專利名稱：發(fā)泡插入物或與其有關(guān)的改進的制作方法
發(fā)泡插入物或與其有關(guān)的改進本發(fā)明涉及箔與可發(fā)泡材料的層壓制品以及它們在提供發(fā)泡插入物中的應(yīng)用，且特別是在提供車輛空腔中的發(fā)泡插入物中的應(yīng)用，車輛例如為汽車、卡車、巴士、鐵路車輛和飛機。已知由于各種原因要在車輛空腔中提供發(fā)泡插入物。泡沫可以在車輛中提供輕質(zhì)增強，例如在汽車的橫桿或支柱中。在這種情況下，泡沫傾向于為具有相對較低膨脹度的硬質(zhì)泡沫。交聯(lián)的環(huán)氧基泡沫為該硬質(zhì)泡沫的例子。泡沫也可以用于提供隔音、減震或密封，在該情況下，可以使用更軟更高膨脹的泡沫，例如基于熱塑性材料的那種。也已知并采用的是可以在車輛空腔中提供未發(fā)泡狀態(tài)的可發(fā)泡材料，且可發(fā)泡材料可以是在一定條件下將會發(fā)泡的那些，該條件是含有可發(fā)泡材料的空腔在加工空腔期間要經(jīng)受的條件，例如在車輛組裝過程中。一種特殊的技術(shù)是使用可發(fā)泡配制劑，其將在抗 腐蝕涂覆烘箱(有時稱作e-coat烘箱)或涂漆烘箱中使用的條件下發(fā)泡。也已知的是可以在載體上提供可發(fā)泡材料，載體可以是剛性的、并能在泡沫是硬質(zhì)結(jié)構(gòu)材料時提供額外的增強作用，載體也可以用于為更柔性的泡沫提供支撐，例如那些用于隔音或減震的泡沫。已經(jīng)提出了許多將可發(fā)泡材料安置在空腔中的方法。例如可以在可發(fā)泡材料上或者作為可發(fā)泡材料的載體的一部分提供一個夾子，并可以在空腔的壁上提供孔洞，夾子可以穿過孔洞將可發(fā)泡材料固定到位。其它提議包括將可發(fā)泡材料在該材料用載體上成型，以便它具有凸起物，該凸起物將靠在空腔的內(nèi)壁上，通過摩擦力將可發(fā)泡材料保持到位。然而這需要可發(fā)泡材料接近于空腔的壁，且不允許可發(fā)泡材料在所有方向上的高膨脹。另一建議包括在可發(fā)泡材料中提供磁性材料膨脹，更不用說高磁性材料膨脹，進而可以將其固定在空腔的金屬壁上。這也有缺點可發(fā)泡材料在某些區(qū)域與空腔的壁接觸，且可發(fā)泡材料不能均勻膨脹。此外，如果該空腔是車輛框架或座架或靠背的一部分，其要在安裝可發(fā)泡材料后進行抗腐蝕涂覆(e coat)，可能不能涂覆與可發(fā)泡材料接觸的空腔的表面。也已經(jīng)提出可發(fā)泡材料條可以通過粘合劑粘接到空腔的一個或多個表面。在此再次不可能在可發(fā)泡材料粘接到金屬上的區(qū)域進行有效的抗腐蝕涂覆操作。與這些技術(shù)有關(guān)的其它問題是為制備考慮中的特殊空腔所需尺寸和形狀的可發(fā)泡材料，需要復(fù)雜的模制技術(shù)。仍有提供較簡單的技術(shù)來制備標(biāo)準(zhǔn)的或類似部件的需求，所述部件能用于采用高膨脹泡沫來填充各種空腔，特別是提供隔音的泡沫。此外，需要附加技術(shù)來提供連接方法，所述連接是通過在載體或可發(fā)泡材料上模制整體連接件或者使緊固裝置固定到載體或可發(fā)泡材料上的需求。另外，如果通過夾子穿過在空腔金屬壁上的孔洞來實現(xiàn)連接，對孔洞的需求可能提供發(fā)生腐蝕和生銹的場所。因此，本發(fā)明提供一種包括負載可發(fā)泡材料并提供有一個或多個孔洞的箔的層狀結(jié)構(gòu)，借此通過孔洞與在車輛的空腔中提供的定位子之間的嚙合，使箔適于使其能連接在空腔中?？涨恢械亩ㄎ蛔觾?yōu)選為與箔中形成的孔洞匹配的相配凸起物，其能夠與箔中的孔洞緊密配合，將層狀結(jié)構(gòu)固定在空腔中?？梢允褂萌魏魏线m的方法在空腔中提供固定層狀結(jié)構(gòu)的凸起物。例如，它們可以是合適形狀的銷柱，銷柱可以焊接或以其它方式連接到一個或兩個空腔形成部件的內(nèi)表面?；蛘呖梢栽诳涨恍纬刹考闹苽淦陂g形成它們，這通過在形成空腔形成部件中使用的沖壓方法期間引入一個或多個從空腔形成部件上伸出的元件而實現(xiàn)?；蛘呖梢栽谀Ｖ撇考咸峁┩怀鑫?，模制部件可以例如通過夾子連接到空腔形成部件上。這樣，通過凸起物和箔之間的摩擦力將層狀結(jié)構(gòu)固定到位，且不需要額外的粘合齊U。另外，在發(fā)泡工藝過程中由于可發(fā)泡材料軟化和發(fā)泡，箔還起到引導(dǎo)可發(fā)泡材料的作用。因此，箔給泡沫提供形狀保持性，并給予某種剛性和/或柔韌性。如果沒有箔，當(dāng)可發(fā)泡材料軟化而使得能夠發(fā)泡時，可發(fā)泡材料可能流掛(sag)到空腔中，特別是當(dāng)使用高膨脹材料來提供一個較軟泡沫時，例如提供隔音的那些。在一個特別優(yōu)選的實施方案中，嚙合的方式包括在箔中形成兩個或更多個孔洞，其被成型為相應(yīng)凸起物的緊密配合體，來將層狀結(jié)構(gòu)固定在空腔中?？锥匆部梢源┻^可發(fā)泡材料，或者可發(fā)泡材料可以以保持孔洞暴露的方式連接在箔上。
因此，本發(fā)明提供插入物，它能以簡單可靠的技術(shù)在空腔中提供可發(fā)泡材料，以及并允許采用更標(biāo)準(zhǔn)且簡單化的制造方法。本發(fā)明也涉及將材料發(fā)泡來提供空腔中的泡沫結(jié)構(gòu)。在車輛例如橫桿和支柱或車輛座椅、框架或靠背中的空腔，通常是由兩個合適形狀的空腔限定部件接合在一起形成的，當(dāng)所述部件是由例如鋼的金屬制成時，可以通過焊接來接合在一起；或者它們可以通過如結(jié)構(gòu)粘合劑的粘合劑粘在一起。空腔限定部件中的至少一個典型地為U型或C型，并在形狀的尖端提供有板，其提供一個用于接合到另一個空腔限定部件的區(qū)域；另一個空腔限定部件可以是平的或者也可以是U或C型部件，因此，U或C形狀限定了空腔，并且平板提供了所述兩個部件可以接合到一起的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，在一個或兩個空腔限定部件上具有凸起物，且負載可發(fā)泡材料的箔具有孔洞，因此，其能夠固定到凸起物上。在一個進一步的實施方案中，本發(fā)明提供一個在空腔中提供泡沫的方法，包括提供在空腔限定表面具有保持裝置的第一空腔形成部件，在保持裝置上固定負載可發(fā)泡材料的箔，將第二空腔形成部件連接到第一空腔形成部件，并使可發(fā)泡材料發(fā)泡?？涨恍纬刹考梢允怯衫玟摶蜾X的金屬制成的金屬沖壓部件，且保持裝置可以是在沖壓工藝過程中形成的一個或多個凸起物，或者凸起物可以通過焊接到空腔形成部件上的銷柱提供。在一個優(yōu)選實施方案中，保持裝置是凸起物，且設(shè)置在部件的空腔限定部分的中心，因此，負載可發(fā)泡材料的箔能夠安裝在中心，來實現(xiàn)均勻發(fā)泡。在一個進一步優(yōu)選的實施方案中，提供兩個保持裝置，且箔橋接兩個保持裝置，進而通過這兩個保持裝置將其固定到位。設(shè)計層狀結(jié)構(gòu)以便能施加箔并通過保持裝置將其保持，且在提供兩個保持裝置的優(yōu)選實施方案中，箔可以比兩個保持裝置之間的距離長，且要設(shè)計箔來與保持裝置嚙合。例如，保持裝置可以是兩個銷子或銷柱，且在箔中對應(yīng)銷子或銷柱的位置形成孔洞，進而可以將箔推到銷子或銷柱上，因此它們突出進去，且可能穿過箔將它保持在所需位置。在這個實施方案中，孔洞優(yōu)選的尺寸使得成為銷子上的緊密配合體，進而不需要額外的粘合劑來將箔保持到位。在一個優(yōu)選實施方案中，銷子或銷柱的表面是有斜面的變粗糙的，來增加在箔中形成的一個或多個孔洞周圍上的抓握力(grip)。可發(fā)泡材料可以連接在箔的一側(cè)或兩側(cè)，且它可以提供有與箔中的孔洞排成一行的孔洞，以便保持裝置穿過箔和可發(fā)泡材料這兩者。另選，可發(fā)泡材料可以以留下為了接收保持裝置而暴露的箔中孔洞的方式連接在箔上。在一個進一步的實施方案中，可以在可發(fā)泡材料條的兩側(cè)連接上兩塊箔。箔可以是金屬制的，例如鋁或鋼箔，例如薄墊片(shimstock);或者可以使用塑料箔，例如如聚對苯二甲酸乙二醇酯的聚酯、聚酰胺或聚烯烴箔。箔的最佳厚度將取決于用于制備它的材料、所需箔的長度、固定孔洞的間距和可發(fā)泡材料的量(如果需要負載)。然而，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)O. 005mm至I. 5mm厚度的箔特別有用，更優(yōu)選O. 075至Imm的厚度。該箔的使用有助于將可發(fā)泡材料固定在空腔中，并提高材料的可處理性，并在發(fā)泡操作中給予幫助。可發(fā)泡材料可以覆蓋箔的一個或兩個表面的全部或部分，在一個優(yōu)選實施方案中，在鋁箔的兩側(cè)提供可發(fā)泡材料層。方便地，可以通過在低于可發(fā)泡材料發(fā)泡的溫度下在箔上擠出可發(fā)泡材料，并將擠出物切成所需尺寸，并將層壓制品沖壓來提供定位點，例如孔洞來與在空腔形成部件中的保持裝置嚙合而得到層狀結(jié)構(gòu)。例如，可發(fā)泡材料可以擠出到 方便地從卷軸得到的移動箔的一側(cè)或兩側(cè)上，然后將可發(fā)泡材料固化，并切割層壓制品來制備所需尺寸和形狀的層狀結(jié)構(gòu)，隨后可以將其沖壓或切割來提供保持孔洞。雖然已經(jīng)描述了與在一個空腔形成部件的空腔形成部分中提供兩個保持裝置有關(guān)的優(yōu)選實施方案，但本發(fā)明同樣適用于更大或更小的空腔，并且可以調(diào)整保持裝置以及在箔和任選的可發(fā)泡材料中對應(yīng)孔洞的數(shù)量，來適應(yīng)空腔的尺寸和形狀。另外，可以在兩個空腔形成部件中都提供保持裝置。在本發(fā)明進一步的實施方案中，其中提供含有空腔的結(jié)構(gòu)并要在組裝線上達成箔/可發(fā)泡層狀材料的施加，層狀結(jié)構(gòu)材料可以被提供有能使其可以用自動裝置處理和施加的裝置。在這個方法中，可以將具有保持裝置的第一空腔形成部件傳送到一個站，在那里層狀結(jié)構(gòu)與保持裝置接合；然后，可以是任何形狀并也具有板(例如其可以為平的或匹配圖像(matching image))的第二空腔形成部件可以施加在第一空腔形成部件的板上,在那里其被固定來提供裝在空腔內(nèi)所需位置的含有層狀結(jié)構(gòu)的空腔。然后可以傳遞該含有層狀結(jié)構(gòu)的空腔結(jié)構(gòu)，來進行進一步的組裝和處理，并且可以配制可發(fā)泡材料，以便其在隨后的處理期間發(fā)泡，隨后的處理例如為暴露于在防腐蝕層和/或油漆層的焙烤期間使用的熱量中，該層在含有發(fā)泡插入物的制品的制造和組裝過程中施加。按照需要泡沫賦予空腔的性質(zhì)來選擇可發(fā)泡材料。當(dāng)需要泡沫來提供密封和/或吸聲作用時，本發(fā)明特別有用，在這種情況下，可以使用高膨脹率(典型地為100%到2500%，優(yōu)選400-2500% )的可發(fā)泡材料來制備軟泡沫?；蛘呖梢砸笈菽档蛙囕v中的振動和/或硬度，和/或可以要求其提供抗碰撞性。如果泡沫要提供增強作用，其可以為硬泡沫，由具有相對較低膨脹度(典型地30% -200% )的可發(fā)泡材料提供，并且它也可以是在與其發(fā)泡時的溫度相似的溫度下交聯(lián)的材料?？梢允褂每山宦?lián)環(huán)氧樹脂基配制劑。優(yōu)選的可發(fā)泡材料是在低于其發(fā)泡時的溫度的溫度下是熱塑性的，且因此能夠在低于發(fā)泡溫度的溫度下擠出或注射成型來提供層狀結(jié)構(gòu)的可發(fā)泡材料的配制劑。如果需要硬質(zhì)增強泡沫，在加熱來引發(fā)發(fā)泡時，材料也會交聯(lián)?？砂l(fā)泡材料優(yōu)選包括例如石油樹脂或松香酯的增粘劑，來促進可發(fā)泡材料與箔的粘著，并促進泡沫與空腔壁的粘著。本發(fā)明在提供汽車空腔內(nèi)的隔音中特別有用，此時需要可發(fā)泡材料提供隔音和/或密封作用，材料可以具有例如200 %至2500 %的膨脹度。它也可以是沒有交聯(lián)的軟泡沫。
在優(yōu)選的生產(chǎn)汽車用聲障板中，可發(fā)泡材料是要制備高度膨脹軟泡沫的那些，典型地由聚合物，如乙烯不飽和酯共聚物，典型地為乙烯醋酸乙烯酯共聚物和/或乙烯丙烯酸酯共聚物制備。在這個實施方案中，特別優(yōu)選的材料為烯烴聚合物基隔音泡沫，且更典型為基于乙烯的聚合物。例如，可發(fā)泡材料可以基于乙烯共聚物或三元共聚物，其可以含有C3-C8 α -烯烴共聚單體。特別優(yōu)選聚合物的例子包括乙烯醋酸乙烯酯共聚物、乙烯丙烯酸酯共聚物、EPDM或其混合物。優(yōu)選商業(yè)可得的泡沫配制劑的其它例子包括從L&L Products,Europe、以牌號 L-2704，L-2806，L-2811，L-2820，L-2821，L-1066，L-2105，L-2106，L-2115，L-2308,L-2411，L-2412，L-2663，L-2664，L-2700，L-2703，L-4161，L-4200，L-4300，L-4315,L-4316，L7102, L7107和L7220商業(yè)可得的聚合物基材料。這些材料可以容易地通過擠出層壓到例如鋁、鋼或塑料箔的箔上，來形成用于本發(fā)明的層狀結(jié)構(gòu)。許多其它合適材料在本領(lǐng)域已知并也可以用于制備噪聲衰減和/或減震用泡沫。一種這樣的泡沫包括開孔的、如基于乙烯的聚合物的聚合物基礎(chǔ)材料，當(dāng)其與合適的組分(典型地為發(fā)泡和固化劑)配混時，在施加熱或遇到特殊環(huán)境條件時以可靠并可預(yù)知的方式膨脹并固化。從對于熱活化材料的化學(xué)的觀點，在固化前隔音泡沫通常被初始加工為可 流動熱塑性材料。其將優(yōu)選在固化時交聯(lián)，這使材料抵抗進一步的流動或最終形狀的改變。雖然已經(jīng)公開了制備吸聲和/或減震材料的優(yōu)選材料，但能夠由其它材料(例如在本領(lǐng)域認為是結(jié)構(gòu)泡沫的泡沫)形成該材料，只要選擇的材料是熱活化的或以其它方式通過環(huán)境條件(如濕氣、壓力、時間等等)活化的、并在對選擇的應(yīng)用合適的條件下以可預(yù)知且可靠的方式固化。一些其它可能的材料包括但不限于聚烯烴材料、共聚物和三元共聚物、苯酚/甲醛材料、苯氧基材料和聚氨酯。US專利號5，266，133,5, 766，719,5, 755，486,5, 575，526、5，932，680以及WO 00/27920描述了合適的材料。通常，所得泡沫所需的特性包括相對低的玻璃化轉(zhuǎn)變點和好的耐腐蝕性。以此方式，該材料通常不妨害汽車廠商使用的材料體系。此外，它將經(jīng)受住在車輛制造中典型遇到的加工條件，例如e-coat打底、清潔和脫脂以及其它涂覆工藝。通常，合適的可膨脹泡沫具有大約100至超過1000百分比的膨脹范圍。隔音泡沫的膨脹水平可以高達1500至2000百分比或更高。在其它實施方案中，可以以包封或部分包封的形式提供吸音材料，比如將可膨脹可發(fā)泡材料包封或部分包封在粘合劑殼內(nèi)。此外，吸音材料可以包括熔融可流動材料，比如在US專利號6，030, 701中公開的那些。在本發(fā)明中使用的可發(fā)泡材料中可以含有一種或多種固化劑。也可以任選包括固化劑促進劑。依據(jù)所需結(jié)構(gòu)類型、發(fā)泡材料所需性能和可發(fā)泡材料所需膨脹量以及所需膨脹率，使用的固化劑和固化劑促進劑的量可以寬范圍改變。在可發(fā)泡材料中存在的固化劑或固化劑促進劑的示例范圍為約O. 001重量％至約7重量％。優(yōu)選地，固化劑通過交聯(lián)聚合物、苯氧基環(huán)氧樹脂或兩者以及任何可能存在的環(huán)氧樹脂來促進可發(fā)泡材料的固化。固化劑促進發(fā)泡材料熱固化也是優(yōu)選的。有用的固化劑類別是選自下面的材料脂肪族或芳香族胺或其各自的加合物、酰氨基胺、聚酰胺、脂環(huán)族胺、酸酐、聚羧酸聚酯、異氰酸酯、酚基樹脂(例如苯酚或甲醛線型酚醛樹脂，共聚物，例如苯酚萜烯、聚乙烯基苯酚那些，或雙酚-A甲醛共聚物、雙羥苯基烷烴等等)或其混合物。特別優(yōu)選的固化劑包括改性和未改性的多胺或聚酰胺，例如三乙烯四胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、氰基胍、雙氰胺等等。如果使用了固化劑的促進劑，材料的例子包括改性或未改性的脲(如亞甲基二苯基二脲)、咪唑或其組合。根據(jù)發(fā)泡材料所需的功能，它可以包括一種或多種附加的聚合物或共聚物，其能夠包括大量不同的聚合物，例如熱塑性材料、彈性體、塑性體和其組合。可能適當(dāng)引入在可發(fā)泡材料中的聚合物，例如但不限于包括鹵化聚合物、聚碳酸酯、聚酮、聚氨酯、聚酯和衍生自下面材料的聚合物硅烷、砜、烯丙基、烯烴、苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、環(huán)氧、硅氧烷、酚醛塑料、橡膠、聚苯撐氧、對苯二甲酸酯、乙酸酯(例如EVA)、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯(例如乙烯-丙烯酸甲酯聚合物)或其混合物。其它可能的聚合物材料可以為或可以包括，但不限于聚烯烴(如聚乙烯、聚丙烯)、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚環(huán)氧乙烷、聚乙烯亞胺、聚酯、聚氨酯、聚硅氧烷、聚醚、聚膦嗪、聚酰胺、聚酰亞胺、聚異丁烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯、聚偏二氯乙烯、聚四氟乙烯、聚異戊二烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯。
使用時，這些聚合物可占該材料的小部分或更顯著的部分。使用時，該一種或多種附加聚合物優(yōu)選占可發(fā)泡材料的約0. I %至約50 %，更優(yōu)選約I %到約20 %，且甚至更優(yōu)選約2%至約10%重量。合適硬質(zhì)材料的例子包括可發(fā)泡環(huán)氧基樹脂，且該材料的例子是從L&L Europe,Strasbourg, France 商業(yè)可得的產(chǎn)品 L0507、L5207、L5214、L5234、L5235、L5236、L5244、L-8050和L-8150。應(yīng)該選擇該產(chǎn)品，以便它能夠在低于其將發(fā)泡的溫度下成型，典型地為80°C至90°C，并按照膨脹率和所需泡沫密度。當(dāng)它用在汽車框架或座椅制造中的情況下，進一步優(yōu)選其在烘箱中經(jīng)歷的溫度下膨脹，烘箱用于干燥和固化在e-coat工藝中沉積的抗腐蝕涂層，典型地為120至180°C，更典型地為130°C至150°C。在活化前，可發(fā)泡材料優(yōu)選是干燥的且觸摸時不發(fā)粘的，因為這便于運輸和處理，并防止污染。這里使用的環(huán)氧樹脂意指含有至少一個環(huán)氧官能團的任何傳統(tǒng)的二聚、低聚或聚合環(huán)氧材料。環(huán)氧含量典型地為大于40%。此外，術(shù)語“環(huán)氧樹脂”能夠用于表示一種環(huán)氧樹脂或多種環(huán)氧樹脂的組合。聚合物基材料可以是含有環(huán)氧的材料，其具有一個或多個通過開環(huán)反應(yīng)可聚合的環(huán)氧乙烷環(huán)。在優(yōu)選實施方案中，可發(fā)泡材料包括約2%至75重量％的環(huán)氧樹脂，更優(yōu)選約4%至60重量％的環(huán)氧樹脂，且甚至更優(yōu)選約25%至50重量％的環(huán)氧樹脂。當(dāng)然，根據(jù)可活化材料計劃的應(yīng)用，環(huán)氧樹脂的量可以更多或更少。環(huán)氧可以為脂肪族、脂環(huán)族、芳香族等。環(huán)氧可以以固體(如以粒料、厚塊、片等等)或液體(例如環(huán)氧樹脂)供應(yīng)，盡管優(yōu)選液體樹脂來增強粘合劑配制劑的加工性。這里使用的，除非另有說明，如果在23°C溫度下是固態(tài)則樹脂是固體樹脂，如果在23°C下是液體則為液體樹脂。環(huán)氧可以包括乙烯共聚物或三元共聚物?？梢栽诳砂l(fā)泡材料中加入環(huán)氧樹脂來增加材料的粘合性、流動性或兩者。一個示例性環(huán)氧樹脂可以是酚醛樹脂，其可以為線型酚醛型或其它類型樹脂。其它優(yōu)選含有環(huán)氧的材料可以包括雙酚A表氯醇醚聚合物或雙酚A環(huán)氧樹脂(其可以用丁二烯或其它聚合物添加劑改性)或雙酚F型環(huán)氧樹脂。另外，也可以使用幾種不同環(huán)氧樹脂的各種混合物。合適環(huán)氧樹脂的例子由Huntsman供應(yīng)、以商品名Araldite GY282、GY 281和GY 285售賣。在某些實施方案中，在可發(fā)泡材料中包括一種或多種熱塑性聚醚和/或熱塑性環(huán)氧樹脂可能是理想的。包括時，一種或多種熱塑性聚醚優(yōu)選占可發(fā)泡材料的大約1%至大約90%重量，更優(yōu)選可發(fā)泡材料的大約3%至大約60%重量，且甚至更優(yōu)選可發(fā)泡材料的大約4%至大約25重量％。然而，當(dāng)與其它材料一起時，可以根據(jù)可發(fā)泡材料計劃的用途來使用更多或更少的熱塑性聚醚。熱塑性聚醚典型地包括側(cè)羥基結(jié)構(gòu)部分。熱塑性聚醚也可以在其主鏈上包括芳香醚/胺重復(fù)單元。本發(fā)明的熱塑性聚醚優(yōu)選具有大約5至大約100的熔融指數(shù)，更優(yōu)選大約25至大約75，且甚至更優(yōu)選大約40至大約60克/10分鐘，樣品負載2. 16kg，在大約190°C的溫度下。當(dāng)然，根據(jù)它們計劃的應(yīng)用，熱塑性聚醚可以具有更高或更低的熔融指數(shù)。優(yōu)選的熱塑性聚醚包括但不限于聚醚胺、聚(氨基醚)、單乙醇胺與二縮水甘油醚的共聚物、它們的組合等等。優(yōu)選地，熱塑性聚醚是通過具有2或更少平均官能度的胺(例如二官能胺)與縮水甘油醚(例如二縮水甘油醚)反應(yīng)制得。這里使用的，術(shù)語“二官能胺”是指具有平均兩個活性基團(例如活性氫)的胺。 根據(jù)一個實施方案，熱塑性聚醚是通過伯胺、二(仲)二胺、環(huán)二胺、其組合或類似物(例如單乙醇胺)與二縮水甘油醚反應(yīng)形成，或者通過胺與環(huán)氧-官能化聚(環(huán)氧烷烴)反應(yīng)來形成聚(氨基醚)而形成。根據(jù)另一個實施方案，通過二官能胺與二縮水甘油醚或二環(huán)氧官能化聚(氧化烷烴)在一定條件下反應(yīng)來制備熱塑性聚醚，該條件足以使得胺結(jié)構(gòu)部分與環(huán)氧結(jié)構(gòu)部分反應(yīng)形成具有胺鍵、醚鍵和側(cè)羥基結(jié)構(gòu)部分的聚合物主鏈。任選地，聚合物可以采用單官能親核試劑處理，該親核試劑可以是或不是伯或仲胺。此外，預(yù)期可以采用具有一個活性基團(例如一個活性氫)的胺(例如環(huán)胺)形成熱塑性聚醚。有利地，該胺可有助于控制形成的熱塑性醚的分子量。優(yōu)選熱塑性聚醚和其形成方法的例子公開在美國專利號5，275，853,5, 464924和5，962，093中。有利地，熱塑性聚醚能夠賦予可發(fā)泡材料各種所需特性，例如在這里進一步描述的多種應(yīng)用所需的物理和化學(xué)性能。盡管不要求，配制劑可以包括一種或多種乙烯聚合物或共聚物，例如乙烯-丙烯酸酯共聚物和乙烯-乙酸酯共聚物。乙烯-甲基丙烯酸酯和乙烯-乙酸乙烯酯是兩種優(yōu)選的乙烯共聚物。包括活性聚乙烯樹脂也可能是想要的，該活性聚乙烯樹脂采用一種或多種活性基團(例如甲基丙烯酸縮水甘油酯或馬來酸酐)改性過。該聚乙烯樹脂的例子為以L0TADER (例如 LOTADER AX 8900)售賣并由 Arkema Group 商業(yè)可得的。可以使用一種或多種發(fā)泡劑通過產(chǎn)生惰性氣體使材料可發(fā)泡，惰性氣體如希望那樣形成發(fā)泡材料的開口和/或封閉的泡孔結(jié)構(gòu)。發(fā)泡劑可以包括一種或多種含氮基團，例如酰胺、胺等。合適發(fā)泡劑的例子包括偶氮二甲酰胺、二亞硝基五亞甲基四胺、偶氮二甲酰胺、二亞硝基五亞甲基四胺、4，
I-氧-二 -苯磺酰肼、三肼基三嗪和N，Ni- 二甲基-N, Ni- 二亞硝基對苯二甲酰胺。也可以提供發(fā)泡劑的促進劑?？梢允褂酶鞣N促進劑來加快發(fā)泡劑形成惰性氣體的速度。一個優(yōu)選的發(fā)泡劑促進劑是金屬鹽，例如氧化物，如氧化鋅。其它優(yōu)選的促進劑包括改性和未改性的噻唑或咪唑。應(yīng)使用的發(fā)泡劑和發(fā)泡劑促進劑的量能夠根據(jù)所需泡孔結(jié)構(gòu)、所需膨脹量和所需膨脹率等而寬范圍改變。在可活化材料中，發(fā)泡劑和發(fā)泡劑促進劑的用量的示例范圍為約O. 001重量％至約5重量％。
可發(fā)泡材料還可以包括一種或多種填料，包括但不限于顆粒狀材料(例如粉末)、珠粒、微球(例如由Zeelan Industries可得的Zeospheres)等。優(yōu)選地,填料包括一般與可活化材料中存在的其它組分不反應(yīng)的材料。盡管填料可通常以相對較低重量存在來占據(jù)空間，預(yù)期填料也會賦予如強度和抗沖擊性的性能?？梢允褂玫奶盍系睦影ǘ趸?、硅藻土、玻璃、粘土(例如包括納米粘土)、滑石、顏料、著色劑、玻璃珠或泡、玻璃、碳或陶瓷纖維、尼龍或聚酰胺纖維(例如Kevlar)、抗氧劑等等。這些填料，特別是粘土，在可發(fā)泡材料流動期間，能有助于自身流平?？梢杂米魈盍系恼惩量梢园▉碜愿邘X石、伊利石、綠泥石(chloritem)、蒙阜石(smecitite)或海泡石組，其可以被煅燒。合適填料的例子包括但不限于滑石、蛭石、葉蠟石、鋅蒙脫石、皂石、綠脫石、蒙脫石或其混合物。粘土也可以包括少量其它組分，例如碳酸鹽、長石、云母和石英。填料也可以包括氯化銨，例如二甲基氯化銨和二甲基芐基氯化銨。也可以使用二氧化鈦。在一個優(yōu)選實施方案中，一種或多種礦物或石頭類填料例如碳酸鈣、碳酸鈉等也可以用作填料。在另一個優(yōu)選實施方案中，如云母的硅酸鹽礦物也可以用作填料。 使用時，填料可以占可發(fā)泡材料的10%以下至90%以上重量，但更典型地為可發(fā)泡材料的大約20到55%重量。根據(jù)一些實施方案，可發(fā)泡材料可以包括大約0%至大約3%重量、且更優(yōu)選稍稍低于1%重量的粘土或類似填料。粉末化的(例如大約0.01至大約50，且更優(yōu)選大約I至25微米平均粒徑)的礦物型填料能夠占大約5%至70%重量，更優(yōu)選大約10%至大約50%重量。其它添加劑、試劑或性能改性劑也可以如想要的那樣包括在可發(fā)泡材料中，包括但不限于抗氧劑、抗紫外劑、阻燃劑、沖擊改性劑、熱穩(wěn)定劑、著色劑、加工助劑、潤滑劑、增強劑(例如短切或連續(xù)玻璃、陶瓷、芳族聚酰胺或碳纖維、微粒等等)。可以使用液體多硫化物改善環(huán)境暴露性，例如暴露在濕度和鹽水中。在一個優(yōu)選實施方案中，可發(fā)泡材料含有粘合促進材料，例如石油樹脂或合成或天然生成的松香酯增粘劑。這些材料的使用能夠提高可發(fā)泡材料對箔的粘合性，且也能夠提高發(fā)泡材料對空腔壁的粘合性。優(yōu)選包括0. 5至10wt%的該粘合促進材料。當(dāng)確定可發(fā)泡材料合適組分時，配制材料可能是重要的，進而其將在合適的時間或溫度發(fā)泡。例如，在一些應(yīng)用中，不期望材料在室溫或其它生產(chǎn)環(huán)境的環(huán)境溫度下是活性的。更典型地，材料在更高的加工溫度下流動并發(fā)泡。作為例子，像在汽車裝配廠碰到的那些溫度可能是合適的，尤其是當(dāng)可發(fā)泡材料在升高的溫度或在較高應(yīng)用能量水平下與其它部件一起加工時，例如在上漆制備步驟期間。使用的可發(fā)泡材料的量將由泡沫要被設(shè)置其中的空腔的尺寸和所需膨脹度決定。然而，對于大多數(shù)車輛，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)含有I. 5mm至IOmm厚的較大可發(fā)泡材料的層狀結(jié)構(gòu)是合適的，特別是對于制備吸音和/或減震泡沫。本發(fā)明可以用在汽車或其它運輸系統(tǒng)，例如卡車、巴士、軌道車輛和飛機中的主體框架和座椅中的空腔中用于中空部分的結(jié)構(gòu)增強。這里，可發(fā)泡材料通常為硬質(zhì)增強熱固性層，例如可發(fā)泡環(huán)氧樹脂或可發(fā)泡聚氨酯(其可以為封閉聚氨酯)。在這個例子中，可發(fā)泡材料提供兩個主要功能，其將膨脹穿過箔與中空部分內(nèi)部間的空間，并將接合到一些或全部的中空部分內(nèi)壁。因此，活化使可發(fā)泡材料能膨脹并填充箔與中空結(jié)構(gòu)間的間隙，設(shè)計其來增強并接合到選定的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)表面。因此，可發(fā)泡材料必須在所需溫度膨脹，并是充分粘合性的來牢固地將增強部件接合在車輛結(jié)構(gòu)內(nèi)部。在這個實施方案中，一旦發(fā)泡，它應(yīng)是足夠強的，使得對提供的整體增強作用不貢獻任何弱點。通過參考附圖對本發(fā)明進行舉例說明但絕不限制，其中圖I是本發(fā)明層狀結(jié)構(gòu)的透視圖。圖2是圖I所示結(jié)構(gòu)的端視圖。圖3是圖I所示結(jié)構(gòu)的頂視圖。圖4顯示金屬沖壓限定的第一空腔，具有本發(fā)明的層狀結(jié)構(gòu)。
圖5顯示通過金屬沖壓限定的第二空腔的存在完成的圖4所示的空腔。圖6顯示通過可發(fā)泡材料的發(fā)泡形成的泡沫填充的空腔。圖7顯示不同形狀的層狀結(jié)構(gòu)。圖8是圖7所示結(jié)構(gòu)的截面視圖。圖9顯示凸起物的不同形狀，凸起物可以裝在空腔限定部件中來接收層狀結(jié)構(gòu)。

圖10顯示一種凸起物的替代形式，其可以在制備空腔限定部件期間形成。圖11顯示具有凸起物的托架，其可以連接到空腔限定部件的內(nèi)表面。圖12顯示具有整體模制的凸起物的夾子。圖13顯示與空腔限定部件一起放置的本發(fā)明的層狀結(jié)構(gòu)。圖14是穿過圖13B-B的截面。圖15是含有圖13中所示層狀結(jié)構(gòu)的空腔的前視圖。圖16顯示在空腔發(fā)泡部件上安裝層狀結(jié)構(gòu)的替代方法。圖17顯示連接到空腔形成部件上的不同形狀的層狀結(jié)構(gòu)。圖18是圖17所示結(jié)構(gòu)的等角投影視圖。圖19是具有完成空腔的圖18結(jié)構(gòu)的前視圖。圖20顯示在箔兩側(cè)上都有可發(fā)泡材料的層狀結(jié)構(gòu)。圖21顯示在箔一側(cè)上有可發(fā)泡材料的層狀結(jié)構(gòu)。圖I顯示本發(fā)明的層狀結(jié)構(gòu)，其包括由可發(fā)泡材料2圍繞、并具有穿過該結(jié)構(gòu)的孔洞3和4(來使該結(jié)構(gòu)連接在空腔限定部件中提供的凸起物上)的箔I。圖2是圖I結(jié)構(gòu)的端視圖，且圖3是該結(jié)構(gòu)的頂視圖。圖4顯示像圖I所示那種的層狀結(jié)構(gòu)5，其連接到在空腔形成部件8中形成的凸起物6和7上。由于在凸起物6和7與層狀結(jié)構(gòu)的箔I (沒在圖4中顯示)間的摩擦，將層狀結(jié)構(gòu)固定到位。圖5顯示通過第二空腔形成部件9完成的空腔，且圖6顯示泡沫10填充的空腔，由于層狀結(jié)構(gòu)5的可發(fā)泡材料2的發(fā)泡而導(dǎo)致。圖7是層狀結(jié)構(gòu)11的替代形式的頂視圖，所述層狀結(jié)構(gòu)具有孔洞12和13以連接到在空腔中提供的凸起物上。圖8是圖7所示結(jié)構(gòu)的截面視圖，其在兩個箔15和16之間有可發(fā)泡材料14。圖9顯示五種不同形狀的凸起物17、18、19、20和21，其可以提供在空腔形成部件中用于保留住層狀結(jié)構(gòu)。凸起物可以焊接到空腔形成部件上或者可在部件沖壓形成期間形成。圖10顯示在空腔形成部件23的制備期間，如何通過折斷(breaking)和彎曲金屬來形成凸起物22。圖11表示一個托架，含有可以焊接到空腔形成部件上的翼24和其中形成兩個凸起物26和27用于連接到本發(fā)明的層狀結(jié)構(gòu)上的翼25。圖12表示具有臂29和30的模制夾子28，臂能夠穿過空腔形成部件中的孔洞，并且也具有凸起物31和32用于接收本發(fā)明的層狀結(jié)構(gòu)。在圖11和12中所示的實施方案可以用于保留圖7中所示的層狀結(jié)構(gòu)，通過將孔洞12和13定位到凸起物26和27或31和32上方。圖13是空腔形成部件33的底視圖，含有本發(fā)明層狀結(jié)構(gòu)34，為了通過在空腔形成部件中的凸起物保留，層狀結(jié)構(gòu)具有孔洞35和36。圖14是穿過圖13的B-B的截面視圖，顯示箔37和層狀結(jié)構(gòu)34的可發(fā)泡材料38，并且也顯示為了保持層狀結(jié)構(gòu)34而在空腔形成部件中形成的凸起物39和40。圖15是空腔的前視圖，其通過向圖13所示的第一空腔形成部件提供第二空腔形 成部件41形成。圖16表示類似于結(jié)構(gòu)34的層狀結(jié)構(gòu)如何可連接到凸起物42和43，凸起物與空腔形成部件33呈整體并在其沖壓期間形成。圖17是層狀結(jié)構(gòu)44的下側(cè)視圖，該層狀結(jié)構(gòu)與圖7中所示的那個類似，除了箔具有4個保持孔洞。箔連接到像圖11中所示的兩個托架45和46上，沒有顯示凸起物26和27，因為它們在層狀結(jié)構(gòu)中。托架被焊接到空腔形成部件47上。圖18是圖17中所示結(jié)構(gòu)的頂部視圖，顯示四個孔洞48、49、50和51，來自每個托架的兩個凸起物適配到其中。圖19是空腔已經(jīng)通過加上第二空腔形成部件52完成的圖18中所示結(jié)構(gòu)的前視圖，并且顯示來自托架的凸起物的頭53、54、55和56。圖20表示像圖I中所示的層狀結(jié)構(gòu)如何能夠在空腔形成部件52中保持到位，條件是箔I是一個圍繞凸起物58和59的緊密配合體。圖21與圖20類似，顯示可發(fā)泡材料2可以只連接在箔I的一側(cè)，并且在箔I與凸起物之間充分緊密配合的情況下，可發(fā)泡材料2與凸起物58和59的接觸是不重要的。
權(quán)利要求
1.一種層狀結(jié)構(gòu)，包括負載可發(fā)泡材料并提供有一個或多個孔洞的箔，借此通過孔洞與在車輛的空腔中提供的定位子之間嚙合，使箔適于使其能連接在空腔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的層狀結(jié)構(gòu)，包括在箔中形成的兩個或更多個孔洞。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的箔層狀結(jié)構(gòu)，其中孔洞穿過可發(fā)泡材料。
4.根據(jù)前面權(quán)利要求任一項的層狀結(jié)構(gòu)，其中可發(fā)泡材料連接在箔的兩側(cè)。
5.根據(jù)前面權(quán)利要求任一項的層狀結(jié)構(gòu)，其中箔是金屬制的，例如鋁或鋼箔，例如薄墊片；或者塑料，例如諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯的聚酯、聚酰胺或聚烯烴。
6.根據(jù)前面權(quán)利要求任一項的層狀結(jié)構(gòu)，其中箔具有0.005至I. 5mm的厚度。
7.根據(jù)前面權(quán)利要求任一項的層狀結(jié)構(gòu)，其中可發(fā)泡材料具有100%至3000%的膨脹能力。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7任一項的層狀結(jié)構(gòu)，其中可發(fā)泡材料含有粘合促進樹脂。
9.根據(jù)前面權(quán)利要求任一項的層狀結(jié)構(gòu)用于提供在汽車空腔內(nèi)的隔音的用途。
10.一種在空腔中提供泡沫的方法，包括提供在空腔限定表面具有保持裝置的第一空腔形成部件，在保持裝置上固定負載可發(fā)泡材料的箔，將第二空腔形成部件連接到第一空腔形成部件，并使可發(fā)泡材料發(fā)泡。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中保持裝置包括在第一空腔形成部件制造期間形成的一個或多個凸起物。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11的方法，其中凸起物是焊接到空腔形成部件上的銷柱。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12任一項的方法，其中提供兩個保持裝置，且箔橋接所述兩個保持裝置，并通過所述兩個保持裝置來保持到位。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13任一項的方法，其中可發(fā)泡材料含有粘合促進材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14任一項的方法，其中發(fā)泡發(fā)生在抗腐蝕涂覆烘箱中。
全文摘要
本發(fā)明公開了通過將可發(fā)泡材料提供在箔上、并通過在空腔限定部件中提供保持裝置，并將連接裝置配合在箔中、進而將箔/可發(fā)泡材料層狀結(jié)構(gòu)保持到位，來將可發(fā)泡材料安裝在第一空腔限定部件中，并與第二空腔限定部件形成空腔，且可發(fā)泡材料隨后發(fā)泡制備泡沫填充的空腔。
文檔編號B32B15/18GK102762368SQ201080041957
公開日2012年10月31日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者B·普雷漢納亞 申請人:澤菲羅斯公司