专利名称：包括表面改性的纳米颗粒的泡沫体的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及包括表面改性的纳米颗粒的发泡组合物。
背景技术：
纯液体通常不能起泡，除非该液体中存在表面活性剂。表面活性剂通过减小液体的表面张力来起作用，使得在液体表面下方引入的气泡能保持在液体中。表面活性剂还能在泡沫消除后稳定之。这种表面活性剂包括，例如离子、非离子和聚合物表面活性剂。
在某些用途中，表面活性剂可迁移到组合物的表面，这样可能会导致不好的结果。例如，在压敏粘合剂组合物中，表面活性剂会影响组合物的粘合性能，而在医疗用途中，在物品，例如绷带的表面存在表面活性剂会导致对卫生的不利影响。
由于各种原因，在许多泡沫组合物中存在无机颗粒。这些颗粒中有些用作成核剂。其它颗粒用作改变组合物的物理性能的填料，包括例如改变组合物的流变学。还有其它一些颗粒，例如疏水的热解法二氧化硅被发现用作消泡剂。热解法二氧化硅，也称为火成二氧化硅，由许多初级粒子构成，以聚合体的形态不可逆地键合在一起，其平均尺寸为200-300nm。
发明内容
一方面，本发明的特征在于一种泡沫组合物，其包括一种载体以及置于所述载体中的表面改性的纳米颗粒，单个纳米颗粒的粒径小于约100纳米。在一个实施方式中，该泡沫体基本上不含表面活性剂。在另一个实施方式中，该泡沫组合物还包括表面活性剂。在不同的实施方式中，该泡沫组合物包括至少约0.5重量％、至少约1重量％、至少约2重量％、至少约5重量％或者至少约10重量％的表面改性的纳米颗粒。
在不同的实施方式中，单个纳米颗粒的粒径为不大于约50纳米、3-50纳米、不大于约20纳米、3-20纳米、以及3-10纳米。
在一个实施方式中，纳米颗粒选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化钒、氧化铈、氧化铁、氧化锑、氧化锡、氧化铝/二氧化硅、以及它们的组合。
在某些实施方式中，纳米颗粒包括选自疏水基团、亲水基团以及它们的组合的表面基团。在其它实施方式中，纳米颗粒包括衍生自一种试剂的表面基团，该试剂选自硅烷、有机酸、有机碱以及它们的组合。在其它实施方式中，纳米颗粒包括衍生自一种试剂的有机硅烷基表面基团，该试剂选自烷基硅烷、芳基硅烷、烷氧基硅烷、以及它们的组合。
在一个实施方式中，纳米颗粒包括衍生自一种试剂的表面基团，该试剂选自羧酸、磺酸、膦酸、以及它们的组合。
在某些实施方式中，载体包括单体、低聚物、聚合物或它们的组合。在其它实施方式中，载体包括聚合物，该聚合物选自热塑性聚合物、热固性聚合物、弹性体以及它们的混合物。在另一个实施方式中，载体包括聚合物，该聚合物选自天然橡胶、合成橡胶、丁腈橡胶、聚异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、聚丁二烯橡胶、丁基橡胶、三元乙丙单体橡胶、乙丙橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯橡胶、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯橡胶、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯橡胶、聚异丁烯橡胶、乙烯乙酸乙烯酯橡胶、硅橡胶、聚乙烯醚、以及它们的组合。在一个实施方式中，载体包括聚合物，该聚合物选自聚酯、聚氨酯、氨基树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、异氰酸酯树脂、异氰脲酸酯树脂、聚硅氧烷树脂、以及它们的混合物。在其它实施方式中，载体包括聚合物，所述聚合物选自聚丙烯腈、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈、纤维素聚合物、氯化聚醚、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯、聚苯醚、聚苯乙烯、聚氨酯、聚异氰脲酸酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏二氯乙烯、以及它们的混合物。
在一个实施方式中，载体包括丙烯酸树脂。在某些实施方式中，丙烯酸树脂包括具有1-20个碳原子的一元醇的丙烯酸或甲基丙烯酸酯。
在某些实施方式中，载体是不可聚合的。在其它实施方式中，载体基本上不含聚合物。在一个实施方式中，载体包括聚烯烃。在某些实施方式中，载体包括茂金属聚合的聚烯烃。
在其它实施方式中，载体包括选自热塑性酚醛树脂、酚醛树脂、聚脲树脂以及它们的混合物。
在一个实施方式中，载体选自水、醇、醛、酮、酯、醚、胺、酰胺、烃、卤代烃、以及它们的混合物。
在另一个实施方式中，泡沫组合物还包括起泡剂。
在一个实施方式中，表面改性的纳米颗粒包括统计学平均的随机表面改性的纳米颗粒。
在一个实施方式中，表面改性的纳米颗粒包括表面基团，其溶解度参数与载体的溶解度参数相似。
在一个实施方式中，表面改性的纳米颗粒看上去溶解在载体中。
在另一个实施方式中，载体包括粘合剂组合物。在其它实施方式中，载体包括压敏粘合剂组合物。在一个实施方式中，压敏粘合剂组合物包括丙烯酸树脂。在某些实施方式中，丙烯酸树脂包括具有1-20个碳原子的一元醇的丙烯酸或甲基丙烯酸酯。在一个实施方式中，压敏粘合剂组合物包括丙烯酸异辛醇和丙烯酸共聚物。
在另一个实施方式中，载体包括热融熔粘合剂组合物。
在另一个实施方式中，本发明的特征在于包括上述泡沫组合物的粘合剂胶带(例如压敏粘合剂胶带)。在其它实施方式中，粘合剂胶带还包括基材和置于该基材上的泡沫组合物。在某些实施方式中，泡沫组合物包括丙烯酸树脂。在一个实施方式中，丙烯酸树脂包括具有1-20个碳原子的一元醇的丙烯酸或甲基丙烯酸酯。
另一方面，本发明以包括上述泡沫组合物的制品为特征。在一个实施方式中，该制品是垫圈。在其它实施方式中，该制品是汽车车体造型。
在其它方面，本发明的特征在于制造泡沫体的方法，它包括以足以在组合物中形成空穴的量向组合物中引入起泡剂，其中该组合物包括载体和置于该载体中的表面改性的纳米颗粒，并且该表面改性的纳米颗粒的粒径不超过100纳米。在某些实施方式中，引入起泡剂的步骤包括机械地搅拌该组合物。在某些实施方式中，引入起泡剂的步骤包括该组合物的至少一种组分发生化学反应。
在一个实施方式中，起泡剂选自液体、气体和固体起泡剂。在其它实施方式中，起泡剂包括选自空气、氮气、氧气、二氧化碳、氦气、氩气、氧化亚氮、以及它们的混合物的气体。在其它实施方式中，起泡剂包括载体组分的降解产物。
另一方面，本发明的特征在于制造胶带的方法，该方法包括基本上同时a)使包括载体和许多粒径小于约100纳米的表面改性的纳米颗粒的组合物起泡，以及b)在基材上涂布该组合物。
一方面，本发明的特征在于确定预定的载体和表面改性的纳米颗粒之间的相容性的方法，该方法包括a)选择表面改性的纳米颗粒，b)使表面改性的纳米颗粒与载体结合形成组合物，以及c)向组合物中引入起泡剂，其中如果该组合物形成了持久的泡沫，则表面改性的纳米颗粒与载体相容。
在其它方面，本发明的特征在于确定预定的载体和表面改性的纳米颗粒之间的相容性的方法，该方法包括a)选择表面改性的纳米颗粒，b)使表面改性的纳米颗粒与载体结合形成组合物，其中，如果该表面改性的纳米颗粒看上去溶解在载体中，则该表面改性的纳米颗粒与载体相容。
在某些方面，本发明的特征在于选择用于预定的载体的合适的表面改性的纳米颗粒的方法，该方法包括选择粒径小于约100纳米并且包括其溶解度参数与预定的载体的溶解度参数相似的附着的表面基团的表面改性的纳米颗粒，在载体中分散该表面改性的纳米颗粒，以及使载体起泡，其中，持久泡沫的存在表明该表面改性的纳米颗粒与载体相容。
另一方面，本发明的特征在于使组合物起泡的方法，该方法包括a)将通过上述方法确定的表面改性的纳米颗粒加入预定的载体中，以及b)使载体起泡。
具体实施例方式
术语“表面改性的纳米颗粒”是指包括附着在所述颗粒表面上的表面基团的颗粒。这些表面基团改变了颗粒的特性。
术语“持久的泡沫”是指组合物起泡后组合物中的气体空穴存在超过1分钟的时间。
术语“粒径”和“颗粒尺寸”是指颗粒的最大截面尺寸。如果颗粒以聚集物的形式存在，术语“粒径”和“颗粒尺寸”指聚集物的最大截面尺寸。
本发明者已经发现，包括表面改性的纳米颗粒的组合物能形成持久的泡沫。令人吃惊的是这些组合物能在没有表面活性剂的情况下形成持久的泡沫。由于一旦适宜的表面改性的纳米颗粒分布在整个组合物中能够起泡的组合物的种类很多，本发明具有较广的用途。
也可以配制含有表面改性的纳米颗粒的组合物来提供相对于不含表面改性的纳米颗粒的组合物改善的起泡效应，例如空穴数目增加、空穴的大小更加均匀、以及它们的组合。
这些泡沫组合物还可配制成不含挥发性的有机化合物和可燃溶剂。
本发明的其它特征可从以下对较佳实施方式的描述以及权利要求书中明显地得出。
泡沫组合物包括表面改性的纳米颗粒，例如置于载体中的粒径小于100纳米的无机纳米颗粒。泡沫组合物包括气体空穴，即气泡，它可以存在于组合物表面上、分布在组合物中、或者两者兼有。对某些用途而言，气体空穴均匀地分布在组合物中。该泡沫持久并且最好包括呈封闭小室形式的气体空穴的小室状结构。
该表面改性的纳米颗粒最好是分布在整个载体中的单个的、未缔合(即未聚集)的纳米颗粒，并且最好相互没有不可逆地缔合。术语“缔合”包括，例如共价键合、氢键键合、静电吸引、伦敦力、以及疏水性相互作用。
选择表面改性的纳米颗粒使得由其形成的组合物没有颗粒的凝聚或聚集，这种凝聚或聚集将影响组合物所需的性能，包括起泡性能。选择与要起泡的载体相容的表面改性的纳米颗粒。对包括多种组分的载体而言，可选择表面改性的纳米颗粒使之与至少一种载体的组分相容。
表面改性的纳米颗粒具有能改变纳米颗粒的溶解度特性的表面基团。选择表面基团使得颗粒与载体，包括例如载体的组分相容，其中，放置颗粒使得所得的组合物在起泡后形成持久的泡沫。例如，当组合物是可聚合的时，可选择表面基团与至少一种载体组分缔合或反应，以变成该组合物的聚合物网络的一部分。
一种评价表面改性的纳米颗粒与载体的相容性的方法包括确定当起泡剂引入组合物中时所得的组合物是否形成了持久的泡沫。对透明的载体而言，一种评价表面改性的纳米颗粒与透明载体的相容性的有用的方法包括使表面改性的纳米颗粒与载体混合，并观察表面改性的纳米颗粒看上去是否溶解在载体中使得所得的组合物是透明的。该表面改性颗粒的无机颗粒组分的性质使得表面改性颗粒实际上不能溶解在载体中，即该表面改性的纳米颗粒将分布在载体中，但是表面基团与载体的相容性使得表面改性的纳米颗粒看上去溶解在载体中。随着表面改性的纳米颗粒的尺寸增加，通常载体的浊度增加。选择较佳的表面改性的纳米颗粒使得它们不从载体上沉积出来。进一步评价载体与表面改性的纳米颗粒的相容性的步骤包括确定在随后引入了起泡剂之后组合物是否起泡。
也可基于表面基团和载体的溶解度参数来选择适当的表面基团。较佳地，该表面基团，或者产生该表面基团的试剂的溶解度参数与要起泡的载体的溶解度参数相似。例如，当要起泡的载体是疏水的时，本领域技术人员可从各种疏水表面基团中选择，得到与疏水载体相容的表面改性的颗粒。类似地，当要起泡的载体是亲水的时，本领域技术人员可从亲水表面基团中选择，并且当要起泡的载体是氟碳化合物时，本领域技术人员可从各种氟碳表面基团中选择。该颗粒还可包括至少两种不同的表面基团，它们结合在一起以提供具有与载体的溶解度参数相似的溶解度参数的颗粒。
可选择表面基团以提供统计学平均的随机表面改性颗粒。
这些表面基团以足以提供随后分散在载体中而不聚集的表面改性的纳米颗粒的量存在于颗粒表面上。较佳地，表面基团以足以在颗粒表面上形成单层，最好是连续的单层的量存在。
表面改性基团可由表面改性剂产生。示意性地，表面改性剂可用通式A-B表示，其中，基团A能附着在颗粒的表面上，基团B是可以与组合物的组分发生反应或者不发生反应的相容化基团。可选择相容化基团以使颗粒的极性较大、较小或没有极性。
适合种类的表面改性剂包括，例如硅烷、有机酸、有机碱和醇。
特别有用的表面改性剂包括硅烷。有用的硅烷的例子包括有机硅烷，例如烷基氯硅烷、烷氧基硅烷，例如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、异丙基三乙氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、聚三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙酰氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三苯氧基硅烷、乙烯基三(叔丁氧基)硅烷、乙烯基三(异丁氧基)硅烷、乙烯基三(异丙氧基)硅烷和乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷；三烷氧基芳基硅烷；异辛基三甲氧基硅烷；N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)甲氧基乙氧基乙氧基氨基甲酸乙酯；氨基甲酸N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)甲氧基乙氧基乙氧基乙酯；硅烷功能性(甲基)丙烯酸酯包括，例如3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(丙烯酰氧基丙基)甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基二甲基乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)甲基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)甲基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基二甲基乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙烯基三甲氧基硅烷和3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷；聚二烷基硅氧烷包括，例如聚二甲基硅氧烷，芳基硅烷包括，例如取代及未取代的芳基硅烷，烷基硅烷包括，例如取代及未取代的烷基硅烷包括，例如甲氧基和羟基取代的烷基硅烷，以及它们的组合。
例如，在美国专利Nos.4,491,508和4,455,205(Olsen等人)、美国专利Nos.4,478,876和4,486,504(Chung)和美国专利No.5,258,225(Katsamberis)中描述了使用硅烷功能性(甲基)丙烯酸酯对二氧化硅进行表面改性的方法。
有用的有机酸表面改性剂包括，例如碳的含氧酸(例如羧酸)、硫和磷的含氧酸、以及它们的组合。
具有羧酸官能团的极性表面改性剂的有代表性的例子包括CH3O(CH2CH2O)2CH2COOH(以下称MEEAA)和具有化学结构CH3OCH2CH2OCH2COOH的2-(2-甲氧基乙氧基)乙酸(以下称MEAA)和琥珀酸一(聚乙二醇)酯。
具有羧酸官能团的非极性表面改性剂的有代表性的例子包括辛酸、十二烷酸和油酸。
适宜的含磷的酸的例子包括膦酸包括，例如辛基膦酸、月桂基膦酸、癸基膦酸、十二烷基膦酸和十八烷基膦酸。
有用的有机碱表面改性剂包括，例如烷基胺包括，例如辛基胺、癸基胺、十二烷基胺和十八烷基胺。
其它有用的非硅烷表面改性剂的例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸β-羧乙酯、琥珀酸单-2-(甲基丙烯酰氧基乙基)酯、以及它们的组合。一种赋予纳米颗粒极性性能和反应性的有用的表面改性剂是琥珀酸单(甲基丙烯酰氧基聚乙二醇)酯。
适宜的表面改性醇的例子包括，例如脂肪醇包括，例如十八醇、十二醇、月桂醇和糠醇，脂环醇包括，例如环己醇，以及芳香醇包括，例如苯酚和苄醇，以及它们的组合。
当载体包括含芳香环的环氧树脂时，有用的表面改性基团可包括芳香环。特别适合于环氧树脂组合物的表面改性基团的例子公开于美国专利No.5,648,407(Goetz等人)。
用于对纳米颗粒的表面进行改性的各种方法包括，例如向纳米颗粒(例如，呈粉末或胶体分散液的形式)中加入表面改性剂，并使表面改性剂与纳米颗粒发生反应。其它有用的表面改性方法描述在例如美国专利Nos.2,801,185(Iler)和4,522,958(Das等人)中。
较佳地，纳米颗粒是无机的。适宜的无机纳米颗粒的例子包括二氧化硅和金属氧化物纳米颗粒，包括氧化锆、氧化钛、氧化铈、氧化铝、氧化铁、氧化钒、氧化锑、氧化锡、氧化铝/二氧化硅、以及它们的组合。纳米颗粒的平均粒径小于约100nm、较好是不超过约50nm、更好是3-50nm、再好是3-20nm、最好是5-10nm。如果纳米颗粒发生聚集，聚集颗粒的最大截面尺寸在这些较佳范围中的任一个之内。
有用的表面改性的氧化锆纳米颗粒包括吸附在颗粒表面的油酸和丙烯酸的组合。
有用的表面改性的二氧化硅纳米颗粒包括用硅烷表面改性剂进行了表面改性的二氧化硅纳米颗粒，硅烷表面改性剂包括例如丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、异辛基三甲氧基硅烷、以及它们的组合。二氧化硅纳米颗粒可用多种表面改性剂处理，这些表面改性剂包括例如醇、有机硅烷包括，例如烷基三氯硅烷、三烷氧基芳基硅烷、三烷氧基(烷基)硅烷、以及它们的组合和有机钛酸酯及它们的混合物。
纳米颗粒可呈胶体分散液的形式。有用的市售未改性二氧化硅初始材料包括纳米尺寸级的胶体二氧化硅，其以商品名NALCO 1040、1050、1060、2326、2327和2329胶体二氧化硅购自IL州Naperville的Nalco化学品公司。
有用的金属氧化物胶体分散液包括胶体氧化锆，其适宜的例子描述在美国专利No.5,037,579中，以及胶体氧化钛，其有用的例子描述在提交于1998年7月30日的名称为“用来制造透明的金属氧化物胶体和陶瓷的纳米尺寸的金属氧化物颗粒”的PCT公开文本No.WO 00/06495中。
可使用各种方法混合表面改性的纳米颗粒和载体。在一种方法中，使表面改性的纳米颗粒的胶体分散液与载体混合。然后除去组合物中存在的溶剂，留下分散在载体中的表面改性的纳米颗粒。溶剂可通过蒸发包括，例如蒸馏、旋转蒸发或烘箱干燥来除去。任选地，对某些胶体分散液，例如水性胶体分散液而言，在加入载体之前可向胶体分散液中加入共溶剂(例如，甲氧基-2-丙醇或N-甲基吡咯烷酮)以帮助除去水。在载体加入后，除去水和共溶剂。
另一种将表面改性的纳米颗粒的胶体分散液加入载体中的方法包括将表面改性的纳米颗粒的胶体分散液干燥成粉末，接着向要分散的纳米颗粒中加入载体或至少一种载体组分。干燥步骤可用常规手段如烘箱干燥或喷雾干燥来进行。表面改性的纳米颗粒最好具有足量的表面基团以防止干燥时的不可逆凝聚或不可逆聚集。对表面覆盖率小于100％的纳米颗粒而言，干燥时间和干燥温度宜最小化。
表面改性的纳米颗粒的胶体分散液可以以足以提供能起泡的组合物的量，最好是足以提供能形成持久泡沫的组合物的量加入载体中。表面改性的纳米颗粒可以以各种含量，包括例如占组合物总重量的0.1-70干重％、较好是0.5-30干重％、更好是0.8-30干重％、再好是1-10干重％、最好是2-10干重％存在于组合物中。表面改性的纳米颗粒宜分散在整个载体中，更好是均匀地分散在整个载体中。
可向组合物中加入共溶剂来增加表面改性剂和表面改性颗粒与其它组合物组分之间的相容性(例如溶解度或互溶性)。
泡沫组合物的载体可包括各种组分并且可呈固体、液体以及它们的混合物的形式。在起泡之前，载体最好是液体包括，例如溶液、乳化液、悬浮液、分散液、浆液和熔融液。基于泡沫组合物所需的性能包括，例如粘性、刚性、硬度、密度、体积、透明度、挠性、顺应性、弹性、蠕变性、强度模量的伸长率、耐化学性、耐温度性、耐环境性和可压缩性来选择载体。
载体的例子包括无机液体如水，以及有机液体包括，例如酸、醇、酮、醛、胺、醚、烃、卤代烃、单体、低聚物和聚合物。
有用的有机载体的例子包括天然和合成橡胶树脂，包括热固性橡胶以及热塑性橡胶和弹性体包括，例如丁腈橡胶(即丙烯腈-丁二烯)、聚异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、聚丁二烯橡胶、丁基橡胶、三元乙丙单体橡胶(EPDM)、Santoprene聚丙烯-EPDM弹性体、乙丙橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯橡胶、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯橡胶、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯橡胶、聚异丁烯橡胶、乙烯乙酸乙烯酯橡胶、硅橡胶包括例如聚硅氧烷、甲基丙烯酸酯橡胶、聚丙烯酸酯橡胶包括例如丙烯酸异辛酯和丙烯酸的共聚物、聚酯、聚醚酯、聚乙烯基醚、聚氨酯、以及它们的混合物及组合物包括，例如线型、辐射型、星型和锥形的嵌段共聚物。
其它有用的弹性体包括，例如氟弹性体包括例如聚三氟乙烯、聚偏二氟乙烯、六氟丙烯和氟化的乙烯-丙烯共聚物、氟硅酮和氯弹性体包括例如氯化的聚乙烯、以及它们的组合。
有用的热塑性树脂的例子包括聚丙烯腈、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈、纤维素、氯化的聚醚、乙烯乙酸乙烯酯、氟碳树脂包括聚氯三氟乙烯、聚四氟乙烯、氟化的乙烯-丙烯和聚偏二氟乙烯、聚酰胺包括例如聚己内酰胺、聚己二酰己二胺、聚亚己基癸二酰胺、聚十一烷酸酰胺(polyundecanoamide)、聚十二烷酸酰胺(polyauroamide)和聚丙烯酰胺、聚酰亚胺包括聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和聚-4-甲基戊烯、聚对苯二甲酸烷二醇酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氧化烯包括聚苯醚、聚苯乙烯、聚氨酯、聚异氰脲酸酯、乙烯基聚合物包括聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏二氯乙烯以及它们的组合。
有用的热固性树脂包括，例如聚酯和聚氨酯以及它们的杂合物和共聚物，包括例如酰化的尿烷和酰化的聚酯、氨基树脂(例如氨基塑料树脂)包括例如烷基化的脲甲醛树脂、三聚氰氨-甲醛树脂、丙烯酸酯树脂包括例如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、丙烯酸乙烯酯、丙烯酸化的环氧树脂、丙烯酸化的尿烷、丙烯酸化的聚酯、丙烯酸化的丙烯酸类树脂、丙烯酸化的聚醚、乙烯基醚、丙烯酸化的油剂和丙烯酸化的硅树脂、醇酸树脂如尿烷醇酸树脂、聚酯树脂、活性尿烷树脂、酚醛树脂包括例如甲阶酚醛树脂、酚醛清漆树脂和苯酚-甲醛树脂、苯酚/乳胶树脂、环氧树脂包括例如双酚环氧树脂、脂肪族和环脂族环氧树脂、环氧/尿烷树脂、环氧/丙烯酸酯树脂和环氧/聚硅酮树脂、异氰酸酯树脂、异氰脲酸酯树脂、聚硅氧烷树脂包括烷基烷氧基硅烷树脂、活性乙烯基树脂以及它们的混合物。
可选择载体来提供粘合剂组合物，该粘合剂组合物包括，例如压敏、热融熔、热固性和热塑性粘合剂组合物。载体可包括任意压敏粘合剂组合物包括，例如溶剂可涂布的、热融熔可涂布的、辐射可固化的(电子束、光化的包括，例如可见的和UV、以及热的)、水系乳剂型粘合剂以及它们的组合。适宜的压敏粘合剂组合物包括，例如粘性橡胶粘合剂，例如天然橡胶、烯烃、聚硅酮、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚氨酯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和其它弹性体，以及粘性和非粘性丙烯酸粘合剂组合物，包括丙烯酸异辛酯和丙烯酸的共聚物。
丙烯酸酯压敏粘合剂在现有技术中为人熟知。这些粘合剂中有许多是丙烯酸的烷基酯，以及任选地，少部分的低聚物的共聚物。有用的丙烯酸酯包括具有1-20个碳原子的一元醇的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，包括例如丙烯酸异辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异壬酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸己酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸十八烷酯以及它们的组合。用于丙烯酸酯系粘合剂组合物的其它有用的单体包括烯键式不饱和单体，包括例如丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、N-辛基丙烯酰胺、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丙酯以及它们的组合。其它有用的烯键式不饱和单体包括，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、取代的丙烯酰胺包括，例如N，N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、丙烯腈、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯和丙烯酸苄酯、以及它们的组合。
载体还可包括其它成分，包括例如引发剂、固化剂、固化促进剂、催化剂、交联剂、增粘剂、增塑剂、染料、阻燃剂、偶联剂、颜料、冲击改性剂、流动控制剂、起泡剂、填料、玻璃以及聚合物微球体和微粒，其它颗粒包括导电颗粒、导热颗粒、纤维、抗静电剂、抗氧化剂和UV吸收剂。
当载体包括单体时，聚合可通过各种常规的自由基聚合方法来进行，它可以是化学或辐射引发的，包括例如溶剂聚合、乳液聚合、悬浮聚合、本体聚合和辐射聚合包括，例如使用光辐射的方法包括，例如可见和紫外光、电子束辐射以及它们的组合。
有用的自由基引发剂包括热引发剂和光敏引发剂。所使用的引发剂的类型取决于聚合方法。光引发剂的例子包括苯偶姻醚如苯偶姻甲醚和苯偶姻异丙醚、取代的苯偶姻醚如茴香偶姻甲酯、取代的乙酰苯如2，2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯、以及取代的α-酮醇如2-甲基-2-羟基丙酰苯。
载体还可包括共聚合光引发剂包括，例如2-[4-(2-羟基-2-甲基丙烯酰基)苯氧基]乙基-2-甲基-N-丙烯酰基氨基丙酸酯和购自Ciba-Geigy公司的商品名为DAROCURZLJ 3331的可聚合光引发剂，以及产生光酸(photoacid)的引发剂包括，例如Sartomer公司(Exton，PA)的商品名为SarCat CD-1012的二芳基碘鎓六氟锑酸盐和Sartomer公司的商品名为SarCat CD-1011的三芳基锍六氟磷酸盐。
适宜的热引发剂的例子包括过氧化物如过氧化苯甲酰、过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰、过氧化环己烷、过氧化甲基乙基酮、氢过氧化物包括，例如丁基氢过氧化物和枯烯基氢过氧化物、过氧二碳酸二环己酯、过苯甲酸叔丁酯、以及偶氮化合物，例如2，2-偶氮-二(异丁腈)(AJBN)以及它们的组合。市售的热引发剂的例子包括购自DuPont Specialty Chemical公司(Wilmington，DE)的商品名为“VAZO”的引发剂，包括VAZO 64(2，2′-偶氮二(异丁腈))、VAZO 52、VAZO65和VAZO 68，以及购自ElfAtochem North America公司(费城，PA)的商品名为“Lucidol”的热引发剂、和购自Uniroyal Chemical公司(Middlebury，CT)的商品名为“Celogen”的引发剂。
引发剂以有效促进组合物中单体聚合的量使用，并且用量的改变取决于，例如引发剂的种类、引发剂的分子量、所得的粘合剂组合物的预期用途、以及聚合方法包括，例如该方法的温度。
组合物可进行交联以改变组合物的性能。交联可通过使用高能辐射如γ-或电子束辐射在有或没有交联剂的情况下进行。可以向可聚合单体的混合物中加入一种交联剂或者几种交联剂的组合来促进交联。
有用的辐射固化交联剂包括多官能丙烯酸酯，比如公开于美国专利No.4,379,201(Heilmann等人)的二丙烯酸1，6-己二醇酯、三丙烯酸三羟甲基丙酯、二丙烯酸1，2-乙二醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯、二丙烯酸1，12-十二烷醇酯及它们的组合，以及公开于美国专利No.4,737,559(Kellen等人)的可共聚合的芳香酮共聚单体。适宜的紫外光源包括，例如中压汞灯和紫外黑光。
可聚合单体组合物还可以包括链转移剂。链转移剂宜在聚合之前溶于单体混合物中。适宜的链转移剂的例子包括三乙基硅烷和硫醇。
组合物宜在表面改性的纳米颗粒分散在整个载体中后起泡，更好是在表面改性的纳米颗粒均匀分散在整个载体中后起泡。组合物可以根据各种起泡方法，包括描述在例如美国专利Nos.5,024,880、4,895,745和4,748,061(Vesley等人)中方法来起泡。
组合物通过使用各种机制，包括例如机械机制、化学机制及它们的组合在组合物中形成气体空穴来起泡。
有用的机械起泡机制包括，例如搅拌，如摇动、搅动、或搅打组合物及它们的组合，向组合物中注射气体，如在组合物的表面下插入注口和将气体吹入组合物中，以及它们的组合。
有用的化学起泡机制包括，例如通过化学反应当场产生气体、分解组合物的组分包括，例如在热分解时产生气体的组分、蒸发组合物的组分包括，例如液化气、通过减小对组合物的压力或加热组合物来挥发组合物中的气体、以及它们的组合。
原则上，任何可以用来使组合物起泡的起泡剂包括，例如化学起泡剂和物理起泡剂包括，例如无机和有机起泡剂。
化学起泡剂的例子包括水和偶氮系、碳酸酯系和酰肼系分子包括，例如4，4′-氧二(苯磺酰)肼、4，4′-氧苯磺酰氨基脲、偶氮二碳酰胺、对甲苯磺酰氨基脲、偶氮二羧酸钡、偶氮二异丁腈、苯磺酰肼、三肼基三嗪、偶氮二羧酸的金属盐、草酸酰肼、1，2-亚肼基羧化物、二苯醚-4，4′-二磺基酰肼、四唑化合物、碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸盐化合物和多碳酸的制品、以及柠檬酸和碳酸氢钠的混合物、N，N′-二甲基-N，N′-二亚硝基-对苯二酰胺、N，N′-二亚硝基五亚甲基四胺和它们的组合。
适宜的无机物理起泡剂包括，例如氮、氩、氧、水、空气、氦、六氟化硫和它们的组合。
有用的有机物理起泡剂包括二氧化碳、脂肪烃、脂肪醇、全部和部分卤化的脂肪烃包括，例如二氯甲烷，及它们的组合。适宜的脂肪烃起泡剂的例子包括链烷系列的烃组分包括，例如甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷及它们的混合物。有用的脂肪醇包括，例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和它们的组合。适宜的全部及部分卤化的脂肪烃包括，例如氟碳、氯碳、氯氟碳及它们的组合。
氟碳起泡剂的例子包括氟甲烷、全氟甲烷、氟乙烷、1，1-二氟乙烷(HFC-152a)、氟乙烷(HFC-161)、1，1，1-三氟乙烷(HFC-134a)、1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)、1，1，2，2-四氟乙烷(HFC-134)、1，1，1，3，3-五氟丙烷、五氟乙烷(HFC-125)、二氟甲烷(HFC-32)、全氟乙烷、2，2-二氟丙烷、1，1，1-三氟丙烷、全氟丙烷、二氯丙烷、二氟丙烷、全氟丁烷、全氟环丁烷、以及它们的组合。
有用的部分卤化的氯碳和氯氟碳起泡剂包括氯甲烷、二氯甲烷、氯乙烷、1，1，1-三氟乙烷、二氯-1-氟乙烷(HCFC-141b)、1-氯-1，1-二氟乙烷(HCFC-142b)、氯二氟甲烷(HCFC-22)、1，1-二氯-2，2，2-三氟乙烷(HCFC-123)和1-氯-1，1，2，2-四氟乙烷(HCFC-124)、以及它们的组合。
有用的全部卤化的氯氟碳的例子包括三氯单氟甲烷(CFC-11)、二氯二氟甲烷(CFC-12)、三氯-三氟乙烷(CFC-113)、二氯四氟乙烷(CFC-114)、氯七氟丙烷、二氯六氟丙烷、以及它们的组合。
起泡剂可以以单个组分、其混合物及组合物使用，也可与其它共起泡剂的混合物一起使用。起泡剂以足以达到所需泡沫密度的量加入组合物中。
载体还可包括成核剂。成核剂可以是任何常规成核剂。要加入的成核剂的量取决于所需的孔度、所选择的起泡剂和载体的密度。呈微粒形式的无机成核剂的例子包括粘土、滑石、氧化硅和硅藻土。有机成核剂可在给定的温度下分解或反应。
一个有机成核剂的例子是多羧酸的碱金属盐与碳酸盐或碳酸氢盐的组合。有用的多羧酸的碱金属盐的例子包括2，3-二羟基-丁二酸的单钠盐(即酒石酸氢钠)、丁二酸的单钾盐(即琥珀酸氢钾)、2-羟基-1，2，3-丙烷三羧酸的三钠和三钾盐(即分别为柠檬酸钠和柠檬酸钾)、乙二酸的二钠盐(即草酸钠)和多羧酸如2-羟基-1，2，3-丙烷三羧酸的二钠盐、及它们的组合。碳酸盐和碳酸氢盐的例子包括碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钾、碳酸钙、及它们的组合。一种预期的组合是多羧酸的单碱金属盐，如柠檬酸单钠或酒石酸单钠与碳酸盐或碳酸氢盐的组合。预期可以将不同成核剂的混合物加入载体中。其它有用的成核剂包括柠檬酸和碳酸氢钠的化学剂量混合物。
可选择泡沫组合物的组分以提供适用于各种用途的泡沫组合物。泡沫体用途的有代表性的例子包括粘合剂、浮选剂、汽车工业中的应用包括，例如车体模塑、与汽车施釉有关的应用包括，例如垫圈和密封剂、建筑工业中的应用包括，例如结构部件如各种尺寸的木材、成形的密封面、桩、梁和成形的部件、轻质陶瓷包括，例如预制和当场制作的建筑材料包括，例如胶结材料和生石膏材料如块、板、盘、屋顶盖和地板、垃圾盖、气味阻挡物、灰尘盖、灭火和防水泡沫、液体密闭栅(例如油溢出密闭栅)、和用于空穴的填料如油井和隧道及土壤中存在的空穴。泡沫体的其它用途包括包装、商业的清洁产品包括，例如用于竖向清洁用途的净化器、墨水、脱墨组合物、表面涂层包括，例如用于纸和织物处理的起泡涂层。
还可配制用于以下用途的泡沫组合物起泡的个人护理产品包括，例如头发护理组合物、剃须组合物和皮肤护理组合物；医学用途包括，例如绷带和创伤敷料；以及家庭和工业用途包括，例如杯、盘、耳塞、垫子、枕头、绝缘材料、阻尼器包括，例如用来抑制声音、吸收振动(包括，例如减轻机器盖的振动)及它们的组合、以及挡板。
在另一个实施方式中，配制泡沫组合物用作垫圈或封条来密封出隔绝灰尘、湿气、有机蒸气及它们的组合的区域。密封应用的例子包括密封计算机打印机中部件之间的间隙、密封电子设备以及密封天窗设备。
可配制泡沫组合物来提供柔性的、顺应的并适用于填塞间隙及粘结不规则表面的泡沫体。当粘结粗糙的或不规则的表面时，宜进一步选择泡沫带的性能和配方，提供在粘结的区域中压力分布均匀的泡沫带。还可配制泡沫体来提供密封、减轻振动、阻尼振动、抗冲击、承受较广的温度范围的粘结线，或者提供良好的绝缘性能或提供这些性能的组合。
泡沫组合物可以呈带子的形式，包括例如压敏粘合剂胶带。有用的泡沫带结构包括置于基材(例如衬背或防粘衬里)上的泡沫组合物，并且任选地以卷绕的形式绕起。在某些实施方式中，泡沫带的结构包括置于泡沫带表面上的粘合剂组合物，其形成了具有位于泡沫带一面上的粘合剂层的带子，即单面涂布的粘合剂泡沫带。在另一个实施方式中，泡沫组合物可以呈具有位于泡沫带两个主表面上的粘合剂层的带子的形式，它被称为双面涂布的泡沫带。
粘合剂泡沫体具有各种有用的用途，包括例如将两片基材粘结在一起；用于安装的使用物品包括，例如钩子、衣架和托架的安装用途；连接用途包括，例如为随后的分开而将两个或两个以上的容器如箱子接在一起；将物品粘合在表面包括，例如墙、地板、天花板和柜台上；以及替代机械接合件、胶泥或液体胶。粘合泡沫体的其它用途包括，例如作为结构粘合剂和当场起泡的粘合剂。
在其它实施方式中，泡沫组合物包括其它组分，包括例如纤维织品、膜、薄的纱织品及它们的组合，它们分布在泡沫体中或者以层结构与泡沫组合物放置，例如呈交替层、交叉层及它们的组合形式。其它有用的泡沫体结构包括多层泡沫体结构，这些结构包括泡沫层，各层之间至少有一种性能，如密度和组成不同。
泡沫组合物还可用于后加工，包括例如冲切、交联和灭菌。
本发明将通过以下实施例作进一步的描述。实施例中所述的所有的份、比例、百分比和含量都是重量的，除非另有规定。
实施例试验步骤实施例中使用的试验步骤如下L值的确定使用Hunter Lab D25A光学传感器比色计(得自VA州Reston的HunterAssociates实验室)确定试样的L值。所述L值是在1-100的量度(其中值为1时是黑色，值为100时是白色)上试样的亮度或暗度。将试样置于比色计中并将用来校准比色计的‘黑色’控制盘置于试样背后。从仪器上读出‘L’值。根据该试验方法，试样中氮含量较高将使得起泡更为分散，相应地使散射更小，得到较高的‘L’值。
五甲基(2-[三(2-甲氧基乙氧基)甲硅烷基]乙基)二硅氧烷偶联剂的制备通过在145g庚烷中混合143.86g三(2-甲氧基乙氧基)乙烯基硅烷(得自WI州Milwaukee市Aldrich Chemical公司)和76.14g五甲基二硅氧烷(得自PA州Tullytown的Gelest公司)，并来制备五甲基(2-[三(2-甲氧基乙氧基)甲硅烷基]乙基)二硅氧烷偶联剂(“硅烷偶联剂A”)。向0.3g庚烷中加入一滴铂(0)二乙烯基四甲基二硅氧烷催化剂(根据美国专利No.3,814,730的步骤来制备)以形成溶液。将0.1g该溶液加入上述反应混合物中，然后在氮气氛中搅拌过夜但不加热。反应持续进行直到确定使用红外光谱(IR)观测的Si-H峰消失作为反应结束。在减压下通过蒸发将庚烷从组合物中除去以给出硅烷偶联剂A。
用硅烷偶联剂A进行表面改性的氧化硅纳米颗粒的制备用硅烷偶联剂A进行表面改性的氧化硅纳米颗粒的制备按下述进行在1加仑的玻璃罐中混合525g平均粒径为5nm且表面积约为600m2/g的NALCO 2326 15固体重量％的氨稳定化的胶体氧化硅(据制造商，IL州Naperville的Nalco Chemical公司报道)、83.7g硅烷偶联剂A和1010g 1-甲氧基-2-丙醇(得自Aldrich公司)。将装有混合物的罐密封，置于通风炉中并在80℃加热过夜。然后将混合物转移到干燥用的蒸发碟中，并在150℃的通风炉中干燥，产生118.8g的白色固体颗粒。
用硅烷偶联剂A/γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷进行表面改性的氧化硅纳米颗粒的制备用硅烷偶联剂A和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷进行表面改性的氧化硅纳米颗粒的制备按下述进行在1加仑的玻璃罐中混合106.93g硅烷偶联剂A、3.25gSILQUEST A-174γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(得自NY州Endicott的OsiSpecialties公司)、1940g 1-甲氧基-2-丙醇和1000g NALCO 2326胶体氧化硅。将装有混合物的罐密封。然后摇动混合物以确保混合，置于炉子中于80℃加热过夜。然后，将混合物置于150℃的通风炉中干燥，产生白色固体颗粒。
用异辛基硅烷进行表面改性的氧化硅纳米颗粒的制备用异辛基三甲氧基硅烷进行表面改性的氧化硅纳米颗粒的制备按下述进行在1加仑的玻璃罐中混合61.42g BS1316异辛基三甲氧基硅烷(得自MI州Adrian的Wacker Silicones公司)、1940g 1-甲氧基-2-丙醇和1000g NALCO 2326胶体氧化硅。摇动混合物以确保混合，然后置于炉子中于80℃加热过夜。然后，将混合物置于150℃的通风炉中干燥，产生白色固体颗粒。
甲氧基乙氧基乙氧基乙氧基脲基丙基三乙氧基硅烷偶联剂的制备甲氧基乙氧基乙氧基乙氧基脲基丙基三乙氧基硅烷偶联剂(“硅烷偶联剂B”)通过将50.02g三乙二醇单甲酯(得自Aldrich公司)和46g甲基乙基酮加入配备有磁力搅拌棒的250ml圆底烧瓶中来制备。大部分甲基乙基酮通过旋转蒸发除去。将76.03g 3-异氰酸基丙基三乙氧基硅烷(得自PA州Bristol的United ChemicalTechnologies公司)和约3mg二月桂酸二丁锡(得自Aldrich公司)加入烧瓶中并搅拌混合物。该反应是低放热反应。反应进行约16个小时，在此后红外光谱显示小的异氰酸酯峰。另将0.1g三乙二醇单甲酯加入该组合物中，并且在减压及70℃下，通过旋转蒸发除去剩余的甲基乙基酮，得到硅烷偶联剂B。使用红外光谱测得没有可观察的异氰酸酯峰。
用硅烷偶联剂B进行表面改性的氧化硅纳米颗粒的制备用硅烷偶联剂B进行表面改性的氧化硅纳米颗粒通过向1夸脱的玻璃罐中加入200g平均粒径为20nm且表面积约为150m2/g的Nalco 2327 40固体重量％的氨稳定化的胶体氧化硅(据制造商，Nalco Chemical公司报道)来制备。于搅拌下，将226g去离子水和8.47g硅烷偶联剂B加入胶体分散液中。将罐密封，并在80℃加热18小时，生成在水中18重量％的用硅烷偶联剂B进行表面改性的氧化硅纳米颗粒的澄清的蓝色胶体分散液。
丙烯酸异辛酯/丙烯酸(81.5/18.5)中的用硅烷偶联剂A/硅烷偶联剂B改性的氧化硅纳米颗粒的制备用硅烷偶联剂A/硅烷偶联剂B进行表面改性的氧化硅纳米颗粒通过向1夸脱的玻璃罐中加入400.43g Nalco 2326胶体氧化硅来制备。将452.97g 1-甲氧基-2-丙醇、6.43g硅烷偶联剂B和31.40g硅烷偶联剂A混合在仪器，并在搅拌下加入胶体氧化硅中。将罐密封，并在80℃加热18小时，生成用硅烷偶联剂A/硅烷偶联剂B进行表面改性的氧化硅纳米颗粒的浆液(“浆液A”)。
将239.07g浆液A和30.03g丙烯酸异辛酯加入1升的圆底烧瓶中。在减压下通过旋转蒸发从组合物中除去水和醇。将烧瓶从旋转蒸发器中移开，另加入266.56g浆液A和30.17g丙烯酸异辛酯。在减压下通过旋转蒸发除去剩余的醇和水。在此从旋转蒸发器中移去烧瓶，另加入323.28g浆液A和30.04g丙烯酸异辛酯。在减压下通过旋转蒸发除去剩余的醇和水。
得到147.03g含有约38.4％的氧化硅的粘性胶体分散液。将20.56g丙烯酸加到144g粘性胶体分散液中并充分地混合。
实施例1实施例1通过向0.9g去离子水中加入在水中的18重量％的用硅烷偶联剂B进行表面改性的氧化硅纳米颗粒的胶体分散液来制备。然后手摇试样以产生泡沫。观察泡沫稳定1分钟以上。
比较例1比较例1通过用与实施例1相同的摇动时间摇动去离子水来制备。没有观察到泡沫。
实施例2实施例2通过向1.96g甲苯中加入0.04g用异辛基硅烷进行表面改性的氧化硅纳米颗粒来制备。然后手摇试样以产生泡沫。观察泡沫稳定1分钟以上。
比较例2比较例2通过用与实施例2相同的摇动时间摇动2g甲苯来制备。没有观察到泡沫。
实施例3实施例3通过向1.96g乙酸乙酯中加入0.04g用硅烷偶联剂A进行表面改性的氧化硅纳米颗粒来制备。然后手摇试样以产生泡沫。观察泡沫稳定1分钟以上。
比较例3比较例3通过用与实施例3相同的摇动时间摇动2g乙酸乙酯来制备。没有观察到泡沫。
组合物A的制备通过混合87.5份丙烯酸异辛酯、12.5份丙烯酸和0.04份IRGACURE 651 2，2-二甲氧基-1，2-二苯乙烷-1-酮光引发剂(得自NY州Tarrytown的Ciba Specialty公司)来制备浆液，然后使用紫外辐射部分地聚合该混合物，提供粘度约3000cPs的浆液。组合物A通过向浆液中另加入0.19g IRGACURE651和0.55g 1，6-二丙烯酸己二醇酯来制备。参照物1-6和实施例4-11中使用30g组合物A。
参照物1-6参照物1是组合物A。
使用氮气在低压(即小于2psi)下通过其进入组合物中的烧结的玻璃管搅拌该组合物来使参照物1起泡。烧结的玻璃管约6英寸长，包括标称直径为10mm、标称长度为16mm的烧结的注口端，并与氮气源相连。搅拌该组合物约2分钟，或者到观察不到试样另外起泡为止。
然后使用缺口试棒涂布器以厚度为40密耳涂布在3密耳厚的涂布了聚硅酮的透明聚对苯二甲酸乙二酯防粘衬里之间涂布起泡试样，接着立即将涂布的试样直接置于单个15瓦Blacklight F15T8-BL灯泡(通用电气公司产品)双灯泡容量电灯组件(型号XX-15L(CA州UVP San Gabriel公司产品))下面进行固化，使得灯泡与试样的间隔约为6.3mm。然后对试样进行辐射约3分钟，将泡沫永久固定在位置上。
参照物2通过混合98重量％的组合物A和2重量％的Dow Corning 1250表面活性剂(MI州Midland的Dow Corning公司产品)来制备。然后如参照物1所述使该试样组合物起泡并固化。
参照物3通过混合98重量％的组合物A和2重量％干燥的NALCO 2326氧化硅纳米颗粒来制备。然后如参照物1所述使该试样组合物起泡并固化。
参照物4通过混合98重量％的组合物A和2重量％的AEROSIL R-972二甲基甲硅烷基改性的热解法二氧化硅(NJ州Ridgefield Park的Degussa公司产品)来制备。然后如参照物1所述使该试样组合物起泡并固化。
参照物5通过混合98重量％的组合物A和2重量％的CABOSIL M-5疏水热解法二氧化硅(IL州Naperville的Cabot公司产品)来制备。然后如参照物1所述使该试样组合物起泡并固化。
参照物6通过混合98重量％的组合物A和2重量％的AEROSIL R805正辛基甲硅烷基改性的热解法二氧化硅(Degussa公司产品)来制备。然后如参照物1所述使该试样组合物起泡并固化。
实施例4-11实施例4通过混合98重量％的组合物A和2重量％的用异辛基硅烷进行表面改性的二氧化硅纳米颗粒来制备。
然后，使用氮气在低压(即小于2psi)下通过其进入组合物中的烧结的玻璃管搅拌该组合物来使实施例4的组合物起泡。烧结的玻璃管约6英寸长，包括标称直径为10mm、标称长度为16mm的烧结的注口端，并与氮气源相连。搅拌该组合物约2分钟，或者到观察不到试样另外起泡为止。
然后使用缺口试棒涂布器以厚度为40密耳涂布3密耳厚的涂布了聚硅酮的PET防粘衬里之间涂布起泡试样，接着立即将涂布的试样直接置于单个15瓦Blacklight F15T8-BL灯泡(通用电气公司产品)双灯泡容量电灯组件(型号XX-15L(CA州UVP San Gabriel公司产品))下面进行固化，使得灯泡与试样的间隔约为6.3mm。然后对试样进行辐射约3分钟，将泡沫永久固定在位。
实施例5通过混合99.7重量％的组合物A和0.3重量％的用硅烷偶联剂A/γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷进行表面改性的二氧化硅纳米颗粒来制备。然后如实施例4所述使该试样组合物起泡并固化。
实施例6通过混合99.3重量％的组合物A和0.7重量％的用硅烷偶联剂A/γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷进行表面改性的二氧化硅纳米颗粒来制备。然后如实施例4所述使该试样组合物起泡并固化。
实施例7通过混合98.5重量％的组合物A和1.5重量％的用硅烷偶联剂A/γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷进行表面改性的二氧化硅纳米颗粒来制备。然后如实施例4所述使该试样组合物起泡并固化。
实施例8通过混合98重量％的组合物A和2重量％的用硅烷偶联剂A/γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷进行表面改性的二氧化硅纳米颗粒来制备。然后如实施例4所述使该试样组合物起泡并固化。
实施例9通过混合98重量％的组合物A和2重量％的用硅烷偶联剂A/硅烷偶联剂B进行表面改性的二氧化硅纳米颗粒/丙烯酸异辛酯/丙烯酸的组合物来制备。然后如实施例4所述使该试样组合物起泡并固化。
实施例10通过混合98重量％的组合物A和2重量％的用硅烷偶联剂A进行表面改性的二氧化硅纳米颗粒来制备。然后如实施例4所述使该试样组合物起泡并固化。
实施例11通过混合97重量％的组合物A、2重量％的用硅烷偶联剂A/硅烷偶联剂B进行表面改性的二氧化硅纳米颗粒和1重量％的Dow Corning 1250表面活性剂来制备。然后如实施例4所述使该试样组合物起泡并固化。
参照物1-6和实施例4-11的起泡并固化的试样的L值根据L值测试法来确定。结果示于表1。
表1
起泡热塑性组合物参照物7-8和实施例12-13通过在PLASTI-CORDER双转子搅和机(NJ州South Hackensack的C.W.Brabender Instruments公司产品)中熔熔融约45g由ASTM D1238(DE州Wilmington的DuPont Dow Elastomers公司产品)测得熔点为60℃、熔体流速为5g/10min的ENGAGE 8200热塑性聚烯烃弹性体来制备试样。当试样熔化时，将2重量％的CELOGEN 754-A起泡剂(Uniroyal Chemical公司产品)混入该聚合物熔体中。对包括纳米颗粒的组合物而言，在起泡剂全部混入聚合物之后，将2重量％的纳米颗粒(表2中规定的类型)加入该聚合物混合物中。然后从搅和机中移去该混合物。
然后，将该聚合物混合物放置在两块聚酯膜之间并在液压机中展平(在顶部和底部加热至约135℃)至厚度约为0.1-1.3mm。
接着将试样切割成约1英寸×1英寸的片。使用测径规测量各试样的厚度。然后将试样置于约180℃的烘箱中来活化起泡剂并使试样起泡。分别在2、5、10或15分钟之后从烘箱中取出起泡的试样并冷却至室温。再次使用测径规测量试样厚度。计算各时段厚度增加的平均百分比。增加的百分比较高表明起泡较多。结果示于表2。
表2
其它实施方式描述在权利要求书中。
权利要求
1.一种泡沫组合物，它包括载体；配置于所述载体中的表面改性的纳米颗粒，所述单个纳米颗粒的粒径小于约100纳米。
2.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述泡沫体基本上不含表面活性剂。
3.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于它还包含表面活性剂。
4.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述表面改性的纳米颗粒占所述组合物的至少约0.5重量％。
5.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述单个纳米颗粒的粒径不超过约50纳米。
6.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述纳米颗粒选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化钒、氧化铈、氧化铁、氧化锑、氧化锡、氧化铝/二氧化硅、以及它们的组合。
7.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述纳米颗粒包含选自疏水基团、亲水基团、以及它们的组合的表面基团。
8.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述纳米颗粒包含衍生自一种试剂的表面基团，此种试剂选自硅烷、有机酸、有机碱、以及它们的组合。
9.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述纳米颗粒包含衍生自一种试剂的有机硅烷基表面基团，此种试剂选自烷基硅烷、芳基硅烷、烷氧基硅烷、以及它们的组合。
10.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述纳米颗粒包含衍生自一种试剂的表面基团，此种试剂选自羧酸、磺酸、膦酸、以及它们的组合。
11.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述载体包含单体、低聚物或聚合物、或者它们的组合。
12.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述载体包含聚合物，此种聚合物选自热塑性聚合物、热固性聚合物、弹性体、以及它们的混合物。
13.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述载体包含聚合物，此种聚合物选自聚酯、聚氨酯、氨基树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、异氰酸酯树脂、异氰脲酸酯树脂、聚硅氧烷树脂、以及它们的混合物。
14.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述载体包含丙烯酸树脂。
15.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述载体是不可聚合的。
16.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述载体基本上不含聚合物。
17.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述载体包含聚烯烃。
18.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述载体包含茂金属聚合的聚烯烃。
19.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述载体包含树脂，此种树脂选自酚醛清漆树脂、甲阶酚醛树脂和聚脲树脂、以及它们的混合物。
20.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述载体包含丙烯酸异辛酯和丙烯酸。
21.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述载体选自水、醇、醛、酮、酯、醚、胺、酰胺、烃、卤代烃、以及它们的混合物。
22.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于它还包含起泡剂。
23.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述表面改性的纳米颗粒包含具有与所述载体的溶解度参数相近的溶解度参数的表面基团。
24.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述表面改性的纳米颗粒看上去溶解在所述载体中。
25.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述载体包含粘合剂组合物。
26.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述载体包含压敏粘合剂组合物。
27.根据权利要求26所述的泡沫组合物，其特征在于所述压敏粘合剂组合物包含丙烯酸树脂。
28.根据权利要求1所述的泡沫组合物，其特征在于所述载体包含热熔性的粘合剂组合物。
29.一种粘合剂胶带，它包含权利要求1的泡沫组合物。
30.一种压敏粘合剂胶带，它包含权利要求1的泡沫组合物。
31.根据权利要求30所述的压敏粘合剂胶带，其特征在于所述泡沫组合物包含丙烯酸树脂。
32.一种制品，它包含权利要求1的泡沫组合物。
33.一种制造泡沫组合物的方法，它包括以足够在所述组合物中形成空穴的量将起泡剂加入权利要求1的组合物中。
34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于所述加入起泡剂的步骤包括搅拌所述组合物。
35.根据权利要求33所述的方法，其特征在于所述加入起泡剂的步骤包括使所述组合物的至少一种组分发生化学反应。
36.根据权利要求33所述的方法，其特征在于所述起泡剂选自液体、气体和固体起泡剂。
37.根据权利要求33所述的方法，其特征在于所述起泡剂包含一种气体，此种气体选自空气、氮气、氧气、二氧化碳、氦气、氩气、氧化亚氮、以及它们的混合物。
38.根据权利要求34所述的方法，其特征在于所述起泡剂包含所述组合物的组分的降解产物。
39.一种制造胶带的方法，它包括基本上同时a)使权利要求1的组合物起泡；b)在基材上涂布所述组合物。
40.一种确定预定的载体和表面改性的纳米颗粒之间的相容性的方法，它包括a)选择表面改性的纳米颗粒；b)使所述表面改性的纳米颗粒与所述载体混合，形成组合物；c)向所述组合物中引入起泡剂，其特征在于，如果所述组合物形成了持久的泡沫或者看上去溶解在所述载体中，则所述表面改性的纳米颗粒与所述载体相容。
41.一种使组合物起泡的方法，它包括a)将通过权利要求40的方法确定的表面改性的纳米颗粒加入权利要求40的预定的载体中；b)使载体起泡。
全文摘要
一种泡沫组合物，它包括载体和配置于该载体中的表面改性的纳米颗粒。单个纳米颗粒的粒径小于约100纳米。
文档编号C09J5/08GK1503819SQ01821789
公开日2004年6月9日 申请日期2001年12月26日 优先权日2001年1月8日
发明者B·U·科尔布, B U 科尔布, J·R·小巴兰, 小巴兰, M·A·约翰逊, 约翰逊, G·G·约翰逊, M·P·莱曼, 莱曼, J·S·索科斯基, 索科斯基 申请人:3M创新有限公司