[發(fā)明專利]用聚合物泡沫填充中空空腔的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280036986.7
• 申請(qǐng)日: 2012-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103717369A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·J·伯奇;K·奧斯瓦爾德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B29C44/12
• 分類號(hào): B29C44/12;C08J9/00;B29C44/18
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 吳亦華

本發(fā)明涉及用聚合物泡沫填充中空空腔的方法。

聚合物泡沫經(jīng)常用來(lái)填充中空結(jié)構(gòu)。這些泡沫能夠用來(lái)，例如，封閉一段管道、防止?jié)B漏或?yàn)榱似渌?。在汽車工業(yè)中，聚合物泡沫用于結(jié)構(gòu)增強(qiáng)、防止腐蝕以及消音和減振。在許多情況中，如果泡沫能夠在需要的地方現(xiàn)場(chǎng)形成，而不是將預(yù)先發(fā)泡的部件組裝到結(jié)構(gòu)的其余部分，則制造是最簡(jiǎn)單和最便宜的。由于這種原因，已經(jīng)發(fā)展了各種類型的可發(fā)泡組合物。將所述制劑插入到需要泡沫的空腔中并現(xiàn)場(chǎng)膨脹以填充至少部分所述空腔。

各種類型的可膨脹聚合物體系已經(jīng)用于這些應(yīng)用中。這些聚合物體系區(qū)別在于它們含有的聚合物類型和它們的物理形式。其中能夠使用的聚合物是聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂和各種聚烯烴組合物。聚氨酯是最常見(jiàn)以前體的液體混合物的形式供給，其在所述空腔中固化和膨脹以制造所述泡沫。另一方面，大多數(shù)可膨脹環(huán)氧樹(shù)脂制劑和所有的可膨脹聚烯烴組合物是固體物質(zhì)，其必須加熱至某些升高的溫度，在該溫度下所述組合物軟化到足以在一些發(fā)泡劑的作用下膨脹。

所述液體類型和固體類型在某些制造狀況下各自具有優(yōu)點(diǎn)。固體類型往往在所述空腔不能保留液體時(shí)使用。所述固體類型的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于它往往能夠保持或粘附在空腔內(nèi)的特定位置，并能夠膨脹入僅一部分的所述空腔中提供局部密封或增強(qiáng)。所述固體類型具有許多缺點(diǎn)。往往需要手動(dòng)工作以將所述固體類型定位在所述空腔內(nèi)，且在許多情況中將它們粘附在所述空腔內(nèi)的位置。所述固體類型往往需要某種載體或支架，這顯著增加了成本和部件的復(fù)雜性。在許多情況下，整個(gè)制造方法使得對(duì)于將固體可膨脹組合物插入所述空腔而言沒(méi)有方便之處。為了膨脹固體類型，需要將它們加熱至往往超過(guò)80℃且可能高達(dá)120-160℃的溫度。這在所有的情況下是不可能的，由于結(jié)構(gòu)的材料限制和/或特殊制造方法所施加的約束。

所述液體類型，特別是所述聚氨酯類型，具有容易操作的優(yōu)點(diǎn)。所述液體組分能夠使用自動(dòng)設(shè)備計(jì)量和泵入所述空腔。所述空腔填充步驟容易并入許多制造方法中。此外，往往無(wú)需為了使其膨脹而加熱所述液體類型，因?yàn)樵S多所述液體類型放熱性地膨脹和固化。如果需要熱來(lái)推動(dòng)所述膨脹和固化反應(yīng)，往往可以通過(guò)在將所述組分在引入所述空腔之前預(yù)熱它們來(lái)提供。出于這一原因，當(dāng)使用可發(fā)泡液體混合物時(shí)，往往可能避免單獨(dú)的加熱步驟。

所述液體類型的主要缺點(diǎn)在于它們?cè)谒隹涨徊荒鼙Ａ粢后w時(shí)，或不打算完全填充所述空腔時(shí)難以使用。在許多情況下部分空腔填充是有用的。例如，在一些場(chǎng)合中通過(guò)用所述泡沫填充僅部分空腔可以達(dá)到足夠的性能。在其他一些情況中出于各種原因保持所述空腔可進(jìn)入可能是重要的。在這些情況下，填充整個(gè)空腔增加了成本和重量卻提供了很小的附加益處，并且甚至可能是有害的。

期望提供簡(jiǎn)單且廉價(jià)的方法，從而可以使用可膨脹液體聚合物組合物來(lái)填充不能保持液體的空腔，或僅部分填充空腔。

已經(jīng)嘗試通過(guò)用袋子適配所述空腔，并將所述液體聚合物組合物引入所述袋子來(lái)解決這一問(wèn)題。所述袋子限定了所述聚合物泡沫的體積和其在所述空腔內(nèi)的位置。這種方式的例子描述于US專利3,310,615、WO2006/098745和EP?0?268?416中。采用這種方式的問(wèn)題在于所述袋子插在所述聚合物泡沫和所述空腔的壁之間，并妨礙了所述聚合物泡沫粘著于所述空腔壁。這種粘著對(duì)于良好的性能往往是必需的。沒(méi)有充分的粘著，可能發(fā)生諸如滲漏、噪音傳播或聚合物泡沫在所述空腔內(nèi)移動(dòng)的問(wèn)題。在EP?0?268?416中，通過(guò)在所述袋子的有限區(qū)域提供穿孔來(lái)部分解決這一問(wèn)題。這允許所述可膨脹聚合物組合物在所述固化方法期間滲透通過(guò)所述開(kāi)口，在此它可以接觸所述空腔壁并形成粘性結(jié)合。所述袋子在這種情況下具有比所述空腔更大的截面面積。由于所述袋子的尺寸，和其相對(duì)于所述空腔內(nèi)部尺寸的大尺寸，所述膨脹聚合物從所述穿孔流出的能力受到限制。所述聚合物泡沫和所述空腔壁之間的粘附僅能夠發(fā)生在有限區(qū)域。由于這點(diǎn)，粘附往往是不完全的或不充分的。

本發(fā)明是在中空空腔內(nèi)提供聚合物泡沫的方法，所述方法包括：

a）將網(wǎng)管至少部分地引入所述空腔，所述網(wǎng)管的特征在于：（1）所述網(wǎng)管的體積小于所述中空空腔的體積，（2）所述網(wǎng)管具有將含有至少一種發(fā)泡劑和至少一種有機(jī)聚合物或有機(jī)聚合物前體的可發(fā)泡液體混合物引入所述網(wǎng)管的入口，和（3）所述網(wǎng)管包含每個(gè)具有0.01cm²至5cm²的面積的開(kāi)口，這些開(kāi)口合計(jì)構(gòu)成在所述空腔內(nèi)的所述網(wǎng)管部分的表面積的至少50％；

b）然后用所述可發(fā)泡液體混合物至少部分填充所述網(wǎng)管，以及然后