[发明专利]使用泡沫作为模具而热成型丙烯酸类聚合物的方法以及由此形成的制品

说明书

发明领域

本发明涉及一种热成型片材的方法以及一种由此形成的制品，所述片材由含有丙烯酸类聚合物的组合物形成。

背景技术

含有丙烯酸类的组合物是人们所熟知的三维固体表面材料，尤其可用于建筑业中的既注重功能又注重造型美观的厨房台面、洗碗池以及壁面涂料，例如来自DuPont的Corian固体表面材料。吸引消费者的是固体表面材料的内在品质，例如具有供选的各种颜色和外观的无孔易清洁表面。在建筑业中，含有丙烯酸类的组合物通常用作平片材。然而，使用平片材作为原料时，含有丙烯酸类的组合物能够被热成型。

热成型丙烯酸类固体表面片材的尝试遭遇了许多问题，这些问题限制了经济和实践方面的可行性，而这主要由现有模具技术的缺点造成。一个问题是相比热成型部件的价值，构造热成型模具的成本较高。另一个问题是模具较重，尤其是当模具需要具有较长寿命时。

热成型模具已由例如中密度纤维板和胶合板等材料制成。这些材料易得、易制造，并且一般具有足够的各向同性特性。由这些材料制备的模具在模塑丙烯酸类片材所需温度下不会立即降解；然而，反复暴露在热成型温度下可导致分层。模具还可由诸如铝之类的金属制成，尤其是当要在相同模具上热成型大量部件时。总体来说，应权衡模具寿命和初始成本对模塑材料进行选择，从而实现每个部件的配置模具成本最低。

需要提供一种使用能承受对片材进行再成型所需的高温的轻量模具来热成型含有丙烯酸类的片材的经济型方法。

发明概述

本发明涉及一种模塑片材的方法，所述片材含有包含丙烯酸类聚合物的组合物，所述丙烯酸类聚合物具有80至130摄氏度范围内的玻璃化转变温度，所述方法包括以下步骤：

(a)将片材加热到115至200摄氏度范围内的温度；并且

(b)向受热片材的表面施加升高的或真空压差以引起片材变形，其中所述片材是由允许片材变形的模具支撑，其中所述模具包括：

(i)在片材受热达到的最高温度下物理降解的泡沫；以及

(ii)位于片材和泡沫中间的热阻挡层，其中热阻挡层遵从泡沫的表面轮廓，前提条件是热阻挡层具有至少0.05平方英尺℉小时/BTU的热阻值。

为使用所得制品，可移除泡沫和热阻挡层。作为另外一种选择，泡沫可用作装运和减震材料，并且仅在装运后移除。在另一个实施方案中，泡沫和热阻挡层可与模塑片材保持在一起，并且在最终使用中不移除。

优选实施方案详述

片材形式的含有丙烯酸类的聚合物

本发明的模具用于热成型含有丙烯酸类聚合物的片材。优选的丙烯酸类聚合物是甲基丙烯酸甲酯。出于举例说明目的，片材可由含有溶解于单体甲基丙烯酸甲酯的甲基丙烯酸甲酯聚合物的溶液(聚合物溶于单体的溶液)、聚合引发剂和无机填料形成，无机填料优选地为氧化铝三水合物，例如授予Ray B.Duggins的美国专利No.3,847,865中所公开的。丙烯酸类聚合物具有80至130摄氏度范围内的玻璃化转变温度。

丙烯酸类聚合物通常占片材重量的15至80％、优选地20至45％，并且可包含甲基丙烯酸甲酯均聚物和甲基丙烯酸甲酯与其他烯键式不饱和化合物(例如，乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酸烷基酯、丙烯腈、甲基丙烯酸烷基酯、多官能丙烯酸类单体例如二甲基丙烯酸亚烷基酯和二丙烯酸亚烷基酯)的共聚物。此外，片材可含有少量其他聚合物(包括聚酯)。

片材通常含有20至85重量％、优选地约55至80重量％的无机填料，以利于阻燃。用作填料的材料包括钛酸盐、硫酸钡、碳酸钙、锌钡白、陶土、菱镁矿、云母、氧化铁、二氧化硅，以及各种黄土。优选的填料是氧化铝三水合物，其公开于以上提及的授予Duggins的专利中。任选地，片材料可含有装饰性颗粒，包括各种填充和未填充、涂色或染色、不溶性或交联的聚合物，例如ABS树脂、纤维素酯、纤维素醚、环氧树脂、聚乙烯、乙烯共聚物、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、聚缩醛、聚丙烯酸类、聚二烯、聚酯、聚异丁烯、聚丙烯、聚苯乙烯、脲醛/甲醛树脂、聚脲、聚氨酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯酯等。其他有效的宏观半透明和透明装饰性颗粒是天然或合成矿物质或材料，如玛瑙、雪花石膏、钠长石、方解石、玉髓、燧石、长石、燧石石英、玻璃、孔雀石、大理石、云母、黑曜石、猫眼石、石英、石英岩、石质石膏、沙土、二氧化硅、钙华、硅灰石等；布料、天然纤维与合成纤维；以及金属块。