泡沫密封垫片

申请号 CN201180033861.4 申请日 2011-07-08 公开(公告)号 CN102985507B 公开(公告)日 2015-11-25
申请人 美国圣戈班性能塑料公司; 发明人 J·麦考伊; T·亚当斯; G·莫伊奈奥;
摘要 一种 密封 垫片 包括一个衬里以及一个被置于该衬里上的聚 氨 酯 泡沫 层。该聚氨酯泡沫层可以具有50kg/m3到250kg/m3的 密度 、在25%压缩下不大于5.0psi的开始压缩 力 、以及不大于2.0秒的50%回弹参数。该聚氨酯泡沫层具有范围为0.3mm到10.0mm的厚度。该聚氨酯泡沫层的一个表面具有一个表层。
权利要求

3
1.一种包含聚泡沫密封垫片,该聚合物泡沫具有的密度是100到200kg/m 并且具有的80%回弹参数是在0.000秒到1秒的范围内,其中所述聚氨酯泡沫为反应组分的反应产物,所述反应组分包括:
多元醇;
异氰酸酯;以及
延迟催化剂,其中所述延迟催化剂包括胺和二羧酸
2.如权利要求1所述的密封垫片,其中该50%回弹参数是不大于2.0秒。
3.如权利要求1所述的密封垫片,其中该20%回弹参数是不大于0.0015秒。
4.如权利要求1所述的密封垫片,其中该聚氨酯泡沫的表面在玻璃上具有的粘性附着是至少0.1N。
5.如权利要求1所述的密封垫片,其中该二羧酸包含琥珀酸戊二酸己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、癸烷二羧酸、1,11-十一烷-二羧酸、1,12-十二烷-二羧酸、十六烷二酸。
3 3
6.如权利要求1所述的密封垫片,其中该密度是处于125kg/cm 至200kg/cm 的范围内。
7.如权利要求1所述的密封垫片,其中该聚氨酯泡沫在70℃下持续22小时的施加内并且在50%的压缩下具有的压缩永久变形是不大于10%。
8.如权利要求1所述的密封垫片,其中该聚氨酯泡沫具有的在25%压缩下测定的压缩力挠度是不大于1.5psi。
9.如权利要求1所述的密封垫片,其中该聚氨酯泡沫具有的在25%压缩下的开始压缩力是不大于2.0psi。
10.如权利要求1所述的密封垫片,其中该聚氨酯泡沫的表面当与一个PET释放衬里相接触时具有至少0.01N/英寸的粘性附着力
11.如权利要求1所述的密封垫片,其中该聚氨酯泡沫具有的厚度是在0.3mm到
10.0mm的范围内。
12.如权利要求1所述的密封垫片,进一步包括一种衬里。
13.如权利要求12所述的密封垫片,其中该衬里是一种释放衬里。
14.如权利要求12所述的密封垫片,其中该衬里是一种聚合物薄膜
15.如权利要求12所述的密封垫片,其中该衬里具有的厚度是12微米到200微米。
2 2
16.如权利要求12所述的密封垫片,其中该衬里具有的重量为10g/m 到400g/m 。
17.如权利要求1所述的密封垫片,其中该聚氨酯泡沫的一个主表面形成了一个表层。
18.如权利要求1所述的密封垫片,其中该异氰酸酯是一种亚甲基联苯异氰酸酯(MDI)或其衍生物或低聚物。
19.如权利要求18所述的密封垫片,其中该异氰酸酯具有在2到3的范围内的官能度。
20.如权利要求1所述的密封垫片,其中该多元醇具有的分子量为3000g/mo到8000g/mol。
21.一种密封垫片,包括:
一个衬里;以及
3 3
一个被布置在该衬里上的聚氨酯泡沫层,该聚氨酯泡沫层具有100kg/m到200kg/m 的密度、在25%压缩下不大于2.0psi的开始压缩力、以及在0.000秒到1秒范围内的80%回弹参数,该聚氨酯泡沫具有在0.3mm到10.0mm范围内的厚度,该聚氨酯泡沫层的与该衬里相反的一个表面具有一个表层,
其中所述聚氨酯泡沫为反应组分的反应产物,所述反应组分包括:
多元醇;
异氰酸酯;以及
延迟催化剂,其中所述延迟催化剂包括胺和二羧酸。
22.一种形成垫片的方法,该方法包括:
形成一种发泡的反应性混合物,该混合物包括异氰酸酯组分、多元醇组分、、以及催化剂,该催化剂在吹制之前展示出延迟并包括胺和二羧酸;
将该发泡的反应性混合物分配在一个移动载体上;并且
3 3
固化该反应性混合物以便形成一个泡沫层,该泡沫层具有100kg/m到200kg/m 的密度、在25%压缩下不大于2.0psi的开始压缩力、以及在0.000秒到1秒范围内的80%回弹参数,该泡沫层具有在0.3mm到10.0mm范围内的厚度,该泡沫层的一个表面具有一个表层。
23.如权利要求22所述的方法,进一步包括在被沉积于该载体上的反应性混合物上施加一个薄膜。
24.如权利要求22所述的方法,进一步包括切割该泡沫层以便形成一个垫片。

说明书全文

泡沫密封垫片

技术领域

[0001] 本披露总体上涉及聚酯泡沫产品并且特别涉及密封垫片。

背景技术

[0002] 对于电子产品的需求一直以持续加速的速度在增加。具体地说,对于移动电子设备的需求在社会上比以往变得更普遍,这些移动电子设备是诸如电话、游戏机、音乐播放器、膝上计算机、以及平板电脑。此类电子设备并且具体地说此类移动电子设备在暴露于环境条件、特别是湿气和温度下容易被损坏。
[0003] 典型的电子设备是容纳在一个以若干区段形成的壳体中,这些区段装配在一起并且由螺钉或者由压合配件进行固定。此类壳体总体上使用了多个垫片来至少部分地将该壳体内部与外部环境释放开。
[0004] 在移动电子设备行业,对于减少与设备相关联的重量和成本而言有着不断增大的压。时常,该行业转向更轻的材料如塑料来用于外壳、并且寻求对垫片和其他部件使用更轻的材料。然而,薄壁的塑料壳体可以展示出某种程度的柔性,从而在垫片上造成额外的应变。对于重复的压缩有着不良响应的常规垫片可能不能在受到应力之后在足够的时间内恢复这些壳体部件之间的密封以防止灰尘或微粒进入该设备中。灰尘和颗粒的累积可能最终导致设备部件的退化以及设备的失效。
[0005] 这样,改进的密封垫片往往是希望的。
[0006] 附图简要说明
[0007] 通过参考附图可以更好地理解本披露,并且使它的众多特征和优点对本领域的普通技术人员变得清楚。
[0008] 图1、图2、和图3包括示例性垫片构型的图示。
[0009] 图4、图5、和图6包括用于形成在制造密封垫片中有用的泡沫材料的示例性系统的图示。
[0010] 图7包括一个示例性的密封垫片的图示。
[0011] 在不同的绘图中使用相同的参考符号来指示相似或相同的物件。
[0012] 优选实施方案的说明
[0013] 在一个具体的实施方案中,用聚氨酯泡沫层来形成密封垫。在展开之前,该密封垫片可以包括一个附接到该聚氨酯泡沫层表面上的释放衬里。在一个实例中,该聚氨酯泡沫3
层具有不大于250kg/m的密度。此外,该聚氨酯泡沫层展示出了所希望的回弹特性,该回弹特性是关于基于压缩百分比的回弹参数来表示的。例如,该密封垫片的聚氨酯泡沫可以展示出所处范围为0.005秒到1.0秒的80%回弹参数、不大于2.0秒的50%回弹参数、或者不大于0.002秒的20%回弹参数。在一个具体的实例中,该聚氨酯泡沫层具有在0.1mm到
5mm范围内的厚度。该聚氨酯泡沫层还可以包括展示出所希望的粘性的多个表面。
[0014] 在一个示例性实施方案中,一种制造密封垫片的方法包括制备具有异氰酸酯组分、多元醇组分、扩链剂类或交联剂类、发泡剂类、以及一种催化剂的混合物。将该混合物置于一个移动载体上并且穿过一个烘箱。任选地,在该混合物进入到该烘箱中时可以在其上施加一个上部薄膜。该载体或上部薄膜之一可以包括或可以形成一个释放衬里,该释放衬里在它被卷成一个卷时与该固化的泡沫层保持在一起。
[0015] 如图1中所展示的,一个垫片100包括一个泡沫层102,该泡沫层具有一个顶表面104和一个底表面106。该泡沫层102可以是由在异氰酸酯组分、多元醇组分、催化剂、任选的发泡剂、任选的表面活性剂、以及任选的扩链剂类或交联剂之间的反应所形成的聚氨酯泡沫。
[0016] 该异氰酸酯组分可以包括一种或多种异氰酸酯。一种示例性的异氰酸酯可以包括:甲苯二异氰酸酯、间亚苯基二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、二异氰酸六亚甲酯、异佛尔二异氰酸酯、多亚甲基多苯基二异氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-二亚苯基二异氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、3,3'-二氯-4,4'-二亚苯基二异氰酸酯、或1,5-二异氰酸酯、它们的改性产物(例如二亚胺改性的产物)、或类似物或它们的任意组合。此类异氰酸酯单体可以单独地或者以至少两个种类的混合物使用。在一个具体的实例中,该异氰酸酯组分可以包括亚甲基联苯二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二异氰酸六亚甲酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、或它们的任一组合。在一个实例中,该异氰酸酯可以包括亚甲基联苯二异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)。具体地,该异氰酸酯包括亚甲基联苯二异氰酸酯(MDI)或其衍生物
[0017] 在另一个实例中,该异氰酸酯组分包括一种低聚型异氰酸酯。例如,该低聚型异氰酸酯可以包括脂肪族聚酯或芳香族聚酯的骨架,诸如延衍生自脂肪族二醇类例如二乙二醇的骨架,或者衍生自脂肪族酸或芳香族酸的骨架;或者聚醚类型的骨架,尤其是聚环乙烷或聚环氧丙烷或聚四氢呋喃,或者它们的任一组合。
[0018] 该异氰酸酯组分具有的平均官能度的范围可以是2.0到3.0,诸如范围是2.0到2.9,或者甚至范围是2.0与2.7。此外,该异氰酸酯组分具有的NCO含量的范围可以是5%至35%、如范围是10%至30%。
[0019] 在一个具体实施方案中,该异氰酸酯组分可以是一种改性的聚合型亚甲基联苯异氰酸酯(MDI)。在另外一个实例中,一种异氰酸酯组分可以包括多种异氰酸酯的一种混合物,如多种改性的亚甲基联苯异氰酸酯的一种混合物。
[0020] 在一个实例中,该多元醇可以是一种聚醚型多元醇、一种聚酯型多元醇、脂肪酸二聚体的衍生物、其改性或接枝的衍生物、或它们的任一组合。一种合适的聚醚型多元醇可以通过以下过程来进行生产:经由环氧烷的双金属氰化物催化的聚合插入作用(polyinsertion),通过在的氢氧化物或碱的醇盐作为催化剂的存在下并且加入至少一种含2至6个、优选2至4个键合形式的反应性原子的引发剂分子时环氧烷的阴离子聚合作用,或者在路易斯酸(如五氯化锑或醚合三氟化)的存在下通过环氧烷的阳离子聚合。一种合适的环氧烷可以在亚烷基基团中包含2至4个碳原子。一个例子包括四氢呋喃、1,2-环氧丙烷、1,2-或2,3-环氧丁烷、环氧乙烷、1,2-环氧丙烷、或它们的任一组合。这些环氧烷可以单独地、依次的、或者作为一种混合物使用。一种引发剂分子的实例包括或二元的或三元的醇,如乙二醇、1,2-丙二醇以及1,3-丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、乙烷-1,4-二醇、甘油、三羟甲基丙烷、或它们的任一组合。
[0021] 在另一个实例中,该多元醇可以包括一种聚酯型多元醇。在一个示例性实施方案中,一种聚酯型多元醇是衍生自二元酸(如己二酸戊二酸、富酸、琥珀酸或马来酸)、或酸酐以及双官能的醇,如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇或三丙二醇、1-4丁二醇、1-6己二醇、或其任一组合。例如,该聚酯型多元醇可以通过二醇与酸的缩合反应而形成,其中副产物水被连续去除。可以使用少量的高官能的醇,如甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、蔗糖或山梨糖醇或多糖来增大该聚酯型多元醇的支化。可以通过一种酯交换反应来使用简单醇与酸的酯,其中将这些简单的醇像水一样连续地去除并且用以上二醇中的一种或多种来替代。另外,聚酯型多元醇可以由芳香族酸来生产,如对苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,3,5-苯甲酸、它们的酸酐,如邻苯二甲酸酐。在一个具体的实例中,该多元醇可以包括一种烷基二醇的烷基酯。例如,该烷基二醇烷基酯可以包括三甲基戊二醇异丁酸酯,如2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇异丁酸酯。在另一个实例中,该多元醇可以衍生自一种脂肪酸二聚体,诸如一种C20-44脂肪链。
[0022] 在一个具体实施方案中,该多元醇可以是一种具有至少两个伯羟基的多官能的多元醇。例如,该多元醇可以具有至少三个伯羟基。在一个具体的例子中,该多元醇是具有的OH数目在5mg KOH/g至70mg KOH/g范围内、如10mg KOH/g至70mg KOH/g范围内、10mg KOH/g至50mgKOH/g范围内、或甚至15mg KOH/g至40mg KOH/g范围内的一种聚醚型多元醇。在另外一个实例中,该聚醚型多元醇可以是接枝的。例如,该多元醇可以是一种用苯乙烯-丙烯腈接枝的聚醚型多元醇。在另外一个实例中,该多元醇可以包括多官能的(如三官能的)聚醚型多元醇与接枝的多元醇(如具有接枝的苯乙烯-丙烯腈部分的一种聚醚型多元醇)的一种共混物。在一个具体的实例中,该多元醇是一种聚醚型多元醇,是从巴斯夫集团(BASF Group)的Elastogran可得的商品名 下可得的。在另一个实例中,该多元醇是一种环氧乙烷改性的聚丙烯三元醇。
[0023] 示例性的多元醇具有的平均官能度可以是1.5到4,诸如2到3。在另一个实例中,该多元醇具有的数均分子量可以为800g/mol到25,000g/mol、诸如800g/mol到14,000g/mol、2,000g/mol到9,000g/mol、3000g/mol到8000g/mol、或者甚至5000g/mol到8000g/mol。
[0024] 该反应性组合物还可以包括扩链剂类或交联剂类。示例性的扩链剂类可以包括双官能的多元醇,诸如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,3丙二醇、1,3丁二醇、1,4丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺、苯基二乙醇胺。其他试剂可以包括:丙三醇、三羟甲基丙烷、1,2,6-己三醇、三乙醇胺、季戊四醇、N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺、二乙基甲苯二胺、二甲基硫代甲苯二胺、或它们的任一组合。
[0025] 该催化剂可以包括一种有机金属催化剂、一种胺类催化剂、或它们的一种组合。具体地说,该催化剂提供了延迟的固化和吹制。例如,一种有机金属催化剂可以包括:二月桂酸二丁羧酸锂、酸四丁酯、羧酸铋、金属乙酰基丙酮酸盐或它们的任意组合。
[0026] 该胺类催化剂可以包括一种叔胺如三丁胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、五甲基二亚乙基三胺以及更高的同系物、1,4-重氮二
环-[2,2,2]-辛烷、1,8-重氮 二环[5.4.0]十一碳 烯-7、1,5-重氮二 环[5.4.0]
十一-5-烯、N-甲基-N'-二甲基氨乙基哌嗪、双(二甲基氨基烷基)哌嗪、N,N-二甲
基苄胺、N,N-二甲基环己胺、N,N-二乙基苄胺、双(N,N-二乙基氨乙基)己二酸酯、
N,N,N',N'-四甲基-1,3-丁二胺、N,N-二甲基-β-苯基乙胺、二(二甲基氨基丙基)脲、二(二甲基氨基丙基)胺、1,2-二甲基咪唑、2-甲基咪唑、单环以及二环的脒、二(二烷氨基)烷基醚,例如像二(二甲基氨乙基)醚,具有酰胺基团(如甲酰胺基团)的叔胺、或者它们的任一组合。一种催化剂组分的另一个例子包括曼尼希碱类,包括仲胺如二甲胺,或如甲醛,或酮如丙酮、甲基乙基甲酮或环己酮,或酚如苯酚、壬基酚或双酚。具有就异氰酸酯基团而言为活性的氢原子的叔胺形式的催化剂可以包括三乙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、它们与环氧烷如环氧丙烷或环氧乙烷的反应产物、或仲-叔胺、或它们的任一组合。具有碳-键的硅烷(silamine)可以用作催化剂,例如2,2,4-三甲基-2-硅杂吗啉、1,3-二乙基氨甲基四甲基二硅氧烷、或它们的任意组合。
[0027] 在另外一个例子中,该胺类催化剂是选自:五甲基二亚乙基三胺、二甲基氨基丙胺、N,N’-二甲基哌嗪和二吗啉基乙醚、N,N’-二甲基氨乙基-N-甲基哌嗪、DM-70(N,N’-二甲基哌嗪与二吗啉基乙醚的一种混合物)、咪唑类、三嗪类、或它们的任一组合。
[0028] 在一个具体实例中,该催化剂可以包括一种叔胺催化剂以及一种二羧酸。该叔胺可以包括:N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基丙二胺、N,N,N',N″,N″-五甲基二亚乙基三胺、N,N,N',N'',N''-五甲基(3-氨基丙基)乙二胺、N,N,N',N″,N″-五甲基二亚丙基三胺、N,N,N',N'-四甲基胍、1,8-重氮二环[5.4.0]十一碳烯-7、1,5-重氮二环[5.4.0]十一-5-碳烯、三亚乙基二胺、N,N,N',N'-四甲基六亚甲基二胺、N-甲基-N'-(2-二甲基氨乙基)哌嗪、N,N'-二甲基哌嗪、二甲基环己胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、双(2-二甲基氨乙基)醚、1-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1-异丁基-2-甲基咪唑、1-二甲氨基丙基咪唑或它们的任一组合。具体地说,该催化剂是一种杂环叔胺,例如一种脒类催化剂,例如包括一种嘧啶并氮杂卓,诸如重氮二环十一碳烯。
[0029] 该二羧酸可以包括:琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、癸烷二羧酸、1,11-十一烷-二羧酸、1,12-十二烷-二羧酸、十六烷二酸、或它们的任一组合。在另一个实例中,该二羧酸可以是一种芳香族二羧酸,诸如苯二羧酸。
[0030] 可以包括的该催化剂的量值基于该泡沫的总重量是0.1wt%到2.0wt%,诸如范围是0.2wt%到1.8wt%、范围是0.2wt%到1.5wt%,或者甚至范围是0.2wt%到1.0wt%。具体地说,可以使用的催化剂的范围是每百份多元醇0.2份(pphp)到1.0pphp,诸如0.2pphp到0.8pphp、0.2pphp到0.6pphp、或者甚至0.3pphp到0.5pphp。
[0031] 任选地,该组合物可以包括一种表面活性剂或其他添加剂类。例如,该组合物可以包括一种稳定泡沫的表面活性剂,诸如一种有机硅表面活性剂。一种示例性的表面活化剂包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚醚的多嵌段共聚物、接枝有聚酯链的PDMS、或它们的任一组合。任选地,该表面活性剂可以包括能与该异氰酸酯组分发生反应的羟基基团。该组合物还可以包括一种或多种其他的添加剂,诸如染料或颜料类、填充剂类、触变剂类、阻燃剂类、抗氧化剂类、杀真菌剂类或杀虫剂类、以及它们的任一组合。
[0032] 为了形成该泡沫,可以使这些前体的一种混合物发泡。此外,可以使用一种发泡剂,诸如化学发泡剂或物理发泡剂。在一个实例中,可以在一种气体的存在下使该混合物发泡,该气体是诸如空气、氮气、或一种惰性气体,包括例如氦气、氖气、或氩气。
[0033] 一种示例性的化学发泡剂可以是水。使用的水的量值可以是该总的反应性组合物的0.1wt%到5wt.%。在一个具体的实例中,使用的水的范围可以是0.1pphp到2.0pphp、诸如范围是0.1pphp到1.0pphp、范围是0.1pphp到0.5pphp、或者甚至范围是0.2pphp到0.5pphp。可以使用其他化学发泡剂,诸如偶氮化物类,例如偶氮异丁腈、偶氮二酰胺(即,偶氮二甲酰胺)以及偶氮二羧酸钡;取代的肼类,例如,二苯砜-3,3'-二磺酰肼,4,4'-羟基-双-(苯磺酰肼)、三肼基三嗪或芳基-双-(磺酰肼);氨基脲类,例如对甲代亚苯基磺酰基氨基脲或4,4'-羟基-双-(苯磺酰基氨基脲);三唑类,例如5-吗啉基-1,2,3,4-噻三唑;以及N-亚硝基化合物,例如N,N'-二亚硝基亚戊基四胺,或N,N-二甲基-N,N'-二亚硝基邻苯二甲酰胺;苯并噁嗪类,例如,衣托酸酐;或混合物,诸如像,碳酸钠/柠檬酸混合物;或它们的任一组合。使用的此类发泡剂的量值可以是该总的反应性组合物的0.1wt%到
10wt.%。
[0034] 物理发泡剂可以单独地或作为与彼此的混合物或者与一种或多种化学发泡剂的混合物来使用。物理发泡剂可以选自宽范围内的材料,包括类、醚类、酯类、以及部分卤化的烃类、醚类和酯类、或类似物。典型的物理发泡剂具有的沸点是在-50°C与100°C之间,并且优选是在约-50°C与50°C之间。示例性的物理发泡剂包括CFC
(氯氟碳类),如1,1-二氯-l-氟代乙烷、1,1-二氯-2,2,2-三氟-乙烷、一氯二氟甲烷、以及l-氯-1,1-二氟乙烷;FC(氟烷类),如1,1,1,3,3,3-六氟丙烷,2,2,4,4-四氟丁烷,1,1,1,3,3,3-六氟-2-甲基丙烷,1,1,1,3,3-五氟丙烷,1,1,1,2,2-五氟丙烷,
1,1,1,2,3-五氟丙烷,1,1,2,3,3-五氟丙烷,1,1,2,2,3-五氟丙烷,1,1,1,3,3,4-六氟丁烷,1,1,1,3,3-五氟丁烷,1,1,1,4,4,4-六氟丁烷,1,1,1,4,4-五氟丁烷,1,1,2,2,3,3-六氟丙烷,1,1,1,2,3,3-六氟丙烷,1,1-二氟乙烷,1,1,1,2-四氟乙烷,以及五氟乙烷;氟醚类,如甲基-1,1,1-三氟乙醚以及二氟甲基-l,l,l-三氟乙醚;烃类,如正戊烷、异戊烷、以及环戊烷;二氯甲烷;或者它们的任一组合。使用的此类物理发泡剂的量值按该反应性组合物的重量计可以是5%到50%,典型地按该反应性组合物的重量计是10%到30%。在一个实施方案中,水与一种或多种物理发泡剂一起作为发泡剂来使用。可替代地,水在一种发泡的反应性组合物中用作一种发泡剂,并且该反应性组合物是不含物理发泡剂的。
[0035] 返回到图1,该泡沫层102具有的一个顶表面104以及一个底表面106,这些表面的特征为一个表层。该表层例如是基本上没有孔隙的。例如,与该顶层104和底层106相关联的表层可以是基本上连续的,包括几处(若有的话)破裂或开口。
[0036] 该垫片还可以包括被布置在表面104与106上的一个或多个释放衬里或永久薄膜层。例如,如图2中所展示的,一个垫片200包括一个泡沫层202以及一个衬里204。该泡沫层202包括一个不含衬里的顶表面206以及附接到衬里204上的底表面208。该衬里204可以是永久附接的。可替代地,该衬里204是一个被构型为在展开该泡沫层204之前有待去除的释放衬里。
[0037] 在另外一个实例中,该垫片可以包括两个衬里,其中之一或两者是释放衬里,或其中之一或两者是永久衬里。例如,如图3中所展示的,一个垫片300包括一个泡沫层302、一个布置在该泡沫层302的底表面310上的衬里304、以及一个布置在该泡沫层302的顶表面308上的衬里306。在一个实例中,衬里304和306两者都是永久的。在另一个实例中,该衬里306可以是从该泡沫层302上可移除的释放衬里,而衬里304可以是永久衬里。在另外一个实例中,衬里304和衬里306两者都是从该泡沫层302上可移除的释放衬里。
[0038] 示例性的衬里包括纸、聚合物膜、或者它们的任一组合。示例性的纸包括经涂覆的纸。示例性的聚合物膜是由聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚氯乙烯、氟聚合物、聚酰亚胺、或它们的任一组合形成的。示例性的聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、或它们的任一组合。示例性的聚酯包括聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)。在另一个实例中,该聚合物薄膜是由一种液晶聚合物如芳香族聚酯或聚酯酰胺形成的。
[0039] 在一个实例中,该衬里具有的厚度的范围是12微米到200微米。例如,该衬里具有的厚度的范围可以是25微米到180微米,诸如范围是25微米到150微米、或者甚至范围2 2
是25微米到100微米。此外,该衬里具有的基础重量的范围可以是10g/m到400g/m 、诸
2 2 2 2
如范围是30g/m到350g/m、或者甚至范围是40g/m 到300g/m 。
[0040] 在一个具体实例中,该泡沫层的与该释放衬里相接触的表面展示出了与释放衬里(PET薄膜)的所需范围的附着力,如通过实例部分中所描述的方法来确定的。例如,该泡沫层的与该释放衬里(PET)相接触的表面可以展示出约0.01N/英寸或更低的附着力。可替代地,该表面具有的初始附着力的范围可以是0.01N/英寸到0.2N/英寸,范围是0.015N/英寸到0.2N/英寸,或者甚至范围是0.02N/英寸到0.2N/英寸。
[0041] 在移除该释放衬里或者与该释放衬里相分离时,该泡沫层的表面可以展示所希望的粘性。根据实例部分中所描述的方法来测定粘性。例如,该粘性可以是至少0.1N,诸如至少0.2N,例如,处于0.2N到1.2N的范围内,诸如在0.3N到1.2N或0.3N到1.0N的范围内。
[0042] 具体地说,该泡沫层是由具有希望特性的聚氨酯泡沫形成,这些特性是例如密度、回弹性、开始压缩力(force-to-compress,FTC)、压缩力挠度(compression force deflection,CFD)、或压缩永久变形。聚氨酯泡沫,特别是如以下方法中说明的所形成的那些,展示出了特别适合用于在密封垫片中使用的特性。
[0043] 在一个实例中,该泡沫层具有的密度是不大于350kg/m3,如根据ASTM D3574所测3
量的。例如,该密度可以是不大于250kg/m。在一个实例中,该泡沫层的密度所处的范围是
3 3 3 3 3 3
50kg/m到250kg/m ,诸如范围是60kg/m到250kg/m ,范围是100kg/m到250kg/m ,范围是
3 3 3 3
100kg/m到200kg/m ,或者甚至范围是125kg/m到200kg/m 。
[0044] 此外,该泡沫层展示出一种希望的压缩轮廓。例如,该泡沫层可以如根据ASTM D3574试验C所测量的在25%的压缩下展示出一种希望的瞬时开始压缩力(FTC),为不大于5.0psi,诸如不大于3.0psi、不大于2.0psi、不大于1.7psi、或者甚至不大于1.5psi。在一个实例中,该FTC是至少0.2psi,诸如至少0.5psi。此外,该泡沫层可以如根据ASTM D3574试验C所测量的在25%的压缩下展示出一定的压缩力挠度(FTC),为不大于3.0psi,诸如不大于2.0psi、不大于1.5psi、不大于1.25psi、或者甚至不大于1.0psi。在一个实例中,该CFD是至少0.1psi,诸如至少0.2psi。具体地说,该泡沫层展示出了较低的应力相对于压缩的曲线。
[0045] 该泡沫层还可以展示出根据ASTM D3574在70°C持续22小时并且50%的压缩下测量的所希望的压缩永久变形,为不大于15%、诸如不大于12%、或者甚至不大于10%。该泡沫层可以展示出根据ASTM D3574在23°C持续22小时50%的压缩下测量为不大于10%、诸如不大于7.0%、不大于5.5%、或者甚至不大于5.0%的压缩永久变形。
[0046] 该泡沫层(特别是如以下说明的所形成的那些)展示出的独特特性是回弹性。根据实例部分中限定的方法,该回弹参数是一个泡沫在从压缩下释放之后施加1.5N的力所花费的时间。例如,该泡沫展示出的80%回弹参数的范围可以是0.000秒到5秒,诸如范围是0.000秒到2秒、范围是0.000秒到1秒、范围是0.005秒到1秒、0.005秒到0.1秒,或者甚至范围是0.005秒0.05秒。此外,该泡沫层展示出的所希望的50%回弹参数可以是不大于2秒,诸如不大于1.5,不大于1秒,不大于0.1秒,不大于0.01秒,或者甚至不大于0.001秒。在另外一个实例中,该薄膜层展示出的20%回弹参数可以是不大于0.002秒,诸如是不大于0.0015秒,或者不大于0.001秒。
[0047] 当被形成为密封设备或垫片时,该薄膜层具有的厚度可以是处于0.1mm到10mm的范围内。例如,该薄膜层具有的厚度可以是在0.1mm到5mm的范围内,例如范围是0.2mm到4mm、范围是0.3mm到3.0mm,或者甚至范围是0.5mm到1.0mm。
[0048] 在一个具体实例中,该密封垫片是通过将多种前体的一种混合物施加到一个用于固化烘箱的移动载体上而形成的。所得的薄膜被卷起以便随后储存、并且可以被分配或被切成希望的形状以便形成密封垫片。多种前体的混合物可以被形成为一种双组分的反应性混合物。
[0049] 例如,如图4中所展示的,在402制备第一组的组分,第一组的组分包括至少一种多元醇与任选的表面活性剂类以及其他添加剂类(诸如染料类、颜料类或填充剂类)、水以及催化剂。在404制备第二组的组分,该第二组的组分包括至少一种异氰酸酯。在一个混合机406中将该第一组的组分与该第二组的组分进行混合。任选地,可以使该混合物发泡以包括一种气体,诸如空气、氮气、或一种惰性气体,包括例如氦气、氖气、或氩气。
[0050] 该混合物作为一个泡沫层412被施加到一个载体410上,该载体例如将该泡沫层412移动穿过一个烘箱414。该载体410可以具有不粘的表面。例如,该载体410可以涂覆有一种脱模剂,诸如硅氧烷释放涂层,或者可以包括一种不粘的材料,诸如一种氟聚合物,例如
[0051] 在一个实例中,在进入该烘箱之前,将一个薄膜416施加在该泡沫层412上。该薄膜416可以约束该泡沫层412的生长以便限制该泡沫层412的厚度。例如,该薄膜416可以具有在多个辊之间施加的张力,该张力限制了该泡沫层412的扩张。可替代地,该薄膜416可以没有张力并且可以允许泡沫层412扩张到其完全程度。
[0052] 任选地,刀片或到小刀408可以将该混合物铺开以便在该泡沫层412进入该烘箱414中之前在泡沫层中形成均匀的厚度。可替代地,与该薄膜416相关联的多个前辊可以起作用来控制该混合物进入该烘箱414时的厚度。
[0053] 在沉积在该载体410上之后并且在该任选的薄膜416被置于该泡沫层412上之后,该泡沫层412进入一个烘箱414中以便进一步有助于发泡和交联。该烘箱具有的温度可以在50°C到160°C的范围内,诸如范围是50°C到120°C,范围是70°C到115°C,或者甚至范围是100°C到115°C。
[0054] 在至少部分地在该烘箱中固化之后,可以移除该薄膜414并且可以使该载体410与该泡沫层412相分离。该泡沫层可以被卷成一个卷418。可替代地,该薄膜416或载体410中的一个或多个可以保持附接到该泡沫上以形成衬里,诸如释放衬里。
[0055] 例如,在图5中所展示的系统500中,可以将一个衬里506施加到该载体504上。该混合物502被施加在该衬里506上。在该泡沫混合物进入烘箱512中时,将一个薄膜508施加在该泡沫混合物502上。在至少部分固化之后,将该衬里506与该载体504分开并且与该聚氨酯泡沫一起卷成一个卷510。任选地,可以将一个释放涂层(诸如硅酮释放涂层)施加在载体504与衬里506之间或者在衬里506与该泡沫混合物502之间。类似地,将该薄膜508与该聚氨酯泡沫层分开。所得的构成包括一个泡沫层与衬里。该衬里506可以是一个永久衬里或释放衬里。
[0056] 在图6中所展示的一个替代性实施方案中,一个系统600包括一个载体604,在该载体上分配有一种混合物602。在该泡沫混合物进入该烘箱612中时,将薄膜608施加在该泡沫混合物上。在至少部分固化之后,该薄膜608形成了一个衬里并且与该聚氨酯泡沫卷成一个卷610。任选地,可以将一个另外的衬里606施加在该载体604上。该衬里606可以结合到该薄膜产品中并且卷成一个卷610。这样,可以作为相对于支撑层的释放薄膜、作为薄膜608本身、作为从该薄膜608上释放的衬里、作为该载体本身604、或者它们的任一组合,将多个衬里施加到该泡沫层上。
[0057] 在一个具体实例中,所得的薄膜和任选的衬里的构型可以从一个卷上分配并且被切成用以形成密封垫片的形状。例如,图7包括从一个薄膜上切下的示例性密封垫片700的图示。这些层(包括一个薄膜层)可以被切成所希望的形状,包括外轮廓702或者内轮廓704和706。例如,可以从该分配的薄膜层上冲压、模切、或者激光切割出该密封垫片的形状。
[0058] 当在图4至图6的移动系统中使用时,以上描述的这些组合物的实施方案提供了具有所希望特性的泡沫产品。例如,此类组合物当结合一种如以上说明的延迟催化剂时,在使用图4至图6的系统被形成时提供了所希望的密度和回弹特性。
[0059] 实例
[0060] 回弹参数
[0061] 该回弹参数是泡沫在从10秒的压缩下释放之后施加1.5N的力所花费的时间。根据以下限定的方法测定了回弹参数并且将其关于释放之前的压缩百分比进行表示。例如,20%回弹参数是泡沫在20%的压缩之后施加所希望的力所花费的时间。
[0062] 用于测定回弹参数的方法是:a)使用具有491mm2表面积的扁平探针将一个泡沫层以0.16mm/秒的速率压缩到基于该泡沫原始厚度的一个设定压缩百分比(例如,20%、50%、或80%),b)保持压缩10分钟,c)将该探针移动到对应于85%的起始厚度的一个位置,d)测量该泡沫施加的力,持续约30秒,并且e)释放压缩。该回弹参数是当探针位于85%的原始厚度之处时该泡沫在该探针上施加1.5N所花费的时间。
[0063] 粘性
[0064] 粘性是当从一个玻璃载片上完全分离一个胶带圈时所测出的最大力。粘性表示为基于几个测试的平均最大值。
[0065] 该测试是在载片表面上方110mm的起点处以一个上部拉伸手柄开始。该胶带圈开始以5mm/s接近该载片。该胶带圈行进70mm来实现横跨玻璃载片宽度的完全胶带接触。一旦进行了接触(25mmx25mm的接触面积),就抬高该上部手柄,从而将该胶带圈与该玻璃载片分离。测量这个力并且该手柄返回到其最初的开始位置。
[0066] 与衬里的附着
[0067] 根据FINAT试验方法编号9-‘快粘’,测量了从保护性PET薄膜上的释放力。
[0068] 对于其顶表面,一个保护性PET薄膜被层叠了该泡沫顶表面并且被切成1英寸宽度的条带。通过一个2.5kg的辊将该条带来回滚压并且然后允许它在测试之前停置1小时。以40英寸/分钟的剥离速度通过剥离该保护性PET薄膜来测量这个90°释放力。
[0069] 对于与一个PET支撑片相接触的底部表面,将该带有支撑PET衬里的薄膜切成1英寸宽的条带。以40英寸/分钟的剥离速度通过剥离该底部PET衬里来测量该90°释放力。
[0070] 实例1
[0071] 在一个聚氨酯泡沫层上制备包括一个PET释放衬里的样品。使用图4中展示的系统来制备该样品。烘箱温度包括具有的在范围110°C到120°C内的温度的多个分区。
[0072] 该多元醇混合物包括多元醇、催化剂、扩链剂、水、以及表面活性剂。该多元醇是具有的平均分子量为6000的一种聚醚型多元醇。催化剂的使用量是0.2pphp到0.8pphp并且在杯试验中提供了至少3分钟的延迟时间,这个杯试验是在115°C下以0.4pphp的浓度在0.3-0.4pphp水的存在下进行的。表面活性剂是一种硅酮表面活性剂或者包括硅酮表面活性剂之内的多种表面活性剂的一种组合,其存在的量值为4到16pphp。发泡剂是水,其存在的量值为0.1到0.5pphp。扩链剂是1,4丁二醇,其存在的量值为6pphp到10pphp。
[0073] 将该多元醇混合物进行混合并且然后在一种异氰酸酯的存在下进行发泡。该异氰酸酯是一种改性的聚合型MDI,其在该泡沫中被包括的量值是用以提供0.9到1.1的指数。泡沫密度与固化厚的泡沫密度之比是约2.0。
[0074] 实例2
[0075] 与市售的产品Poron4790-92-12030(从罗杰斯公司(Rogers)可得)和K20(从圣戈班公司(Saint-Gobain)可得)相比来测试该样品。对该样品和产品来测试回弹、粘性、以及与释放衬里的附着力。
[0076] 表1:泡沫特性
[0077]
[0078] 该样品展示了相对于市售产品而言的快速回弹。此外,该样品显示了与该保护性PET薄膜的所希望的粘性和所希望的附着力,然而轴向市售产品几乎没有展示出附着力或粘性。
[0079] 应注意,不是所有的在整个说明或实例中上述的活动都是必需的,特定活动的一部分可以不是必需的,并且除了描述的那些还可以进行一种或多种另外的活动。仍进一步地,将这些活动列出的顺序并不必须是进行它们的顺序。
[0080] 在以上的说明书中,参照多个具体的实施方案对这些概念进行了说明。然而,本领域的普通技术人员应理解,在不脱离如在以下的权利要求中所给出的本发明范围的情况下,能够做出不同的修改和变化。因此,应该在一种解说性的而非一种限制性的意义上看待本说明书和附图,并且所有此类改变均旨在包括于本发明的范围之内。
[0081] 如在此所用的,术语“包括(comprises)”、“包括了(comprising)”、“包含(includes)”、“包含了(including)”、“具有(has)”、“具有了(having)”或它们的任何其他变形均旨在覆盖一种非排他性的涵盖意义。例如,一种包括一系列特征的过程、方法、物品、或设备并非必然仅限于那些特征而可以包括其他未明确列出的或对这种过程、方法、物品、或设备而言所固有的特征。另外,除非明确地陈述相反的方面,“或(or)”是指开放性的或而不是指封闭性的或。例如,下列任意一种情形满足情况A或B:A是真的(或存在的)并且B是假的(或不存在的),A是假的(或不存在的)并且B是真的(或存在的),以及A和B都是真的(或存在的)。
[0082] 同样,使用“一个”或“一种”(a/an)来描述在此描述的元素和部件。这样做仅是为了方便并且给出本发明范围的一种概括性意义。这种说法应该被解读为包括一个或至少一个,并且单数还包括复数,除非它明显另有所指。
[0083] 在以上已经相对于具体实施方案描述了益处、其他优点、以及问题解决方案。但是,这些益处、优点、问题解决方案、以及可以导致任意益处、优点、或解决方案出现或变得更显著的任意一种或多种特征不应被解释为任何或所有权利要求的关键性的、必需的、或必要的特征。
[0084] 在阅读本说明书之后,熟练的技术人员将理解,为了清楚起见,在此在多个分开的实施方案的背景下描述的某些特征也可以组合在一起而提供在一个单一的实施方案中。与此相反,为了简洁起见,在一个单一的实施方案的背景中描述的多个不同特征还可以分别地或以任何子组合的方式来提供。另外,所提及的以范围来说明的数值包括了在该范围之内的每一个值。
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