硬质聚合物泡沫制造技术

描述了具有树脂吸收的特定特征的硬质聚合物泡沫和结构元件，所述结构元件适于用作由所述硬质聚合物泡沫制成的多层结构元件中的芯层。

Rigid polymer foam

【技术实现步骤摘要】
硬质聚合物泡沫本专利技术涉及硬质闭孔聚合物泡沫。本专利技术的
属于膨胀聚合物材料或硬质聚合物泡沫领域，具体地，属于膨胀PET聚合物材料的平面结构元件，例如板材、面板或片材。更具体地，涉及从热塑性聚合物开始，通过连续挤出或自由或强制膨胀成型获得的聚合物泡沫，该聚合物泡沫可以经化学或物理膨胀剂、成核剂、电荷稀释剂、稳定剂、交联剂进行改性。众所周知，当生产聚合物泡沫，尤其是生产PET泡沫时，聚合物与包括膨胀剂在内的多种添加剂通过例如连续挤出方法进行混合，产生连续的多孔泡沫板，该多孔泡沫板表现为非平坦的表面膜或表面，该表面膜或表面必须通过适当的处理方法除去，从而获得孔泡沫，即具有暴露的多孔性的泡沫，该暴露的多孔性的泡沫可以随后通过将树脂抓持到聚合物泡沫元件的表面而粘附。然而，当孔具有过大的尺寸时，膨胀聚合物泡沫元件对树脂的吸收会过大。用粘合剂或层压树脂处理是重要的，因为层压材料或复合材料(泡沫+树脂+增强纤维)是用于例如海军、航空航天应用、风力涡轮机等的成品。并且聚合物泡沫元件，尤其平板板材的表面特性对于最终产品的特性，尤其在使树脂的吸收最小化上是至关重要的，树脂只能渗透在表面上存在的开孔，并且其中吸收的树脂的量取决于表面上开孔体积的可用性。因此，在聚合物泡沫暴露的表面上具有开口的孔以允许树脂的物理抓持是重要的；然而，如果表面上的开口体积太大，则树脂吸收变得过大，导致用该硬质聚合物泡沫生产的层压材料或复合元件的重量增加，并且相反地，不再对树脂的粘附性提供任何积极的影响，完全违背通过将轻质聚合物泡沫插入层压材料来实现减轻重量的目标。现有技术已经面临该问题，例如，专利US8722751具体公开了孔尺寸的减小与树脂吸收的减小有关。相反地，专利申请US20150125686公开了热金属丝切割法，其涉及将孔密封(由于其熔化)，表现为树脂吸收的减少。专利申请US2016001633还公开了采用热板通过压力和温度作用的表面熔化法密封泡沫表面，从而降低树脂吸收。然而，在PET泡沫的情况下，从技术上和经济上讲，目前使用的方法很难将孔尺寸减小到≤0.6mm，因为必须在高压下操作并且必须使温度大大降低：实际上，相关装置在项目水平上很昂贵且具有较高的能耗。此外，作为前述问题的替代方案，表面孔的密封包括减少树脂对泡沫的机械抓持，从而减少树脂粘附。事实上，密封控制非常复杂，需要特殊的机械装置，然而，在表面密封不足的情况下，会导致树脂的粘附力不足。本专利技术的目的是确定克服了上述缺点的硬质聚合物泡沫，尤其是具有例如能够保证良好的机械抓持的表面，从而保证随后涂覆的树脂的最佳粘附性，但同时只吸收必要量的树脂。因此，本专利技术的目的涉及硬质聚合物泡沫，在聚合物泡沫表面存在的开口的深度的平均尺寸不大于泡沫的平均孔径，表示为孔平均直径并根据ISO28962001EANNEXA测定。本专利技术的聚合物泡沫的挤出和膨胀聚合物材料优选是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。本专利技术的硬质聚合物泡沫优选具有暴露的多孔性，使得在聚合物泡沫表面存在的开口的深度的平均尺寸小于孔本身的平均尺寸，以ISO2896:2001EANNEXA测定的平均直径表示所述孔本身的平均尺寸。本专利技术的目的还涉及适用于在多层结构元件中用作芯层的结构元件，其中所述结构元件由硬质聚合物泡沫制成，其中所述泡沫的表面，优选通过灌注填充树脂和增强纤维的泡沫表面，在聚合物泡沫表面存在的开口的深度的平均尺寸小于孔本身的尺寸，以ISO2896:2001EANNEXA的平均直径表示所述孔本身的尺寸。并且已经发现，由膨胀挤出聚合物块，通过高切割精度加工膨胀聚合物的孔表面而进行的最终加工或表面精加工处理，不产生撕裂并保持表面孔完整，获得本专利技术的硬质聚合物泡沫的结构元件，可以获得吸收较少树脂的硬质聚合物泡沫的结构元件，但还能保持机械粘附的最佳特性。通过上述切割方法获得的聚合物泡沫的表面，其中由膨胀聚合物材料制成的元件的表面被高精度地加工，而不产生撕裂或夹带，并且具有暴露一定数量和精确数量的对应于表面孔断面的表面开口。这种精确处理对粗糙度的降低和更大的表面均匀性具有积极的影响，这导致树脂吸收的减少，而保留了一定数量的开放的表面孔，这确保了相同树脂的机械粘附，在聚合物泡沫表面存在的开口的平均尺寸不大于且优选小于孔本身的尺寸，以平均直径表示孔本身的尺寸。因此，鉴于上述说明，对于本领域技术人员而言暴露的表面是绝对清楚的概念，暴露的表面是经过旨在去除非平坦的表面膜或皮的特定处理的多孔泡沫连续板的表面，以得到孔泡沫，即具有暴露的多孔性的表面的泡沫板或元件，所述具有暴露的多孔性的表面即所谓的暴露的表面。因此，是接受表面精加工处理方法的表面，所述表面精加工处理方法在本专利技术中是像用刀具切割然后灌注树脂的处理方法。这种表面精加工处理使用可移动刀具、超声波装置、线性或圆形锋利刀片进行切割，并且已经证明与热金属线切割或锯齿状锯片切割技术相比或与用于从膨胀聚合物的表面去除材料的砂纸技术相比特别有利，使得待获得的硬质聚合物泡沫具有特别光滑的表面，因此具有树脂的均匀吸收厚度并且降低到预定用途所需的值，从而最大程度地减少加工废料。上述处理实际上是特别有利的，因为它可以获得具有大的孔尺寸的硬质聚合物泡沫，这归因于在精加工处理中没有磨损和碎屑而降低了表面粗糙度，因此在任何情况下该硬质聚合物泡沫都具有降低的树脂吸收率。本专利技术的硬质聚合物泡沫的表面不存在通过热处理封闭的用以降低表面粗糙度的任何孔：它是具有特别光滑表面的表面，其中由于该表面具有暴露的多孔性的特征而获得了树脂的降低的吸收，该特征使得在聚合物泡沫表面上存在的开口的深度的平均尺寸不大于或优选小于孔本身的平均尺寸，以ISO2896:2001EANNEXA测定的平均直径表示孔本身的平均尺寸。优选用于本专利技术的结构元件的层压树脂选自聚酯树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂或酚醛树脂。本专利技术的硬质聚合物泡沫的密度为30至400Kg/m3，优选60至250Kg/m3。根据ISO845(2006)测量密度。本专利技术的硬质聚合物泡沫的孔尺寸为0.05至2mm，优选0.1至1mm，甚至更优选等于0.6mm。根据ISO2896:2001EANNEXA测量孔尺寸。使用光学显微镜进行用于评估表面质量，即用于评估树脂吸收前的表面粗糙度/均匀性，以及用于评估所吸收树脂的厚度的测量，该光学显微镜配有用于检测10倍放大图像的测量值的集成软件的照相机。使用光学显微镜测量在聚合物泡沫表面上存在的开口的平均深度，即表面粗糙度/均匀性的评估，即表面质量，该光学显微镜配有用于检测10倍放大图像的测量值的集成软件的照相机：在聚合物泡沫表面上存在的开口的平均深度的测量值是以mm表示的线性测量的统计平均值，该线性测量是在表面部分例如5mm2的表面部分的10倍放大图像中测量的。渗透到表面自由体积内部的灌注/吸收树脂的厚度是以mm表示的线性测量，对应于归于树脂灌注的表面部分的10倍放大图像中测量的平均值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.硬质聚合物泡沫，在所述聚合物泡沫表面存在的开口的深度的平均尺寸不大于所述泡沫的平均孔径，以ISO28962001EANNEXA测定的孔平均直径表示所述泡沫的平均孔径。/n

【技术特征摘要】
20181023 IT 1020180000096951.硬质聚合物泡沫，在所述聚合物泡沫表面存在的开口的深度的平均尺寸不大于所述泡沫的平均孔径，以ISO28962001EANNEXA测定的孔平均直径表示所述泡沫的平均孔径。


2.根据权利要求1所述的聚合物泡沫，其中在所述聚合物泡沫表面存在的开口的深度的平均尺寸小于所述孔本身的平均尺寸，以平均孔径表示所述孔本身的平均尺寸。


3.根据前述权利要求之一所述的聚合物泡沫，其中所述膨胀聚合物材料基于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。


4.根据前述权利要求的一项或多项所述的聚合物泡沫，其中所述泡沫的暴露的表面具有小于105°的接触角，所述接触角根据ASTMD7334-08(2013)确定。


5.根据前述权利要求的一项或多项所述的聚合物泡沫，其中以平均孔径表示的所述泡沫的平均孔径为0.05至2mm，优选0.1至1mm，甚至更优选等于0.6mm。


6.根据前述权利要求的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：马里奥·达尔帕斯，
申请(专利权)人：迪亚布国际股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE