背景技术:
1、如今,具有可变层厚度的各种不同部件主要通过模制方法,像注射模制和浇铸方法生产。模制方法中的大量使用的材料是聚合物泡沫。聚合物泡沫属于固体泡沫家族,为多用途材料,广泛用于如汽车、包装、运动产品、热和声音绝缘体、组织工程或液体吸收剂等大量应用。聚合物泡沫由裹挟在连续固体网状物中的气泡构成,将聚合物的特性与泡沫的特性相结合产生令人感兴趣的且复杂的材料。聚合物泡沫不仅允许利用聚合物所提供的宽范围的令人感兴趣的特性,而且还允许从泡沫的有利特性中获益,这些有利特性包括轻质、低密度、可压缩性和高表面积与体积比。
2、泡沫材料可以被分成交联和非交联泡沫材料。在交联泡沫材料中,形成泡沫的聚合物链通过化学键和/或物理键连接,从而产生具有较好紧密性、较大柔性、绝缘能力、泡孔均匀性和高耐久性的泡沫材料。相比之下,非交联泡沫材料在聚合物链之间不包含任何化学键和/或物理键并且通常使用气体膨胀。
3、结构泡沫模制的热塑性塑料展现出可对耐久的户外、工业或工厂应用有吸引力的独特的螺旋图案或斑驳表面。然而,如此模制的结构泡沫外观并不适合于所有产品。特别是在鞋子鞋底的生产领域中或在家具工业的领域中,持续需要通过模制方法生产的具有有吸引力外观的泡沫部件。提供这种有吸引力的外观的一种方式是通过后处理经模制的零件,例如通过砂纸打磨和涂覆。涂层可以出于美观目的而施加或者可以施加以减少环境影响对泡沫材料的损害。
4、然而,此类方法是低效率的,因为它们需要生产后进行另外的方法步骤。此外,当生产经模制的泡沫材料时使用的以允许成型材料从模制工具中无损脱模的外部脱模剂必须在施加另外的涂层之前去除,以确保另外的涂层在经模制的泡沫材料上的足够粘附力。然而,这种去除需要昂贵且不便利的清洁过程。与外部脱模剂的使用相关的其他缺点包括在脱模剂与用来制备经模制的泡沫材料的泡沫组合物之间和/或在脱模剂与模制工具之间经常缺乏相容性,从而导致粘附性问题。当使用外部脱模剂时,方法的成本和复杂性增加并且因此操作时间增加。此外,外部脱模剂的使用经常导致所生产部件的表面光滑,这尤其在制鞋工业中是不想要的。
5、因此,仍然需要用于制备至少部分地涂覆有涂层的经模制的非交联聚合物材料(特别是经模制的非交联泡沫材料)、尤其是涂覆的通过模制方法使用非交联聚合物泡沫组合物制成的鞋底的方法,其中非交联聚合物材料的涂覆可以在模制方法期间进行,从而使得所述涂覆的材料的后处理变得多余。为了避免使用外部脱模剂,使用涂层组合物不仅应产生涂覆的非交联聚合物材料,而且应同时允许从模制工具中无损移出涂覆的非交联聚合物材料。
6、目的
7、相应地,本发明的目的是提供一种方法,该方法允许在不使用外部脱模剂下在模制方法期间在经模制的非交联聚合物材料的至少一个表面的至少一部分上用涂层涂覆所述材料。该涂层应具有对非交联聚合物材料的高粘附性并且应具足够柔性以防止弯曲材料时该涂层的断裂。同时,该涂层应促进从模具中无损移出涂覆的非交联聚合物材料,从而使得外部脱模剂的使用变得多余。
8、技术解决方案
9、上述目的通过权利要求中所要求保护的主题以及还有以下说明书中所描述的该主题的优选实施例来实现。
10、因此,本发明的第一主题是一种用于生产包括至少一个至少部分涂覆的表面的经模制的非交联聚合物材料的方法,所述方法包括按所述顺序的以下步骤:
11、(a)提供具有至少两个模具零件的可闭合的三维模具(mo),该至少两个模具零件相对于彼此可移动并且形成具有至少两个内表面(su)的模具型腔,
12、(b)在至少一个内表面(su)的至少一部分上施加涂层组合物(c1)并干燥所施加的涂层组合物(c1);
13、(c)可选地将至少一种材料(m1)嵌入该模具(mo)中并加热该模具(mo);
14、(d)闭合该模具(mo)并将不可交联的聚合物组合物(c2)注射到经闭合的模具(mo)中或者将不可交联的聚合物组合物(c2)引入到打开的模具(mo)中并闭合所述模具(mo);
15、(e-1)加热该模具(mo)以在至少部分地固化该涂层组合物(c1)的同时使该不可交联的聚合物组合物(c2)膨胀并且可选地使经膨胀的不可交联的聚合物组合物熔合,或者
16、(e-2)加热该模具(mo)以在至少部分地固化该涂层组合物(c1)的同时使该不可交联的聚合物组合物(c2)熔合;或者
17、(e-3)在至少部分地固化该涂层组合物(c1)的同时使该不可交联的聚合物组合物(c2)硬化;
18、(f)打开该模具(mo)并移出该包括至少一个至少部分涂覆的表面的经模制的非交联聚合物材料;
19、(g)可选地对在步骤(f)之后获得的材料进行后处理,
20、其中该涂层组合物(c1)包含
21、(i)至少一种溶剂l;
22、(ii)至少一种具有通式(i)的化合物
23、r1-(c=o)r-o-(ao)s-r2 (i)
24、其中r1是具有6至30个碳原子的饱和或不饱和的脂肪族烃基,r2是h,
25、ao代表一个或多个选自由以下组成的组的亚烷基氧基(alkylene oxide):亚乙基氧基、亚丙基氧基和亚丁基氧基,
26、r是0或1,并且
27、s是0至30;
28、(iii)至少一种具有通式(ii)的聚硅氧烷
29、r3-si(r4)2-[o-si(r4)(r5)]a-[o-si(r4)2]b-o-si(r4)2-r3 (ii),
30、其中
31、r3和r4在每种情况下彼此独立地是甲基或(ho-ch2)2-c(ch2-ch3)-ch2-o-(ch2)3-*基团,
32、r5是甲基,
33、a是0或1至10,并且
34、b是3至30;
35、(iv)至少一种粘合剂;
36、(v)至少一种交联剂;以及
37、(vi)可选地至少一种聚醚改性的烷基聚硅氧烷。
38、以上详细说明的方法在下文中也称为本发明的方法并且相应地是本发明的主题。本发明的方法的优选实施例从以下说明书以及还有从属权利要求中显而易见。
39、根据现有技术,对于技术人员而言出人意料且不可预见的是,本发明所基于的目的可以通过使用涂层组合物(c1)来实现,该涂层组合物充当用于模制材料的脱模剂以促进无损移出涂覆的材料并且同时允许在生产经模制的非交联聚合物材料时用对下面的聚合物材料具有高粘附性的高度柔性的涂层涂覆非交联聚合物材料。该涂层组合物(c1)产生具有良好外观和良好机械特性的均匀涂层,而不管该方法中使用的聚合物组合物(即膨胀的、可膨胀的、着色的、非着色的聚合物熔体)如何,并且因此允许在模制方法期间提供美学上吸引人的涂覆的聚合物材料,如泡沫材料或通过硬化聚合物熔体所产生的材料。这使得用来改进经模制的非交联聚合物材料的外观的耗时且成本密集的后涂覆变得多余。
40、本发明的另外的主题是一种通过本发明的方法获得的包括至少一个至少部分涂覆的表面的经模制的非交联聚合物材料。
技术实现思路
1.一种用于生产包括至少一个至少部分涂覆的表面的经模制的非交联聚合物材料的方法,所述方法包括按所述顺序的以下步骤:
2.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,该涂层组合物(c1)包含至少一种具有式(ia)的化合物
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,该至少一种具有通式(i)的化合物以0.1至10wt.%、更优选0.5至5wt.%、更特别地1.5至4wt.%的总量存在,在每种情况下基于该涂层组合物(c1)的总重量。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,该通式(ii)中的基团r3是(ho-ch2)2-c(ch2-ch3)-ch2-o-(ch2)3-*基团并且该通式(ii)中的基团r4和r5各自是甲基。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,该通式(ii)中的a是0并且该通式(ii)中的b是7至14。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,该至少一种具有通式(ii)的聚硅氧烷以0.1至5wt.%、优选0.5至4wt.%、更特别地0.8至2.5wt.%的总量存在,在每种情况下基于该涂层组合物(c1)的总重量。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,该涂层组合物(c1)在方法步骤(b)中在20℃至100℃、更优选20℃至70℃的温度下被干燥20秒至60分钟、优选20秒至25分钟的时间段。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,该不可交联的聚合物组合物(c2)选自膨胀的热塑性聚氨酯颗粒、可膨胀的热塑性聚氨酯颗粒、不可交联的热塑性聚氨酯、不可交联的聚氯乙烯、不可交联的聚碳酸酯、不可交联的聚苯乙烯、不可交联的聚乙烯、不可交联的聚丙烯、不可交联的丙烯腈丁二烯苯乙烯、不可交联的聚甲醛或不可交联的聚四氟乙烯,优选选自膨胀的热塑性聚氨酯颗粒和不可交联的热塑性聚氨酯组合物。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,该膨胀的热塑性聚氨酯颗粒具有0.2mm至20mm、优选0.5mm至15mm、非常优选1mm至12mm的平均直径,和/或其中,该可膨胀的热塑性聚氨酯颗粒具有0.2至10mm的平均直径。
10.根据权利要求8所述的方法,其中,可膨胀的热塑性聚氨酯颗粒包含至少一种发泡剂和可选地基于该可膨胀的热塑性聚氨酯颗粒的总重量5至80wt.%有机和/或无机填料。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法,其中,该不可交联的热塑性聚氨酯包含至少一种发泡剂或不含发泡剂。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,步骤(e-1)在100℃至140℃的温度下进行。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,步骤(e-2)使用在100℃至140℃的温度下的蒸汽或使用射频进行。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,在至少45℃的温度下使用3至8kv、优选4至6kv的射频持续300至1000秒、优选500至700秒。
15.一种包括至少一个至少部分涂覆的表面的经模制的非交联聚合物材料,其通过根据权利要求1至14中任一项所述的方法生产。
