TW202319240A - 阻燃性多層材料、其製造方法、包含其之電子裝置及其用途 - Google Patents

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羅妮 德賽勒斯
約瑟夫 普格里希
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美商羅傑斯公司
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Abstract

一種多層材料，其包含可壓縮聚合物發泡體層，其中，該可壓縮聚合物發泡體層具有小於400 kg/m 3之密度，根據ASTM D3574-17於25%撓曲下測定為5至1,035 kPa之壓縮力撓曲（compression force deflection），以及小於3.5毫米之厚度；以及設置於該可壓縮聚合物發泡體層的第一側上之固態聚合阻燃層，其中，該阻燃層具有小於0.3毫米之厚度，其中，該可壓縮聚合物發泡體層之厚度至少較該阻燃層之厚度大兩倍；其中該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層中之每一者包含阻燃性組成物，以及其中該多層材料具有3.5毫米或更小之厚度，以及V1，理想為V0、HF1或其組合之UL-94等級。

Description

阻燃性多層材料、其製造方法、包含其之電子裝置及其用途
本發明涉及阻燃性多層材料，特別係包含可壓縮聚合物發泡體之阻燃性多層材料、製備該阻燃性多層材料之方法及其用途。
聚合物發泡體於本領域中具有廣泛的用途。可壓縮（相較於剛性）發泡體係特別適用於緩衝及衝擊防護，尤其於電子裝置中。隨著對較小、較薄且更精巧的裝置之需求增加，對較薄、密度較低之聚合物發泡體，例如具有200公斤/立方公尺（kg/m 3）之密度及小於3.5毫米（mm）、小於3 mm，或甚至小於2 mm之厚度的發泡體之需求亦隨之增加。然而，具有如此厚度，又滿足優良緩衝特性之嚴格要求（諸如良好的壓縮永久變形率以及良好的阻燃性）之發泡體難以製造。這些特性在手持式電子裝置以及諸如電視、無線電、電腦、醫療儀器、商用機器、通訊設備等電子設備中是重要的。由於在越來越小的空間內產生增加的熱量，此等裝置提升的功率使得具備阻燃性更加具有挑戰性。
因此，本領域中仍存在對於輕量材料之需求，該輕量材料係薄的、提供良好的緩衝以最小化衝擊或振動，以及提供良好的阻燃性，例如於3.0 mm或更小之厚度下，提供V0、HF1，或其組合之UL-94等級。
本發明揭露一種多層材料，其包含一可壓縮聚合物發泡體層，其中，該可壓縮聚合物發泡體層具有小於400 kg/m 3（25磅/立方英尺（lb/ft 3或PCF））之密度，根據ASTM D3574-17於25%撓曲下測定為5至1,035千帕（kPa）之壓縮力撓曲（compression force deflection），以及小於3.5毫米（130密耳）之厚度；以及一設置於該可壓縮聚合物發泡體層之第一側上之固態聚合阻燃層，其中，該阻燃層具有小於0.3毫米（11.8密耳）之厚度，其中，該可壓縮聚合物發泡體層之厚度至少較該阻燃層之厚度大兩倍；其中該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層中之每一者包含阻燃性組成物，以及其中，該多層材料具有3.5毫米（130密耳）或更小之厚度，以及V1，理想為V0、HF1或其組合之UL-94等級。
亦揭露製備該多層材料之方法，以及包含該多層材料之電子裝置。
如上之敘述及其他特徵係由以下圖式、實施方式以及申請專利範圍所示例。
本發明之發明人發現，利用可壓縮聚合物發泡體層及較薄的固態聚合阻燃層可生產非常薄且具有良好緩衝特性及阻燃性之阻燃性多層材料。此組合所達成的阻燃性使具有低整體密度、良好壓縮特性及優異阻燃性之非常薄的可壓縮材料的製造成為可能。
雖然希望阻燃性材料的厚度減少，但可壓縮聚合物發泡體層之阻燃性會隨著厚度減少而下降。舉例而言，具有12 lb/ft 3(192 kg/m 3)之密度以及3毫米（mm）或更小之厚度的可壓縮聚合物發泡體層可能無法提供期望的阻燃等級。本發明之發明人驚喜地發現藉由將厚度不足以提供期望阻燃等級之可壓縮聚合物發泡體層，與較薄的固態聚合阻燃層結合，可達到增進的阻燃性，同時可壓縮聚合物發泡體能保有其他期望的特性，諸如壓縮力撓曲、壓縮永久變形率（compression set），或其組合。於一態樣中，該可壓縮聚合物發泡體層至少為較薄的固態聚合阻燃層（為求方便於本文中亦稱阻燃層）的兩倍厚，例如至少三倍厚、至少五倍厚，或至少五十倍厚，或更多。
較薄的阻燃層與可壓縮發泡體層接觸以提升阻燃性。該多層材料除了具有增進的阻燃性之外，還具有期望的結構特徵，諸如恆定的壓縮力以及衝擊與振動防護。於一態樣中，該多層材料能達到V1，或甚至V0、HF1，或其組合之UL-94等級。該阻燃性多層材料可用於多種應用，且特別適合作為電子裝置中低密度之阻燃可壓縮層。
一示例性之阻燃性多層材料（為求方便於本文中亦稱「多層材料」）如圖1所示，其中，該多層材料10包含可壓縮聚合物發泡體層12，該可壓縮聚合物發泡體層12具有第一表面14。「聚合物發泡體」於本文中指涉任何具有多孔或蜂窩結構之聚合材料。該等孔洞可為打開的、關閉的，或其組合。至少一部分的孔洞可為打開的並且延伸穿過該可壓縮聚合物發泡體層。於一態樣中，下部的可壓縮聚合物發泡體層包含打開的及關閉的泡孔（cell）。
阻燃層16設置於可壓縮聚合物發泡體層12之第一表面14上。於一理想態樣中，該阻燃層16直接設置於該可壓縮聚合物發泡體層之該表面上。可壓縮聚合物發泡體層12及阻燃層16之各層可獨立地為連續的或間斷的。例如，可存在穿過一層或兩層的貫孔。於一態樣中，該可壓縮聚合物發泡體層12以及該阻燃層16皆為連續的。可壓縮聚合物發泡體層14及阻燃層16之各層的邊緣可為共端的，或者該可壓縮聚合物發泡體層或該阻燃層的邊緣可延伸超過另一者。
為達到期望的緩衝及阻燃特性之組合，該可壓縮聚合物發泡體層可具有小於481 kg/m 3（30 lb/ft 3）之密度，例如，小於400 kg/m 3（25　lb/ft 3）或小於320 kg/m 3（20 lb/ft 3）之密度，如後進一步詳述。該阻燃層之密度係高於該可壓縮聚合物發泡體層。於一態樣中，該阻燃層之密度係顯著地高於該可壓縮聚合物發泡體層，例如為可壓縮聚合物發泡體層密度之至少兩倍、至少三倍，或至少五倍。亦如後進一步詳述。
該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層中之每一者的厚度係經調整以提供期望的特性並最小化該多層材料之總厚度，其中厚度於圖1中係以Z方向示意。如上所述，期望該多層材料薄，例如為200 kg/m 3、3.5 mm或更小，或3.0 mm或更小。於一態樣中，該多層材料可具有0.1至3.5 mm，或0.1至3 mm，或0.5至3.0 mm，或0.5至2.5 mm之厚度。不受理論束縛，據信，相較於可壓縮聚合物發泡體層，較厚的可壓縮聚合物發泡體層及非常薄的阻燃層之組合使該多層材料具有緩衝性及阻燃性的期望組合。因此，該可壓縮聚合物發泡體層可具有1至小於3.5 mm，理想為0.1至3 mm、0.45至2.95 mm，或0.45至2.45 mm之厚度。該阻燃層可具有10至300微米（μm）（0.01 to 0.3 mm），或25至250 μm（0.025至0.25 mm）之厚度。
接下來詳述該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層中之每一者的特性及組成。
該可壓縮聚合物發泡體層為該多層材料提供緩衝特性。該可壓縮聚合物發泡體層根據例如ASTM D 3574-95之測量，可具有10至500，或50至250 μm之平均泡孔尺寸。泡孔尺寸及分佈理想係為於整層中大體一致，以提供期望的壓縮特性。該可壓縮聚合物發泡體層可具有小於400 kg/m 3（25 lb/ft 3）之密度，例如320 kg/m 3（20 lb/ft 3）。例如，該可壓縮聚合物發泡體層可具有80至400 kg/m 3（5至25 lb/ft 3），或128至320 kg/m 3（8至20 lb/ft 3），或160至288 kg/m 3（10至18 lb/ft 3），或192至288 kg/m 3（12至18 lb/ft 3）之密度。該可壓縮聚合物發泡體層根據ASTM D3574-17於25%撓曲下測定可具有5至1,035 kPa，或10至500 kPa之壓縮力撓曲。該可壓縮聚合物發泡體層根據ASTM D3574-17於75%撓曲下測定可進一步具有100至500 kPa之壓縮力撓曲。該可壓縮聚合物發泡體層可具有小於15%之壓縮永久變形率。該可壓縮聚合物發泡體層可具有小於或等於3之SAG係數（SAG factor；定義為於65%之壓縮力撓曲除以於25%之壓縮力撓曲）。於一態樣中，該可壓縮聚合物發泡體層具有至少兩者（理想為全部）上述特性之組合。
該可壓縮聚合物發泡體層包含可發泡以形成可壓縮材料之聚合物材料，且其可為熱塑性、熱固性，或其組合。例如，可壓縮聚合物發泡體層可包含聚縮醛、聚(C 1-6烷基)丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚酐、聚芳酯（polyarylate）、聚伸芳基醚（polyarylene ether）、聚芳硫醚（polyarylene sulfide）、聚苯並噁唑（polybenzoxazole）、聚碳酸酯、聚酯（例如醇酸）、聚醚醚酮、聚醚醯亞胺、聚醚酮酮、聚醚酮、聚醚碸、聚異氰脲酸酯（polyisocyanurate）、聚醯亞胺、聚(C 1-6烷基)甲基丙烯酸酯、聚((甲基)丙烯酸)、聚酞內酯（polyphthalide）、聚烯烴（例如氟化聚烯烴）、聚矽氮烷、聚苯乙烯、聚硫化物、聚磺醯胺、聚磺酸酯（polysulfonate）、聚硫酯（polythioester）、聚三嗪（polytriazine）、聚脲、聚乙烯醇、聚乙烯酯、聚乙烯醚、聚鹵乙烯（polyvinyl halide）、聚乙烯酮（polyvinyl ketone）、聚偏二氟乙烯、聚乙烯酯、交聯聚(酯)、環氧樹脂、三聚氰胺、酚醛聚合物、聚氨酯、脲甲醛（urea-formaldehyde）、聚矽氧、天然橡膠、聚氯丁二烯、乙烯丙烯二烯單體（EPDM）橡膠或其組合。該聚合物可為一同元聚合物，例如聚乙烯，或一共聚物，例如聚乙烯-聚丙烯。理想的聚合物為熱固性，特別係環氧樹脂、聚氨酯，或其組合。
可使用之聚氨酯包含脂肪族、環脂族、芳香族及多環聚氨酯。聚氨酯發泡體係由反應性組成物形成，該反應性組成物包含有機聚異氰酸酯成分、與聚異氰酸酯成分反應之含活性氫成分、界面活性劑及催化劑。形成該發泡體之製程可使用化學或物理發泡劑，或該發泡體可經機械式起泡。例如，形成該發泡體的一種製程包含藉由機械擊打混合物，使惰性氣體實質且均勻地分散於反應性組成物之整個混合物中，以形成熱固性泡沫，該熱固性泡沫實質於結構及化學上穩定，但可於周圍條件下加工；以及固化該泡沫以形成固化發泡體。於一態樣中，將物理發泡劑引入泡沫中，以於交聯過程中進一步降低發泡體密度。於另一態樣中，僅使用物理或化學發泡劑，而不使用任何機械式起泡，由反應性組成物形成聚氨酯發泡體。發泡體理想係藉由機械式起泡形成，如此可更高程度地控制發泡體之厚度及改善泡孔結構。
示例性之有機聚異氰酸酯包含具有通式Q(NCO) i 之異氰酸酯，其中， i為2或更大之整數，以及Q為價數為 i之有機基團，其中， i具有大於2之平均數值。Q可為經取代或未經取代之烴基，其可能包含或可能不包含芳族官能團，或為具有式Q 1-Z-Q 1之基團，其中，Q 1為C 1-36伸烷基或C 6-36伸芳基，以及Z為-O-、-O-Q 2-O、-CO-、-S-、-S-Q 2-S-、-SO-、-SO 2-、C 1-24伸烷基或C 6-24伸芳基。此等聚異氰酸酯之實例包含六伸甲基二異氰酸酯、1,8-二異氰酸酯-對-甲烷（1,8-diisocyanato-p-methane）、二甲苯基二異氰酸酯（xylyl diisocyanate）、環己烷二異氰酸酯（diisocyanatocyclohexane）、伸苯基二異氰酸酯（phenylene diisocyanate）、甲伸苯基二異氰酸酯（tolylene diisocyanate）（包含 2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、原態甲伸苯基二異氰酸酯（crude tolylene diisocyanate））、雙-（4-異氰酸基苯基）甲烷（bis(4-isocyanatophenyl)methane）、氯亞苯基二異氰酸酯（chlorophenylene diisocyanate）、二苯基甲烷-4,4′-二異氰酸酯（亦稱為 4,4′-二苯基甲烷二異氰酸酯，或MDI）與其加成物、萘-1,5-二異氰酸酯、三苯基甲烷-4,4′,4″-三異氰酸酯（triphenylmethane-4,4',4”-triisocyanate）、異丙苯-α-4-二異氰酸酯（isopropylbenzene-alpha-4-diisocyanate）及聚異氰酸酯（諸如聚伸甲基多苯基異氰酸酯）。
Q亦可代表具有 i價數之聚氨酯基團，於此情況下，Q(NCO) i 係一種稱為預聚物之組成物。此等預聚物藉由使上述多異氰酸酯以過量之化學計量與含活性氫成分（尤其係本文揭露之含多羥基之材料或多元醇）反應而形成。於一態樣中，多異氰酸酯以30百分比至200百分比過量之化學計量之比例使用，該化學計量是係基於多元醇中每當量羥基之異氰酸酯基團之當量。所使用之多異氰酸酯的量將根據所製備的聚氨酯之性質而略微改變。
含活性氫成分可包含多元醇（例如聚醚多元醇、聚酯多元醇或其組合）。示例性之聚酯多元醇包含多元醇與二羧酸或其可形成酯之衍生物（諸如酸酐、酯及鹵化物）的聚縮合產物、聚內酯多元醇（可於多元醇存在下藉由內酯開環聚合而製得）、聚碳酸酯多元醇（可透過碳酸二酯與多元醇或蓖麻油多元醇反應而製得）。可用於製造聚縮合聚酯多元醇之示例性二羧酸及二羧酸衍生物為脂族或環脂族二羧酸（例如戊二酸、己二酸、癸二酸、反丁烯二酸或順丁烯二酸）、二聚物酸、芳族二羧酸（例如鄰苯二甲酸、間苯二甲酸或對苯二甲酸）、三元或更高官能多元羧酸（例如均苯四甲酸），以及酸酐或第二烷基酯（例如順丁烯二酐、鄰苯二甲酸酐、對苯二甲酸二甲酯）。
額外之含活性氫成分係環酯之聚合物。合適的環酯單體包含但不限於δ-戊內酯、ε-己內酯、ζ-庚內酯（zeta-enantholactone）及單烷基-戊內酯（例如，單甲基-戊內酯、單乙基-戊內酯及單己基-戊內酯）。合適的聚酯多元醇包含己內酯基聚酯多元醇（caprolactone based polyester polyol）、芳香族聚酯多元醇、乙二醇己二酸酯基多元醇（ethylene glycol adipate based polyols），以及包含任何一種前述聚酯多元醇之混合物。示例性之聚酯多元醇係由ε-己內酯、己二酸、鄰苯二甲酸酐、對苯二甲酸或對苯二甲酸之二甲基酯製得之聚酯多元醇。
聚醚多元醇係藉由將環氧烷（例如環氧乙烷、環氧丙烷及其混合物）化學添加至水或多羥基有機成分所獲得。該多羥基有機成分為例如乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,2-己二醇、1,10-癸二醇、1,2-環己二醇、2-丁烯-1,4-二醇、3-環己烯-1,1-二甲醇（3-cyclohexene-1,1-dimethanol）、4-甲基-3-環己烯-1,1-二甲醇（4-methyl-3-cyclohexene-1,1-dimethanol）、3-亞甲基-1,5-戊二醇（3-methylene-1,5-pentanediol）、二乙二醇、(2-羥基乙氧基)-1-丙醇（(2-hydroxyethoxy)-1-propanol）、4-(2-羥基乙氧基)-1-丁醇（4-(2-hydroxyethoxy)-1-butanol）、5-(2-羥基丙氧基)-1-戊醇（4-(2-hydroxyethoxy)-1-butanol, 5-(2-hydroxypropoxy)-1-pentanol）、1-(2-羥基甲氧基)-2-己醇（1-(2-hydroxymethoxy)-2-hexanol）、1-(2-羥基丙氧基)-2-辛醇（1-(2-hydroxypropoxy)-2-octanol）、3-烯丙氧基-1,5-戊二醇、2-烯丙氧基甲基-2-甲基-1,3-丙二醇、[4,4-戊氧基)-甲基]-1,3-丙二醇、3-(鄰-丙烯基苯氧基)-1,2-丙二醇（3-(o-propenylphenoxy)-1,2-propanediol）、2,2'-二亞異丙基雙(對-伸苯基氧基)二乙醇（2,2'-diisopropylidenebis(p-phenyleneoxy)diethanol）、甘油、1,2,6-己三醇、1,1,1-三羥甲基乙烷、1,1,1-三羥甲基丙烷、3-(2-羥基乙氧基)-1,2-丙二醇（3-(2-hydroxyethoxy)-1,2-propanediol）、3-(2-羥基丙氧基)-1,2-丙二醇（3-(2-hydroxypropoxy)-1,2-propanediol）、2,4-二甲基-2- (2-羥基乙氧基)-甲基戊二醇-1,5（2,4-dimethyl-2-(2-hydroxyethoxy)-methylpentanediol-1,5）；1,1,1-三[2-羥基乙氧基)甲基]-乙烷（1,1,1-tris[2-hydroxyethoxy) methyl]-ethane）、1,1,1-三[2-羥基丙氧基)-甲基]丙烷（1,1,1-tris[2-hydroxypropoxy)-methyl] propane）、二乙二醇、二丙二醇、新戊四醇、山梨糖醇、蔗糖、乳糖、α-甲基葡萄糖苷、α-羥烷基葡萄糖苷（alpha-hydroxyalkylglucoside）、酚醛清漆樹脂、磷酸、磷酸單苯酯（benzenephosphoric acid）、多磷酸（例如，三聚磷酸（tripolyphosphoric）及四聚磷酸（tetrapolyphosphoric））、三元縮合產物等。用於產生聚羥基伸烷基多元醇（polyoxyalkylene polyols）之環氧烷（alkylene oxide）一般具有自2個至4個碳原子。示例性之環氧烷為環氧丙烷及環氧丙烷與環氧乙烷之混合物。以上所列舉之多元醇本身可用作活性氫成分。
示例性聚醚多元醇通常可由式R[(OC nH 2n) zOH] a表示，其中R為氫或多價烴基； a為等於R之價數的整數（即，1或2至6至8）， n於各情形中係包含2至4的整數（具體為3），及 z於各情形中係值為自2至200，具體為自15至100之整數。於一態樣中，聚醚多元醇包含二丙二醇、1,4-丁二醇，以及2-甲基-1,3-丙二醇等中的一種或多種的混合物，或其組合。
含活性氫材料的其他實例包含藉由在多元醇中聚合乙烯系不飽和單體所獲得之聚合物多元醇組成物。用於生產此等組成物之示例性單體包含丙烯腈、氯乙烯、苯乙烯、丁二烯、氯化亞乙烯及其他乙烯系不飽和單體。聚合物多元醇組成物包含大於或等於1，具體為大於或等於5，且更具體為大於或等於10重量百分比（wt%）的在多元醇中聚合的單體，其中重量百分比係基於多元醇之總量。於一態樣中，聚合物多元醇組成物包含小於或等於70 wt%，具體為小於或等於50 wt%，更具體為小於或等於在多元醇中聚合的單體之40 wt%。此等組成物藉由在自由基聚合催化劑（例如過氧化物、過硫酸鹽、過碳酸鹽、過硼酸鹽、偶氮化合物等）存在下，於40至150°C的溫度，在所選多元醇中聚合單體而方便地製備。
含活性氫成分亦可包含含有多羥基之化合物，例如羥基封端之聚烴、羥基封端之聚縮甲醛、脂肪酸三酸甘油酯、羥基封端之聚酯、羥甲基封端之全氟亞甲基、羥基封端之聚伸烷基醚乙二醇、羥基封端之聚伸烷基伸芳基醚乙二醇，及羥基封端之聚伸烷基醚三元醇。
多元醇可具有在一寬範圍內變化之羥基數。例如，多元醇（包含其他交聯添加劑，若有使用）之羥基數可為28至1000，或100至800。羥基數被定義為完全中和在存在或不存在其他交聯添加劑之情況下自1克多元醇或多元醇混合物所製得之完全乙醯化衍生物之水解產物所需的氫氧化鉀毫克數。
於使用發泡劑之情況下，多種發泡劑或發泡劑之混合物係合適的，尤其係水。水與異氰酸酯成分反應以產生CO 2氣體，其提供必要的額外發泡。於一態樣中，當水被用作發泡劑時，藉由選擇性地使用催化劑以控制固化反應。於一態樣中，亦可使用分解後會釋放氣體之化合物（例如偶氮化合物）。
示例性發泡劑係包含含氫原子之成分的物理發泡劑，其可單獨使用或者作為混合物與彼此或與另一種類型之發泡劑（例如水或偶氮化合物）一起使用。此等發泡劑可選自廣泛的材料，包含烴類、醚類、酯類及部分鹵化之烴類，醚類及酯類等。物理發泡劑之實例具有自-50°C至100°C，或自-50°C至50°C之沸點。含氫發泡劑包含HCFC’s（鹵代氯氟碳化物（halo chlorofluorocarbons）），例如1,1-二氯-1-氟乙烷、1,1-二氯-2,2,2-三氟-乙烷、單氯二氟甲烷、及1-氯-1,1-二氟乙烷；HFCs（鹵代氟碳化物（halo fluorocarbons）），例如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、(Z)-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯及五氟乙烷；HFE’s（鹵代氟醚（halo fluoroethers）），例如甲基-1,1,1-三氟乙基醚及二氟甲基-1,1,1-三氟乙基醚；以及烴類，例如正戊烷、異戊烷及環戊烷。一般而言，基於反應性組成物之總重，可以0.5至50 wt%，或3至30 wt%之量使用物理發泡劑。
示例性化學發泡劑包含水、偶氮化合物如偶氮異丁腈、偶氮二甲醯胺（即偶氮雙甲醯胺）、偶氮二羧酸鋇等；取代的胼如二苯基碸-3,3'-二磺醯肼（diphenylsulfone-3,3′-disulfohydrazide）、4,4'-羥基-雙-(苯磺醯肼)（4,4′-hydroxy-bis-(benzenesulfohydrazide)）、三肼基三嗪（trihydrazinotriazine）及芳基-雙-(磺醯肼)（aryl-bis-(sulfohydrazide)）等；胺脲如對-甲伸苯基磺醯基胺脲、4,4'-羥基-雙-(苯磺醯基胺脲)等；三唑如5-嗎啉基-1,2,3,4-噻三唑等；N-亞硝基化合物如N,N'-二亞硝基五亞甲基四胺、N,N-二甲基-N,N'-二亞硝基鄰苯二甲醯亞胺（N,N-dimethyl-N,N′-dinitrosophthalmide）等；苯並噁嗪如靛紅衍酸酐等；或混合物（例如碳酸鈉/檸檬酸混合物）。化學發泡劑可包含水。例如，發泡劑可包含銨鹽、磷酸鹽、多磷酸鹽、硼酸鹽、多硼酸鹽、硫酸鹽、尿素、脲甲醛樹脂、二氰二胺或三聚氰胺。
化學發泡劑之量將隨發泡劑及期望的發泡體密度改變，且可由所屬技術領域具通常知識者容易地判定。例如，基於反應性組成物之總重，可以0.1至10 wt%之量使用化學發泡劑。於分解過程期間形成之分解產物可為生理上安全的，並且不會顯著不利地影響聚合物發泡體之熱穩定性或機械性能。
許多催化劑可用於催化異氰酸酯成分與含活性氫成分之反應。此等催化劑包含鉍、鉛、錫、鐵、銻、鈾、鎘、鈷、釷、 鋁、汞、鋅、鎳、鈰、鉬、釩、銅、錳或鋯之有機及無機酸鹽或有機金屬衍生物，以及膦或三級有機胺。示例性催化劑包含二月桂酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫、辛酸亞錫、辛酸鉛（lead octoate）、環烷酸鈷、三乙胺、三伸乙二胺、N,N,N',N'-四甲基乙二胺（N,N,N′,N′-tetramethylethylenediamine）、1,1,3,3-四甲基胍、N,N,N',N'-四甲基-1,3-丁二胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、1,3,5-三(N,N-二甲基胺基丙基)-均-六氫三嗪、鄰-及對-(二甲基胺基甲基)酚、2,4,6-三(二甲基胺基甲基)酚、N,N-二甲基環己胺、五甲基二伸乙三胺、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷（1,4-diazobicyclo [2.2.2] octane）、N-羥基烷基四級銨羧酸鹽（N-hydroxyl-alkyl quaternary ammonium carboxylates）、四甲基甲酸銨（tetramethylammonium formate）、四甲基乙酸銨（tetramethylammonium acetate）、2-四甲基乙基己酸銨（tetramethylammonium 2-ethylhexanoate）等，或其組合。
例如，催化劑可為包含金屬如鋁、鋇、鎘、鈣、鈰(III)、鉻(III)、鈷(II)、鈷(III)、銅(II)、銦、鐵(II)、鑭、鉛(II)、錳(II)、錳(III)、釹、鎳(II)、鈀(II)、鉀、釤、鈉、鋱、鈦、釩、釔、鋅、鋯，或其組合之金屬乙醯丙酮酸鹽。示例性之催化劑可包含雙(2,4-戊二酮酸)鎳(II)（亦稱為乙醯丙酮鎳或二乙醯丙酮鎳）或其衍生物，例如二乙腈二乙醯丙酮鎳（diacetonitrilediacetylacetonato nickel）、二苯腈二乙醯丙酮鎳（diphenylnitrilediacetylacetonato nickel）或雙三苯膦二乙醯丙酮鎳（bis(triphenylphosphine)diacetyl acetylacetonato nickel）。乙醯丙酮鐵（FeAA）因其相對穩定性、良好之催化活性及無毒性，亦為合適的催化劑。於一態樣中，藉由於合適的溶劑（例如二丙二醇或其他含羥基成分）中預溶解來方便地添加金屬乙醯丙酮酸鹽，該溶劑接著將參與反應並成為最終產物的一部分。基於含活性氫成分之總重，存在於反應性組成物中之催化劑的量可為0.03至3 wt%。於一態樣中，使用如美國專利第7,338,983號中所描述之延遲作用催化劑及製程形成發泡體。
反應性組成物可包含界面活性劑，該界面活性劑可在反應性組合物固化前使之穩定。界面活性劑可包含有機矽界面活性劑。該有機矽可為共聚物，該共聚物包含或基本上由SiO 2（矽酸鹽）單元及(CH3) 3SiO 0.5（三甲基矽氧基）單元組成，其中矽酸鹽及三甲基矽氧基之單元莫耳比為0.8:1至2.2:1或1:1至2.0:1。有機矽氧烷可包含部分交聯之矽氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物，其中矽氧烷嵌段及聚氧化烯嵌段係藉由矽與碳或矽與氧與碳鍵結。基於含活性氫成份之總重，界面活性劑可以0.5至10 wt%或1至6 wt%之量存在。
反應性組合物中可添加其他可選的添加劑。例如，添加劑可包含填料（例如三水氧化鋁、二氧化矽、滑石、碳酸鈣或黏土）、染料、顏料（例如二氧化鈦或氧化鐵）、抗氧化劑、抗臭氧劑、紫外光（UV）或其他光穩定劑等，或其組合。
於製備聚氨酯發泡體之方法中，用於製備發泡體之成分，即異氰酸酯成分、含活性氫成分、界面活性劑、催化劑、可選的發泡劑及其他添加劑首先混合在一起，接著以空氣進行機械起泡。可替換地，於機械起泡過程期間，可依序地將上述成分添加至液相中。泡沫之氣相最具體為空氣，因其便宜且隨時可用。然而，若需要，可使用於環境條件下為氣態且對液相之任何成分實質上為惰性或與其不發生反應之其他氣體。此等其他氣體包含，例如，在環境溫度下通常為氣態的氮氣、二氧化碳及氟碳化物。惰性氣體係藉由於高剪力設備（例如Hobart混合器或Oakes混合器）中機械擊打液相以與液相結合。可如於Oakes混合器之通常操作之壓力下引入氣體，或可藉由如在Hobart混合器中之藉由擊打或攪打動作自上覆大氣引入氣體。機械擊打操作具體於不超過7至14公斤/平方公分（kg/cm 2）（100至200磅/平方英寸（psi））之壓力下實施。可使用易於獲得之混合設備，且通常不需特別的設備。擊打入液相中之惰性氣體之量係由氣體流量計量設備控制以產生具有期望密度之泡沫。於數秒之期間在Oakes混合器中實施機械擊打，或於3至30分鐘之期間在Hobart混合器中實施機械擊打，或者於任何所需時間在所使用之混合設備中實施機械擊打以獲得期望的泡沫密度。由機械擊打操作產生之泡沫實質上係化學穩定的，且係結構上穩定的，但於環境溫度（例如10°C至40°C）下易於加工。
於一態樣中，可壓縮聚合物發泡體層可為開孔、低模數之聚氨酯發泡體，其可具有根據ASTM D 3574-95之量測為50至250 μm之平均泡孔尺寸；80至481 kg/m 3，更理想為128至400 kg/m 3之密度；及根據ASTM D3574-17於25%撓取下為5至1,035 kPa，理想為10至500 kPa之壓縮力撓曲。於一態樣中，聚氨酯發泡體可進一步具有根據ASTM D3574-17於75%撓曲下測定為100至500 kPa之壓縮力撓曲；小於15%之壓縮永久變形率；小於或等於3之SAG係數，SAG係數定義為於65%之壓縮力撓曲除以於25%之壓縮力撓曲；或其組合。此等材料係以PORON之名，由羅傑斯公司（Rogers Corporation, Chandler, AZ.）行銷。PORON發泡體經配製以提供優異的性能範圍，包含壓縮永久變形抗性。具有優良的壓縮永久變形抗性之發泡體於長時間負載下可提供緩衝及維持其等之原形或厚度。
於一態樣中，可壓縮聚合物發泡體層可為熱固性聚矽氧發泡體。該聚矽氧發泡體可藉由水與反應性聚矽氧烷組成物中之氫化物基團（hydride group）反應而產生，其伴隨氫氣之釋放。於一態樣中，聚矽氧烷聚合物於25°C下具有100泊（poise）至1,000,000泊之黏度，以及具有例如氫化基、甲基、乙基、丙基、乙烯基、苯基及三氟丙基之鏈取代基。聚矽氧烷聚合物上之末端基團可為氫化基、羥基、乙烯基、乙烯基二有機矽氧基、烷氧基、醯氧基、烯丙基、肟、胺氧基（aminoxy）、異丙烯氧基、環氧基、巰基，或其他已知之反應性末端基團。合適的聚矽氧發泡體亦可藉由使用數種聚矽氧烷聚合物產生，各聚矽氧烷聚合物具有不同的分子量（例如，雙峰或三峰分子量分佈）只要組合物之黏度介於上述指定值內即可。亦可能以具有不同官能團或反應性基團之數種聚矽氧烷基礎聚合物產生期望的發泡體。於一態樣中，聚矽氧烷包含0.2莫耳氫化物（Si-H）基團/莫耳水。
可使用物理或化學發泡劑以製造聚矽氧發泡體，包含本文所述之物理及化學發泡劑。化學發泡劑之其他實例包含苯甲醇、甲醇、乙醇、異丙醇、丁二醇以及矽醇。於一態樣中，使用發泡方法之組合以獲得具有期望特性之發泡體。舉例而言，物理發泡劑（例如氯氟碳化物）可作為次要發泡劑添加至反應性混合物，其中發泡的主要模式係由於水與聚矽氧烷上之氫化物取代基之間的反應而釋放之氫氣。
合適的反應性聚矽氧組成物係1：1液體聚矽氧橡膠（LSR）或液體射出模製（LIM）組成物。使用低硬度LSR或LIM導致軟發泡體的形成。於一態樣中，LSR或LIM系統被提供為適於以1∶1的體積比混合之二部分配方。配方之「A」部分包含一或多種具有二個或更多個烯基之聚矽氧烷，且具有小於500克/分鐘（g/minute）之擠出速率。合適的烯基可例示為乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基及庚烯基，特別合適者為乙烯基。該烯基可在分子鏈末端處、在分子鏈上之側鏈位置中，或在二者處鍵結。於具有二個或更多個烯基之聚矽氧烷中之其他矽鍵結有機基團可例示為經取代及未經取代之單價烴基團，如烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及己基；芳基，例如苯基、甲苯基及二甲苯基；芳烷基，例如苄基及苯乙基；及鹵化烷基，例如3-氯丙基及3,3,3-三氟丙基。示例性取代基係甲基及苯基。
含烯基之聚矽氧烷可具有直鏈、部分支直鏈、支鏈或網路分子結構，或可為來自具有所例示分子結構之聚矽氧烷之二個或更多個選擇之混合物。含烯基之聚矽氧烷係例示為經三甲基矽氧基封端之二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷共聚物、經三甲基矽氧基封端之甲基乙烯基矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、經三甲基矽氧基封端之二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、經二甲基乙烯基矽氧基封端之二甲基聚矽氧烷、經二甲基乙烯基矽氧基封端之甲基乙烯基聚矽氧烷、經二甲基乙烯基矽氧基封端之甲基乙烯基苯基矽氧烷、經二甲基乙烯基矽氧基封端之二甲基乙烯基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷共聚物、經二甲基乙烯基矽氧基封端之二甲基矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、經二甲基乙烯基矽氧基封端之二甲基矽氧烷-二苯基矽氧烷共聚物、包含R 3SiO 1/2及SiO 4/2單元之聚矽氧烷、包含RSiO 3/2單元之聚矽氧烷、包含R 2SiO 2/2及RSiO 3/2單元之聚矽氧烷、包含R 2SiO 2/2、RSiO 3/2及SiO 4/2單元之聚矽氧烷，及前述聚矽氧烷中二者或更多者之混合物。R代表經取代及未經取代之單價烴基團，如烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及己基；芳基，例如苯基、甲苯基及二甲苯基；芳烷基，例如苄基及苯乙基；及鹵化烷基，例如3-氯丙基及3,3,3-三氟丙基，前提條件係每分子中至少2個R基團係烯基。
LSR或LIM系統之「B」成分可包含一或多種含有每分子至少二個矽鍵結氫原子之聚矽氧烷，且擠出速率小於約500 g/minute。氫可在分子鏈末端處、在分子鏈上之側鏈位置中、或二者處鍵結。其他矽鍵結基團係由非烯基、經取代及未經取代之單價烴基團例示之有機基團，如烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及己基；芳基，例如苯基、甲苯基及二甲苯基；芳烷基，例如苄基及苯乙基；及鹵化烷基，例如3-氯丙基及3,3,3-三氟丙基。示例性取代基係甲基及苯基。
含氫之聚矽氧烷成分可具有直鏈、部分支直鏈、支鏈、環狀、網路分子結構，或可為來自具有所例示分子結構之聚矽氧烷之二個或更多個選擇之混合物。含氫之聚矽氧烷係例示如下：經三甲基矽氧基封端之甲基氫聚矽氧烷、經三甲基矽氧基封端之二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷共聚物、經三甲基矽氧基封端之甲基氫矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、經三甲基矽氧基封端之二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、經二甲基氫矽氧基封端之二甲基聚矽氧烷、經二甲基氫矽氧基封端之甲基氫聚矽氧烷、經二甲基氫矽氧基封端之二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷共聚物、經二甲基氫矽氧基封端之二甲基矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物，以及經二甲基氫矽氧基封端之甲基苯基聚矽氧烷。
含氫之聚矽氧烷成分係以足以固化組成物之量添加，具體為含烯基之聚矽氧烷中之每烯基0.5至10個矽鍵結氫原子之量。
聚矽氧組成物進一步包含通常作為成分「A」之部分的催化劑（例如鉑）以加速固化。可使用稱為矽氫加成反應（hydrosilylation-reaction）催化劑之鉑及鉑化合物，例如鉑黑、氧化鋁上鉑（platinum-on-alumina）粉末、氧化矽上鉑（platinum-on-silica）粉末、碳上鉑（platinum-on-carbon）粉末、氯鉑酸、氯鉑酸鉑-烯烴錯合物之醇溶液、鉑-烯基矽氧烷錯合物及藉由鉑加成反應催化劑於熱塑性樹脂（例如甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚矽氧等）中的分散液之微粒化獲得的催化劑。亦可使用催化劑之混合物。有效固化本發明組成物之催化劑之量通常係以烯基及氫成分之總量自百萬分之0.1至百萬分之1,000（以重量計）之鉑金屬。
亦可使用各種鉑催化劑抑制劑控制發泡及固化反應之動力學，以控制聚矽氧發泡體之孔隙度及密度。此等抑制劑之實例包含聚甲基乙烯基矽氧烷環狀化合物（polymethylvinylsiloxane cyclic compounds）及炔醇。此等抑制劑不應以破壞發泡體之方式干擾發泡及固化。抑制劑可作為成分「A」之部分存在。
可壓縮聚合物發泡體層之聚矽氧可具有80至481 kg/m 3之密度，更理想為160至240 kg/m 3。該聚矽氧可進一步具有例如根據ASTM D 3574-95測量為10至500或50至250 μm之平均泡孔尺寸；根據ASTM D3574-17於25%撓取下測定為5至1,035千帕（ kPa）或5至500 kPa之壓縮力撓曲；或其組合。可壓縮聚合物發泡體層之聚矽氧可進一步具有根據ASTM D3574-17於75%撓取下測定為100至500 kPa之壓縮力撓曲；小於15%之壓縮永久變形率；小於或等於3之SAG係數，該SAG係數定義為於65%之壓縮力撓曲除以於25%之壓縮力撓曲；或其組合。於一態樣中，該可壓縮聚合物發泡體層具有至少兩者（理想為全部）上述特性之組合。
阻燃層係被選擇以為多層材料提供V0、HF1或其組合之阻燃性等級，且非為顯著影響多層材料之緩衝特性。
多種聚合物可被用於阻燃層中以提供期望的特性，包含如上所述之熱塑性或熱固性聚合物。理想的聚合物係於所使用之厚度下為可撓的。可使用之具體聚合物包含聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚芳酯（polyarylate）、聚伸芳基醚（polyarylene ether）、聚芳硫醚（polyarylene sulfide）、聚碳酸酯、聚酯（例如醇酸、聚對苯二甲酸乙二酯等）、聚醚醚酮、聚醚醯亞胺、聚醚酮酮、聚醚酮、聚醚碸、聚醯亞胺（例如聚醚醯亞胺）、聚(C 1-6烷基)甲基丙烯酸酯、聚酞內酯（polyphthalide）、聚烯烴（例如氟化聚烯烴）、聚矽氮烷、聚矽氧烷、聚乙烯醇、聚乙烯酯、聚乙烯醚、聚乙烯酮（polyvinyl ketone）、聚二氟亞乙烯、聚乙烯酯、交聯聚酯、環氧樹脂、聚氨酯、聚矽氧，或其組合。
於一態樣中，阻燃層包含聚芳醯胺（polyaramid）纖維。可根據保險商實驗室（Underwriter’s Laboratory）公報94之名為「塑膠材料易燃性測試—UL94」（Tests for Flammability of Plastic Materials, UL94.）之方法測定阻燃性。根據該方法，將樣品放入其中，使其長軸與火焰成180度。五個試棒（bar）之熄火時間（FOT）為移除點火火焰後，五個樣品之熄火時間之總和，每個樣品被點燃兩次，最大熄火時間為50秒。FOT1係第一次點火後之平均熄火時間。FOT2係第二次點火後之平均熄火時間。理想地，阻燃層包含聚芳醯胺纖維之樣品的FOT1值可介於例如自0.9至3.2秒之範圍內，且此等樣品之FOT2值可介於例如自0.7至4.1秒之範圍內。
於一態樣中，阻燃層包含聚酯，具體為聚對苯二甲酸乙二酯。
阻燃層中可存在可選的添加劑。例如，添加劑可包含填料（例如三水氧化鋁、二氧化矽、滑石、碳酸鈣或黏土）、染料、顏料（例如二氧化鈦、或氧化鐵）、抗氧化劑、抗臭氧劑、紫外光（UV）或其他光穩定劑等，或其組合。
各可壓縮聚合物發泡體層及阻燃層包含阻燃添加劑組成物。
此等阻燃添加劑組成物可包含任何增強多層材料阻燃性（尤其係例如以UL 94測試之展焰性）之化合物或微粒狀添加劑。一些有益的阻燃劑包含當暴露於火焰時藉由於樣品表面形成炭層而起作用之阻燃劑。其他阻燃劑包含藉由於阻燃劑化合物熱分解時釋放水而起作用之阻燃劑。阻燃增效劑可存在於該組成物中，例如氧化銻。
於一態樣中，包含於各可壓縮聚合物發泡體層及阻燃層之阻燃添加劑組成物獨立地包含金屬氫氧化物、金屬氧化物、金屬硼酸鹽、金屬碳酸鹽、三聚氰胺（如三聚氰胺氰脲酸鹽、磷酸三聚氰胺、聚磷酸三聚氰胺等）、鹵化芳族化合物（如溴化化合物）、胍、碳黑、可膨脹石墨、奈米黏土、有機含磷化合物（如芳族膦氧化物、芳族磷酸鹽、次膦酸、次膦酸鹽、磷腈、磷蒽氧化物（phosphenathrene oxide）如10-二氫-9-氧雜-10磷蒽-10-氧化物（10-dihydro-9-oxa-10 phosphenathrene-10-oxide；DOPO）以及10-(2、5-二羥基苯基)-10-氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物（10-(2,5-dihydroxyphenyl)-10-H-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide；ODOPB）、矽氮烷、全氟丁磺酸鉀（Rimar salt）或其組合。
示例性之金屬氫氧化物阻燃劑包含鋁、鎂、鋅、硼、鈣、鎳、鈷、錫、鉬、銅、鐵、鈦或其組合，例如三氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鐵等。示例性之金屬氧化物阻燃劑包含氧化銻、三氧化銻、五氧化銻、氧化鐵、氧化鈦、氧化錳、氧化鎂、氧化鋯、氧化鋅、氧化鉬、氧化鈷、氧化鉍、氧化鉻、氧化錫、氧化鎳、氧化銅、氧化鎢等。示例性之金屬硼酸鹽阻燃劑包含硼酸鋅、偏硼酸鋅、偏硼酸鋇等。示例性之金屬碳酸鹽阻燃劑包含碳酸鋅、碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸鋇等。
示例性之含鹵素阻燃劑包含芳族溴化或氯化阻燃劑，例如三溴新戊醇（tribromoneopentyl alcohol）、三（2-氯異丙基）磷酸酯（ tris(2-chloroisopropyl)phosphate）、三(二氯丙基)磷酸酯（ tris(dichloropropyl)phosphate）、氯化烷基磷酸酯、鹵代芳基酯/芳族磷酸酯共混物、五溴芐基烷基醚（ pentabromobenzyl alkyl ethers）、溴化環氧樹脂、烷基化三苯基磷酸酯或其組合。然而，於一態樣中，阻燃性組成物不包含鹵化阻燃劑。
示例性芳族含磷阻燃劑包含芳族磷酸酯，例如二苯基新戊四醇二磷酸酯（diphenyl pentaerythritol diphosphate）、苯基雙(十二基)磷酸酯（phenyl bis(dodecyl) phosphate）、苯基雙(新戊基)磷酸酯（phenyl bis(neopentyl) phosphate）、苯基雙(3,5,5'-三甲基己基)磷酸酯（phenyl bis(3,5,5′-trimethylhexyl) phosphate）、乙基二苯基磷酸酯（ethyl diphenyl phosphate）、2-乙基己基二(對甲苯基)磷酸酯（2-ethylhexyl di(p-tolyl) phosphate）、雙(2-乙基己基)對甲苯基磷酸酯（bis(2-ethylhexyl) p-tolyl phosphate）、三甲苯基磷酸酯（tritolyl phosphate）、雙(2-乙基己基)苯基磷酸酯（bis(2-ethylhexyl) phenyl phosphate）、三(壬基苯基)磷酸酯（tri(nonylphenyl) phosphate）、雙(十二烷基)對甲苯基磷酸酯（bis(dodecyl) p-tolyl phosphate）、二丁基苯基磷酸酯（dibutyl phenyl phosphate）、2-氯乙基二苯基磷酸酯（2-chloroethyl diphenyl phosphate）、對甲苯基雙(2,5,5'-三甲基己基)磷酸酯（p-tolyl bis(2,5,5′-trimethylhexyl) phosphate）、2-乙基己基二苯基磷酸酯（2-ethylhexyl diphenyl phosphate）等；次膦酸，次膦酸鹽或其鋅或鋁金屬鹽，例如二次膦酸（diphosphinic acid）、二甲基次膦酸（dimethylphosphinic acid）、乙基甲基次膦酸（ethylmethylphosphinic acid）、二乙基次膦酸（diethylphosphinic acid）；芳族氧化膦係異丁基雙(羥烷基)氧化膦（isobutylbis(hydroxyalkyl) phosphine oxide）及1,4-二異丁烯-2,3,5,6-四羥基-1,4-二膦氧化物（1,4-diisobutylene-2,3,5,6-tetrahydroxy-1,4-diphosphine oxide）或1,4-二異丁烯-1,4-二磷醯基-2,3,5,6-四羥基環己烷（1,4-diisobutylene-1,4-diphosphoryl-2,3,5,6-tetrahydroxycyclohexane）。此等化合物為本領域已知的，且為市售之含磷化合物之實例包含商品名NH1197（科聚亞公司（Chemtura Corporation））、NH1511（科聚亞公司）、NCENDX P-30（雅保公司（Albemarle））、HOSTAFLAM OP5500（科萊恩公司（Clariant））、HOSTAFLAM OP910（科萊恩公司）、EXOLIT 935（科萊恩公司）及CYAGUARD RF 1204、CYAGUARD RF 1241及CYAGUARD RF 1243R（氰特 （Cytec Industries））。於一態樣中，可使用聚磷酸銨，其可為三聚氰胺塗覆的、矽烷塗覆的或未經塗覆的。
於一態樣中，可壓縮聚合物發泡體層及阻燃層皆可包含複數個可膨脹石墨顆粒。於一態樣中，僅有阻燃層包含複數個可膨脹石墨顆粒（亦稱為可膨脹片狀石墨（expandable flake graphite）、膨脹片狀石墨（intumescent flake graphite）或可膨脹薄片（expandable flake））。可膨脹石墨顆粒可被夾層物質嵌入，例如鹵素、鹼金屬、硫酸鹽、硝酸鹽、各種有機酸、氯化鋁、氯化鐵、其他金屬鹵化物、砷硫化物、鉈硫化物等，或其組合。於一態樣中，可膨脹石墨不包含鹵化夾層物質。基於阻燃層之總重，複數個可膨脹石墨顆粒可以10至50 wt%之量存在於阻燃層中。
可膨脹石墨可具有例如直徑為30 μm至1.5 mm，理想為50 μm至1.0 mm，更理想為180至850 μm之均值（mean）或平均（average）尺寸。例如，可膨脹石墨可具有例如直徑為至少30 μm ，理想為至少180 μm，更理想為至少300 μm之均值或平均尺寸。基於可膨脹石墨之重量，可膨脹石墨可包含75至99 wt%之碳含量。基於可膨脹石墨之重量，可膨脹石墨可包含高達8 wt%，或2.6至5.0 wt%，理想為3.0 to 3.5 wt%之硫含量。可膨脹石墨可具有10:1至500:1之膨脹比（mL/g）。例如，膨脹比（mL/g）可為20:1至450:1，理想為30:1至400:1，更理想為50:1至350:1。可膨脹石墨開始膨脹之溫度（亦稱為起始溫度或膨脹溫度）可為100至250°C。例如，起始溫度可為160至225°C，理想為180至200°C。
可壓縮聚合物發泡體層及阻燃層可利用本領域中任何合適之方法製備，例如，藉由澆鑄、模造、壓延等。阻燃性組成物可分散於可壓縮聚合物發泡體層或阻燃層之聚合物中、以單獨的層設置於可壓縮聚合物發泡體層或阻燃層上，或兩者。例如，阻燃性組成物可結合至用於形成可壓縮聚合物發泡體層或阻燃層之組成物中，或可塗覆於可壓縮聚合物發泡體層或阻燃層上（若為熱固性聚合物，則於固化前或後）以形成膜。當為單獨的膜時，阻燃性組成物可設置於阻燃層相對於可壓縮聚合物發泡體層之一側、於可壓縮聚合物發泡體層相對於阻燃層之一側、於可壓縮聚合物發泡體層及阻燃層之間，或其組合。
於一態樣中，阻燃性組成物不以會增加可壓縮聚合物發泡體層厚度之單獨的膜存在。例如，阻燃性組成物可浸漬於可壓縮聚合物發泡體中並於孔洞中形成膜及塗覆孔洞之內表面，如此的膜將不會顯著增加膜的厚度。例如，發泡體可以包含阻燃性組成物之液態組成物浸透，並接著乾燥以去除溶劑。若阻燃性組成物藉由例如液浸塗覆（dip coating）之浸漬方法沉積於發泡體上，則不僅於表面上，還於發泡體內可以存在增加的量。
用於製備多層材料之方法包含本領域已知之該等方法。一態樣，例如，多層材料可藉由單獨製造可壓縮聚合物發泡體層及阻燃層來製備，接著於可有效黏著層之條件下接觸層，例如使用熱及壓力進行層壓。可於層間使用黏著劑。理想地，不存在黏著劑，以使得多層材料之厚度不會顯著增加。若於可壓縮聚合物發泡體層及阻燃層中之一者或兩者中使用熱固物，則可單獨製造各層且一者或兩者部分地固化（B階段）。此等層接著可被接觸並完全固化（例如，藉由熱或藉由熱及壓力）以提供多層材料之層間黏附。
於另一態樣中，可壓縮聚合物發泡體層及阻燃層中之一者可預先製造並接著作為製造另一層之底材使用。例如，可將用於形成可壓縮聚合物發泡體層之反應性組成物澆鑄至預先形成之阻燃層的表面上，接著進行固化以提供多層材料。聚合物發泡體層可以4密耳（0.1 mm）或更大之厚度澆鑄。相反地，可壓縮聚合物發泡體層可被製造，接著用於形成阻燃層的組成物可被澆鑄、塗覆或印刷至可壓縮聚合物發泡體層上以提供多層材料。塗層可以例如藉由噴塗、浸塗、淋塗、輥塗、印刷（例如，噴墨印刷）等來完成。於一態樣中，阻燃層被塗覆或印刷至聚氨酯發泡體層上。塗覆或印刷以形成阻燃層的阻燃性組成物可包含三聚氰胺、可膨脹石墨顆粒、硼黏土或其組合。理想地，包含聚芳醯胺纖維之阻燃層樣品之FOT1值可於例如0.9至5.9秒之範圍內，且此等樣品之FOT2值可於例如0.9至1.1秒之範圍內。
於一態樣中，包含阻燃性組成物之膜可於如上所述製造後於多層材料上形成，例如藉由浸漬發泡體層。
多層材料可具有50至1000公斤/立方公尺（kg/m 3），理想為50至500 kg/m 3，更理想為100至250 kg/m 3之平均密度。密度可根據ASTM D3574-95之測試A測定。
根據ASTM D3574-17於25%之撓取測定下，多層材料可具有5至1,035 kPa，理想為10至500 kPa，或25至250 kPa，或25至80 kPa之壓縮力撓曲。「於25%之壓縮力撓曲」意指將多層材料物理壓縮25%所需之負載。
於75%撓取下，多層材料可具有100至500 kPa，或200至300 kPa之壓縮力撓曲。
多層材料可具有小於或等於3之SAG係數，其中，SAG係數定義為於65%之壓縮力撓曲除以於25%之壓縮力撓曲。
於23°C或70°C，根據ASTM D3574-95之測試D於50%撓取下測定，多層材料可具有0至15%，或0至5%之壓縮永久變形率。
於一態樣中，根據ASTM D3574-17於25%撓取下測定，多層材料可包含具有5至1,035 kPa壓縮力撓曲之可壓縮聚氨酯發泡體層；及設置於可壓縮聚合物發泡體層第一側之阻燃層，其中，阻燃層包含固態聚合層聚合物發泡體層，可選地包含複數個可膨脹石墨顆粒，以及其中多層材料具有V0、HF1或其組合之UL-94等級。多層材料具有1至5 mm之厚度。於25%撓取下，壓縮力撓曲可為5至500 kPa或5至80 kPa。根據ASTM D3574-17於75%撓取測定下，可壓縮聚合物發泡體層，例如聚氨酯發泡體層，可具有100至500 kPa或200至300 kPa之壓縮力撓曲。
多層材料薄且輕，但提供緩衝及阻燃特性之良好組合。多層材料因此於電子裝置中係有用的。可包含多層材料之電子裝置包含電視、無線電、電腦、醫療儀器、商用機器、通訊設備等。多層材料於手持裝置中特別有用，諸如行動電話、個人數位助理等。多層材料可用於其他應用，諸如天線或電池（例如鋰離子電池）。
下述實施例僅為說明性的，且非旨在以本文所述之裝置、材料、條件或製程參數限制本發明。 ［實施例］
下述實施例展示阻燃性多層材料之阻燃性。
用於多層材料之聚氨酯發泡體以美國專利第7,338,983號所述之配方及方法製造，尤其係根據該專利實施例1及2之配方及實施例3之方法。
根據保險商實驗室公報94之名為「塑膠材料易燃性測試—UL94」之方法測定阻燃性。根據該方法，基於在指定樣品厚度下由五個樣品所獲得之測試結果，材料可被分級為V1或V0、HF1或其組合。各可燃性分級詳述如下。
獲得V1及V2等級之標準如下：在放置成使得其長軸與火焰成180度之樣品中，於移除點火火焰後，燃燒及/或悶燒之平均時長不超過25秒，以及，對於V1等級，沒有一個垂直放置的樣品產生點燃脫脂棉之燃燒顆粒滴落物。除了允許滴落物外，V2之標準與V1相同
獲得V0等級之標準如下：在放置成使得其長軸與火焰成180度之樣品中，於移除點火火焰後，燃燒及/或悶燒之平均時長不超過5秒且沒有一個垂直放置之樣品產生點燃脫脂棉之燃燒顆粒滴落物，且於火焰或輝光後沒有樣品燃燒至固定夾。
HF1及HF2係適用於低密度發泡體材料之分類。獲得HF1等級之標準為燃燒於2秒內停止；殘光小於30秒；不允許燃燒滴落物，而獲得HF2等級之標準為燃燒於3秒內停止；殘光小於30秒；允許燃燒滴落物。
比較例1-10 根據保險商實驗室公報94之名為「塑膠材料易燃性測試—UL94」之方法測試不同密度及厚度之可撓聚氨酯發泡體之V0等級。結果示於表1。 [表1]
比較例 發泡體密度 （PCF） 發泡體密度（kg/m 3） 厚度 （英寸） Thickness （mm） UL V0
1 12.2 195 0.136 3.45 Y
2 11.7 187 0.128 3.25 Y
3 12.2 195 0.12 3.05 Y
4 14.2 227 0.099 2.51 Y
5 14.6 234 0.092 2.34 Y
6 12.7 203 0.111 2.8 N
7 13.4 215 0.100 2.5 N
8 13.8 221 0.100 2.5 N
9 15.4 247 0.075 1.91 N
10 17.7 284 0.062 1.57 N
實施例1-13 根據保險商實驗室公報94之名為「塑膠材料易燃性測試—UL94」之方法測試多層材料之V0等級。該多層材料藉由將具有不同密度及厚度之可撓聚氨酯發泡體澆鑄及固化至具有VTM-0（例如非常薄的材料）火焰等級之50 µm厚的聚對苯二甲酸乙二酯（PET） 層上製成。其火焰等級係根據保險商實驗室公報94之名為「塑膠材料易燃性測試—UL94」之方法。結果示於表2。表 2 中列出的密度及厚度係針對整個多層材料。 [表2]
實施例 多層材料整體密度 (PCF) 多層材料整體密度(kg/m 3) 多層材料整體厚度(英寸) 多層材料整體厚度(mm) UL V0
1 12.7 203 0.125 3.2 及格
2 12.8 205 0.108 2.74 及格
3 13.4 215 0.107 2.7 及格
4 13.9 223 0.100 2.5 及格
5 13.4 215 0.097 2.5 及格
6 13.8 221 0.090 2.3 及格
7 13.3 213 0.075 1.9 及格
8 13.2 211 0.072 1.83 及格
9 12.8 205 0.069 1.75 及格
10 14.2 227 0.068 1.7 及格
11 13.8 221 0.068 1.7 部分及格
12 13.4 215 0.068 1.7 N
13 13.3 213 0.039 1.0 N
由以上表格中之數據可見，可壓縮聚合物發泡體層及固態聚合阻燃層之合適組合可提供整體密度及厚度（例如，密度範圍由12.7 PCF（203 kg/m 3）至14.2 PCF（227 kg/m 3）及厚度範圍由0.068英寸（1.7 mm））至0.125英寸（3.2 mm））之組合，及因而產生的期望阻燃性。
圖2係單層聚氨酯發泡體樣品及包含聚氨酯發泡體層及固態聚合阻燃層之雙層樣品的整體厚度（mm）對整體密度（kg/m 3）之作圖。線「A」表示單層樣品之V0及格與V0不及格的近似分界，而線「B」表示雙層樣品之V0及格與V0不及格的近似分界。由圖中可見，相較於單層樣品，雙層樣品可於較薄之厚度達成V0及格。例如，於240 kg/m 3之整體密度，單層樣品將於約2.5 mm之厚度通過V0，而雙層樣品將於約1.5 mm之整體厚度通過V0。
以下描述本發明之各種非限制性態樣，
態樣1：一種多層材料，其包含可壓縮聚合物發泡體層，其中，該可壓縮聚合物發泡體層具有小於400 kg/m 3（25 lb/ft 3）之密度、根據ASTM D3574-17於25%撓曲下測定為5至1,035 kPa之壓縮力撓曲，及小於3.5毫米（130密耳）之厚度；以及設置於該可壓縮聚合物發泡體層的第一側上之固態聚合阻燃層，其中，該阻燃層具有小於0.3毫米（11.8密耳）之厚度，其中，該可壓縮聚合物發泡體層之厚度係至少較該阻燃層之厚度大兩倍；其中，該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層中之每一者包含阻燃性組成物，以及，其中，該多層材料具有3.5毫米（130密耳）或更小之厚度，以及V1，理想為V0、HF1，或其組合之UL-94等級。
態樣2：如態樣1所述之多層材料，其中，該可壓縮聚合物發泡體層具有80至400 kg/m 3（5至25 lb/ft 3），或128至320 kg/m 3（8至20 lb/ft 3），或160至288 kg/m 3（10至18 lb/ft 3），或192至288 kg/m 3（12至18 lb/ft 3）之密度；以及根據ASTM D3574-17於25%撓曲下測定為5至500 kPa之壓縮力撓曲。
態樣3：如任何前述態樣所述之多層材料，其中，該可壓縮聚合物發泡體層具有0.1至小於3.5毫米（0.04至小於0.14英寸），或0.1至3.3 毫米（0.04至0.13英寸），或0.1至3毫米（0.04至0.118英寸）之厚度。
態樣4：如任何前述態樣所述之多層材料，其中，該可壓縮聚合物發泡體層進一步具有根據ASTM D3574-17於25%撓曲下測定為5至1,035 kPa，理想為10至500 kPa之壓縮力撓曲；根據ASTM D3574-17於75%撓曲下測定為100至500 kPa之壓縮力撓曲；於23°C或70°C下根據ASTM D3574-95之測試D於50%撓曲下測定為0至15%之壓縮永久變形率，或其組合。
態樣5：如態樣1所述之多層材料，其中，該可壓縮聚合物發泡體包含聚縮醛、聚(C 1-6烷基)丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚酐、聚芳酯（polyarylate）、聚伸芳基醚（polyarylene ether）、聚芳硫醚（polyarylene sulfide）、聚苯並噁唑、聚碳酸酯、聚酯、聚醚醚酮、聚醚醯亞胺、聚醚酮酮、聚醚酮、聚醚碸、聚異氰脲酸酯（polyisocyanurate）、聚醯亞胺、聚(C 1-6烷基)甲基丙烯酸酯、聚((甲基)丙烯酸)、聚酞內酯（polyphthalide）、聚烯烴（例如氟化聚烯烴）、聚矽氮烷、聚苯乙烯、聚硫化物、聚磺醯胺、聚磺酸酯（polysulfonate）、聚硫酯（polythioester）、聚三嗪（polytriazine）、聚脲、聚乙烯醇、聚乙烯酯、聚乙烯醚、聚鹵乙烯（polyvinyl halide）、聚乙烯酮（polyvinyl ketone）、聚偏二氟乙烯、聚乙烯酯、交聯聚(酯)、環氧樹脂、三聚氰胺、酚醛聚合物、聚氨酯、脲甲醛、聚矽氧、天然橡膠、聚氯丁二烯、乙烯丙烯二烯單體（EPDM）橡膠或其組合；理想為其中該可壓縮聚合物發泡體包含環氧樹脂、聚氨酯，或其組合。
態樣6：如任何前述態樣所述之多層材料，其中，該可壓縮聚合物發泡體包含聚氨酯發泡體。
態樣7：如任何前述態樣所述之多層材料，其中，該阻燃層具有240至1,000 kg/m 3（15至62 lb/ft 3），或288至1,000 kg/m 3（18至62 lb/ft 3），或350至950 kg/m 3（22至59 lb/ft 3），或400至950 kg/m 3（25至59 lb/ft 3）之密度。
態樣8：如態樣7所述之多層材料，其中，該阻燃層包含聚對苯二甲酸乙二酯，理想為具有VTM-0火焰等級之聚對苯二甲酸乙二酯。
態樣9：如任何前述態樣所述之多層材料，其中，該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層中每一者之該阻燃性組成物獨立地包含金屬氫氧化物、金屬氧化物、金屬硼酸鹽、金屬碳酸鹽、三聚氰胺、鹵化芳族化合物、胍、碳黑、可膨脹石墨（expandable graphite）、奈米黏土、有機含磷化合物、矽氮烷、全氟丁磺酸鉀（Rimar salt）或其組合。
態樣10：如任何前述態樣所述之多層材料，其中，該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層中每一者之該阻燃性組成物獨立地不包含鹵化阻燃劑或銻化合物。
態樣11：如任何前述態樣所述之多層材料，其具有根據ASTM D3574-17於25%撓曲下測定為5至1,035 kPa，理想為10至500 kPa，或25至250 kPa，或25至80 kPa之壓縮力撓曲；於75%撓曲下為100至500 kPa或200至300 kPa之壓縮力撓曲；於23°C或70°C下根據ASTM D3574-95之測試D於50%撓曲下測定為0至15%，或0至5%之壓縮永久變形率 ；或其組合。
態樣12：如態樣11所述之多層材料，其中，該可壓縮聚合物發泡體層包含聚氨酯。
態樣13：一種製備如態樣1至12中任一者所述之多層材料之方法，該方法包含形成該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層；以及於可有效黏著該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層之條件下，使該等層接觸以形成該多層材料。
態樣14：一種製備如態樣1至12中任一者所述之多層材料之方法，該方法包含形成該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層中之一者；以及將該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層中之另一者形成於已形成之層的表面上，以提供該多層材料。
態樣15：如態樣14所述之方法，其包含形成該可壓縮聚合物發泡體層；接著於該可壓縮聚合物發泡體層之第一側上形成該阻燃層，理想為其中，該阻燃層之形成包含將該阻燃性組成物塗覆或印刷至該可壓縮聚合物發泡體層之第一側上。
態樣16：一種電子裝置，其包含態樣1至12中任一者所述之多層材料，理想為其中，該裝置為手持式電子裝置。
組成物、方法及裝置可替代地包含（comprise）、由（consist of）或基本上由（consist essentially of）本文所揭露之任何合適的材料、步驟、或成份所構成。組成物、方法及裝置可附加地或替代地被配製成沒有或基本上不含任何對於達成該組成物、方法及裝置的功能或目標非必要的材料（或種類）、步驟或成份。
用語「一」及「一個」不表示數量之限制，而是表示存在所引用項目中之至少一者。除非上下文另有明確指示，否則用語「或」意指「及/或」。於整個說明書中對「一態樣」、「另一態樣」等之引用意指結合該態樣進行描述之特定要素（例如，特徵、結構、步驟或特性）係包含於本文所述之至少一態樣中，且可能出現或可能不出現於其他態樣中。此外，應當理解，所描述之要素可於各態樣中以任何合適的方式組合。
當諸如層的元件被稱為在另一元件「上」時，其可直接在另一元件上，或也可存在中間元件。相反地，當元件被稱為「直接」在另一元件上時，不存在中間元件。層可設置於或直接設置於元件之表面的一部分上或元件的整個表面上。
除非本文中有相反的說明，所有測試標準皆為本發明申請日時有效的最新標準，或者，若有主張優先權，則為出現測試標準的最早優先權基礎申請案之申請日。
如本文所用，粒子之「直徑」係指球體之直徑，或由粒子尺寸分析器或由電子顯微鏡分析之二維圖像獲得之等值直徑，例如以諸如Image J之軟體分析之穿透式電子顯微鏡圖像。於一態樣中，「尺寸」意指單個粒子之尺寸或粒子們或粒子群之（例如，均值或中值）平均。
針對相同成分或特性之所有範圍的端點係包含端點、係可獨立組合的，並且包含所有中間點及範圍。如本文中所使用之用語「第一、「第二」等、「主要」、「次要」等，不表示任何順序、數量或重要性，而是用於將一個元件與另一元件區分開。用語「其組合」或「至少一個」係開放的，且意指該列表分別包含每個要素，以及該列表的兩個或更多個要素之組合，以及該列表的至少一個要素與未列舉的相似要素之組合。此外，用語「組合」包含共混物（blend）、混合物、合金、反應產物等。
除非另有定義，本文使用之技術及科學用語具有與本發明所屬技術領域之通常知識者通常理解之含義。
化合物使用標準命名法描述。例如，未被任何指示的基團取代的任何位置被理解為具有由所指示之鍵或氫原子填充之化合價。不在兩個字母或符號之間的破折號（「-」）用於指示取代基的連接點。例如，-CHO係藉由羰基的碳連接。
所有引用之專利、專利申請及其他參考文獻係以全文引用之方式併入本文。然而，若本發明中之用語與併入之引用中的用語矛盾或衝突，則本發明之用語優先於來自併入的引用之衝突用語。
儘管已描述特定態樣，但申請人或本領域之技術人員可能會想到目前無法預見或可能無法預見之替代、修改、變化、改進及實質均等物。 因此，所提交以及可能被修改之所附申請專利範圍旨在涵蓋所有此等替代、修改、變化、改進及實質均等物。
本申請案主張於2021年10月27日提交之第63/272,292號美國臨時專利申請案之優先權，該申請案之全部內容藉由引用併入本文。
10:多層材料 12:可壓縮聚合物發泡體層 14:第一表面 16:阻燃層
以下圖式係示例性態樣，用以說明本發明。實施例之說明性圖式並非旨在將根據本發明製造的產品限制於本文所揭露之材料、條件或製程參數。
〔圖1〕係一態樣之阻燃性多層材料之截面示意圖。 〔圖2〕係單層聚氨酯發泡體樣品以及包含聚氨酯發泡體層及固態聚合阻燃層之雙層樣品的厚度（mm）對密度（kg/m 3）之圖。
10:多層材料
12:可壓縮聚合物發泡體層
14:第一表面
16:阻燃層

Claims (16)

  1. 一種多層材料，其包含： 一可壓縮聚合物發泡體層，其中，該可壓縮聚合物發泡體層具有： 小於400 kg/m 3（25 lb/ft 3）之密度， 根據ASTM D3574-17於25%撓曲下測定為5至1,035 kPa之壓縮力撓曲，以及 小於3.5毫米（130密耳）之厚度；以及 一設置於該可壓縮聚合物發泡體層的第一側上之固態聚合阻燃層，其中，該阻燃層具有： 小於0.3毫米（11.8密耳）之厚度，其中，該可壓縮聚合物發泡體層之厚度至少較該阻燃層之厚度大兩倍； 其中，該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層中之每一者包含阻燃性組成物，以及 其中，該多層材料具有： 3.5毫米（130密耳）或更小之厚度，以及 V1、HF1或其組合之UL-94等級。
  2. 如請求項1所述之多層材料，其中，該可壓縮聚合物發泡體層具有： 80至400 kg/m 3（5至25 lb/ft 3）之密度；以及 根據ASTM D3574-17於25%撓曲下測定為5至500 kPa之壓縮力撓曲。
  3. 如請求項1或2所述之多層材料，其中，該可壓縮聚合物發泡體層具有0.1至小於3.5毫米（0.04至小於0.14英寸）之厚度。
  4. 如請求項1或2所述之多層材料，其中，該可壓縮聚合物發泡體層進一步具有： 根據ASTM D3574-17於25%撓曲下測定為5至1,035 kPa之壓縮力撓曲； 根據ASTM D3574-17於75%撓曲下測定為100至500 kPa之壓縮力撓曲； 於23°C或70°C下根據ASTM D3574-95之測試D於50%撓曲下測定為0至15%之壓縮永久變形率；或 其組合。
  5. 如請求項1所述之多層材料， 其中，該可壓縮聚合物發泡體包含聚縮醛、聚(C 1-6烷基)丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚酐、聚芳酯（polyarylate）、聚伸芳基醚（polyarylene ether）、聚芳硫醚（polyarylene sulfide）、聚苯並噁唑、聚碳酸酯、聚酯、聚醚醚酮、聚醚醯亞胺、聚醚酮酮、聚醚酮、聚醚碸、聚異氰脲酸酯（polyisocyanurate）、聚醯亞胺、聚(C 1-6烷基)甲基丙烯酸酯、聚((甲基)丙烯酸)、聚酞內酯（polyphthalide）、聚烯烴（例如氟化聚烯烴）、聚矽氮烷、聚苯乙烯、聚硫化物、聚磺醯胺、聚磺酸酯（polysulfonate）、聚硫酯（polythioester）、聚三嗪（polytriazine）、聚脲、聚乙烯醇、聚乙烯酯、聚乙烯醚、聚鹵乙烯（polyvinyl halide）、聚乙烯酮（polyvinyl ketone）、聚偏二氟乙烯、聚乙烯酯、交聯聚(酯)、環氧樹脂、三聚氰胺、酚醛聚合物、聚氨酯、脲甲醛、聚矽氧、天然橡膠、聚氯丁二烯、乙烯丙烯二烯單體（EPDM）橡膠或其組合。
  6. 如請求項1或2所述之多層材料，其中，該可壓縮聚合物發泡體包含聚氨酯發泡體。
  7. 如請求項1或2所述之多層材料，其中，該阻燃層具有240至1,000 kg/m 3（15至62 lb/ft 3）之密度。
  8. 如請求項7所述之多層材料，其中，該阻燃層包含聚對苯二甲酸乙二酯。
  9. 如請求項1或2所述之多層材料，其中，該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層中每一者之該阻燃性組成物獨立地包含金屬氫氧化物、金屬氧化物、金屬硼酸鹽、金屬碳酸鹽、三聚氰胺、鹵化芳族化合物、胍、碳黑、可膨脹石墨（expandable graphite）、奈米黏土、有機含磷化合物、矽氮烷、全氟丁磺酸鉀（Rimar salt）或其組合。
  10. 如請求項1或2所述之多層材料，其中，該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層中每一者之該阻燃性組成物獨立地不包含鹵化阻燃劑或銻化合物。
  11. 如請求項1或2所述之多層材料，其具有： 根據ASTM D3574-17於25%撓曲下測定為5至1,035 kPa之壓縮力撓曲； 於75%撓曲下為100至500 kPa之壓縮力撓曲； 於23°C或70°C下根據ASTM D3574-95之測試D於50%撓曲下測定為0至15%之壓縮永久變形率；或 其組合。
  12. 如請求項11所述之多層材料，其中，該可壓縮聚合物發泡體層包含聚氨酯。
  13. 一種製備如請求項1或2所述之多層材料之方法，該方法包含： 形成該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層；以及 於可有效黏著該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層之條件下，使該等層接觸以形成該多層材料。
  14. 一種製備如請求項1或2所述之多層材料之方法，該方法包含： 形成該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層中之一者；以及 將該可壓縮聚合物發泡體層及該阻燃層中之另一者形成於已形成之層的表面上，以提供該多層材料。
  15. 如請求項14所述之方法，其包含： 形成該可壓縮聚合物發泡體層；接著 於該可壓縮聚合物發泡體層之第一側上形成該阻燃層。
  16. 一種電子裝置，其包含請求項1或2所述之多層材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102985507B (zh) * 2010-07-09 2015-11-25 美国圣戈班性能塑料公司 泡沫密封垫片
CN113346158A (zh) * 2020-02-18 2021-09-03 罗杰斯公司 用于电池的热管理多层片

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