CN108026307B - 通过调谐发泡剂和矿物之间的表面相互作用的受控聚合物发泡 - Google Patents

通过调谐发泡剂和矿物之间的表面相互作用的受控聚合物发泡 Download PDF

Info

Publication number
CN108026307B
CN108026307B CN201680040025.1A CN201680040025A CN108026307B CN 108026307 B CN108026307 B CN 108026307B CN 201680040025 A CN201680040025 A CN 201680040025A CN 108026307 B CN108026307 B CN 108026307B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polymer
equal
alkaline earth
earth metal
polymer foam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680040025.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108026307A (zh
Inventor
N.特里特
J.卢
C.阿布勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Imerys Filtration Minerals Inc
Original Assignee
Imerys Filtration Minerals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Imerys Filtration Minerals Inc filed Critical Imerys Filtration Minerals Inc
Publication of CN108026307A publication Critical patent/CN108026307A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108026307B publication Critical patent/CN108026307B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0066—Use of inorganic compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C08J9/08—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/122—Hydrogen, oxygen, CO2, nitrogen or noble gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/346—Clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00—Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/02—Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
    • C08J2201/03—Extrusion of the foamable blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/02—CO2-releasing, e.g. NaHCO3 and citric acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/06—CO2, N2 or noble gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2205/00—Foams characterised by their properties
    • C08J2205/04—Foams characterised by their properties characterised by the foam pores
    • C08J2205/044—Micropores, i.e. average diameter being between 0,1 micrometer and 0,1 millimeter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/08—Copolymers of ethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2325/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2325/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08J2325/06—Polystyrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2331/00—Characterised by the use of copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, or carbonic acid, or of a haloformic acid
    • C08J2331/02—Characterised by the use of omopolymers or copolymers of esters of monocarboxylic acids
    • C08J2331/04—Homopolymers or copolymers of vinyl acetate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/006—Additives being defined by their surface area

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

生产聚合物泡沫的方法可包括提供聚合物组合物，将碱土金属硅酸盐引入聚合物组合物中，和使用气体使聚合物组合物发泡以形成聚合物泡沫。生产聚合物基质的方法可包括提供聚合物组合物，用碱土金属硅酸盐使聚合物组合物成核，和使用发泡剂由聚合物组合物形成聚合物泡沫。碱土金属硅酸盐可以促进聚合物泡沫中的泡孔成核。聚合物泡沫组合物，可包含基于聚合物的泡沫基质和在基于聚合物的泡沫基质的泡孔内的碱土金属硅酸盐。

Description

通过调谐发泡剂和矿物之间的表面相互作用的受控聚合物 发泡
优先权的主张
本PCT国际申请主张2015年10月2日提交的美国临时专利申请No. 62/236,300和2015年11月3日提交的欧洲专利申请No. EP 15290282.1的优先权权益，这些专利申请的主题通过全文引用并入本文。
公开的领域
本公开涉及具有改进的多孔结构并使用至少一种碱土金属硅酸盐作为成核剂的基于聚合物的泡沫。本公开还涉及使用至少一种碱土金属硅酸盐作为成核剂提供基于聚合物的泡沫的方法。
背景
由轻质聚合物材料形成的轻质部件用于许多应用中，例如食品包装和汽车工业。涉及轻质聚合物材料的主要挑战中的一种在于开发越来越轻的部件但保留较重部件的机械性能。开发轻质部件的可能策略可以包括使基础材料发泡以减小重量或密度。发泡可以包括将增强和/或功能性填料引入泡沫中以充当泡孔成核剂或促进剂。泡孔成核剂可用于聚合物发泡过程以增进泡孔成核。由于成核剂的存在，异相成核成为聚合物发泡过程中泡孔成核的主要模式。
聚丙烯泡沫是已知的，但是与常规聚丙烯相比，它们具有降低的刚度和机械强度，并且目前的发泡过程可能不足以在保持所需机械性能的同时减小重量。油价上涨也已促使塑料树脂和成品塑料产品的生产成本增加。塑料树脂成本通常占任何给定塑料产品总成本的50％至60％；因此，在保持塑料产品的机械性能和其他性能的同时减少塑料中的树脂量可以提供相当大的经济益处。
聚合物泡沫可描述为具有通过在聚合物内形成气泡而形成的多孔结构的材料。聚合物泡沫可以提供优于其实心类似物的某些优点，包括较低的密度、较高的绝热性、增强的隔音性和可调谐的机械性能。在闭孔聚合物泡沫中，泡孔的尺寸和分布可能对所得物理性能有影响。例如，具有小于聚合物的临界缺陷尺寸的泡孔尺寸的泡沫可以限制断裂并且可以在不牺牲机械性能的情况下减轻重量。因此，开发直截了当的策略来控制聚合物泡沫内的泡孔的尺寸和分布是合乎需要的。
因此，可能需要提供具有改进的性能的基于聚合物的泡沫。还可能需要提供生产基于聚合物的泡沫的方法。
概要
根据本公开的一个方面，生产聚合物泡沫的方法可以包括提供聚合物组合物，将碱土金属硅酸盐引入聚合物组合物中，和使用气体使聚合物组合物发泡以形成聚合物泡沫。
根据另一方面，生产聚合物基质的方法可以包括提供聚合物组合物，用碱土金属硅酸盐使聚合物组合物成核，和使用发泡剂由聚合物组合物形成聚合物泡沫。碱土金属硅酸盐可以促进聚合物泡沫中的泡孔成核。
根据又一方面，引入碱土金属硅酸盐可以包括使用挤出-混合工艺将碱土金属硅酸盐引入聚合物组合物中。
根据再一方面，聚合物组合物可以包括热塑性聚合物或热塑性弹性体中的至少一种。在另一方面，聚合物组合物可以至少包括选自以下的聚合物：聚烯烃、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚氨酯、聚乙烯亚胺(polyethylenemine)、聚甲醛、聚酯、聚丙烯酸酯及其共聚物和共混物。在另一方面，聚合物组合物可以至少包括选自以下的聚合物：聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚(乙基-乙酸乙烯酯)、聚对苯二甲酸乙二醇酯及其共聚物和共混物。
根据再一方面，聚合物组合物可以包括热塑性聚合物或热塑性弹性体中的至少一种。例如，聚合物组合物可以包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚丙烯、聚氨酯、聚(乙基-乙酸乙烯酯)(EVA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其共聚物中的至少一种。根据另一方面，聚合物组合物可以包括热固性聚合物，比如，例如聚酯或脲-甲醛聚合物。根据又一方面，聚合物组合物可以包括聚烯烃。
根据另一方面，发泡剂可以包括CO2、N2或有机气体中的至少一种。有机气体可以包括例如己烷、丙烷、丁烷、正丁烷、异丁烷、戊烷、异戊烷、正戊烷、CHF2Cl、CF2ClCH3、CHF2CH3、CHCl2CF3、CHFClCF2Cl、CHFClCF3、CH2FCF3、CH3CF3、CFCl3、CF2Cl2、CFCl2CF2Cl、CF2ClCF2Cl、CH3Cl或CH2Cl2。
根据再一方面，聚合物组合物可以是聚合物泡沫的主要组分。例如，聚合物组合物可以以下的量存在：以聚合物泡沫的重量计大于约50％，以聚合物泡沫的重量计大于约55％，大于约60％，大于约65％，大于约70％，大于约75％，大于约80％，大于约85％，大于约90％，大于约92％，大于约95％，大于约96％，大于约97％，大于约98％，大于约98.5％，大于约99％，大于约99.5％或大于约99.7％。
根据另一方面，碱土金属硅酸盐或成核剂可以在聚合物泡沫的约1重量％至约30重量％范围内的量存在，比如，例如在聚合物泡沫的约5重量％至约20重量％，约5重量％至约15重量％，约10重量％至约20重量％，约15重量％至约25重量％，或约20重量％至约25重量％范围内。
根据另一方面，碱土金属硅酸盐可以包括硅酸钙、硅酸镁、硅酸铍、硅酸锶或硅酸钡中的至少一种。在另一方面，硅酸钙可以包括合成硅酸钙。在另一方面，硅酸钙可以包括天然硅酸钙，比如，例如硅灰石。根据另一方面，碱土金属硅酸盐可以包括衍生的硅酸钙，比如，例如硅藻土衍生的硅酸钙。根据另一方面，碱土金属硅酸盐可以包括碱土金属硅酸盐的共混物。根据另一方面，除碱土金属硅酸盐以外，碱土金属硅酸盐可以包含次生矿物。
根据另一方面，碱土金属硅酸盐可包括硫酸氧镁(magnesium oxysulfate)作为次生矿物。在一个方面，硫酸氧镁可以具有在约1至约50，比如，例如约1至约40，或约10至约40的范围内的长径比。在另一方面，碱土金属硅酸盐可以包括选自高岭土、膨润土、滑石、绿泥滑石(chloritic talc)、研磨膨胀珍珠岩和硅藻土的次生矿物。
根据另一方面，碱土金属硅酸盐可以包括功能化的碱土金属硅酸盐。功能化碱土金属硅酸盐可以具有可增强与气体或聚合物组合物中的一种或多种的相互作用的表面处理。例如，表面处理可赋予碱土金属硅酸盐疏水性。根据另一方面，表面处理可以包括硅烷、硅油、硅氧烷、脂肪酸、其盐或其酯。根据另一方面，脂肪酸、其盐或其酯可以具有C8或更长的链长。根据另一方面，除碱土金属硅酸盐以外，碱土金属硅酸盐可以包含次生矿物。
根据另一方面，碱土金属硅酸盐可以包含硫酸氧镁作为次生矿物。在一个方面，硫酸氧镁可以具有在约1至约50，比如，例如约1至约40，或约10至约40范围内的长径比。在另一方面，碱土金属硅酸盐可以包括选自高岭土、膨润土、滑石、绿泥滑石、研磨膨胀珍珠岩和硅藻土的次生矿物。根据另一方面，滑石或绿泥滑石可以包括层状滑石、微层状滑石、微晶滑石和粗晶滑石中的至少一种。
根据另一方面，矿物成核剂(比如，例如碱土金属硅酸盐)可以具有高长径比。
根据再又一方面，滑石或绿泥滑石可以包括高长径比滑石、高长径比层状滑石、高长径比微层状滑石、高长径比绿泥滑石、高长径比层状绿泥滑石和高长径比微层状绿泥滑石中的一种或多种。
根据另一方面，矿物成核剂的高长径比可以通过湿磨工艺来实现。
根据再一方面，矿物成核剂可以包括滑石和绿泥滑石的共混物。例如，矿物成核剂可以包括作为矿物的滑石和作为次生矿物的绿泥滑石，或者可以包括作为矿物的绿泥滑石和作为次生矿物的滑石。
根据又一方面，聚合物泡沫组合物可以具有大于或等于约1000MPa的挠曲模量，比如，例如大于或等于约1300MPa，大于或等于约1500MPa，大于或等于约1700MPa，大于或等于约2000MPa，大于或等于约2100MPa，大于或等于约2300MPa，或大于或等于约2500MPa。
根据另一方面，聚合物泡沫组合物可以具有在约1000MPa至约3000MPa范围内的挠曲模量，比如，例如在约1300MPa至约2800MPa，约1500MPa至约2300MPa，或约2000MPa至约2600MPa范围内。
根据另一方面，聚合物泡沫组合物可以具有第一挠曲模量。第一挠曲模量可以大于具有单独地包括矿物和次生矿物之一的矿物成核剂的对比聚合物泡沫组合物的挠曲模量。
根据另一方面，具有矿物成核剂和次生矿物成核剂的聚合物泡沫组合物可以具有抗冲击性，相对于具有单独地包括矿物和次生矿物之一的矿物成核剂的聚合物泡沫组合物，该抗冲击性不受不利影响。
根据再又一方面，与相同体积的未发泡聚合物相比，聚合物泡沫组合物可以具有大于或等于约5％的重量减少，比如，例如，与相同体积的未发泡聚合物相比，大于或等于约10％，大于或等于约15％，或大于或等于约20％的重量减少。
根据再一方面，与相同体积的未发泡聚合物相比，聚合物泡沫组合物可以具有在约5％至约30％范围内的重量减少。
根据另一方面，矿物成核剂可以具有大于约2.8的层状指数(lamellarityindex)，比如，例如大于或等于约3.0，大于或等于约3.5，或大于或等于约4.0。
根据再一方面，聚合物泡沫可以具有小于或等于约450μm的平均泡孔尺寸(φ)。例如，聚合物泡沫可以具有小于或等于约400μm，小于或等于约350μm，小于或等于约300μm，小于或等于约250μm，小于或等于约200μm，小于或等于约150μm，小于或等于约100μm，小于或等于约50μm，小于或等于约25μm，或小于或等于约20μm的平均泡孔尺寸(φ)。
根据再一方面，聚合物泡沫可以具有在约10μm至约450μm范围内的平均泡孔尺寸(φ)。例如，聚合物泡沫可以具有在约100μm至约400μm，约100μm至约300μm，约50μm至约250μm，约10μm至约100μm，约200μm至约400μm，约200μm至约300μm，约100μm至约150μm，约10μm至约50μm，约10μm至约30μm，或约50μm至约100μm范围内的平均泡孔尺寸(φ)。
根据另一方面，聚合物泡沫可以具有小于聚合物组合物的临界缺陷尺寸的平均泡孔尺寸(φ)。
根据又一方面，聚合物泡沫可以具有大于或等于约3.0 x 107/cm3的泡孔密度(Nf)。例如，聚合物泡沫可以具有大于或等于约5.0 x 107/cm3，大于或等于约7.0 x 107/cm3，大于或等于约8.0 x 107/cm3，大于或等于约9.0 x 107/cm3，大于或等于约1.0 x 108/cm3，大于或等于约1.3 x 108/cm3，大于或等于约1.5 x 108/cm3，大于或等于约1.8.0 x108/cm3，大于或等于约2.0 x 108/cm3，大于或等于约2.3 x 108/cm3，大于或等于约2.5 x108/cm3，大于或等于约2.8 x 108/cm3，或大于或等于约3.0 x 108/cm3的泡孔密度(Nf)。
根据另一方面，聚合物泡沫可以具有在约3.0 x 107/cm3至约4.0 x 108/cm3范围内的泡孔密度(Nf)。例如，聚合物泡沫可以具有在约5.0 x 107/cm3至约3.0 x 108/cm3，约7.0 x 107/cm3至约3.0 x 108/cm3，约1.0 x 108/cm3至约3.0 x 108/cm3，约1.0 x 108/cm3至约2.0 x 108/cm3，约2.0 x 108/cm3至约3.0 x 108/cm3，约3.0 x 108/cm3至约4.0 x 108/cm3，约1.5 x 108/cm3至约2.5 x 108/cm3，约5.0 x 107/cm3至约1.0 x 108/cm3，或约7.0 x107/cm3至约1.0 x 108/cm3范围内的泡孔密度(Nf)。
根据另一方面，碱土金属硅酸盐可以具有大于或等于约3.0m2/g的BET表面积。例如，碱土金属硅酸盐可以具有大于或等于约10m2/g，大于或等于约50m2/g，大于或等于约75m2/g，大于或等于约90m2/g，大于或等于约100m2/g，大于或等于约150m2/g，大于或等于约200m2/g，大于或等于约250m2/g，或大于或等于约300m2/g的BET表面积。
根据另一方面，碱土金属硅酸盐可以具有在约3.0m2/g至约300m2/g范围内的BET表面积。例如，碱土金属硅酸盐可以具有在约3m2/g至约30m2/g，约10m2/g至约100m2/g，约100m2/g至约300m2/g，约50m2/g至约150m2/g，约10m2/g至约50m2/g，约3m2/g至约25m2/g，约150m2/g至约250m2/g，约200m2/g至约300m2/g，或约100m2/g至约200m2/g范围内的BET表面积。
根据再一方面，碱土金属硅酸盐可以具有大于或等于约1μm的中值粒度(d50)，比如，例如大于或等于约3μm，大于或等于约5μm，大于或等于约7μm，大于或等于约9μm，大于或等于约10μm，大于或等于约11μm，大于或等于约12μm ，大于或等于约13μm，大于或等于约14μm，或大于或等于约15μm。
根据再一方面，碱土金属硅酸盐可以具有在约1μm至约15μm范围内的中值粒度(d50)，比如，例如约1μm至约5μm，从约5μm至约10μm，从约10μm至约15μm，从约1μm至约3μm，从约3μm至约6μm，从约6μm至约9μm，从约9μm至约12μm，或约12μm至约15μm。
根据另一方面，所述方法可以包括两步挤出-混合和发泡工艺。根据再一方面，所述方法可以包括一步注塑发泡工艺。
根据还一方面，碱土金属硅酸盐可以具有大于或等于约300重量％的吸油率，比如，例如大于或等于约320重量％，大于或等于约350重量％，大于或等于约370重量％，大于或等于约400重量％，大于或等于约420重量％，或大于或等于约450重量％。
根据还一方面，碱土金属硅酸盐可以具有大于或等于约400重量％的吸水率，比如，例如大于或等于约420重量％，大于或等于约450重量％，大于或等于约470重量％，大于或等于约500重量％，大于或等于约520重量％，大于或等于约550重量％，或大于或等于约570重量％。
根据再一方面，碱土金属硅酸盐可以具有在约1至约50范围内的长径比，比如，例如约1至约25，约1.5至约20，约2至约10，约10至约40，或约20至约40。
根据另一方面，碱土金属硅酸盐可以具有碱性pH。例如，碱土金属硅酸盐可以具有大于7，大于或等于约8，大于或等于约9，或大于或等于约10的pH。
根据另一方面，聚合物泡沫可以具有与相应的未发泡的基础材料相比在约0.20至0.90范围内的相对密度，比如，例如在约0.25至约0.40，约0.40至约0.60，约0.60至约0.80，约0.25至约0.35，约0.35至约0.50，约0.50至约0.75，或约0.60至约0.75范围内。
根据另一方面，聚合物泡沫组合物可以包括基于聚合物的泡沫基质和在基于聚合物的泡沫基质的泡孔内的矿物成核剂。
根据另一方面，矿物成核剂可以包括碱土金属硅酸盐。根据另一方面，矿物成核剂可以包括硫酸氧镁、高岭土、滑石、绿泥滑石、珍珠岩、膨胀研磨珍珠岩、硅藻土、玻璃碎片、长石、霞石正长岩或膨润土中的至少一种。根据另一方面，滑石或绿泥滑石可以包括层状滑石、微层状滑石、微晶滑石和粗晶滑石中的至少一种。
通常，单个滑石片(talc platelet)(数千个基本片(elementary sheet))的单个片尺寸(即通过Sedigraph方法测量的中值直径)可以从约1μm变化到超过100μm，这取决于形成矿藏的条件。单个片尺寸决定了滑石的层状性。高度层状的滑石将具有大的单个片，而微晶滑石将具有小的片。尽管所有的滑石都可以被称为层状的，但是它们的片尺寸因不同的矿藏而异。小晶体提供紧实、致密的矿石，被称为微晶滑石。大晶体进入纸状层，被称为粗晶滑石。已知的微晶滑石矿藏位于美国蒙大拿州(Yellowstone)和澳大利亚(ThreeSpring)。在微晶结构中，滑石基本颗粒由小片组成，比较而言，粗晶结构则由较大的片组成。
根据另一方面，矿物成核剂可以具有高长径比。根据再一方面，滑石或绿泥滑石可以包括高长径比滑石、高长径比的层状滑石、高长径比微层状滑石、高长径比绿泥滑石、高长径比层状绿泥滑石和高长径比微层状绿泥滑石中的一种或多种。
根据另一方面，基于聚合物的泡沫基质可以包括热塑性聚合物基质或热塑性弹性体基质中的至少一种。根据再一方面，基于聚合物的泡沫基质可以包括聚乙烯基质、聚苯乙烯基质、聚丙烯基质、聚氨酯基质、聚(乙基-乙酸乙烯酯)(EVA)基质、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基质或其共聚物基质中的至少一种。根据又一方面，基于聚合物的泡沫基质可以包括聚烯烃基质。
根据另一个方面，用于形成基于聚合物的泡沫基质的发泡剂可以包括CO2、N2或有机气体中的至少一种。有机气体可以包括例如己烷、丙烷、丁烷、正丁烷、异丁烷、戊烷、异戊烷、正戊烷、CHF2Cl、CF2ClCH3、CHF2CH3、CHCl2CF3、CHFClCF2Cl、CHFClCF3、CH2FCF3、CH3CF3、CFCl3、CF2Cl2、CFCl2CF2Cl、CF2ClCF2Cl、CH3Cl或CH2Cl2。
根据再一方面，基于聚合物的泡沫基质可以是聚合物泡沫组合物的主要组分。例如，基于聚合物的泡沫基质可以以下的量存在：以聚合物泡沫组合物的重量计大于约50％，以聚合物泡沫组合物的重量计大于约55％，大于约60％，大于约65％，大于约70％，大于约75％，大于约80％，大于约85％，大于约90％，大于约92％，大于约95％，大于约96％，大于约97％，大于约98％，大于约98.5％，大于约99％，大于约99.5％，或大于约99.7％。
根据另一方面，碱土金属硅酸盐或成核剂可以在聚合物泡沫组合物的约1重量％至约30重量％范围内的量存在，比如，例如在聚合物泡沫组合物的约5重量％至约20重量％，约5重量％至约15重量％，约10重量％至约20重量％，约15重量％至约25重量％重量，或约20％重量至约25％重量范围内。
根据再一方面，碱土金属硅酸盐可以包括硅酸钙、硅酸镁、硅酸铍、硅酸锶或硅酸钡中的至少一种。另一方面，硅酸钙可以包括合成硅酸钙。另一方面，硅酸钙可以包括天然硅酸钙，比如，例如硅灰石。根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以包括衍生的硅酸钙，比如，例如硅藻土衍生的硅酸钙。根据另一方面，碱土金属硅酸盐可以包括碱土金属硅酸盐的共混物。
根据另一方面，矿物成核剂可以包括功能化的碱土金属硅酸盐。功能化的矿物成核剂可以具有增强与气体或聚合物组合物中的一种或多种的相互作用的表面处理。
根据再一方面，基于聚合物的泡沫基质可以具有小于或等于约450μm的平均泡孔尺寸(φ)。例如，基于聚合物的泡沫基质可以具有小于或等于约400μm，小于或等于约350μm，小于或等于约300μm，小于或等于约250μm，小于或等于约200μm，小于或等于约150μm，小于或等于约100μm，小于或等于约50μm，小于或等于约25μm，或者小于或等于约20μm的平均泡孔尺寸(φ)。
根据再一方面，基于聚合物的泡沫基质可以具有在约10μm至约450μm范围内的平均泡孔尺寸(φ)。例如，基于聚合物的泡沫基质可以具有在约100μm至约400μm，约100μm至约300μm，约50μm至约250μm，约10μm至约100μm，约200μm至约400μm，约200μm至约300μm，约100μm至约150μm，约10μm至约50μm，约10μm至约30μm，或者约50μm至约100μm范围内的平均泡孔尺寸(φ)。
根据另一方面，基于聚合物的泡沫基质可以具有小于聚合物的临界缺陷尺寸的平均泡孔尺寸。
根据又一方面，基于聚合物的泡沫基质可以具有大于或等于约3.0 x 107/cm3的泡孔密度(Nf)。例如，基于聚合物的泡沫基质可以具有大于或等于约5.0 x 107/cm3，大于或等于约7.0 x 107/cm3，大于或等于约8.0 x 107/cm3，大于或等于约9.0 x 107/cm3，大于或等于约1.0 x 108/cm3，大于或等于约1.3 x 108/cm3，大于或等于约1.5 x 108/cm3，大于或等于约1.8.0 x 108/cm3，大于或等于约2.0 x 108/cm3，大于或等于约2.3 x 108/cm3，大于或等于约2.5 x 108/cm3 ，大于或等于约2.8 x 108/cm3，或大于或等于约3.0 x 108/cm3的泡孔密度(Nf)。
根据又一方面，基于聚合物的泡沫基质可以具有在约3.0 x 107/cm3至约4.0 x108/cm3范围内的泡孔密度(Nf)。例如，基于聚合物的泡沫基质可以具有在约5.0 x 107/cm3至约3.0 x 108/cm3，约7.0 x 107/cm3至约3.0 x 108/cm3，约1.0 x 108/cm3至约3.0 x 108/cm3，约1.0 x 108/cm3至约2.0 x 108/cm3，约2.0 x 108/cm3至约3.0 x 108/cm3，约3.0 x108/cm3至约4.0 x 108/ cm3，约1.5 x 108/cm3至约2.5 x 108/cm3，约5.0 x 107/cm3至约1.0 x 108/cm3，或约7.0×107至约1.0 x 108/cm3范围内的泡孔密度(Nf)。
根据另一方面，矿物成核剂可以具有大于或等于约3.0m2/g的BET表面积。例如，矿物成核剂可以具有大于或等于约10m2/g，大于或等于约50m2/g，大于或等于约75m2/g，大于或等于约90m2/g，大于或等于约100m2/g，大于或等于约150m2/g，大于或等于约200m2/g，大于或等于约250m2/g，或大于或等于约300m2/g的BET表面积。
根据另一方面，矿物成核剂可以具有在约3.0m2/g至约300m2/g范围内的BET表面积。例如，矿物成核剂可以具有在约3m2/g至约30m2/g，约10m2/g至约100m2/g，约100m2/g至约300m2/g，约50m2/g至约150m2/g，约10m2/g至约50m2/g，约3m2/g至约25m2/g，约150m2/g至约250m2/g，约200m2/g至约300m2/g，或约100m2/g至约200m2/g范围内的BET表面积。
根据再一方面，矿物成核剂可以具有大于或等于约1μm的中值粒度(d50)，比如，例如大于或等于约3μm，大于或等于约5μm，大于或等于约7μm，大于或等于约9μm，大于或等于约10μm，大于或等于约11μm，大于或等于约12μm，大于或等于约13μm，大于或等于约14μm，或大于或等于约15μm。
根据再一方面，矿物成核剂可以具有在约1μm至约15μm范围内的中值粒度(d50)，比如，例如约1μm至约5μm，约5μm至约10μm，约10μm至约15μm，约1μm至约3μm，约3μm至约6μm，约6μm至约9μm，约9μm至约12μm，或者约12μm至约15μm。
根据还一方面，矿物成核剂可以具有大于或等于约300重量％的吸油率，比如，例如大于或等于约320重量％，大于或等于约350重量％，大于或等于约370重量％，大于或等于约400重量％，大于或等于约420重量％，或大于或等于约450重量％。
根据还一方面，矿物成核剂可以具有大于或等于约400重量％的吸水率，比如，例如大于或等于约420重量％，大于或等于约450重量％，大于或等于约470重量％，大于或等于约500重量％，大于或等于约520重量％，大于或等于约550重量％，或大于或等于约570重量％。
根据再一方面，矿物成核剂可以具有在约1至约50范围内的长径比，比如，例如约1至约25，约1.5至约20，约2至约10，约10至约40，或约20至约40。
根据另一个方面，聚合物泡沫组合物可以具有与相应未发泡的基础材料相比在约0.20至0.90范围内的相对密度，比如，例如在约0.25至约0.40，约0.40至约0.60，约0.60至约0.80，约0.25至约0.35，约0.35至约0.50，约0.50至约0.75，或约0.60至约0.75范围内。
附图说明
将参考以下附图进一步说明示例性实施方案：
图1显示了聚氨酯泡沫的扫描电子显微镜(SEM)图像。
图2显示了示例性聚合物泡沫的泡孔直径与硅酸钙重量百分比的关系曲线的图。
图3显示了示例性聚(乙基-乙酸乙烯酯)(EVA)聚合物泡沫的扫描电子显微镜(SEM)图像。
图4显示了示例性EVA聚合物泡沫的扫描电子显微镜(SEM)图像。
图5和6显示了示例性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚合物泡沫的扫描电子显微镜(SEM)图像。
图7显示了示例性PET聚合物泡沫的扫描电子显微镜(SEM)图像。
图8-11显示了示例性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚合物泡沫的扫描电子显微镜(SEM)图像。
详述
根据一些实施方案，本公开可以提供使用碱土金属成核剂制备的聚合物泡沫。
本文所用的“表面积”是指BET表面积。本文所用的“BET表面积”是指根据Brunauer、Emmett和Teller(“BET”)理论计算物理吸收分子的比表面积的技术。BET表面积可以用从Micromeritics Instrument 公司(Norcross，GA，USA)可得的、使用氮气作为吸附剂气体的ASAP® 2460表面积和孔隙率分析仪来测量。
根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以具有根据Jennings理论的长径比。长径比的Jennings理论(或Jennings近似)基于W. Pabst、E. Gregorova和C. Berthold进行的研究(玻璃与陶瓷部门，化学技术协会，布拉格和Institut für Geowissenschaften, 图寅根大学，德国, 例如如Pabst W., Berthold C.: Part. Part. Syst. Charact. 24(2007), 458中所述)。
除非本文另外指出，否则使用日立 S-4300SE/N扫描电子显微镜(SEM)由使用液氮低温断裂并通过溅射沉积碳薄层制成导电的样品研究本公开中描述的各种泡沫的多孔结构。平均泡孔尺寸(φ)和泡孔密度(Nf)使用G.L.A. Sims和C. Khunniteekool在“Cellsize measurement of polymeric foams (聚合物泡沫的泡孔尺寸测定),” Cellular Polymers, 13, 137 (1994)中描述的截取计数方法从低倍显微照片直接获得。具体而言，泡孔密度Nf根据以下等式确定：
Figure 659603DEST_PATH_IMAGE002
其中n是每面积A (单位为cm2)的泡孔数，ρ s 和ρ f 分别是实心密度和泡沫密度。
根据本领域技术人员已知的方法，使用由Microtrac(Nikkiso的成员)供应的Microtrac S3500激光衍射机，使用在水性介质中完全分散条件下颗粒材料的光散射来测量矿物的颗粒尺寸性能。颗粒的尺寸被称为“当量球径”(esd)。测得的颗粒尺寸可以作为具有小于该esd值的给定尺寸的颗粒的累积重量百分比的图提供。中值粒度d50是确定为这样的esd的值，此处50重量％的颗粒具有比该特定值小的esd。
“层状指数”表征颗粒的形状，更具体地说，其平坦度(大尺寸/厚度)。在下面的描述中，层状指数通过粉末颗粒的平均尺寸值与平均直径d50值之差测得，所述粉末颗粒的平均尺寸值通过使用湿法(标准AFNOR NFX11-666)经由Malvern激光衍射的粒度测量获得，所述平均直径d50值通过使用“Sedigraph”(标准AFNOR X11-683)经由沉降的测量获得，该差值与平均直径d50相关。可以参考G. BAUDET和J. P. RONA的论文(Ind. Min. Mines et Carr.Les Techn. 6月，1990年7月，第55-61页)，该论文表明该指数与颗粒的最大尺寸：其最小尺寸的平均比率相关。本公开所用的高长径比矿物是具有大于2.8的层状指数的矿物。
根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可适合用作聚合物泡沫生产中的成核剂和/或填料。聚合物泡沫可选自用物理发泡剂发泡的热塑性材料、热塑性弹性体，或其他聚合物泡沫，例如聚苯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚(乙基-乙酸乙烯酯)(EVA)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)泡沫。在一些实施方案中，聚丙烯泡沫可适用于食品包装和汽车工业。在一些实施方案中，聚苯乙烯泡沫可以适合用作例如包装产品、绝缘材料或汽车产品。在一些实施方案中，PET泡沫可适用于装运材料、结构部件(例如汽车或航空部件)或消费品(例如杯子、盒子或盘子)中。在一些实施方案中，EVA泡沫可适用于消费品，例如鞋、冲浪板、矫形器或者汽车或航空部件。
此外，根据某些实施方案，本文公开的组合物和方法可以提供改进的性能，不管它们是使用两步挤出-混合和发泡工艺，还是一步注塑发泡工艺，还是另一种适合的发泡工艺生产的。根据一些实施方案，当使用一步注塑发泡工艺时，可以在模塑的流动方向(FD)和模塑方向的横向(TD)二者获得有利的物理性能。
具有所需性能的聚合物泡沫可以根据发泡剂与矿物成核剂(比如，例如碱土金属硅酸盐)表面之间的相互作用来产生。可以使用发泡剂和碱土金属硅酸盐的选择来降低聚合物泡沫中的泡孔尺寸并促进泡孔形成。不希望受特定的理论束缚，相信与气体(例如发泡剂)具有强相互作用的成核剂表面可降低泡沫中气泡成核的活化能，从而增加泡孔成核速率并降低泡孔尺寸。根据一些实施方案，高表面积的亲CO2或亲N2碱土金属硅酸盐可用作聚合物泡沫中的有效泡孔成核剂。当使用非CO2或N2的发泡剂，比如、例如有机气体时，碱土金属硅酸盐可以选择为对发泡剂具有亲和性。
根据一些实施方案，聚合物泡沫内的泡孔尺寸可以由气泡形成机制来控制。例如，可以通过气泡的成核速率和气泡的生长速率的组合来控制聚合物泡沫内的泡孔尺寸和分布。这种成核和生长可以用经典的成核理论来描述。简而言之，经典成核理论指出，鉴于相关活化能，由均质的聚合物-气体溶液形成气泡是能量学上不利的过程。该形成的活化能与泡孔成核速率成反比。在形成稳定的气泡后，其通过消耗气体的周围溶液而尺寸增大。在聚合物泡沫中，与气泡成核相关的活化能是给定体积内产生的气泡数量的限制因素。
根据一些实施方案，与气泡成核相关的活化能可以通过异相成核来降低。在该异相成核中，成核剂和聚合物之间的表面可以通过增加气泡的界面秩序来促进气泡的形成。增加气泡的界面秩序可以通过为成核提供有利的表面来降低成核的能量屏障。这样的表面可以具有促使气体润湿表面的表面能。另外，这些表面可以具有高表面积以使成核位点密度最大化。降低活化能可以提供控制聚合物泡沫的多孔结构和控制其机械性能的策略。
根据一些实施方案，生产聚合物泡沫的方法可以包括提供聚合物组合物，将碱土金属硅酸盐引入聚合物组合物中，和使用气体使聚合物组合物发泡以形成聚合物泡沫。
根据一些实施方案，生产聚合物基质的方法可以包括提供聚合物组合物，用碱土金属硅酸盐使聚合物组合物成核，和使用发泡剂由聚合物组合物形成聚合物泡沫。碱土金属硅酸盐可以促进聚合物泡沫中的泡孔成核。
根据一些实施方案，引入碱土金属硅酸盐可以包括使用挤出-混合工艺将碱土金属硅酸盐引入聚合物组合物中。
根据一些实施方案，聚合物组合物可以包括热塑性聚合物或热塑性弹性体中的至少一种。例如，聚合物组合物可以包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚氨酯、聚(乙基-乙酸乙烯酯)(EVA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其共聚物中的至少一种。根据一些实施方案，聚合物组合物可以包括热固性聚合物，比如，例如聚酯或脲-甲醛聚合物。根据一些实施方案，聚合物组合物可以包括聚烯烃。根据一些实施例，聚合物组合物可以包括热塑性聚合物或热塑性弹性体中的至少一种。在另一个实施方案中，聚合物组合物可以至少包括选自以下的聚合物：聚烯烃、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚氨酯、聚乙烯亚胺、聚甲醛、聚酯、聚丙烯酸酯及其共聚物和共混物。在另一个实施方案中，聚合物组合物可以至少包括选自以下的聚合物：聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚(乙基-乙酸乙烯酯)、聚对苯二甲酸乙二醇酯及其共聚物和共混物。
根据一些实施方案，聚合物泡沫可以包括其他填料或添加剂。填料或添加剂可以包括例如添加剂、颜料或增强填料。根据一些实施方案，添加剂或填料可以包括例如滑石、碳酸钙、高岭土、硅藻土、金属碳酸盐或金属硅酸盐。
根据一些实施方案，发泡剂可以包括CO2、N2或有机气体中的至少一种。有机气体可以包括例如己烷、丙烷、丁烷、正丁烷、异丁烷、戊烷、异戊烷、正戊烷、CHF2Cl、CF2ClCH3、CHF2CH3、CHCl2CF3、CHFClCF2Cl、CHFClCF3、CH2FCF3、CH3CF3、CFCl3、CF2Cl2、CFCl2CF2Cl、CF2ClCF2Cl、CH3Cl或CH2Cl2。
根据一些实施方案，聚合物组合物可以是聚合物泡沫的主要组分。例如，聚合物组合物可以以下的量存在：以聚合物泡沫的重量计大于约50％，以聚合物泡沫的重量计大于约55％，大于约60％，大于约65％，大于约70％，大于约75％，大于约80％，大于约85％，大于约90％，大于约92％，大于约95％，大于约96％，大于约97％，大于约98％，大于约98.5％，大于约99％，大于约99.5％或大于约99.7％。
根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐或成核剂可以在聚合物泡沫的约1重量％至约30重量％范围内的量存在，比如，例如在聚合物泡沫的约5重量％至约20重量％，约5重量％至约15重量％，约10重量％至约20重量％，约15重量％至约25重量％，或约20重量％至约25重量％范围内。
根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以包括硅酸钙、硅酸镁、硅酸铍、硅酸锶或硅酸钡中的至少一种。在一些实施方案中，硅酸钙可以包括合成硅酸钙。在一些实施方案中，硅酸钙可以包括天然硅酸钙，例如硅灰石。根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以包括衍生的硅酸钙，比如，例如硅藻土衍生的硅酸钙。根据另一方面，碱土金属硅酸盐可以包括碱土金属硅酸盐的共混物。
根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以包硫酸氧镁作为次生矿物(次生矿物成核剂)。在一些实施方案中，硫酸氧镁可以具有在约1至约50范围内的长径比，比如，例如约1至约40，或约10至约40。在一些实施方案中，碱土金属硅酸盐可以包括选自高岭土、膨润土、滑石、绿泥滑石、研磨膨胀珍珠岩和硅藻土的次生矿物。
根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以包括功能化的碱土金属硅酸盐。功能化的碱土金属硅酸盐可以具有增强与气体或聚合物组合物中的一种或多种的相互作用的表面处理。
根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以包括滑石和绿泥滑石的共混物。例如，碱土金属硅酸盐可以包括作为矿物的滑石和作为次生矿物的绿泥滑石，或者可以包括作为矿物的绿泥滑石和作为次生矿物的滑石。
根据一些实施方案，聚合物泡沫组合物可以具有大于或等于约1000MPa的挠曲模量，比如，例如大于或等于约1300MPa，大于或等于约1500MPa，大于或等于约1700MPa，大于或等于约2000MPa，大于或等于约2100MPa，大于或等于约2300MPa，或大于或等于约2500MPa。
根据一些实施方案，聚合物泡沫组合物可以具有在约1000MPa至约3000MPa范围内的挠曲模量，比如，例如在约1300MPa至约2800MPa，约1500MPa至约2300MPa，或约2000MPa至约2600MPa范围内。
根据一些实施方案，聚合物泡沫组合物可以具有第一挠曲模量。第一挠曲模量可以大于具有单独地包括矿物和次生矿物之一的碱土金属硅酸盐的对比聚合物泡沫组合物的挠曲模量。
根据一些实施方案，具有矿物成核剂和次生矿物成核剂的聚合物泡沫组合物可以具有抗冲击性，相对于具有单独地包括矿物和次生矿物之一的矿物成核剂的聚合物泡沫组合物，该抗冲击性不受不利影响。
根据一些实施方案，与相同体积的未发泡聚合物相比，聚合物泡沫组合物可以具有大于或等于约5％的重量减少，例如，与相同体积的未发泡聚合物相比，大于或等于约10％，大于或等于约15％，或大于或等于约20％的重量减少。
根据一些实施方案，与相同体积的未发泡聚合物相比，聚合物泡沫组合物可以具有在约5％至约30％范围内的重量减少。
根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以具有大于约2.8的层状指数，比如，例如大于或等于约3.0，大于或等于约3.5，或大于或等于约4.0。
根据一些实施方案，聚合物泡沫可以具有小于或等于约450μm的平均泡孔尺寸(φ)。例如，聚合物泡沫可以具有小于或等于约400μm，小于或等于约350μm，小于或等于约300μm，小于或等于约250μm，小于或等于约200μm，小于或等于约150μm，小于或等于约100μm，小于或等于约50μm，小于或等于约25μm，或小于或等于约等于约20μm的平均泡孔尺寸(φ)。
根据一些实施方案，聚合物泡沫可以具有在约10μm至约450μm范围内的平均泡孔尺寸(φ)。例如，聚合物泡沫可以具有在约100μm至约400μm，约100μm至约300μm，约50μm至约250μm，约10μm至约100μm，约200μm至约400μm，约200μm至约300μm，约100μm至约150μm，约10μm至约50μm，约10μm至约30μm，或约50μm至约100μm范围内的平均泡孔尺寸(φ)。
根据一些实施方案，聚合物泡沫可以具有小于聚合物组合物的临界缺陷尺寸的平均泡孔尺寸。
根据一些实施方案，聚合物泡沫可以具有大于或等于约3.0 x 107/cm3的泡孔密度(Nf)。例如，聚合物泡沫可以具有大于或等于约5.0 x 107/cm3，大于或等于约7.0 x 107/cm3，大于或等于约8.0 x 107/cm3，大于或等于约9.0 x 107/cm3，大于或等于约1.0 x 108/cm3，大于或等于约1.3 x 108/cm3，大于或等于约1.5 x 108/cm3，大于或等于约1.8.0 x108/cm3，大于或等于约2.0 x 108/cm3，大于或等于约2.3 x 108/cm3，大于或等于约2.5 x108/cm3，大于或等于约2.8 x 108/cm3，或大于或等于约3.0 x 108/cm3的泡孔密度(Nf)。
根据一些实施方案，聚合物泡沫可以具有在约3.0 x 107/cm3至约4.0 x 108/cm3范围内的泡孔密度(Nf)。例如，聚合物泡沫可以具有在约5.0 x 107/cm3至约3.0 x 108/cm3，约7.0 x 107/cm3至约3.0 x 108/cm3，约1.0 x 108/cm3至约3.0 x 108/cm3，约1.0 x 108/cm3至约2.0 x 108/cm3，约2.0 x 108/cm3至约3.0 x 108/cm3，约3.0 x 108/cm3至约4.0 x108/cm3，约1.5 x 108/cm3至约2.5 x 108/cm3，约5.0 x 107/cm3至约1.0 x 108/cm3或约7.0x 107/cm3至约1.0 x 108/cm3范围内的泡孔密度(Nf)。
根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以具有大于或等于约3.0m2/g的BET表面积。例如，碱土金属硅酸盐可以具有大于或等于约10m2/g，大于或等于约50m2/g，大于或等于约75m2/g，大于或等于约90m2/g，大于或等于约100m2/g，大于或等于约150m2/g，大于或等于约200m2/g，大于或等于约250m2/g，或大于或等于约300m2/g的BET表面积。
根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以具有在约3.0m2/g至约300m2/g范围内的BET表面积。例如，碱土金属硅酸盐可以具有在约3m2/g至约30m2/g，约10m2/g至约100m2/g，约100m2/g约300m2/g，约50m2/g至约150m2/g，约10m2/g至约50m2/g，约3m2/g至约25m2/g，约150m2/g至约250m2/g，约200m2/g至约300m2/g，或约100m2/g至约200m2/g范围内的BET表面积。
根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以具有大于或等于约1μm的中值粒度(d50)，比如，例如大于或等于约3μm，大于或等于约5μm，大于或等于约7μm，大于或等于约9μm，大于或等于约10μm，大于或等于约11μm，大于或等于约12μm，大于或等于约13μm，大于或等于约14μm，或大于或等于约15μm。
根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以具有在约1μm至约15μm范围内的中值粒度(d50)，比如，例如在约1μm至约5μm，约5μm至约10μm，约10μm至约15μm，约1μm至约3μm，约3μm至约6μm，约6μm至约9μm，约9μm至约12μm，或约12μm至约15μm范围内。
根据一些实施方案，所述方法可以包括两步挤出-混合和发泡工艺。根据再一方面，所述方法可以包括一步注塑发泡工艺。
根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以具有大于或等于约300重量％的吸油率，比如，例如大于或等于约320重量％，大于或等于约350重量％，大于或等于约370重量％，大于或等于约400重量％，大于或等于约420重量％，或大于或等于约450重量％。
根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以具有大于或等于约400重量％的吸水率，比如，例如大于或等于约420重量％，大于或等于约450重量％，大于或等于约470重量％，大于或等于约500重量％，大于或等于约520重量％，大于或等于约550重量％，或大于或等于约570重量％。
根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以具有在约1至约50范围内的长径比，比如，例如约1至约25，约1.5至约20，约2至约10，约10至约40，或约20至约40。
根据一些实施方案，聚合物泡沫可以具有与相应的未发泡的基础材料相比在约0.20至0.90范围内的相对密度，比如，例如在约0.25至约0.40，约0.40至约0.60，约0.60至约0.80，约0.25至约0.35，约0.35至约0.50，约0.50至约0.75，或约0.60至约0.75范围内。
根据一些实施方案，聚合物泡沫组合物可以包括基于聚合物的泡沫基质和在基于聚合物的泡沫基质的泡孔内的矿物成核剂。
根据一些实施方案，矿物成核剂可以包括碱土金属硅酸盐。根据一些实施方案，矿物成核剂可以包括硫酸氧镁、高岭土、滑石、绿泥滑石、珍珠岩、膨胀研磨珍珠岩、硅藻土、玻璃碎片、长石、霞石正长岩或膨润土中的至少一种。根据一些实施方案，滑石或绿泥滑石可以包括层状滑石、微层状滑石、微晶滑石和粗晶滑石中的至少一种。
根据一些实施方案，矿物成核剂可以具有高长径比。根据一些实施方案，滑石或绿泥滑石可以包括高长径比滑石、高长径比层状滑石、高长径比微层状滑石、高长径比绿泥滑石、高长径比层状绿泥滑石和高长径比微层状绿泥滑石中的一种或多种。
根据一些实施方案，矿物成核剂的高长径比可以通过湿磨工艺来实现。
根据一些实施方案，矿物成核剂可以包括滑石和绿泥滑石的共混物。例如，矿物成核剂可以包括作为矿物的滑石和作为次生矿物的绿泥滑石，或者可以包括作为矿物的绿泥滑石和作为次生矿物的滑石。
根据一些实施方案，聚合物泡沫组合物可以具有大于或等于约1000MPa的挠曲模量，比如，例如大于或等于约1300MPa，大于或等于约1500MPa，大于或等于约1700MPa，大于或等于约2000MPa，大于或等于约2100MPa，大于或等于约2300MPa，或大于或等于约2500MPa。
根据一些实施方案，聚合物泡沫组合物可以具有在约1000MPa至约3000MPa范围内的挠曲模量，比如，例如在约1300MPa至约2800MPa，约1500MPa至约2300MPa，或约2000MPa至约2600MPa范围内。
根据一些实施方案，聚合物泡沫组合物可以具有第一挠曲模量。第一挠曲模量可以大于对比聚合物泡沫组合物的挠曲模量，该对比聚合物泡沫组合物具有单独地包括矿物和次生矿物之一的矿物成核剂。
根据一些实施方案，具有矿物成核剂和次生矿物成核剂的聚合物泡沫组合物可以具有抗冲击性，相对于具有单独地包括矿物和次生矿物之一的矿物成核剂的聚合物泡沫组合物，该抗冲击性不受不利影响。
根据一些实施方案，与相同体积的未发泡聚合物相比，聚合物泡沫组合物可以具有大于或等于约5％的重量减少，比如，例如，与相同体积的未发泡聚合物相比，大于或等于约10％，大于或等于约15％，或大于或等于约20％的重量减少。
根据一些实施方案，与相同体积的未发泡聚合物相比，聚合物泡沫组合物可以具有在约5％至约30％范围内的重量减少。
根据一些实施方案，矿物成核剂可以具有高长径比。
根据一些实施方案，矿物成核剂可以具有大于约2.8的层状指数，比如，例如大于或等于约3.0，大于或等于约3.5，或大于或等于约4.0。
根据一些实施方案，矿物成核剂的高长径比可以通过湿磨工艺来实现。
根据一些实施方案，基于聚合物的泡沫基质可以包括热塑性聚合物基质或热塑性弹性体基质中的至少一种。根据一些实施方案，基于聚合物的泡沫基质可以包括聚乙烯基质、聚苯乙烯基质、聚丙烯基质、聚氨酯基质、聚(乙基-乙酸乙烯酯)(EVA)基质、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基质或其共聚物基质中的至少一种。根据一些实施方案，基于聚合物的泡沫基质可以包括聚烯烃基质。
根据一些实施方案，用于形成基于聚合物的泡沫基质的发泡剂可以包括CO2、N2或有机气体中的至少一种。有机气体可以包括例如己烷、丙烷、丁烷、正丁烷、异丁烷、戊烷、异戊烷、正戊烷、CHF2Cl、CF2ClCH3、CHF2CH3、CHCl2CF3、CHFClCF2Cl、CHFClCF3、CH2FCF3、CH3CF3、CFCl3、CF2Cl2、CFCl2CF2Cl、CF2ClCF2Cl、CH3Cl或CH2Cl2。
根据一些实施方案，基于聚合物的泡沫基质可以是聚合物泡沫组合物的主要组分。例如，基于聚合物的泡沫基质可以以下的量存在：以聚合物泡沫组合物的重量计大于约50％，以聚合物泡沫组合物的重量计大于约55％，大于约60％，大于约65％，大于约70％，大于约75％，大于约80％，大于约85％，大于约90％，大于约92％，大于约95％，大于约96％，大于约97％，大于约98％，大于约98.5％，大于约99％，大于约99.5％，或大于约99.7％。
根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐或成核剂可以在聚合物泡沫组合物的约1重量％至约30重量％范围内的量存在，比如，例如在聚合物泡沫组合物的约5重量％至约20重量％，约5重量％至约15重量％，约10重量％至约20重量％，约15重量％至约25重量％，或约20重量％至约25重量％范围内。
根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以包括硅酸钙、硅酸镁、硅酸铍、硅酸锶或硅酸钡中的至少一种。在一些实施方案中，硅酸钙可以包括合成硅酸钙。在一些实施方案中，硅酸钙可以包括天然硅酸钙，比如，例如硅灰石。根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以包括衍生的硅酸钙，比如，例如硅藻土衍生的硅酸钙。根据一些实施方案，碱土金属硅酸盐可以包括碱土金属硅酸盐的共混物。
根据另一方面，矿物成核剂可以包括碱土金属硅酸盐。根据另一方面，矿物成核剂可以包括硫酸氧镁、高岭土、滑石、绿泥滑石、珍珠岩、膨胀研磨珍珠岩、硅藻土、玻璃碎片、长石、霞石正长岩或膨润土中的至少一种。根据一些实施方案，滑石或绿泥滑石可以包括层状滑石、微层状滑石、微晶滑石和粗晶滑石中的至少一种。
根据一些实施方案，矿物成核剂可以具有高长径比。根据一些实施方案，滑石或绿泥滑石可以包括高长径比滑石、高长径比层状滑石、高长径比微层状滑石、高长径比绿泥滑石、高长径比层状绿泥滑石和高长径比微层状绿泥滑石中的一种或多种。在一些实施方案中，矿物成核剂可以包括次生矿物成核剂(次生矿物)。
根据一些实施方案，矿物成核剂可以包括功能化的矿物成核剂。功能化的矿物成核剂可以具有可增强与气体或聚合物组合物中的一种或多种的相互作用的表面处理。例如，表面处理可赋予矿物成核剂疏水性。根据一些实施方案，表面处理可以包括硅烷、硅油、硅氧烷、脂肪酸、其盐或其酯。根据一些实施方案，脂肪酸、其盐或其酯可以具有C8或更长的链长。根据一些实施方案，脂肪酸可以包括硬脂酸。
在一些实施方案中，所述一种表面处理使矿物成核剂硅烷化。硅烷化表面处理可以包括至少一种硅氧烷。通常，硅氧烷是包括硅、氧并且通常还有碳和氢的一类有机或无机化合物中的任意化合物，基于通用经验式R2SiO，其中R可以是烷基。示例性的硅氧烷可以包括但不限于二甲基硅氧烷、甲基苯基硅氧烷、甲基氢硅氧烷、甲基氢聚硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷、六甲基二硅氧烷、二苯基硅氧烷，以及单苯基硅氧烷单元、二苯基硅氧烷单元、苯基甲基硅氧烷单元、二甲基硅氧烷单元、单甲基硅氧烷单元、乙烯基硅氧烷单元、苯基乙烯基硅氧烷单元、甲基乙烯基硅氧烷单元、乙基硅氧烷单元、苯基乙基硅氧烷单元、乙基甲基硅氧烷单元、乙基乙烯基硅氧烷单元或二乙基硅氧烷单元的任何组合的共聚物或共聚物的共混物。
在一些实施方案中，硅烷化表面处理可以包括至少一种硅烷。通常，硅烷和其他单体硅化合物具有与无机材料(例如矿物成核剂)键合的能力。键合机制可以通过硅烷结构中的两个基团来辅助，其中例如Si(OR3)部分与无机颗粒材料相互作用，而有机功能团(乙烯基、氨基、环氧基等)可与其他物质相互作用。
在一些实施方案中，矿物成核剂可以经受表面处理，用至少一种离子型硅烷进行表面处理。示例性的离子型硅烷包括但不限于3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-乙二胺三乙酸三钠盐和3-(三羟基甲硅烷基)丙基甲基膦酸盐。在一些实施方案中，矿物成核剂可以经受用至少一种非离子型硅烷表面处理。
在又一实施方案中，矿物成核剂可以经受用至少一种式(I)的硅烷表面处理：
(R1)xSi(R2)3-xR3 　　　　(I)
其中：
R1是可与无机颗粒材料表面上的任何活性基团化学反应的任何可水解部分，包括但不限于烷氧基、卤素、羟基、芳氧基、氨基、酰胺、甲基丙烯酸酯、巯基、羰基、氨基甲酸酯、吡咯、羧基、氰基、氨基酰基、酰基氨基、烷基酯和芳基酯；
X具有在1和3之间的值，使得在无机颗粒材料和所述至少一种硅烷之间可以形成多于一个硅氧烷键；
R1是在处理过程期间基本上不与无机颗粒材料反应或相互作用的任何含碳部分，包括但不限于取代或未取代的烷基、烯基、烷芳基、烷基环烷基、芳基、环烷基、环烯基、杂芳基、杂环、环烷基芳基、环烯基芳基、烷基环烷基芳基、烷基环烯基芳基和芳基烷芳基；
R3是一旦所述至少一种表面处理完成就基本上保持与式(I)中的硅原子化学连接的、能够与活性成分反应或相互作用的任何含有机的部分，例如但不限于氢、烷基、烯基、烷芳基、烷基环烷基、芳基、环烷基、环烯基、杂芳基、杂环、环烷基芳基、环烯基芳基、烷基环烷基芳基、烷基环烯基芳基、芳基烷芳基、烷氧基、卤素、羟基、芳氧基、氨基、酰胺、甲基丙烯酸酯、巯基、羰基、氨基甲酸酯、吡咯、烷基酯、芳基酯、羧基、磺酸酯、氰基、氨基酰基、酰基氨基、环氧基、膦酸酯、异硫脲鎓、硫脲鎓、烷基氨基、季铵、三烷基铵、烷基环氧基、烷基脲、烷基咪唑或烷基异硫脲鎓；其中所述烷基、烯基、芳基、环烷基、环烯基、杂芳基和杂环的氢任选地被例如卤素、羟基、氨基、羧基或氰基取代。
在一些实施方案中，硅烷化可根据本领域技术人员已知的“湿”或“干”硅烷化工艺进行。
根据一些实施方案，基于聚合物的泡沫基质可以具有小于或等于约450μm的平均泡孔尺寸(φ)。例如，基于聚合物的泡沫基质可以具有小于或等于约400μm，小于或等于约350μm，小于或等于约300μm，小于或等于约250μm，小于或等于约200μm，小于或等于约150μm，小于或等于约100μm，小于或等于约50μm，小于或等于约25μm，或者小于或等于约20μm的平均泡孔尺寸(φ)。
根据一些实施方案，基于聚合物的泡沫基质可以具有在约10μm至约450μm范围内的平均泡孔尺寸(φ)。例如，基于聚合物的泡沫基质可以具有在约100μm至约400μm，约100μm至约300μm，约50μm至约250μm，约10μm至约100μm，约200μm至约400μm，约200μm至约300μm，约100μm至约150μm，约10μm至约50μm，约10μm至约30μm，或约50μm至约100μm范围内的平均泡孔尺寸(φ)。
根据一些实施方案，基于聚合物的泡沫基质可以具有小于聚合物的临界缺陷尺寸的平均泡孔尺寸。
根据另一方面，基于聚合物的泡沫基质的泡孔尺寸分布可以通过选择性地添加具有期望的粒度分布的矿物成核剂来选择性地控制。根据一些实施方案，这可以使得具有窄或宽的孔径大小分布的聚合物泡沫能够产生，通过利用具有同样窄或宽的粒度分布的矿物成核剂。
根据一些实施方案，基于聚合物的泡沫基质可以具有大于或等于约3.0 x 107/cm3的泡孔密度(Nf)。例如，基于聚合物的泡沫基质可以具有大于或等于约5.0 x 107/cm3，大于或等于约7.0 x 107/cm3，大于或等于约8.0 x 107/cm3，大于或等于约9.0 x 107/cm3，大于或等于约1.0 x 108/cm3，大于或等于约1.3 x 108/cm3，大于或等于约1.5 x 108/cm3，大于或等于约1.8.0 x 108/cm3，大于或等于约2.0 x 108/cm3，大于或等于约2.3 x 108/cm3，大于或等于约2.5 x 108/cm3 ，大于或等于约2.8 x 108/cm3，或大于或等于约3.0 x 108/cm3的泡孔密度(Nf)。
根据一些实施方案，基于聚合物的泡沫基质可以具有在约3.0 x 107/cm3至约4.0x 108/cm3范围内的泡孔密度(Nf)。例如，基于聚合物的泡沫基质可以具有在约5.0 x 107/cm3至约3.0 x 108/cm3，约7.0 x 107/cm3至约3.0 x 108/cm3，约1.0 x 108/cm3至约3.0 x108/cm3，约1.0 x 108/cm3至约2.0 x 108/cm3，约2.0 x 108/cm3至约3.0 x 108/cm3，约3.0x 108/cm3至约4.0 x 108/cm3，约1.5 x 108/cm3至约2.5 x 108/cm3，约5.0 x 107/cm3至约1.0 x 108/cm3，或约7.0 x 107/cm3至约1.0 x 108/cm3范围内的泡孔密度(Nf)。
根据一些实施方案，矿物成核剂可以具有大于或等于约3.0m2/g的BET表面积。例如，矿物成核剂可以具有大于或等于约10m2/g，大于或等于约50m2/g，大于或等于约75m2/g，大于或等于约90m2/g，大于或等于约100m2/g，大于或等于约150m2/g，大于或等于约200m2/g，大于或等于约250m2/g，或大于或等于约300m2/g的BET表面积。
根据一些实施方案，矿物成核剂可以具有在约3.0m2/g至约300m2/g范围内的BET表面积。例如，矿物成核剂可以具有在约3m2/g至约30m2/g，约10m2/g至约100m2/g，约100m2/g至约300m2/g，约50m2/g至约150m2/g，约10m2/g至约50m2/g，约3m2/g至约25m2/g，约150m2/g至约250m2/g，约200m2/g至约300m2/g，或约100m2/g至约200m2/g范围内的BET表面积。
根据一些实施方案，矿物成核剂可以具有大于或等于约1μm的中值粒度(d50)，比如，例如大于或等于约3μm，大于或等于约5μm，大于或等于约7μm，大于或等于约9μm，大于或等于约10μm，大于或等于约11μm，大于或等于约12μm，大于或等于约13μm，大于或等于约14μm，或大于或等于约15μm。
根据一些实施方案，矿物成核剂可以具有在约1μm至约15μm范围内的中值粒度(d50)，比如，例如约1μm至约5μm，约5μm至约10μm，约10μm至约15μm，约1μm至约3μm，约3μm至约6μm，约6μm至约9μm，约9μm至约12μm，或约12μm至约15μm。
根据一些实施方案，矿物成核剂可以具有大于或等于约300重量％的吸油率，比如，例如大于或等于约320重量％，大于或等于约350重量％，大于或等于约370重量％，大于或等于约400重量％，大于或等于约420重量％，或大于或等于约450重量％。
根据一些实施方案，矿物成核剂可以具有大于或等于约400重量％的吸水率，比如，例如大于或等于约420重量％，大于或等于约450重量％，大于或等于约470重量％，大于或等于约500重量％，大于或等于约520重量％，大于或等于约550重量％，或大于或等于约570重量％。
根据一些实施方案，矿物成核剂可以具有在约1至约50范围内的长径比，比如，例如约1至约25，约1.5至约20，约2至约10，约10至约40，或约20至约40。
根据一些实施方案，聚合物泡沫组合物可以具有与相应的未发泡的基础材料相比在约0.20至0.90范围内的相对密度，比如，例如在约0.25至约0.40，约0.40至约0.60，约0.60至约0.80，约0.25至约0.35，约0.35至约0.50，约0.50至约0.75，或约0.60至约0.75范围内。
实施例1：
在该实施例中，聚合物泡沫内的泡孔尺寸和分布通过添加具有高表面积和与发泡剂的有利相互作用的碱土金属硅酸盐来控制。
将合成硅酸钙添加到由Morris Materials，盐湖城，美国犹他州提供的市售可得的2磅包含4,4'-亚甲基双(苯基异氰酸酯)、多亚甲基多苯基异氰酸酯的双组分聚氨酯泡沫和多元醇中。合成硅酸钙具有约95m2/g的高表面积、高吸水率(约550重量％)和高吸油率(约420重量％)。通过水分和异氰酸酯的反应产生的CO2用作物理发泡剂。
为了制备样品，将相对于最终聚氨酯混合物的总质量为1重量％的合成硅酸钙加到多元醇中并在3000rpm下在快速混合器中混合5分钟。接着，将等重量的异氰酸酯混合物加到该多元醇中，并在3000rpm下混合25秒，直至呈奶油色。让混合物发泡并在室温和压力下固化10分钟。在类似的条件、但没有合成硅酸钙成核剂的情况下制备对照聚氨酯泡沫。
为了分析泡沫组合物，将泡沫在环境条件下断裂并使用扫描电子显微镜收集显微照片。具有硅酸钙成核剂的泡沫组合物与没有成核剂的纯聚氨酯泡沫进行比较的图像示于图1。使用ImageJ软件计算成核泡沫和未成核泡沫的泡孔尺寸，并对每种泡沫在4个图像上取平均值。对照聚氨酯泡沫呈现的平均泡孔直径为624μm±385μm。具有1重量％合成硅酸钙的示例性成核泡沫使平均泡孔直径减少约63％，其平均泡孔直径为231μm±190μm。
然后通过将合成硅酸钙相对于总质量的量从0.1重量％改变至10重量％来研究泡孔成核效率。如本实施例中所述地制备聚合物，其中改变合成硅酸钙的重量百分比然后发泡。测定了作为合成硅酸钙重量百分数的函数的泡孔直径。平均气泡直径与合成硅酸钙重量百分数的关系曲线的图示于图2。如图2所示，当硅酸钙的加入量高至约1重量％时，泡孔直径减小。高于约1重量％合成硅酸钙时，泡孔直径看来似乎不会进一步降低。不希望受到特定理论的束缚，相信约1重量％合成硅酸钙之后泡孔尺寸减少的明显界限是由归因于发泡剂受限的可用性的材料饱和产生的。这些发现表明，合成硅酸钙可能是用于化学发泡体系的有前途的气泡成核剂。
实施例2：
在使用CO2作为发泡剂的物理发泡体系中检查硅酸钙的泡孔成核能力。将聚(乙基-乙酸乙烯酯)(EVA)溶解于二甲苯中并使用快速混合器在3000rpm下与1重量％的硅酸钙混合5分钟。将得到的混合物在减压下(29英寸Hg，真空中)在50℃下干燥，并在100℃和1MPa下用Carver压机压制以形成0.5mm厚的膜。然后将膜置于34℃、14MPa的CO2环境中3小时。然后，以5MPa/s的速度快速减压，让组合物在34℃和环境压力下发泡。除了不添加硅酸钙之外，还使用相同的方法制备对照EVA泡沫。将泡沫低温断裂并使用日立 S-4300SE/N扫描电子显微镜(SEM)表征。对照EVA泡沫和硅酸钙成核的EVA泡沫的SEM显微照片示于图3中。如实施例1所述地测定平均泡孔直径。
如图3所示，硅酸钙作为成核剂的添加降低了EVA泡沫的平均泡孔尺寸。对于对照EVA泡沫，平均泡孔直径为108μm。加入1重量％硅酸钙作为成核剂使平均泡孔直径减小约79％，减小至23μm。图4显示了硅酸钙成核的EVA泡沫的进一步放大图像，其显示泡沫的泡孔直径与泡孔内硅酸钙颗粒直径之间的相关性。如图4所示，可以在基于聚合物的泡沫基质的泡孔中看到碱土金属硅酸盐。图8-11还显示了用于使聚合物泡沫中的泡孔成核的碱土金属硅酸盐的SEM图像，其中可以在泡沫的泡孔内看到成核剂。不希望受特定理论的束缚，据信泡孔尺寸和粒度之间的这种相关性直接与成核机制有关。在这样的条件下，CO2有利地与硅酸钙表面相互作用以促进气泡的形成，并且可用于发泡的气体的量将与成核硅酸盐的可用表面积成比例。结果，增加粒度可能导致泡沫的气泡尺寸增加。这种相关性可能表明，通过气体与硅酸钙表面的有利相互作用促进了气泡成核。
实施例3：
未填充和填充的聚对苯二甲酸乙二醇酯泡沫的测试和分析结果，所述泡沫通过两步挤出-混合和发泡工艺制备。
通过使用Haake Rheomex PTW16共旋转双螺杆挤出机将可购自PolyQuest，Inc.的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂“PQB15-089”与不同的成核剂熔融混合来制备所有材料。表1显示了挤出温度分布。在该实施例中螺杆速度是250rpm。
表1:
挤出参数 温度(℃)
T1 (喉) 250
T2 250
T3 290
T4 290
T5 290
T6 290
T7 290
T8 290
T9 290
T10 (模头) 290
数种矿物作为聚合物泡沫的成核剂进行了测试，这些矿物，连同每种矿物的d50和BET表面积值示于下表2中。d50和BET表面积如上所述测定。
表2:
样品 矿物 D<sub>50</sub> (µm) BET (m<sup>2</sup>/g)
样品A 天然硅酸钙 6.50 3.5
样品B 绿泥滑石 13.44 4.6
样品C 合成硅酸钙 7.58 95
样品D 合成硅酸镁 11.29 200
通过将1重量％矿物与聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)机械混合来添加各样品A-D，然后在双螺杆挤出机内加工组合物。为了比较目的，也使用相同的加工条件加工没有任何矿物的PET的对照材料。在圆形挤出模头的出口处，所有的复合材料都使用25℃的水浴冷却，并在制备实心发泡前体之前造粒。
通过根据UNE-EN ISO345-1使用5.0g每种样品材料在600℃下煅烧确定每种PET-矿物复合材料的组成，为获得的三个值的平均值。下表3示出了每个样品的组成。
表3:
样品 复合材料 矿物含量(重量%)
样品A PET + 天然硅酸钙 0.75
样品B PET + 绿泥滑石 0.81
样品C PET + 合成硅酸钙 0.66
样品D PET + 合成硅酸镁 0.71
为了制备用于发泡的实心前体，使用Haake MiniJet Pro活塞注塑体系将每个经造粒的样品A-D成型为直径为34.5mm、厚度为1.7mm的圆盘。模塑条件示于下表4。
表4:
筒温度(℃) 模温度(℃) 注射压力(psi) 注射时间(s)
285 50 700 3
使用二氧化碳(CO2)或氮气(N2)气体溶解进行发泡。
对于CO2溶解，用CO2作为物理发泡剂使用两步气体溶解分批发泡工艺使实心发泡前体圆盘发泡。通过以下来获得泡沫：在20℃、7.5MPa的高压容器中使圆盘在CO2中饱和72小时直到圆盘包含6重量％溶解的CO2。然后以5MPa/s的速度释放压力。然后将饱和的圆盘转移到Carver热压机中并在150℃下发泡1分钟。
对于N2溶解，用N2作为物理发泡剂使用两步气体溶解分批发泡工艺使实心发泡前体圆盘发泡。通过以下来获得泡沫：在20℃、17.5MPa的高压容器中使圆盘在N2中饱和112小时直到圆盘包含0.2重量％溶解的N2。然后以5MPa/s的速度释放压力。然后将饱和的圆盘转移到Carver热压机中并在150℃下发泡1分钟。
然后表征发泡和未发泡复合材料。根据ISO 845测量密度，而不除去在CO2发泡和N2发泡过程期间产生的发泡试样的表皮。还确定了相对密度，相对密度是指发泡和未发泡复合材料之间密度的比率。使用日立 S-4300SE/N扫描电子显微镜(SEM)由使用液氮低温断裂并通过溅射沉积金薄层制成导电的样品研究各种泡沫的多孔结构。平均泡孔直径(φ)和泡孔密度(Nf)使用上述截取计数方法从低倍显微照片直接获得。
CO2发泡的结果示于下表5中。CO2发泡样品A-D的SEM图像示于图5(中心)和图6(表皮层)中。
表5:
Figure DEST_PATH_IMAGE003
N2发泡的结果示于下表6中。N2发泡样品A-D的SEM图像示于图7中。
表6:
Figure 639061DEST_PATH_IMAGE004
如上表5和6以及图5和6所示，碱土金属硅酸盐例如硅酸钙和硅酸镁可以在CO2和N2环境中提供有效的成核剂。在N2环境中，硅酸钙(比如，例如硅灰石)可以提供有效的试剂以减小泡孔(气泡)尺寸，这可以提高发泡复合材料的机械强度。
实施例4：
在该实施例中描述了根据挤出混合和注塑发泡工艺制备的未填充和填充的聚丙烯泡沫的测试和分析结果。
发泡聚丙烯的生产是在注塑期间使用化学发泡添加剂进行的。使用可从购自Clariant的Hydrocerol ITP 818(柠檬酸和碳酸氢钠的混合物的活性物含量65％)(2wt％)作为化学发泡剂，将可购自Sabic的聚丙烯嵌段共聚物“PP56M10”(MFI为6.2g/10min；230℃，2.16kg)发泡，以获得尺寸为80cm x 10cm x 4mm的ISO B型条。掺入的矿物组合物是：(i)滑石，(ii)硅灰石，(iii)滑石和硅灰石的50:50(以重量计)的共混物，基于填充聚合物的总重量，全部以20重量％的浓度存在。注塑机“Arburg Allrounder 420C”的闭合力为100吨，最大注射压力为2000巴，螺杆直径为35 mm。注射单元的温度如表7所示。模温度设定成对于实心物为40℃以及对于泡沫为60℃，模内冷却时间分别为15和30秒。本实施例中使用的滑石是两种滑石A和B的共混物。滑石A的d50为10.5μm(激光)和2μm(Sedigraph)且BET表面积为19.5m2/g。滑石B的d50为5.7μm(激光)和1.1μm(Sedigraph)且BET表面积为21m2/g。硅灰石的d50为7μm(激光)，BET表面积为2.9m2/g。
表7:注射单元温度
Figure DEST_PATH_IMAGE005
使用上述工艺生产泡沫。表8中示出了实心和发泡条件下的聚合物剂量和注射速度。
表8: 每种条件下的聚合物剂量和注射速度
Figure 418798DEST_PATH_IMAGE006
由包含滑石和硅灰石的聚丙烯生产的各种泡沫及其未发泡的等同物具有表9所示的密度。密度根据ISO1183测量。
表9: 未发泡和发泡聚丙烯化合物的密度
Figure DEST_PATH_IMAGE007
按照ISO 178标准，在23℃下根据三点弯曲试验在注塑的ISO条上分析挠曲模量。
如上所述通过三点弯曲试验表征来分析根据注塑发泡工艺生产的泡沫。结果如表10所示。
表10：根据注塑发泡工艺生产的聚丙烯-矿物泡沫的三点弯曲试验表征
Figure 876324DEST_PATH_IMAGE008
数据显示滑石和硅灰石的共混物与单独的每种产品相比显示出改进的结果，指出了协同效应的证据。
为了避免疑义，本申请延伸到以下1至52编号段落中的主题。
1. 一种生产聚合物泡沫的方法，所述方法包括：
a.提供聚合物组合物；
b.将碱土金属硅酸盐引入聚合物组合物中；和
c.使用气体使聚合物组合物发泡以形成聚合物泡沫。
2. 根据编号段落1的方法，其中引入碱土金属硅酸盐包括使用挤出-混合工艺将碱土金属硅酸盐引入聚合物组合物中。
3. 根据编号段落1或2的方法，其中所述聚合物组合物包含热塑性聚合物或热塑性弹性体中的至少一种。
4. 根据编号段落1至3中任一项的方法，其中所述聚合物组合物包含聚苯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚(乙基-乙酸乙烯酯)(EVA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其共聚物中的至少一种。
5. 根据编号段落1至4中任一项的方法，其中所述气体包含CO2、N2或有机气体中的至少一种，或者其中所述气体来自包含CO2、N2或有机气体中的至少一种的发泡剂。
6. 根据编号段落1至5中任一项的方法，其中所述聚合物组合物是聚合物泡沫的主要组分。
7. 根据编号段落1至6中任一项的方法，其中所述碱土金属硅酸盐包含硅酸钙或硅酸镁中的至少一种。
8. 根据编号段落1至7中任一项的方法，其中所述聚合物泡沫具有小于或等于约450μm的平均泡孔尺寸(φ)。
9. 根据编号段落1至8中任一项的方法，其中所述聚合物泡沫具有大于或等于约3.0 x 107/cm3的泡孔密度(Nf)。
10. 根据编号段落1至9中任一项的方法，其中所述碱土金属硅酸盐具有大于或等于约3.0m2/g的BET表面积。
11. 根据编号段落1至10中任一项的方法，其中所述碱土金属硅酸盐具有大于或等于约1μm的中值粒度(d50)。
12. 根据编号段落1至11中任一项的方法，其中所述碱土金属硅酸盐具有在约1μm至约50μm范围内的中值粒度(d50)。
13. 根据编号段落1至12中任一项的方法，其中所述方法包括两步挤出混合和发泡工艺。
14. 根据编号段落1至13中任一项的方法，其中所述方法包括一步注塑发泡工艺。
15. 根据编号段落1至14中任一项的方法，其中所述碱土金属硅酸盐包含硅藻土衍生的硅酸钙。
16. 根据编号段落1至15中任一项的方法，其中所述碱土金属硅酸盐包含硅灰石。
17. 根据编号段落1至16中任一项的方法，其中所述碱土金属硅酸盐具有大于或等于约300重量％的吸油率。
18. 根据编号段落1至17中任一项的方法，其中所述碱土金属硅酸盐具有大于或等于约400重量％的吸水率。
19. 根据编号段落1至18中任一项的方法，其中所述碱土金属硅酸盐具有在约1至约50范围内的长径比。
20. 根据编号段落1至19中任一项的方法，其中所述碱土金属硅酸盐还包含次生矿物。
21. 根据编号段落20的方法，其中所述次生矿物选自硫酸氧镁、高岭土、膨润土、滑石、绿泥滑石、研磨膨胀珍珠岩和硅藻土。
22. 一种聚合物泡沫组合物，其包含：
a.基于聚合物的泡沫基质；和
b.在基于聚合物的泡沫基质的泡孔内的矿物成核剂。
23. 根据编号段落22的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂包含碱土金属硅酸盐。
24. 根据编号段落22的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂包含硫酸氧镁、高岭土、滑石、绿泥滑石、珍珠岩、膨胀研磨珍珠岩、硅藻土、玻璃碎片、长石、霞石正长岩和膨润土中的至少一种。
25. 根据编号段落22至24中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述基于聚合物的泡沫基质包含热塑性聚合物基质或热塑性弹性体基质中的至少一种。
26. 根据编号段落22至25中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述基于聚合物的泡沫基质包含聚苯乙烯基质、聚丙烯基质、聚氨酯基质、聚(乙基-乙酸乙烯酯)(EVA)基质、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基质或其共聚物基质中的至少一种。
27. 根据编号段落22至26中任一项的聚合物泡沫组合物，其中用于形成所述基于聚合物的泡沫基质的发泡剂包含CO2、N2或有机气体中的至少一种。
28. 根据编号段落22至27中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述基于聚合物的泡沫基质组合物是聚合物泡沫的主要组分。
29. 根据编号段落23至28中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述碱土金属硅酸盐包含硅酸钙或硅酸镁中的至少一种。
30. 根据编号段落29的聚合物泡沫组合物，其中所述硅酸钙是天然硅酸钙，例如硅灰石。
31. 根据编号段落22至30中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述聚合物泡沫具有小于或等于约450μm的平均泡孔尺寸(φ)。
32. 根据编号段落22至31中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述聚合物泡沫具有大于或等于约3.0 x 107/cm3的泡孔密度(Nf)。
33. 根据编号段落22至32中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂具有大于或等于约3.0m2/g的BET表面积。
34. 根据编号段落22至33中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂具有大于或等于约1μm的中值粒度(d50)。
35. 根据编号段落22至34中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂具有在约1μm至约50μm范围内的中值粒度(d50)。
36. 根据编号段落22至35中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂具有大于或等于约300重量％的吸油率。
37. 根据编号段落22至36中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂具有大于或等于约400重量％的吸水率。
38. 根据编号段落22至37中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂具有在约1至约50范围内的长径比。
39. 根据编号段落22至38中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂还包含次生矿物成核剂。
40. 根据编号段落39的聚合物泡沫组合物，其中所述次生矿物成核剂选自硫酸氧镁、高岭土、膨润土、滑石、绿泥滑石、研磨膨胀珍珠岩和硅藻土。
41. 根据编号段落22至40中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂包含滑石和绿泥滑石的共混物。
42. 根据编号段落41的聚合物泡沫组合物，其中所述聚合物泡沫组合物具有第一挠曲模量，所述第一挠曲模量大于对比聚合物泡沫组合物的挠曲模量，所述对比聚合物泡沫组合物具有单独地包含滑石或绿泥滑石之一的矿物成核剂。
43. 根据编号段落22至42中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂包含层状滑石、微层状滑石、微晶滑石和粗晶滑石中的至少一种。
44. 根据编号段落22至43中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂具有大于约2.8的层状指数。
45. 根据编号段落22至44中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述基于聚合物的泡沫基质包含聚烯烃。
46. 一种生产聚合物基质的方法，所述方法包括：
a.提供聚合物组合物；
b.用碱土金属硅酸盐使聚合物组合物成核；
c.使用发泡剂由聚合物组合物形成聚合物泡沫，
d. 其中所述碱土金属硅酸盐促进聚合物泡沫中泡孔的成核。
47. 聚合物泡沫组合物，其包含：
a.基于聚合物的泡沫基质；和
b.在基于聚合物的泡沫基质的泡孔内的矿物成核剂，所述矿物成核剂包含滑石和绿泥滑石。
48. 根据编号段落47的聚合物泡沫组合物，其中所述聚合物泡沫组合物具有第一挠曲模量，所述第一挠曲模量大于对比聚合物泡沫组合物的挠曲模量，所述对比聚合物泡沫组合物具有单独地包含滑石或绿泥滑石之一的矿物成核剂。
49. 根据编号段落47或48的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂包含层状滑石、微层状滑石、微晶滑石和粗晶滑石中的至少一种。
50. 根据编号段落47至49中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂具有大于约2.8的层状指数。
51. 根据编号段落47至50中任一项的聚合物泡沫组合物，其中所述基于聚合物的泡沫基质包含聚烯烃。
52. 一种包含编号段落47至51中任一项的聚合物泡沫组合物的注塑汽车部件。
考虑本文公开的本发明的说明书和实践，本发明的其他实施方案对于本领域技术人员将是显而易见的。意图是说明书和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真实范围和精神由所附权利要求指出。

Claims (41)

1.一种生产聚合物泡沫的方法，所述方法包括：
提供聚合物组合物；
将碱土金属硅酸盐引入聚合物组合物中，和
使用气体使聚合物组合物发泡以形成聚合物泡沫，
其中碱土金属硅酸盐包含硅酸钙和滑石，和
其中碱土金属硅酸盐以聚合物泡沫的1重量％至30重量％的量存在。
2.根据权利要求1的方法，其中引入碱土金属硅酸盐包括使用挤出-混合工艺将碱土金属硅酸盐引入聚合物组合物中。
3.根据权利要求1的方法，其中所述聚合物组合物包括热塑性聚合物或热塑性弹性体中的至少一种。
4.根据权利要求1的方法，其中所述聚合物组合物包含聚苯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚(乙基-乙酸乙烯酯)(EVA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其共聚物中的至少一种。
5.根据权利要求1的方法，其中所述发泡剂包含CO2、N2或有机气体中的至少一种。
6.根据权利要求1的方法，其中所述聚合物组合物是聚合物泡沫的主要组分。
7.根据权利要求1的方法，其中所述聚合物泡沫具有小于或等于450μm的平均泡孔尺寸(φ)。
8.根据权利要求1的方法，其中所述聚合物泡沫具有大于或等于3.0 x 107/cm3的泡孔密度(Nf)。
9.根据权利要求1的方法，其中所述碱土金属硅酸盐具有大于或等于3.0m2/g的BET表面积。
10.根据权利要求1的方法，其中所述碱土金属硅酸盐具有大于或等于1μm的中值粒度(d50)。
11.根据权利要求1的方法，其中所述碱土金属硅酸盐具有在1μm至50μm范围内的中值粒度(d50)。
12.根据权利要求1的方法，其中所述方法包括两步挤出-混合和发泡工艺。
13.根据权利要求1的方法，其中所述方法包括一步注塑发泡工艺。
14.根据权利要求1的方法，其中所述碱土金属硅酸盐包含硅藻土衍生的硅酸钙。
15.根据权利要求1的方法，其中所述碱土金属硅酸盐包含硅灰石。
16.根据权利要求1的方法，其中所述碱土金属硅酸盐具有大于或等于300重量％的吸油率。
17.根据权利要求1的方法，其中所述碱土金属硅酸盐具有大于或等于400重量％的吸水率。
18.根据权利要求1的方法，其中所述碱土金属硅酸盐具有在1至50范围内的长径比。
19.根据权利要求1的方法，其中所述碱土金属硅酸盐还包含次生矿物。
20.根据权利要求19的方法，其中所述次生矿物选自硫酸氧镁、高岭土、膨润土、滑石、绿泥滑石、研磨膨胀珍珠岩和硅藻土。
21.一种聚合物泡沫组合物，其包含：
基于聚合物的泡沫基质；和
在基于聚合物的泡沫基质的泡孔内的矿物成核剂，
其中所述矿物成核剂包含碱土金属硅酸盐，
其中碱土金属硅酸盐包含硅酸钙和滑石，和
其中碱土金属硅酸盐以聚合物泡沫的1重量％至30重量％的量存在。
22.根据权利要求21的聚合物泡沫组合物，其中所述基于聚合物的泡沫基质包含热塑性聚合物基质或热塑性弹性体基质中的至少一种。
23.根据权利要求21的聚合物泡沫组合物，其中所述基于聚合物的泡沫基质包含聚苯乙烯基质、聚丙烯基质、聚氨酯基质、聚(乙基-乙酸乙烯酯)(EVA)基质、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基质或其共聚物基质中的至少一种。
24.根据权利要求21的聚合物泡沫组合物，其中用于形成所述基于聚合物的泡沫基质的发泡剂包含CO2、N2或有机气体中的至少一种。
25.根据权利要求21的聚合物泡沫组合物，其中所述基于聚合物的泡沫基质组合物是聚合物泡沫的主要组分。
26.根据权利要求21的聚合物泡沫组合物，其中所述聚合物泡沫具有小于或等于450μm的平均泡孔尺寸(φ)。
27.根据权利要求21的聚合物泡沫组合物，其中所述聚合物泡沫具有大于或等于3.0 x107/cm3的泡孔密度(Nf)。
28.根据权利要求21的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂具有大于或等于3.0m2/g的BET表面积。
29.根据权利要求21的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂具有大于或等于1μm的中值粒度(d50)。
30.根据权利要求21的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂具有在1μm至50μm范围内的中值粒度(d50)。
31.根据权利要求21的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂具有大于或等于300重量％的吸油率。
32.根据权利要求21的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂具有大于或等于400重量％的吸水率。
33.根据权利要求21的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂具有在1至50范围内的长径比。
34.根据权利要求21的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂还包含次生矿物成核剂。
35.根据权利要求34的聚合物泡沫组合物，其中所述次生矿物成核剂选自硫酸氧镁、高岭土、膨润土、滑石、绿泥滑石、研磨膨胀珍珠岩和硅藻土。
36.根据权利要求21的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂包含滑石和绿泥滑石的共混物。
37.根据权利要求36的聚合物泡沫组合物，其中所述聚合物泡沫组合物具有第一挠曲模量，所述第一挠曲模量大于对比聚合物泡沫组合物的挠曲模量，所述对比聚合物泡沫组合物具有单独地包含滑石或绿泥滑石之一的矿物成核剂。
38.根据权利要求21的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂包含层状滑石、微层状滑石、微晶滑石和粗晶滑石中的至少一种。
39.根据权利要求21的聚合物泡沫组合物，其中所述矿物成核剂具有大于2.8的层状指数。
40.根据权利要求21的聚合物泡沫组合物，其中所述基于聚合物的泡沫基质包含聚烯烃。
41.一种生产聚合物基质的方法，所述方法包括：
提供聚合物组合物；
用碱土金属硅酸盐使聚合物组合物成核；
使用发泡剂由聚合物组合物形成聚合物泡沫，
其中所述碱土金属硅酸盐促进聚合物泡沫中泡孔的成核，
其中碱土金属硅酸盐包含硅酸钙和滑石，和
其中碱土金属硅酸盐以聚合物泡沫的1重量％至30重量％的量存在。
CN201680040025.1A 2015-10-02 2016-10-03 通过调谐发泡剂和矿物之间的表面相互作用的受控聚合物发泡 Active CN108026307B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562236300P 2015-10-02 2015-10-02
US62/236300 2015-10-02
EP15290282.1 2015-11-03
EP15290282 2015-11-03
PCT/US2016/055175 WO2017059430A1 (en) 2015-10-02 2016-10-03 Controlled polymer foaming by tuning surface interactions between blowing agents and minerals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108026307A CN108026307A (zh) 2018-05-11
CN108026307B true CN108026307B (zh) 2021-04-13

Family

ID=54754564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680040025.1A Active CN108026307B (zh) 2015-10-02 2016-10-03 通过调谐发泡剂和矿物之间的表面相互作用的受控聚合物发泡

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3356454A4 (zh)
JP (1) JP7099952B2 (zh)
KR (2) KR20180022710A (zh)
CN (1) CN108026307B (zh)
BR (1) BR112017028402A2 (zh)
WO (1) WO2017059430A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220055264A1 (en) * 2018-09-13 2022-02-24 3M Innovative Properties Company Polymeric Membrane Useful As A Commercial Roofing Membrane
US20230203263A1 (en) * 2019-03-19 2023-06-29 Jsp Corporation Polyolefin-based resin expanded beads, molded article of polyolefin-based resin expanded beads and method for producing polyolefin-based resin expanded beads
WO2020189389A1 (ja) * 2019-03-19 2020-09-24 株式会社ジェイエスピー ポリオレフィン系樹脂発泡粒子、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子成形体、及び、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法
BR112022021231A2 (pt) * 2020-05-11 2022-12-06 Imertech Sas Particulado de talco
WO2022011343A1 (en) * 2020-07-10 2022-01-13 Burgess Pigment Company Kaolin-filled polymeric compositions

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6348536B1 (en) * 1997-04-04 2002-02-19 Talc De Luzenac Lamellar filler process for the treatment of polymers
JP2002146079A (ja) * 2000-11-16 2002-05-22 Sekisui Chem Co Ltd 熱可塑性樹脂発泡体及びその製造方法
CN104540886A (zh) * 2012-06-29 2015-04-22 益瑞石滑石欧洲公司 滑石在发泡行为中的成核效率以及聚合物基泡沫体的泡孔结构

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6029643B2 (ja) * 1977-12-30 1985-07-11 株式会社トクヤマ 珪酸カルシウム及びその製造方法
US4394460A (en) * 1980-12-08 1983-07-19 Allied Corporation Ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer foam
JPS62106937A (ja) * 1985-11-05 1987-05-18 Tokuyama Soda Co Ltd 発泡体用プロピレン系樹脂組成物
JP2001520291A (ja) * 1997-10-17 2001-10-30 ザ ダウ ケミカル カンパニー アルファ−オレフィンモノマーと１種以上のビニルもしくはビニリデン芳香族モノマーから作られたインターポリマー類の組成物
US6521675B1 (en) * 1998-09-03 2003-02-18 Bp Corporation North America Inc. Foamed polypropylene sheet having improved appearance and a foamable polypropylene composition therefor
JP4664571B2 (ja) 2002-06-06 2011-04-06 丸尾カルシウム株式会社 発泡安定剤、及びそれを配合してなる発泡成形体
KR100512355B1 (ko) * 2003-02-19 2005-09-02 주식회사 엘지화학 폴리염화비닐 발포체
US6958365B2 (en) 2003-05-13 2005-10-25 Eastman Kodak Company Manufacturing process for open celled microcellular foam
WO2006033981A1 (en) * 2004-09-17 2006-03-30 Pactiv Corporation Polymer foams with treated fillers, fabrication method and products using same
NZ537747A (en) * 2005-01-18 2008-02-29 Victoria Link Ltd Nano-structured silicate, functionalised forms thereof, preparation and uses
WO2009019209A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-12 Solvay Solexis, Inc. Perfluoropolymer foamable composition
EP2449012B1 (en) 2009-05-01 2016-10-05 Arkema Inc. Foamed polyvinylidene fluoride structure
EP2410008B1 (en) * 2010-07-22 2013-11-20 Borealis AG Bimodal talc filled heterophasic polypropylene
EP2601253A4 (en) * 2010-08-03 2014-12-10 Ferro Corp POLYMERIC COMPOSITE FOAMS
EP2920289A4 (en) * 2012-11-16 2016-07-06 Imerys Filtration Minerals Inc METHODS FOR PREVENTING AND REDUCING TARTER FORMATION
US9873772B2 (en) 2012-12-17 2018-01-23 A. Schulman, Inc. Polymer foams
ES2745010T3 (es) 2013-02-22 2020-02-27 Imertech Sas Composición de talco y usos del mismo
WO2015158897A1 (en) * 2014-04-17 2015-10-22 Imerys Talc Europe Polymer-based foam compositions comprising inorganic particulate fillers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6348536B1 (en) * 1997-04-04 2002-02-19 Talc De Luzenac Lamellar filler process for the treatment of polymers
JP2002146079A (ja) * 2000-11-16 2002-05-22 Sekisui Chem Co Ltd 熱可塑性樹脂発泡体及びその製造方法
CN104540886A (zh) * 2012-06-29 2015-04-22 益瑞石滑石欧洲公司 滑石在发泡行为中的成核效率以及聚合物基泡沫体的泡孔结构

Also Published As

Publication number Publication date
JP7099952B2 (ja) 2022-07-12
EP3356454A4 (en) 2019-04-03
KR102436691B1 (ko) 2022-08-25
CN108026307A (zh) 2018-05-11
BR112017028402A2 (pt) 2018-08-28
KR20180022710A (ko) 2018-03-06
EP3356454A1 (en) 2018-08-08
KR20210000319A (ko) 2021-01-04
JP2018531305A (ja) 2018-10-25
WO2017059430A1 (en) 2017-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108026307B (zh) 通过调谐发泡剂和矿物之间的表面相互作用的受控聚合物发泡
JP2018531305A6 (ja) 発泡剤と鉱物質との間の表面相互作用を調整することによる制御されたポリマー発泡成形
JP7383477B2 (ja) ポリエステルフィルム用の表面処理されたフィラー
ES2686598T3 (es) Dispersión de óxido metálico
ES2709769T3 (es) Partículas de talco y sus usos
EP3448924B1 (en) Controlled polymer foaming using a hybrid nucleating agent formed from a mineral and an organic nucleating agent
US11912865B2 (en) Heat-conducting polycarbonates having improved flame protection by means of barium sulfate
KR102041284B1 (ko) 수지용 탄산 칼슘 충전료 및 이 충전료를 포함하는 수지 조성물
JP2016500396A (ja) ポリマーフォーム
Altobelli et al. Interfacial crowding of nanoplatelets in co-continuous polymer blends: Assembly, elasticity and structure of the interfacial nanoparticle network
WO2010010052A1 (en) Coated particles
JP6878008B2 (ja) 無機微粒子充填剤を含むポリマーベースの発泡体組成物
JP4850574B2 (ja) 発泡ポリウレタンの製造方法
US9279046B2 (en) Nanocomposites and nanocomposite foams and methods and products related to same
EP1848762A2 (en) Porosity control with polyhedral oligomeric silsesquioxanes
US10907022B2 (en) Controlled polymer foaming by tuning surface interactions between blowing agents and minerals
US11414550B2 (en) Compositions including blends of hydrophobic and non-hydrophobic inorganic particulate material, for use in covering products
JP2021006612A (ja) 樹脂組成物、フィルム及び副生炭酸カルシウムの製造方法
Lee et al. Strategies for intercalation and exfoliation of PP/clay nanocomposites
Chrissopoulou et al. Polyolefin nanocomposites with functional compatibilizers
Lee Polyethylene/clay Nanocomposite Foams Blown with Physical Blowing Agents (PBA): From Microcellular to Nanocellular
JP2005336363A (ja) 抗菌透湿シート

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant