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CN1109709C - 高弹性泡沫材料 - Google Patents

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CN1109709C CN98107469A CN98107469A CN1109709C CN 1109709 C CN1109709 C CN 1109709C CN 98107469 A CN98107469 A CN 98107469A CN 98107469 A CN98107469 A CN 98107469A CN 1109709 C CN1109709 C CN 1109709C
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Abstract

由一种热塑性硫化橡胶和一种弹性热塑性聚合物的可再加工混合物来制备高弹性泡沫材料。可以用水物理发泡来形成这种泡沫材料，具有大于250%的断裂伸长，它们同样具有也称为低永久形变的伸长的复原。

Description

高弹性泡沫材料
通过混合一种热塑性硫化橡胶(TPV)和弹性热塑性塑料可制备高弹性泡沫体。最终得到的混合物可通过化学或物理的方法发泡。该泡沫体具有高的断裂伸长(例如250--500％或更多)，而且当拉伸力撤走后，几乎能恢复到原来的尺寸。
在美国专利5,070,111中公开了热塑性弹性体(热塑性硫化橡胶)可以化学发泡和物理发泡。优选的物理发泡剂是具有低毒性的水。这些泡沫的断裂伸长可达到约200％。
弹性热塑性塑料可化学发泡，不易用水等物理发泡。
在美国专利4,906,683中公开了用无规或嵌段苯乙烯共聚物对热塑性弹性体进行改性。虽然一般聚氨酯泡沫材料有不能再加工的缺点，但因可以通过改变聚氨酯的化学组成来制备硬泡沫材料和弹性泡沫材料，聚氨酯泡沫材料已很受欢迎。
热塑性硫化橡胶(TPV)和弹性热塑性聚合物的混合物可以化学或物理发泡，成为具有高伸长率(例如250--500％或更大的断裂伸长)的可再加工的组合物。这些组合物同样具有弹性记忆--组合物的回缩力可恢复的样品形变大于60-90％。当值补足时，90％或更多的恢复意味着永久形变小于10％。一般大约在25+/-2℃(在一分钟内)恢复原始长度。虽然伸长速率可以有所变化，但所记录的数值是基于夹具，以约每分钟20英寸的速率分离拉伸伸长2英寸进行记录。
泡沫组合物可具有小于0.75g/cc或0.60g/cc的密度，更理想的为0.05到0.60，最优选的为约0.05到0.40g/cc。依据组合物和发泡的具体情况不同，闭孔气泡和开孔气泡都可制得。发泡的制品皮层可以光滑或粗糙。
弹性热塑性聚合物可以是由硬链段和软链段组成的嵌段共聚物。它们不是热塑性硫化橡胶。在使用温度下，硬链段凝结，起到物理交联的作用，软链段部分提供形变性能。实例包括苯乙烯或其它的乙烯基芳族单体作为硬链段部分，橡胶嵌段作为软链段部分，如聚二烯橡胶或氢化二烯橡胶。在弹性试验中，这些嵌段共聚物在第二次或第三次拉伸伸长时，一般具有大于90％的恢复。
弹性热塑性聚合物也可以是由两种或更多的单体，如乙烯-醋酸乙烯酯，乙烯-丙烯酸甲酯，乙烯-苯乙烯，或乙烯-丙烯酸丁酯的共聚物等等组成的其它的聚合物。这些类型的聚合物可具有更大的永久形变，例如，在弹性试验中，小于约30％或40％，(例如，约60％或更多的或70％或更多的复原)。
弹性热塑性聚合物与其它的热塑性塑料的区别在于25℃下，拉伸断裂伸长至少为200％。
因此本发明提供了一种泡沫组合物，包括(a)25-50重量％的一种热塑性硫化橡胶，和(b)50-75重量％的一种不同于热塑性硫化橡胶的弹性热塑性聚合物的发泡物理混合物，所述热塑性硫化橡胶包含聚烯烃热塑性相和选自烯烃橡胶、丁基橡胶、异丁烯和对甲基苯乙烯的卤化共聚物的橡胶相，该橡胶相为部分至全部交联的；以及所述弹性热塑性聚合物包含(i)有2个或更多的嵌段的聚苯乙烯或聚(取代苯乙烯)的聚合物的嵌段共聚物，其中所述取代苯乙烯每个重复单元带有9～12个碳原子，和一种或更多种插入的嵌段聚异戊二烯、氢化聚异戊二烯、聚丁二烯、氢化聚丁二烯、丁基橡胶、异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物或一种苯乙烯-丁二烯共聚物或以上的组合，或(ii)一种含有至少40重量％乙烯形成的重复单元，或(i)和(ii)的组合，该弹性热塑性聚合物具有拉伸断裂伸长200％至1375％，伸长到100％后，一分钟内弹性恢复为60％至100％。并且，本发明还提供了一种由一种或多种热塑性硫化橡胶和一种或多种弹性热塑性聚合物的混合物形成泡沫组合物的方法，所述方法包括：混合(a)25-50重量％的一种热塑性硫化橡胶，和(b)50-75重量％的一种不同于热塑性硫化橡胶的弹性热塑性聚合物的发泡物理混合物，所述热塑性硫化橡胶包含聚烯烃热塑性相和选自烯烃橡胶、丁基橡胶、异丁烯和对甲基苯乙烯的卤化共聚物的橡胶相，该橡胶相为部分至全部交联的；以及所述弹性热塑性聚合物包含(i)有2个或更多的嵌段的聚苯乙烯或聚(取代苯乙烯)的聚合物的嵌段共聚物，其中所述取代苯乙烯每个重复单元带有9～12个碳原子，和一种或更多种插入的嵌段聚异戊二烯、氢化聚异戊二烯、聚丁二烯、氢化聚丁二烯、丁基橡胶、异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物或一种苯乙烯-丁二烯共聚物或以上的组合，或(ii)一种含有至少40重量％乙烯形成的重复单元，或(i)和(ii)的组合，该弹性热塑性聚合物具有拉伸断裂伸长200％至1375％，伸长到100％后，一分钟内弹性恢复为60％至100％，以及，所述混合物以化学或物理的发泡剂进行发泡，所述混合物因此具有0.75g/cc的密度。发明详述
一种高弹性泡沫材料由热塑性硫化橡胶(vulcanizate)和弹性热塑性聚合物的混合物制备而成。这些泡沫材料与先有工艺由热塑性硫化橡胶制备的泡沫材料的区别在于它们具有超过250％以至500％或更多伸长范围的断裂伸长。一般未改性的热塑性硫化橡胶具有小于250％的断裂伸长。这些共混物可物理发泡。物理发泡优于化学发泡的优点在于可用对人体健康更有益的非反应性物理发泡剂(如水)进行物理发泡。这些物理发泡的泡沫引起接触性皮肤炎的倾向较小。
弹性热塑性聚合物具有热塑性塑料(如可以不裂解化学键进行再加工)和弹性体(如可延伸百分之几百的长度，在拉伸力撤走后，几乎恢复到原始长度)的性能。这里使用的弹性热塑性聚合物一般不是化学交联的，而可能是在一定使用温度之下，具有充任物理交联的一相或多相，这就允许弹性热塑性聚合物在使用温度以上熔融加工，(变形和成型)，然后在使用温度或在使用温度以下充当一种交联材料(缩回到预制的尺寸和形状)。弹性热塑性聚合物可以是一种热塑性嵌段共聚物弹性体或是一种具有某些弹性特性的热塑性聚合物。弹性热塑性聚合物的实例包括有橡胶嵌段的苯乙烯嵌段共聚物，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，乙烯-苯乙烯共聚物，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-丙烯酸丁酯共聚物。
本发明的弹性热塑性共聚物一般在伸长速率为25℃下每分钟20英寸时断裂伸长超过200％，同时，它们在伸长之后能大致恢复到原始长度。更优选的弹性热塑性聚合物具有至少350％的伸长，进一步优选的大于或等于500％。在伸长之后，将理想地恢复。依据弹性恢复试验或弹性试验，理想的恢复将超过60％，更理想的超过70％，80％，或90％。
热塑性硫化橡胶和弹性热塑性聚合物混合物中的弹性热塑性聚合物可以是任何弹性热塑性塑料，但热塑性硫化橡胶不包括在内。理想的热塑性弹性体聚合物具有至少约2嵌段的有8-15个碳原子的乙烯基芳族单体，如苯乙烯，对甲基苯乙烯，和α-甲基苯乙烯衍生得到的热塑性聚合物，或其它的热塑性聚合物如甲基丙烯酸甲酯等等。这些热塑性聚合物的嵌段可以在其熔点以下物理交联。熔点定义为聚合物软化到足以挤出和可注塑的温度以上的温度。理想地，在热塑性嵌段之间有一个或更多的在其玻璃转化温度之上可以拉伸的弹性体聚合物的嵌段。弹性体聚合物的玻璃转化温度一般低于25℃，理想地大大低于25℃。弹性体或橡胶聚合物可以是任意的用上述的硬链段功能化形成嵌段共聚物的橡胶聚合物。优选的橡胶嵌段为聚丁二烯，聚异戊二烯，聚(苯乙烯-丁二烯)，聚(异丁烯)，乙烯-丙烯或上述共轭二烯形成的聚合物的氢化(部分优选)的形式。优选的共轭二烯形成的橡胶聚合物具有约50到约100％重量具有4-8个碳原子的一种或多种共轭二烯的重复单元。这些聚合物可任选地包括具有8-12个碳原子的乙烯基芳族单体组成的重复单元。
弹性热塑性聚合物也可以是两种或多种单体组成的其它的聚合物，如乙烯-醋酸乙烯酯，乙烯-丙烯酸甲酯，乙烯-苯乙烯，或乙烯-丙烯酸丁酯共聚物等等。这些类型的聚合物理想地具有至少40％重量的乙烯重复单元，经常被称作金属茂催化剂合成的反应共聚物或聚合物。优选的是基于乙烯的共聚物。在弹性试验中这些类型的聚合物可具有更多的如小于约30或40％永久形变，(如约60％或更多或70％或更多的恢复)的永久形变。
热塑性硫化橡胶(TPV)一般被定义为具有至少一种部分或全部交联的橡胶组份的可再加工材料。一般还具有一种热塑性组分使其可以再加工。一般热塑性相可以是在其熔点以上可再加工的聚烯烃，聚酰胺，聚酯，或聚氨酯。
在这里用到的热塑性硫化橡胶的概念指的是交联橡胶的细小颗粒很好地分散到热塑性基体中而成的混合物，形成晶态聚合物，例如，聚烯烃，和一种部分直至全部交联的橡胶，或其组合物的共-连续相。热塑性硫化橡胶的定义被限定于橡胶相至少部分地硬化(交联)。热塑性硫化橡胶具有热固性弹性体性能，是在密炼机中可再加工的。当达到塑料相的软化点或熔点以上的温度时，它们可以在传统的热塑性材料的注塑或成型条件下形成热塑性硫化橡胶的完全炼匀(knitting)的或熔融的连续片材和/或成型产品。
在实施方案中，热塑性硫化橡胶的橡胶相为充分交联的，理想的含有小于3％重量，或更理想的小于1％重量的可交联的橡胶在动态硬化之后从热塑性硫化橡胶的试样中是可于沸腾的二甲苯中提取出的。确定可提取橡胶的技术见于美国专利4,311,628，这里引用作为参考。
热塑性硫化橡胶的塑料组分可以是晶态聚烯烃，共-聚酰胺，共聚酯，或一种热塑性聚氨酯。晶态聚烯烃包括由单烯烃单体在高压、低压或中压方法或使用Ziegler Natta催化剂或使用金属茂催化剂聚合而成的晶态热塑性聚合物。理想地转化为重复单元的单烯烃单体至少含95％重量份的，具有通式CH2＝C(CH3)-R或CH2＝CHR的单烯烃，其中R为H或具有1-12个碳原子的线型或支链型烷基。优选的晶态聚烯烃为聚乙烯和聚丙烯或它们的共聚物和混合物等等。聚乙烯可以是高密度、低密度、线型低密度，或特别低的密度。聚丙烯可以是均聚物，及共聚物聚丙烯反应产品。一般塑料相的熔点越高，热塑性硫化橡胶的潜在使用温度越高。
理想的热塑性硫化橡胶的塑料一般在热塑性硫化橡胶中每100重量份塑料和可交联橡胶的混合物中为约15到约80重量份，更理想的为约25到约75重量份，优选的有约25到约50重量份。每100重量份在热塑性硫化橡胶中的前述混合物中可交联的橡胶为约20到85重量份，更理想的为约25到75重量份，优选的含有约50到约75重量份。如果基于可交联橡胶的量，每100重量份的可交联橡胶中，理想的塑料的量为约15到约400重量份，更理想的为约30到约350重量份，优选的为约35到约300重量份。
可交联橡胶可以是传统交联条件下可反应以及固化剂存在时可交联的任何含有残留不饱和基或可固化官能团的橡胶。交联剂的实例包括硫、酚醛树脂、过氧化物、二元胺、亚苯基二马来酰亚胺、氢硅烷化剂等等。橡胶包括天然橡胶、EPDM橡胶、丁基橡胶、卤丁基橡胶、异丁烯和对甲基苯乙烯(如ExxproTM Br-XP-50)的卤化共聚物，由含有4到10个碳原子的含有至少一个共轭双烯合成的橡胶，或部分氢化的合成橡胶或其组合。也包括含有至少一种α-烯烃，至少一种亚乙烯基芳族化合物，和至少一种二烯的橡胶也包括在内。EPDM、丁基和卤代丁基橡胶指的是具有低含量的残留不饱和基的橡胶，并且在需要好的热稳定性或氧化稳定性的硬质橡胶时是优选的。理想的低含量残留不饱和基的橡胶具有小于10％重量的不饱和重复单元。依照本发明的目的，使用的共聚物限定于两种或多种单体组成的聚合物，并且聚合物可具有一种或更多种的不同单体的重复单元。
理想的橡胶是如EPDM类型的烯类橡胶。EPDM型的橡胶一般为至少两种含有2到10个碳原子，优选的为2到4个碳原子的两种单烯单体，以及至少一种有5到20个碳原子的多不饱和烯烃聚合生成的三元共聚物。理想的所述的单烯具有通式CH2＝CHR，其中R为H或具有1-12个碳原子的烷基，优选的为乙烯和丙烯。理想的乙烯和丙烯在聚合物中的重量比为5∶95到95∶5(乙烯/丙烯)，并构成聚合物的约90％到约99.6％重量。聚不饱和烯可以是直链、支链、环状、桥环、双环、稠环双环化合物等等，例如1，4-己二烯，二环戊二烯，和亚乙基降冰片烯，优选的为非共轭二烯。理想的非共轭聚不饱和烯重复单元为橡胶的约0.4到约10％重量。
橡胶可以是丁基橡胶、丁基橡胶被定义为一种主要为异丁烯的重复单元，但包括一些提供交联部位的单体的重复单元的聚合物。提供交联部位的单体可以是诸如共轭二烯或二乙烯基苯等的多不饱和单体或可以是聚合后溴化的对甲基苯乙烯。理想的丁基橡胶含约90到99.5％重量的异丁烯聚合得到的重复单元，和约0.5％至约10％(重量)的含4-12个碳原子的多不饱和单体形成的重复单元。可替代地，聚合物可包含85到约99.5％重量的异丁烯重复单元和约0.5到约15％重量的对甲基苯乙烯重复单元。这样的共聚物理想的为卤化，如溴化的。优选的多不饱和单体为异戊二烯或二乙烯基苯。聚合物可以卤化，以进一步增强交联的反应活性。优选的存在的卤素的量为约0.1到约10％重量，更优选的为约0.5到约3.0％重量，优选的卤素为氯或溴。
其它的如天然橡胶或至少一种共轭二烯合成的橡胶可以在动态硬化橡胶中使用。这些橡胶的不饱和度比EPDM橡胶和丁基橡胶的高。天然橡胶和合成橡胶可任选地部分氢化以增强热和氧化稳定性。合成橡胶依据共聚单体不同可以是非极性或极性的。理想的合成橡胶至少具有由至少一种含4-8个碳原子的共轭二烯单体形成的重复单元。共聚用单体可以使用，包括含8-12个碳原子的乙烯基芳族单体和丙烯腈或含3到8个碳原子的烷基取代的丙烯腈单体。理想的其它的可使用的共聚用单体包括含不饱和羧酸，不饱和二羧酸，二元酸的不饱和酸酐和含有3到20个碳原子的其它的单体形成的重复单元。合成橡胶的实例包括合成聚异戊二烯，聚丁二烯橡胶，苯乙烯-丁二烯橡胶，丁二烯-丙烯腈橡胶等。可以使用胺基官能化或环氧官能化的合成橡胶，这样的实例包括胺基官能化的EPDM，和环氧官能化的天然橡胶。这些材料在市场可购得。
这种公开的热塑性硫化橡胶一般通过在加热到晶态聚合物(如聚烯)熔点以上温度的混合机中熔融混合晶态聚合物(如聚烯烃)，不饱和橡胶和其它的组份(填料，增塑剂，润滑剂，稳定剂等等)来制备。所选择的填料，增塑剂，添加剂等等可以在这个阶段或以后加入。在将熔融状态充分地混合，形成混合充分的混合物后，一般加入硫化剂(也称为固化剂或交联剂)。在混合时通过控制混合的扭矩或混合的能量要求，可以方便地与硫化的发展相匹配。混合扭矩或混合的能量曲线一般在为了改善混合物的结构继续混合更长的时间之后得到最大值。如果需要，可以在动态硬化完成之后加一些组份。从混合机中出料后，包含硫化橡胶和热塑性塑料的混合物可以碾碎，切断，挤压，造粒，注塑，或采用其它的加工技术。一般理想的是在橡胶相交联之前就将填料和一部分增塑剂分散在橡胶或晶态聚烯烃相之中。橡胶的交联(硫化)依据混合温度，剪切速率，活化剂及硫化剂的不同，能够在几分钟内或更少的时间内进行。合适的硫化温度包括对晶态聚乙烯为约120℃；对晶态聚丙烯相为约175℃到约250℃，更优选的为约150或170到约200或225℃。混合设备包括BanburyTM混炼机，BrabenderTM混炼机和一定的混合挤出设备。
具有可回缩的200％或更长的伸长能力的热塑性硫化橡胶或热塑性硫化橡胶和弹性热塑性聚合物的共混物可包含各种各样的添加剂。这些添加剂包括颗粒状填料，如碳黑，二氧化硅，或二氧化钛，彩色颜料，粘土，氧化锌，硬脂酸，稳定剂，抗降解剂，阻燃剂，加工助剂，粘结剂，增粘剂，增塑剂，蜡，不连续纤维(如木质纤维素纤维)和增量油。在热塑性硫化橡胶中使用增量油时，每100重量份的晶态聚合物(如聚烯烃)和可交联橡胶的混合物，增量油含量为约5到约300重量份。增量油的量(如烃油和酯增塑剂)也可以为30到250份，更理想的为每100重量份上述可交联橡胶用约70到200重量份，当使用非黑色填料时，理想的包含一种用来使非黑色填料和聚合物之间的表层相容的偶合剂。使用碳黑时，理想的量为每100重量份所述热塑性硫化橡胶的可交联橡胶约40到约250重量份，每100总重量份所述可交联橡胶和增量油用约10到约100重量份。
本发明的热塑性硫化橡胶和弹性热塑性的泡沫混合物适于作多种不同的制品，如腰带，带子，垫圈，铸模和铸模零件。尤其适于用挤出方式生产的制品。注塑和压塑技术可用来生产制品。但必须适当地控制发泡以保证产品的均匀性。
聚合物或混合物〔热塑性硫化橡胶(TPV)，弹性热塑性聚合物及TPV和弹性热塑性聚合物的共混物和泡沫混合物〕的应力应变特性按照ASTMD412中所述的实验步骤来确定。这些特性包括拉伸形变(TS)，最终拉伸强度(UTS)，100％模量(M100)，300％模量(M300)，和最终断裂伸长(UE)。弹性恢复实验包括伸长试样100％伸长并维持10分钟，然后释放拉伸力，缩回后静止10分钟，与原有长度相比测出所增加的长度作为拉伸形变。100减去拉伸形变为弹性恢复。弹性试验与弹性恢复试验不同。弹性试验测量试样拉伸到150％的长度(基于2英寸夹具间距，拉伸速率为每分钟20英寸)，维持30秒，撤走拉伸力，样品缩回，保持一分钟放松时间的应力和应变随时间的变化。弹性试验的形变百分比为试样第二次拉伸后的长度减去第一次拉伸后的长度的差除以第一次拉伸后的长度。弹性试验中恢复百分比为100减去形变％。
热塑性弹性体使用化学发泡剂，低沸点烃或氯氟烃作为发泡剂发泡。基于环境考虑，这些均有缺陷。虽然热塑性弹性体发泡时氯氟烃被广泛和有效地使用，它们对臭氧层可觉察到的危险已促使人们寻找一种不存在环境威胁或别的缺陷的可替代的发泡方法。其它的发泡剂包括异丁烷，偶氮二酰胺，碳酸氢钠，碳酸钠等等。使用化学发泡剂的工艺在诸如位于新泽西Keyport的Ready International公司的商业资料中有所说明。
已经发现，热塑性硫化橡胶可以通过加热至其熔点，在一定压力下与少量水混合，然后将混合物恢复到常压下进行发泡。水作为单独的发泡剂可以得到优秀的发泡效果。
热塑性弹性体组合物加热到塑料熔点以上的温度。该步骤使组合物在挤压机中处理并传送组合物，也使组合物与发泡剂混合，在本发明工艺的一个实施方案中，优选发泡剂是水。当使用水时，一般0.1到10％重量的水在该步骤加入，并与组合物紧密地混合。已发现小于0.1％重量的水产生程度非常小的发泡，被认为在工艺中无效。另一方面，多于10％重量的水产生实用价值不足的无用产品。基于所需产品泡沫材料的密度可以容易地计算出要求的水量，可用少量的实验证实。基于起始组合物的密度，一般减少达到10％-70％为宜，该结果可在上述加水的用量范围之内完成。水可以本身混合或与少量洗涤剂，表面活性剂或一种二元醇，如乙二醇等混合加入。在该方法中，无需使用别的发泡剂。
对于连续操作使用混合挤出机等来说，水发泡方法特别适合。虽然可以以间歇模式进行，连续生产则极优选。
因为组合物处于塑料(一般基本上高于100℃)熔点以上的温度，当加入水时，需要对混合物加压，以保持水处于液态。依据实际所设定的温度，容易计算出所需的压力，一般不能过大。在约100到约250℃的温度下，这种水平的压力可在一般的混合挤出机中实现。
当水与组合物混合好以后，释放组合物和水的混合物为环境压力，完成该工艺。该步骤可以，并一般都是与一种成型操作组合进行，如通过一种成型口模将混合物挤出，形成一种型材。通过这种方式生产出一条发泡的热塑性弹性体挤出条，可发现用来作垫圈或密封条。或者是混合物可以注入到一种模具中来生产一种发泡的热塑性零件。
水发泡法更多的细节和详细的指导说明在美国专利5,070,111的实施例中给出，这里引用作为参考。
                    实施例
                     表1
热塑性硫化橡胶或弹性热塑性聚合物形成的泡沫材料的性能
材料 比重 断裂伸长百分比 弹性恢复测试形变％(拉伸) 水发泡能力
SantopreneR(EPDM聚烯烃热塑性硫化橡胶Shore A65 ＜0.3 ＜200 10 优秀
TrefsinR(丁基 橡胶-聚烯烃热塑性硫化橡胶)Shore A65 ＜0.3 ＜200 15 优秀
SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物) ～0.8 ＞1000 ＜5 非水可发泡
SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物) ～0.8 ＞1000 ＜5 非水可发泡
SEBS(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物) ～0.8 ＜700 ＜5 非水可发泡
SEPS(苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯三嵌段共聚物) ～0.8 ＜700 ＜5 非水可发泡
EVA(乙烯-醋酸乙烯酯含有约15％重量的醋酸乙烯酯) ～0.8 ＜800 ＜15 非水可发泡
EMA(乙烯-丙烯酸甲酯共聚物)约20％重量的MA和80％重量的乙烯 ～0.8 ＜1000 ＜10 非水可发泡
表1表明热塑性硫化橡胶(TPV)具有优秀的水发泡性能。然而，它们显示出低的断裂伸长，在弹性恢复实验中具有相对高的形变百分比。大的形变阻止了它在重复伸长后要求尺寸稳定性方面的应用。弹性热塑性材料一般不能用水发泡，但具有高的断裂伸长和伸长后相对小的形变。
                                表2
              热塑性硫化橡胶与弹性热塑性聚合物的混合物
材料 比重 断裂伸长百分比 形变百分比 水发泡能力
SIS/SantopreneR 0.6 800 ＜10 好
SIS/TrefsinR 0.6 800 ＜10 好
SBS/DVAShore A65 0.4 400 ＜10 难
SEBS或SEPS/Santoprene 0.6 ＜400 ＜10 可以
EVA/Santoprene 0.6 700 ＞10 可行
EMA/Santoprene 0.6 ＜400 ＜10 好
SantopreneR，TrefsinR和DVA(动力硬化合金)与填料，增塑剂等等组成配方，Shore A值为约65。
表2中的热塑性硫化橡胶和弹性热塑性聚合物的共混物具有理想的高的断裂伸长和在表1中弹性热塑性聚合物的小量的永久形变(弹性实验)，但如水发泡能力栏中所示是易于水发泡的。比重数据表明，比重介于表1中发泡的热塑性硫化橡胶和非水发泡的弹性热塑性塑料的比重的中间。人们相信使用热塑性硫化橡胶助于使水分散于热塑性塑性硫化橡胶和弹性热塑性聚合物导致这些组合物具有水发泡能力。水与弹性热塑料的混合物的可混溶性和均匀性可能阻碍了弹性热塑性塑料的发泡能力。可以看出这些弹性热塑性塑料可以化学发泡，但化学发泡不如水发泡理想。当使用化学发泡剂时，需要控制化学反应，而使用水发泡的组合物的产品具备固有的安全性。产品不包含与人的皮肤接触时能引起过敏性的或敏感问题的可释放和/或迁移的化学组合物，具有更大的安全性。
                          表3
             热塑性硫化橡胶和弹性热塑性塑料的
          混合物及单一的弹性热塑性塑料的物理性能
例A 例B 对照1 对照2
 30％重量的丁基橡胶和一种聚烯烃(Shore A65)形成的TPV  30％重量的溴化对甲基苯乙烯-异丁烯共聚物在聚丙烯中形成的TPV(Shore A65)
70％重量的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物 70％重量的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物 100％重量的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物 100％重量的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物
化学发泡性能 好 好 好 好
发泡类型 窄条 窄条 窄条 棒材
                                      物           理             性能
UTS(最终拉伸强度)(MPa) 4.90 4.30 7.37 2.09
UE(最终伸长)％ 896 956 1050 1380
100％模量(MPa) 0.50 0.48 0.57 0.26
200％模量(MPa) 0.70 0.66 0.77 0.35
300％模量(MPa) 0.97 0.85 0.90 0.41
400％模量(MPa) 1.21 1.06 1.08 0.48
500％模量(MPa) 1.60 1.31 1.29 0.57
密度(g/cc) 0.49 0.55 0.53 0.35
表3表明发泡热塑性硫化橡胶和弹性热塑性聚合物的混合物显示出高的断裂伸长和好的最终拉伸强度。与那些化学发泡的弹性热塑性塑料有可比性。基于热塑性硫化橡胶和弹性热塑性聚合物的发泡混合物的高断裂伸长，可得出结论：发泡混合物的多相性与发泡弹性热塑性塑料的多相性具有可比性。
                              表4
           热塑性硫化橡胶和弹性热塑性聚合物形成的泡沫材料
例C 例D 例E
25％重量的丁基橡胶和一种聚烯烃形成的TPV(Shore A65) 30％重量的丁基橡胶和一种聚烯烃形成的TPV(Shore A65) 50％重量的丁基橡胶和一种聚烯烃形成的TPV(Shore A65)
75％重量的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物 70％重量的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物 50％重量的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物
水发泡 好 好
化学发泡 好
                                            物        理        性能
UTS(最终拉伸强度)(MPa) 2.37 1.45 2.10
UE(最终伸长)％ 1190 1375 832
100％模量(MPa) 0.25 0.22 0.34
200％模量(MPa) 0.36 0.32 0.52
300％模量(MPa) 0.47 0.41 0.72
400％模量(MPa) 0.59 0.49 0.96
500％模量(MPa) 0.74 0.58 1.21
密度(g/cc) 0.56 0.37 0.54
表4表明可以使用不同重量比的热塑性硫化橡胶与弹性热塑性塑料。表4同样表明热塑性硫化橡胶和弹性热塑性塑料的混合物用水发泡导致得到相似于用化学发泡得到的断裂伸长，最终拉伸强度和模量。这些物理性能的类似证实了可以有效地在这些组合物中进行水发泡。
依照专利法规的最佳模式和优选的实施方案已做了说明，发明范围不局限于此，更包括所附权利要求书的范围。

Claims (8)

1.一种泡沫组合物，包括(a)25-50重量％的一种热塑性硫化橡胶，和(b)50-75重量％的一种不同于热塑性硫化橡胶的弹性热塑性聚合物的发泡物理混合物，所述热塑性硫化橡胶包含聚烯烃热塑性相和选自烯烃橡胶、丁基橡胶、异丁烯和对甲基苯乙烯的卤化共聚物的橡胶相，该橡胶相为部分至全部交联的；以及所述弹性热塑性聚合物包含(i)有2个或更多的嵌段的聚苯乙烯或聚(取代苯乙烯)的聚合物的嵌段共聚物，其中所述取代苯乙烯每个重复单元带有9～12个碳原子，和一种或更多种插入的嵌段聚异戊二烯、氢化聚异戊二烯、聚丁二烯、氢化聚丁二烯、丁基橡胶、异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物或一种苯乙烯-丁二烯共聚物或以上的组合，或(ii)一种含有至少40重量％乙烯形成的重复单元，或(i)和(ii)的组合，该弹性热塑性聚合物具有拉伸断裂伸长200％至1375％，伸长到100％后，一分钟内弹性恢复为60％至100％。
2.权利要求1的泡沫组合物，具有0.37至0.56g/cm3的密度。
3.权利要求2的泡沫组合物，在弹性实验中25℃下以每分钟20英寸的速率拉伸到150％的伸长，然后缩回，恢复一分钟，恢复到其长度的90％至100％。
4.权利要求3的泡沫组合物，其中所述泡沫组合物使用基本上由水组成的可挥发的材料进行发泡。
5.一种由一种或多种热塑性硫化橡胶和一种或多种弹性热塑性聚合物的混合物形成泡沫组合物的方法，所述方法包括：
混合(a)25-50重量％的一种热塑性硫化橡胶，和(b)50-75重量％的一种不同于热塑性硫化橡胶的弹性热塑性聚合物所述热塑性硫化橡胶包含聚烯烃热塑性相和选自烯烃橡胶、丁基橡胶、异丁烯和对甲基苯乙烯的卤化共聚物的橡胶相，该橡胶相为部分至全部交联的；以及所述弹性热塑性聚合物包含(i)有2个或更多的嵌段的聚苯乙烯或聚(取代苯乙烯)的聚合物的嵌段共聚物，其中所述取代苯乙烯每个重复单元带有9～12个碳原子，和一种或更多种插入的嵌段聚异戊二烯、氢化聚异戊二烯、聚丁二烯、氢化聚丁二烯、丁基橡胶、异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物或一种苯乙烯-丁二烯共聚物或以上的组合，或(ii)一种含有至少40重量％乙烯形成的重复单元，或(i)和(ii)的组合，该弹性热塑性聚合物具有拉伸断裂伸长200％至1375％，伸长到100％后，一分钟内弹性恢复为60％至100％，以及，
所述混合物以化学或物理的发泡剂进行发泡，所述混合物因此具有0.75g/cc的密度。
6.权利要求5的方法，其中所述发泡是基本上由水组成的发泡剂挥发的结果。
7.权利要求5的方法，其中所述弹性热塑性聚合物包含一种含至少40％重量的乙烯形成重复单元的聚合物，其中所述聚合物不具有足以在拉伸过程中作为物理交联的乙烯基芳族重复单元的嵌段。
8.权利要求6的方法，其中所述弹性热塑性聚合物包含一种含至少40％重量的乙烯形成重复单元的聚合物，其中所述聚合物不具有足以在拉伸过程中作为物理交联的乙烯基芳族重复单元的嵌段。
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