰胺。
[0223]
实施方案7是根据实施方案1至6中的任一项所述的组合物，其中所述聚酰胺是酸封端的。
[0224]
实施方案8为根据实施方案1至6中的任一项所述的组合物，其中所述聚酰胺是胺封端的。
[0225]
实施方案9为根据实施方案1至8中的任一项所述的组合物，其中所述非交联热塑性含氮基质材料具有40℃至220℃的软化点。
[0226]
实施方案10为根据实施方案1至9中的任一项所述的组合物，所述组合物还包含交联剂、交联催化剂或两者。
[0227]
实施方案11为根据实施方案10所述的组合物，其中所述交联剂包括多官能环氧化物、多官能氮丙啶、缩水甘油基环氧树脂、异氰酸酯、双马来酰亚胺、多官能丙烯酸酯、环脂族环氧树脂或聚碳化二亚胺。
[0228]
实施方案12为根据实施方案10或实施方案11所述的组合物，其中所述交联催化剂包括烷基或烯基铵、鏻鎓或咪唑盐。
[0229]
实施方案13为根据实施方案1至12中的任一项所述的组合物，其中所述非交联热塑性含氮基质材料具有0.5兆帕(mpa)至5,000mpa或0.05mpa至2,000mpa的模量。
[0230]
实施方案14为根据实施方案1至13中的任一项所述的组合物，所述组合物还包含结晶成核剂、防粘连添加剂、泡孔稳定剂、表面活性剂或它们的组合物。
[0231]
实施方案15为根据实施方案1至14中的任一项所述的组合物，其中所述多个复合颗粒以全部组合物的包括端值在内的0.1重量％至20重量％、0.5重量％至15重量％、0.5重量％至10重量％、1重量％至8重量％或10重量％至17重量％的量存在。
[0232]
实施方案16为根据实施方案1至15中的任一项所述的组合物，其中所述化学发泡剂选自重氮化合物、磺酰肼、四唑、亚硝基化合物、酰基磺酰肼、腙、噻三唑、叠氮化物、磺酰叠氮化物、草酸盐、噻三嗪二氧化物、靛红酸酐或它们的组合物。
[0233]
实施方案17为根据实施方案1至16中的任一项所述的组合物，其中所述化学发泡剂为1,1-偶氮二甲酰胺、基于酰肼的化学发泡剂、对甲苯磺酰氨基脲或5h-苯基四唑。
[0234]
实施方案18为根据实施方案1至17中的任一项所述的组合物，其中所述化学发泡剂为1,1-偶氮二甲酰胺。
[0235]
实施方案19为根据实施方案1至18中的任一项所述的组合物，其中所述化学发泡剂为对甲苯磺酰肼。
[0236]
实施方案20为根据实施方案1至19中的任一项所述的组合物，其中所述化学发泡剂为5h-苯基四唑。
[0237]
实施方案21为根据实施方案1至20中的任一项所述的组合物，其中所述化学发泡剂为对甲苯磺酰氨基脲。
[0238]
实施方案22为根据实施方案1至21中的任一项所述的组合物，其中所述非交联热塑性材料选自淀粉、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的共聚物、基于聚丙烯的弹性体、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、(c1-c3)烷基纤维素、羟基(c1-c3)烷基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚唑啉、有机硅基热塑性聚合物、烯烃基热塑性聚合物、苯氧基树脂、聚酰胺或它们的组合物。
[0239]
实施方案23为根据实施方案1至22中的任一项所述的组合物，其中所述非交联热塑性材料选自羟基化淀粉、羧基化淀粉、甲基纤维素、丙基纤维素、乙基纤维素、羟丙甲纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素或它们的组合物。
[0240]
实施方案24为根据实施方案1至23中的任一项所述的组合物，其中所述非交联热塑性材料选自羟丙基淀粉、pvp、聚酰胺、苯乙烯共聚物或它们的组合物。
[0241]
实施方案25为根据实施方案1至24中的任一项所述的组合物，其中所述非交联热塑性材料包括羟丙基淀粉。
[0242]
实施方案26为根据实施方案1至25中的任一项所述的组合物，其中所述非交联热塑性材料在所述化学发泡剂颗粒的分解温度下具有5,000pa
·
s或更大或6,000pa
·
s或更大的复态粘度。
[0243]
实施方案27为根据实施方案1至26中的任一项所述的组合物，其中所述多个复合颗粒具有包括端值在内的1微米至60微米的平均直径。
[0244]
实施方案28为根据实施方案1至27中的任一项所述的组合物，其中所述多个复合颗粒还包括共封装的金属氧化物或金属盐、或它们的混合物。
[0245]
实施方案29为根据实施方案28所述的组合物，其中所述金属氧化物选自氧化锌、氧化钙和钡-镉络合物；并且所述金属盐为mx或m(x)2形式，其中m选自锌、钙、镉、钾、钡、锶、镁、汞、钛、锡、铅、钠、锂或铯，并且其中x为含有硝酸阴离子、磷酸阴离子、亚磷酸阴离子、硫酸阴离子、碳酸阴离子、草酸、卤阴离子、对甲苯磺酸阴离子、四氟硼酸阴离子、高氯酸阴离子、氢氧阴离子或氰阴离子部分的有机配体或无机配体，或对应的水合物。
[0246]
实施方案30为根据实施方案28或实施方案29所述的组合物，其中所述金属盐为硬脂酸锌、硝酸锌、硫酸锌、磷酸锌、氯化锌、溴化锌、碘化锌、氟化锌、碳酸锌、对甲苯磺酸锌水合物、四氟硼酸锌水合物、高氯酸锌、氢氧化锌、氰化锌、硝酸钙、硫酸钙、磷酸钙、碳酸钙、磷酸钡、硝酸钡、硫酸钡、磷酸镉、硝酸镉、硫酸镉、硬脂酸钙、硬脂酸钡-镉、2-乙基己酸锌、2-乙基己酸钙、2-乙基己酸钡-镉、乙酸锌、乙酸钙、丙二酸锌、丙二酸钙、苯甲酸锌、苯甲酸钙、水杨酸锌、水杨酸钙、溴化镉、碳酸镉、氯化镉、碘化镉或高氯酸镉。
[0247]
实施方案31为根据实施方案28至30中的任一项所述的组合物，其中所述金属氧化物、所述金属盐或它们的组合物以所述化学发泡剂的量的500重量％或更少、所述化学发泡剂的量的300重量％或更少、100重量％或更少或者25重量％或更少的量存在。
[0248]
实施方案32为根据实施方案28至31中的任一项所述的组合物，其中所述化学发泡剂为1,1-偶氮二甲酰胺或对甲苯磺酰肼。
[0249]
实施方案33为根据实施方案28至32中的任一项所述的组合物，其中所述多个复合颗粒还包括共封装的多羟基化合物、含胺化合物或含羧酸化合物。
[0250]
实施方案34为根据实施方案33所述的组合物，其中所述多羟基化合物选自甘油、乙二醇、二甘醇、三甘醇或它们的组合物。
[0251]
实施方案35为根据实施方案33或实施方案34所述的组合物，其中所述含羧酸化合物选自硬脂酸、2-乙基己酸、乙酸、棕榈酸或它们的组合物。
[0252]
实施方案36为根据实施方案33至35中的任一项所述的组合物，其中所述含胺化合物为伯胺。
[0253]
实施方案37为根据实施方案33至36中的任一项所述的组合物，其中所述化学发泡剂为对甲苯磺酰肼。
[0254]
实施方案38为一种泡沫组合物。所述泡沫组合物包含闭孔泡沫热塑性含氮基质材料和分布在所述闭孔泡沫热塑性含氮基质材料中的非交联热塑性材料。
[0255]
实施方案39为根据实施方案38所述的泡沫组合物，其中所述非交联热塑性材料作为多个颗粒存在。
[0256]
实施方案40为根据实施方案38或实施方案39所述的泡沫组合物，所述泡沫组合物还包含分布在所述闭孔泡沫热塑性含氮基质材料中的多个复合颗粒。所述多个复合颗粒各自包含封装在包含非交联热塑性材料的壳内的化学发泡剂颗粒。所述非交联热塑性材料在所述化学发泡剂颗粒的分解温度下具有3,700pa
·
s或更大的复态粘度。
[0257]
实施方案41为根据实施方案38或实施方案40所述的泡沫组合物，其中所述非交联热塑性材料作为与所述闭孔泡沫热塑性含氮基质材料的共混物存在。
[0258]
实施方案42为根据实施方案38至41中的任一项所述的泡沫组合物，其中所述泡沫组合物的外主表面具有连续表面。
[0259]
实施方案43为根据实施方案38至42中的任一项所述的泡沫组合物，其中所述泡沫
组合物包含平滑主表面和包含复制特征的相对主表面。
[0260]
实施方案44为根据实施方案38至43中的任一项所述的泡沫组合物，所述泡沫组合物具有90％或更大的闭孔、95％或更大或者98％或更大的闭孔。
[0261]
实施方案45为根据实施方案38至44中的任一项所述的泡沫组合物，所述泡沫组合物具有250微米或更小、150微米或更小、120微米或更小、100微米或更小、80微米或更小或者60微米或更小的平均泡孔尺寸。
[0262]
实施方案46为根据实施方案38至45中的任一项所述的泡沫组合物，所述泡沫组合物具有30微米至65微米的平均泡孔尺寸。
[0263]
实施方案47为根据实施方案38至44中的任一项所述的泡沫组合物，所述泡沫组合物具有250微米至1毫米的平均泡孔尺寸。
[0264]
实施方案48为根据实施方案38至47中的任一项所述的泡沫组合物，其中所述热塑性含氮基质材料包含聚酰胺、聚氨酯、聚醚亚胺、聚酰亚胺、聚(酯)酰胺、聚醚酰亚胺、聚脲、聚唑啉、聚亚氨基硫醚、聚氨基酰胺、聚磺酰胺、聚(酰胺-酰亚胺)、或它们的组合物。
[0265]
实施方案49为根据实施方案38至48中的任一项所述的泡沫组合物，其中所述热塑性含氮基质材料包含聚氨酯。
[0266]
实施方案50为根据实施方案38至49中的任一项所述的泡沫组合物，其中所述热塑性含氮基质材料包含聚酰胺。
[0267]
实施方案51为根据实施方案38至50中的任一项所述的方法，其中所述非交联热塑性材料选自淀粉、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的共聚物、基于聚丙烯的弹性体、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、(c1-c3)烷基纤维素、羟基(c1-c3)烷基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚唑啉、有机硅基热塑性聚合物、烯烃基热塑性聚合物、苯氧基树脂、聚酰胺或它们的组合物。
[0268]
实施方案52为根据实施方案38至51中的任一项所述的泡沫组合物，其中所述非交联热塑性材料选自羟丙基淀粉和pvp。
[0269]
实施方案53为根据实施方案38至52中的任一项所述的泡沫组合物，其中所述泡沫组合物具有1个泡孔/平方毫米至1,000个泡孔/平方毫米(泡孔/mm2)或4个泡孔/mm2至500个泡孔/mm2的泡孔密度。
[0270]
实施方案54为一种制品。所述制品包括附接到基底的根据权利要求38至53中的任一项所述的泡沫组合物。
[0271]
实施方案55为根据实施方案54所述的制品，其中所述制品为多层制品，并且所述泡沫组合物为设置在第二材料层和第三材料层之间的泡沫层。
[0272]
实施方案56为根据实施方案55所述的制品，其中所述第二材料或所述第三材料中的至少一者包括泡沫材料。
[0273]
实施方案57为根据实施方案54至56中的任一项所述的制品，其中至少一个主表面包括多个复制特征。
[0274]
实施方案58为一种制备根据实施方案38至52中的任一项所述的泡沫组合物的方法。所述方法包括a)压缩混合物；以及b)加热压缩的混合物，从而形成所述泡沫组合物。所述混合物包含非交联热塑性含氮基质材料和分布在所述非交联热塑性含氮基质材料中的多个复合颗粒。所述混合物具有0.5mpa或更大的弹性模量。所述多个复合颗粒各自包含封
装在包含非交联热塑性材料的壳内的化学发泡剂颗粒。所述非交联热塑性材料在所述化学发泡剂颗粒的分解温度下具有3,700pa
·
s或更大的复态粘度。
[0275]
实施方案59为根据实施方案58所述的方法，其中所述混合物在熔体压机中被压缩。
[0276]
实施方案60为根据实施方案58或实施方案59所述的方法，其中所述压缩的混合物在模具中加热。
[0277]
实施方案61为根据实施方案58至60中的任一项所述的方法，其中所述压缩的混合物在烘箱中加热。
[0278]
实施方案62为根据实施方案58至61中的任一项所述的方法，其中所述压缩的混合物在环境压力下加热。
[0279]
实施方案63为根据实施方案58至62中的任一项所述的方法，其中所述混合物在挤出机中被压缩。
[0280]
实施方案64为根据实施方案58至63中的任一项所述的方法，其中所述压缩的混合物在挤出机中加热。
[0281]
实施方案65为根据实施方案63或实施方案64所述的方法，其中所述挤出机为多层挤出机。
[0282]
实施方案66为根据实施方案63至65中的任一项所述的方法，所述方法还包括在受热的混合物形成所述泡沫组合物的同时将所述混合物浇铸到复制模具中，从而在所述泡沫组合物的主表面上赋予多个复制特征。
[0283]
实施方案67为根据实施方案58至66中的任一项所述的方法，其中所述压缩的混合物在40℃至350℃的范围内的温度下加热。
[0284]
实施方案68为根据实施方案58至67中的任一项所述的方法，其中所述压缩的混合物在140℃至310℃的范围内的温度下加热。
[0285]
实施方案69为根据实施方案58至68中的任一项所述的方法，其中所述压缩的混合物在140℃至305℃的范围内的温度下加热。
[0286]
实施方案70为一种复合颗粒。所述复合颗粒包含封装在包含非交联热塑性材料的壳内的化学发泡剂颗粒；以及共封装的金属盐。所述金属盐为mx或m(x)2形式，其中m为锌、钙、镉、钾、钡、锶、镁、汞、钛、锡、铅、钠、锂或铯，并且其中x为含有硝酸阴离子、磷酸阴离子、亚磷酸阴离子、硫酸阴离子、碳酸阴离子、草酸、卤阴离子、对甲苯磺酸阴离子、四氟硼酸阴离子、高氯酸阴离子、氢氧阴离子或氰阴离子部分的有机配体或无机配体，或对应的水合物。所述非交联热塑性材料在所述化学发泡剂颗粒的分解温度下具有3,700帕斯卡秒(pa
·
s)或更大的复态粘度。
[0287]
实施方案71为根据实施方案70所述的复合颗粒，其中所述金属盐包括硝酸锌、硫酸锌、磷酸锌、氯化锌、碳酸锌、对甲苯磺酸锌水合物、四氟硼酸锌水合物、高氯酸锌、氢氧化锌、氰化锌、硝酸钙、硫酸钙、磷酸钙、碳酸钙、磷酸钡、硝酸钡、硫酸钡、磷酸镉、硝酸镉、硫酸镉、或它们的组合物。
[0288]
实施方案72为根据实施方案70或实施方案71所述的复合颗粒，其中所述金属盐包括硝酸锌、硫酸锌或氯化锌。
[0289]
实施方案73为一种组合物。所述组合物包含非交联热塑性基质材料和分布在所述
非交联热塑性基质材料中的根据任一实施方案70至72所述的多个复合颗粒。
[0290]
实施方案74为根据权利要求73所述的组合物，其中所述非交联热塑性基质材料选自聚有机硅氧烷、苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯聚合物、聚苯乙烯、聚烯烃、聚烯烃共聚物、聚氯乙烯(pvc)、乙烯乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯共聚物和丙烯酸系嵌段共聚物。
[0291]
实施方案75为根据实施方案73所述的组合物，其中所述非交联热塑性基质材料包含聚乳酸(pla)。所述组合物还包含tg为25摄氏度或更高的聚合物；交联剂；以及交联催化剂。
[0292]
实施方案76为一种泡沫组合物。所述泡沫组合物包含闭孔泡沫热塑性基质材料和分布在所述闭孔泡沫热塑性基质材料中的根据任一实施方案70至72所述的多个复合颗粒。
[0293]
实施方案77为根据实施方案76所述的泡沫组合物，其中所述非交联热塑性基质材料选自聚有机硅氧烷、苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯、聚烯烃、聚烯烃共聚物、聚氯乙烯(pvc)、乙烯乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯共聚物和丙烯酸系嵌段共聚物。
[0294]
实施方案78为根据实施方案76所述的泡沫组合物，其中所述非交联热塑性基质材料包含聚乳酸(pla)。所述泡沫组合物还包含tg为25摄氏度或更高的聚合物；交联剂；以及交联催化剂。
[0295]
实施方案79为一种抛光垫。所述抛光垫包含根据任一实施方案38至53或76至78所述的泡沫组合物。
[0296]
实施方案80为根据实施方案79所述的抛光垫，其中所述泡沫组合物还包含至少一个通道，其中所述通道的深度大于所述泡沫特征结构从所述第一主表面延伸或延伸至所述第一主表面中的距离。
[0297]
实施方案81为根据实施方案79或80所述的抛光垫，所述抛光垫还包括子垫，其中所述子垫与所述泡沫组合物的所述第二主表面相邻。
[0298]
实施方案82为根据实施方案79至81中的任一项所述的抛光垫，所述抛光垫具有泡沫特征结构，所述泡沫特征结构从所述第一主表面延伸或延伸至所述第一主表面中(在一些实施方案中，在100微米至20,000微米的范围内)这两者中的至少一种情况。
[0299]
实施方案83为根据实施方案82所述的抛光垫，其中所述泡沫组合物包括从所述第一主表面延伸的泡沫特征结构。
[0300]
实施方案84为一种抛光系统。所述抛光系统包括抛光溶液和根据实施方案79至83中的任一项所述的抛光垫。
[0301]
实施方案85为根据实施方案84所述的抛光系统，其中所述抛光溶液为浆液。
[0302]
实施方案86为一种抛光基底的方法。所述方法包括提供具有工作表面的根据实施方案79至83中的任一项所述的抛光垫；提供具有第一表面的基底；使抛光垫的工作表面与第一基底表面接触；以及在维持所述抛光垫的所述工作表面与所述第一基底表面之间的接触的同时使所述抛光垫和所述基底相对于彼此移动。在抛光溶液存在的情况下进行抛光。
[0303]
实施方案87为根据实施方案86所述的抛光基底的方法，其中所述基底为半导体晶片。
[0304]
示出以下实施例以描述本发明的附加特征和实施方案。除非另外指明，所有份数
均按重量计。
[0305]
实施例
[0306]
以下实施例进一步说明了本发明的目的和优点，但这些实施例中列举的具体材料及其量以及其它条件和细节不应被解释为是对本发明的不当限制。这些实施例仅为了进行示意性的说明，并非意在限制所附权利要求书的范围。除非另外指明或从上下文中容易看出，否则在实施例和说明书的其余部分中的所有份数、百分比、比率等均按重量计。
[0307]
实施例中所用的材料
[0308]
[0309][0310]
测试方法
[0311]
扫描电镜法(sem)
[0312]
使用jeol jsm-6010la sem(日本东京的日本电子株式会社(jeol ltd.,tokyo,jp))通过sem对泡沫的泡孔结构进行成像。通过使用#10手术刀切割泡沫制品的薄条来制备样品。如果通过挤出制备样品，则在发泡片材的纵向方向(md)和横向方向(td)两者上截取切片。将切片安装在jeol sem台上并且在丹顿真空desk v涂布系统(新泽西州穆尔斯敦的丹顿真空设备有限公司(denton vacuum,llc,moorestown,nj))中用au/pd溅射涂布30秒。使用image-pro premier 9.1或image-pro premier 9.3图像分析软件(马里兰州罗克维尔的媒体控制论公司(media cybernetics,inc.,rockfille,md))分析图像，以获得泡孔直径、泡孔密度(泡孔/mm2)、泡孔纵横比和层厚度。image-pro premier将泡孔纵横比定义为
等效于泡孔的椭圆的长轴和短轴的比率。使用多边形工具手动限定泡孔。除非另外指明，否则基于td的图像分析报告泡沫和/或表皮厚度。
[0313]
光学显微镜法(lm)
[0314]
使用配有keyence vh-z100(100x
–
1000x)透镜的keyence vhx-2000光学显微镜(伊利诺伊州艾塔斯卡的基恩士公司(keyence corp.,itasca,il))对泡沫进行成像。通过用剃刀刀片沿幅材的td或md切割幅材来制备样品。使用image-pro premier 9.1或image-pro premier 9.3图像分析软件(马里兰州罗克维尔的媒体控制论公司)分析图像，以获得泡孔直径、泡孔密度(泡孔/毫米2)、泡孔纵横比和层厚度。image-pro premier将泡孔纵横比定义为等效于泡孔的椭圆的长轴和短轴的比率。使用多边形工具手动限定泡孔。除非另外指明，否则基于td的图像分析报告泡沫和/或表皮厚度。
[0315]
胺值和酸值定量
[0316]
将约4克聚酰胺溶解于100毫升(ml)甲苯和50ml异丙醇(ipa)的混合物中，然后用0.1n tbaoh的甲醇溶液滴定测得酸含量或用0.15n hcl的ipa溶液滴定测得胺含量。通过电位自动滴定系统进行分析。所有值均以毫当量/克为单位报告。
[0317]
流变学(以获得聚酰胺的室温模量)
[0318]
将重0.50g的聚酰胺样品加载到dhr-3流变仪上，该流变仪配有20-mm不锈钢平行板几何体以及ehp(电热板)温度控制附件，可购自ta仪器公司(特拉华州纽卡斯尔)(ta instruments(new castle,de))。将样品加热至足以使其熔融的温度(大约170-190℃)。在样品熔融后，将平行板几何形状间隙设定为1000微米，并且修剪掉过量的熔融聚酰胺。然后在启用轴向力控制特征结构的情况下，在大约60分钟的时间段内将样品冷却回到25℃。当样品达到25℃时，用以下参数开始流变学测试：
[0319]
几何形状20毫米不锈钢平行板几何形状温度斜坡参数3℃/min，从25
–
250℃应变目标0.1％振荡频率1赫兹轴向力控制参数在压缩模式下0.0
±
0.2牛顿自动应变控制参数5.0-40000.0微牛顿-米以及0.001-10％应变
[0320]
材料表中报告的储能模量(g')数值为在上表中报告的温度斜坡条件下在25.0
±
0.2℃下测量的值。
[0321]
热重量分析(tga)
[0322]
在tga q500(特拉华州纽卡斯尔的ta仪器公司)上进行封装的化学发泡剂的芯-壳比率的定量。温度以10℃/分钟从室温升至600℃。
[0323]
喷雾干燥以产生封装的化学发泡剂
[0324]
用由(总部设在马里兰州埃尔德堡的)喷雾干燥系统有限公司(spray drying systems,inc.(headquartered in eldersburg,md))制造的定制的48型混流式喷雾干燥器来使聚合物和化学发泡剂的浆液干燥。喷雾干燥器的直径为4英尺(ft)(1.2米)，并且具有8ft(2.4米)的直侧面。提供室内空气(大约21℃和50％湿度)作为大量干燥气体，然后通过电加热器对其加热并将其携带通过干燥室(通过顶部进入并通过底部离开)，并且最后到达旋风除尘器和袋式除尘器，然后排出。旋风除尘器将产物固体(直径小于1微米)与气体流分
ag(headquartered in dusseldorf,germany))制造的niro mobil minor实验室喷雾干燥器，对该聚合物混合物进行喷雾干燥，以将聚合物壳置于颗粒周围。分批喷涂悬浮液。将每个部分用高剪切混合机混合1分钟-2分钟，并且在进入喷雾干燥器之前立即通过425μm筛网。大量干燥气体温度在出口处保持在90℃-92℃之间。利用内部混合的双流体压力喷雾雾化喷嘴(可以商品名“fluid cap 60100”和“air cap 120”购自喷雾系统公司(伊利诺伊州惠顿)(spraying systems co.(wheaton,il)))垂直向上地雾化浆液。获得1476g自由流动的粉末(产率为37％)。所得的复合颗粒含有10重量％的azo。
[0336]
制备例6(pe-6)
[0337]
向30g的pvp和30g的zn在90g水中的溶液中添加15g的azo粉末，以得到45重量％的固体悬浮液。用高剪切混合机(t50 digital ultra turrax,ika)以2000rpm将悬浮液进一步混合5min。然后使用buchi mini-probe b-190(特拉华州纽卡斯尔的步琪公司)以15rpm的流动速率和设定为135℃的入口温度(出口温度测量值为77-84℃)对聚合物混合物进行喷雾干燥，以将聚合物壳置于颗粒周围。获得自由流动的粉末(产率为40.9％)。所得的胶囊含有34重量％的azo。
[0338]
制备例7(pe-7)
[0339]
向30g的pvp和45g的zn在90g水中的溶液中添加15g的azo粉末，以得到50重量％的固体悬浮液。用高剪切混合机(t50 digital ultra turrax,ika)以2000rpm将悬浮液进一步混合5min。然后使用buchi mini-probe b-190(特拉华州纽卡斯尔的步琪公司)以15rpm的流动速率和设定为135℃的入口温度(出口温度测量值为74-85℃)对聚合物混合物进行喷雾干燥，以将聚合物壳置于颗粒周围。获得自由流动的粉末(产率为38.4％)。所得的胶囊含有50重量％的azo。
[0340]
制备例8(pe-8)
[0341]
向20g的lrs780和20g的zn在80g水中的溶液中添加10g的azo粉末，以得到38重量％的固体悬浮液。用高剪切混合机(t50 digital ultra turrax,ika)以2000rpm将悬浮液进一步混合5min。然后使用buchi mini-probe b-190(特拉华州纽卡斯尔的步琪公司)以15rpm的流动速率和设定为130℃的入口温度(出口温度测量值为79-83℃)对聚合物混合物进行喷雾干燥，以将聚合物壳置于颗粒周围。获得自由流动的粉末(产率为30.4％)。所得的胶囊含有21重量％的azo。
[0342]
制备例9(pe-9)
[0343]
向20g的lrs780和20g的zs在80g水中的溶液中添加10g的azo粉末，以得到38重量％的固体悬浮液。用高剪切混合机(t50 digital ultra turrax,ika)以2000rpm将悬浮液进一步混合5min。然后使用buchi mini-probe b-190(特拉华州纽卡斯尔的步琪公司)以15rpm的流动速率和设定为130℃的入口温度(出口温度测量值为78-84℃)对聚合物混合物进行喷雾干燥，以将聚合物壳置于颗粒周围。获得自由流动的粉末(产率为30.4％)。所得的胶囊含有27重量％的azo。
[0344]
制备例10(pe-10)
[0345]
向20g的pvp和20g的zs在75g水中的溶液中添加10g的azo粉末，以得到40重量％的固体悬浮液。用高剪切混合机(t50 digital ultra turrax,ika)以2000rpm将悬浮液进一步混合5min。然后使用buchi mini-probe b-190(特拉华州纽卡斯尔的步琪公司)以15rpm
的流动速率和设定为139℃的入口温度(出口温度测量值为83℃)对聚合物混合物进行喷雾干燥，以将聚合物壳置于颗粒周围。获得自由流动的粉末(产率为4.9％)。所得的胶囊含有24重量％的azo。
[0346]
制备例11(pe-11)
[0347]
向20g的lrs780和20g的zc在80g水中的溶液中添加10g的azo粉末，以得到38重量％的固体悬浮液。用高剪切混合机(t50 digital ultra turrax,ika)以2000rpm将悬浮液进一步混合5min。然后使用buchi mini-probe b-190(特拉华州纽卡斯尔的步琪公司)以15rpm的流动速率和设定为130℃的入口温度(出口温度测量值为81-84℃)对聚合物混合物进行喷雾干燥，以将聚合物壳置于颗粒周围。获得自由流动的粉末(产率为31.4％)。所得的胶囊含有11重量％的azo。
[0348]
制备例12(pe-12)
[0349]
向20g的lrs780和5g的zc在80g水中的溶液中添加10g的azo粉末，以得到30重量％的固体悬浮液。用高剪切混合机(t50 digital ultra turrax,ika)以2000rpm将悬浮液进一步混合5min。然后使用buchi mini-probe b-190(特拉华州纽卡斯尔的步琪公司)以15rpm的流动速率和设定为130℃的入口温度(出口温度测量值为81-85℃)对聚合物混合物进行喷雾干燥，以将聚合物壳置于颗粒周围。获得自由流动的粉末(产率为42.3％)。所得的胶囊含有21重量％的azo。
[0350]
制备例13(pe-13)
[0351]
向20g的lrs780和20g的pn在80g水中的溶液中添加10g的azo粉末，以得到38重量％的固体悬浮液。用高剪切混合机(t50 digital ultra turrax,ika)以2000rpm将悬浮液进一步混合5min。然后使用buchi mini-probe b-190(特拉华州纽卡斯尔的步琪公司)以15rpm的流动速率和设定为130℃的入口温度(出口温度测量值为81-84℃)对聚合物混合物进行喷雾干燥，以将聚合物壳置于颗粒周围。获得自由流动的粉末(产率为31％)。所得的胶囊含有17重量％的azo。
[0352]
制备例14(pe-14)
[0353]
向20g的lrs780和20g的so在100g水中的溶液中添加10g的azo粉末，以得到33重量％的固体悬浮液。用高剪切混合机(t50 digital ultra turrax,ika)以2000rpm将悬浮液进一步混合5min。然后使用buchi mini-probe b-190(特拉华州纽卡斯尔的步琪公司)以15rpm的流动速率和设定为130℃的入口温度(出口温度测量值为81-84℃)对聚合物混合物进行喷雾干燥，以将聚合物壳置于颗粒周围。获得自由流动的粉末(产率为35％)。所得的胶囊含有25重量％的azo。
[0354]
制备例15(pe-15)
[0355]
向20g的lrs780和20g的cn在80g水中的溶液中添加10g的azo粉末，以得到38重量％的固体悬浮液。用高剪切混合机(t50 digital ultra turrax,ika)以2000rpm将悬浮液进一步混合5min。然后使用buchi mini-probe b-190(特拉华州纽卡斯尔的步琪公司)以15rpm的流动速率和设定为130℃的入口温度(出口温度测量值为81-84℃)对聚合物混合物进行喷雾干燥，以将聚合物壳置于颗粒周围。获得自由流动的粉末(产率为33％)。所得的胶囊含有17重量％的azo。
[0356]
用于制备聚酰胺的一般工序
[0357]
将所有单体置于配有热电偶、顶置式搅拌器和蒸馏头的1升(l)树脂烧瓶中。蒸馏头配有100ml接收烧瓶。使用电热套和温度控制器加热反应。用环境温度的水冷却蒸馏头冷凝器。在1.5小时的时间段内将反应加热至160℃，并且保持在该温度下直至蒸馏速率减慢。然后将反应加热至225℃，并且保持在该温度下直至蒸馏速率减慢。在5分钟的时间段内在烧瓶中引入20mmhg真空。当用氮气破坏真空时，将反应在真空下保持1小时。然后排出并收集内容物。根据一般工序制备以下聚酰胺制备例，然后通过胺值和酸值定量以及流变学测试方法进行分析。
[0358]
聚酰胺制备例(pa-1至pa-7)
[0359][0360]
使聚酰胺树脂交联
[0361]
通过将聚酰胺树脂与交联剂和/或交联催化剂混合以制备泡沫组合物(在150℃下混合的pa-5除外)，在200℃下以100转每分钟(rpm)在布拉本德(brabender)双螺杆混合机(新泽西州南哈肯萨克的c.w.布拉本德仪器公司(c.w.brabender instruments,inc.,south hackensack,nj)，型号atr plasti-corder)中使聚酰胺树脂配混。
[0362]
表1
[0363][0364]
实施例
[0365]
制备聚合物预发泡树脂
[0366]
通过将聚合物树脂与交联剂和/或化学发泡剂和/或交联催化剂混合，在指定温度(根据表2和表3)下以100转每分钟(rpm)在布拉本德双螺杆混合机(新泽西州南哈肯萨克的c.w.布拉本德仪器公司，型号atr plasti-corder)中使聚合物树脂配混。
[0367]
制备聚合物预发泡片材
[0368]
在卡弗压机(印第安纳州沃巴什的卡弗公司(carver,inc.,wabash,in)，型号#2699)中在具有聚四氟乙烯衬垫的两个铝片材与1.5mm垫片之间压制配混的预发泡树脂。卡弗压机设定在指定温度下(根据表2和表3)。将树脂软化1-3分钟(min)，并且然后在6公吨下压制1min。
[0369]
在下表中，比较例由comp.ex.指示并且实施例由ex.指示。
[0370]
表2
[0371][0372]
表3
[0373][0374]
在烘箱中发泡
[0375]
将0.7英寸(1.78厘米(cm))
×
0.06英寸(0.15cm)的熔融压制的聚合物预发泡片材圆盘放置在特氟隆衬垫上并且放置在设定在210
–
270℃之间的烘箱中。将样品发泡0分钟-15分钟。图2示出了在不同温度下在烘箱中发泡的制品(comp.ex.a至comp.ex.e、ex.1、ex.2、ex.7、ex.8)的sem图像。
[0376]
表4.烘箱发泡温度。
[0377]
样品发泡温度comp.ex.a230℃comp.ex.b230℃ex.1230℃comp.ex.c230℃ex.2230℃ex.3230℃
ex.4230℃ex.5230℃ex.6230℃comp.ex.d270℃ex.7270℃comp.ex.e270℃ex.8270℃
[0378]
表5.最终泡沫组合物的分析
[0379][0380]
在挤出机中发泡，一般信息
[0381]
使用连接到单层模具的双螺杆挤出机制备单层膜。通过使用连接到三层模具的三个挤出机制备三层膜。所用的设备列于下表6中。
[0382]
表6
[0383][0384]
在挤出机中发泡，单层
[0385]
使用连接到单层模具的tse制备单层泡沫。两个k-tron进料机均将固体(粉末和粒
料)进料到tse中。为了确保填料良好地混合到聚合物中，将tse螺杆转速设定为125转每分钟(rpm)。tse通过加热软管连接到单层模具。将流延膜从单层模具挤出到浇铸工位中的冷却辊上。通过将自来水通过镀铬浇铸辊来实现浇铸辊的冷却。随后将膜卷绕成卷。如果使用聚合物的共混物，则将粒料手动混合并使用相同的k-tron进料机进料到挤出机中。所用的tse条件列于下表7中。用于单层泡沫的聚合物和发泡剂示于表8中。
[0386]
表7
[0387]
聚合物进料速率10lb/hr(磅/小时)ecba进料速率0.1
–
0.9磅/小时(lbs/hr)圆筒温度350℉(全部区，总共10个区)添加的聚合物区1添加的发泡剂区8颈管温度360℉辊温度55
°f[0388]
表8
[0389][0390]
表9.ex.9至ex.17的sem分析
[0391][0392]
[0393]
在挤出机中发泡，多层
[0394]
为了制备3层膜，两个sse重力将聚合物粒料进料到多层构造的外表层中。两个k-tron进料机将固体(粉末和粒料)进料到25mm双螺杆挤出机中。在区1中添加聚合物固体，在区6中添加发泡剂固体。为了确保填料良好地混合到聚合物中，将tse螺杆转速设定为125rpm。所有挤出机经由加热软管连接到3层模具。双螺杆挤出机向3层模具的芯(中心)层进料。3层聚合物熔体接合在多层模具内，并且3层熔融膜被浇铸到浇铸工位中的冷却辊上。所得的3层模被卷绕成卷。通过将自来水通过镀铬钢辊来实现浇铸辊的冷却。表层的进料速率对于每个表层为5lbs/hr或2.5lbs/hr。线速度为5英尺/分钟。用于3层膜的所有tpu粒料均为p85a。所用的tse条件列于下表10中。用于多层泡沫的聚合物和发泡剂示于表11、表12、表13和表14中。
[0395]
表10
[0396][0397]
表11.实施例18(ex.18)
[0398][0399]
表12.实施例19(ex.19)
[0400]
挤出机层组成挤出速率sse顶部/底部p85a5lbs/hr(2.27kg/hr)tse芯99％p85a，1％azo-30/7010lbs/hr(4.54kg/hr)
[0401]
表13.实施例20(ex.20)
[0402]
挤出机层组成挤出速率sse顶部/底部p85a2.5lbs/hr(2.27kg/hr)tse芯99％p85a，1％azo-30/7010lbs/hr(4.54kg/hr)
[0403]
表14.实施例21(ex.21)
[0404]
挤出机层组成挤出速率sse顶部/底部p85a2.5lbs/hr(2.27kg/hr)tse芯99％p85a，5％azo-10/9010lbs/hr(4.54kg/hr)
[0405]
表15.ex.18至ex.21的sem分析
[0406][0407]
在具有图案化工具的挤出机中发泡
[0408]
图1示出了用于制备本文所述的图案化聚合物泡沫层的方法的示例性设备。参见图1，设备99具有带有主圆周表面111的旋转工具辊110和挤出模头112，该挤出模头具有在工具辊110附近间隔的模唇113以在工具辊110与挤出模头112之间形成间隙115。将包含发泡剂的聚合物117注入到工具辊110的主圆周表面111的部分120上。主圆周表面111的部分120位于模唇113附近。聚合物117发泡以提供本文所述的聚合物泡沫层100。
[0409]
为了制备图案化泡沫片材，使用如图1中大体所示的设备。挤出模头为20.3cm(8英寸)宽(以商品名“masterflex”(型号ld-40)得自德克萨斯州奥兰治的科罗炼公司(cloeren,orange,tx))，该挤出模头被构造成具有在上死点处定位在工具辊的顶部上的模头。将模头取向成使得模头的底部位于工具辊的后缘上。底部模唇具有3.18mm(0.125英寸)的着陆区。挤出机为40mm(1.57英寸)双螺杆挤出机(得自(型号ze 40x40d)北卡罗来纳州夏洛特的贝尔斯托夫公司(berstorff,charlotte,nc))。双螺杆挤出机使用螺杆元件来帮助分散和混合聚合物。针对树脂e51844/e58277和i101所用的挤出温度设定点分别示于表16和表17(下文)中。
[0410]
表16
[0411]
树脂e51844/e58277挤出机类型双螺杆螺杆rpm100tpu进料速率10lb/hr区1135℃区2
–
区4175℃区5
–
区6190℃区7-区10200℃添加的发泡剂区1颈管温度200℃工具温度100℉模唇与工具之间的间隙762微米
[0412]
表17
[0413][0414]
使用单个工具辊工位，其中模头安装在该辊的上死点处。将模头安装在线性滑动件上以在上下方向上移动。辊的标称直径为30.5cm(12英寸)，具有40.6cm(16英寸)的面宽。所述工具辊具有带有螺旋卷绕的内部通道的内部水冷。将37.5cm(14.75英寸)外径的铝工具壳安装到外表面辊上。
[0415]
模头的线性运动由线性致动器控制，以移动模头并控制模唇与工具辊之间的间隙。
[0416]
工具辊壳具有机加工到铝质壳表面中的矩形压痕。矩形压痕相隔3.69mm(0.145英寸)宽
×
5.90mm(0.232英寸)。压痕的拐角具有0.75mm(0.030英寸)的半径。将工具辊设定为37.8℃(100℉)的冷却温度设定点。线速度为0.24米(0.8英尺)/分钟。
[0417]
使用ktron减重固体进料机(型号liwt20，美国新泽西州皮特曼的k-tron美国公司)将聚合物进料到40mm双螺杆挤出机中。如果使用聚合物的共混物，则将粒料干混，并且然后使用相同的ktron进料机进料。
[0418]
用于制备图案化泡沫片材的组合物示于下表18中。
[0419]
表18
[0420][0421]
表19.comp.ex.g、ex.22和ex.23的sem分析
[0422][0423]
图5a-图5d示出了各自在246℃的模具温度下挤出到图案化工具中的comp.ex.g和ex.23的sem图像。截取凸出柱结构的横截面。图5a(即，在横向方向上切片的comp.ex.g)和图5b(即，在纵向方向上切片的comp.ex.g)的比较示出了横向方向与纵向方向上泡孔纵横比的显著差异。相比之下，图5c(即，在横向方向上切片的ex.23)和图5d(即，在纵向方向上切片的ex.23)的比较示出了横向方向与纵向方向上泡孔纵横比的较小差异。
[0424]
表20.ex.24的lm分析
[0425][0426]
图7a-图7b示出了ex.24的lm图像。使用285℃的模具温度制备图7a中成像的泡沫组合物；使用302℃的模具温度制备图7b中成像的泡沫组合物。
[0427]
共封装的复合颗粒的热重量分析(tga)
[0428]
使用tga q500(特拉华州纽卡斯尔的ta仪器公司)，采用以下条件来确定复合颗粒的分解曲线：10℃/min的升温速率从40℃至110℃，等温10min，10℃/min的升温速率从110℃至90℃，等温2min，10℃/min的升温速率从90℃至600℃。通过将标准铝差示扫描量热法(dsc)盘放置在铂tga盘中来配衡试验。然后，向配衡盘中加入5mg-10mg的每种样品以供分析。使用ta仪器公司(ta instruments)的通用分析软件来确定t
start
(即，热分解的开始温度)和t
max
(即，以最大速率发生热分解的温度)。t
start
定义为最终温度斜坡期间高于100℃的第一温度，其中导数重量(％/℃)为0.02％/℃。t
max
定义为高于t
start
的第一局部最高温度。
[0429]
表21.共封装发泡剂加速剂的效果。与单独封装azo(pe-2)相比，共封装azo与zn(pe-6、pe-7、pe-8)、zs(pe-9、pe-10)、zc(pe-11、pe-12)、za(pe-13)、pn(pe-14)、so(pe-15)、cn(pe-16)或ca(pe-17)降低了颗粒的t
start
和t
start
。
[0430]
样品t
start
，℃t
max
，℃pe-2187224pe-6139201pe-7126178pe-8151172pe-9168211pe-10163206pe-11127153
pe-12178194pe-13164195pe-14170211pe-15127174
[0431]
制备例pla(pe-pla)
[0432]
使用得自apv化工机械公司(密歇根州萨吉诺)(apv chemical machinery(saginaw,mi))的双螺杆挤出机(螺杆直径：30mm；螺杆长度与直径的比率：30；挤出通过速率：20磅/小时(9千克/小时)；区1：250℉(121℃)；区2和3：390℉(199℃)；区4和5：350℉(177℃))和得自戈拉工业公司(弗吉尼亚州伊格尔罗克)(gala industries(eagle rock,va))的水下造粒机来制备预配混且自由流动的pla粒料(配方列于表2中)。使用pe-1预配混的pla粒料作为基础树脂来制备泡沫样品。
[0433]
表22.pe-pla的配方
[0434]
组分组成，重量％i4060pla30i4032d pla7.8vk70pvac35ca4增塑剂25eco成核剂0.2s5112
[0435]
表23
[0436][0437]
表24
[0438][0439]
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