專利名稱:腔填充的改進(jìn)或相關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及已起泡插入物的提供并且特別地涉及將已起泡插入物設(shè)在交通工具 (例如汽車、卡車、公共汽車、鐵路車輛和飛機(jī))的腔中。本發(fā)明特別地涉及提供適合于密封、 阻隔和隔音的具有高膨脹度的泡沫。
背景技術(shù):
出于各種原因?qū)⒁哑鹋莶迦胛镌O(shè)在交通工具的腔中是公知的。泡沫可以在交通工具中(例如在汽車的梁或柱中)提供輕量化加強(qiáng)。在該情況下泡沫往往是具有較低膨脹度的剛性泡沫。交聯(lián)環(huán)氧基泡沫是這樣的剛性泡沫的例子。泡沫也可以用于提供隔音、減震或密封,在這樣的情況下可以使用更軟的更高膨脹度的泡沫,例如基于熱塑性材料的泡沫。泡沫的膨脹度可以在100%至4000%或更高的范圍內(nèi),本發(fā)明特別地涉及具有2000%或更高的膨脹度的泡沫。也公知并且使用的是可以將可起泡材料在未發(fā)泡狀態(tài)下設(shè)在交通工具的腔中并且可起泡材料可以使得它將在容納有可起泡材料的腔在腔的處理期間(例如在交通工具組裝過程中)所受到的條件下起泡。一種特定技術(shù)是使用可起泡劑型,所述可起泡劑型將在防腐涂覆烘箱(有時(shí)被稱為涂層烘箱)或涂漆烘箱中使用的條件下起泡。也公知的是可起泡材料可以設(shè)在載體上,所述載體可以是剛性的并且當(dāng)泡沫是剛性結(jié)構(gòu)材料時(shí)提供額外加強(qiáng),載體也可以用于為更撓性的泡沫(例如為了隔音或減震所使用的泡沫)提供支撐。已提出各種手段將可起泡材料定位在腔內(nèi)。例如緊固件可以設(shè)在可起泡材料上或作為用于可起泡材料的載體的一部分并且孔可以設(shè)在腔的壁中,緊固件可以穿過所述壁以將可起泡材料固定就位,如EP1790554-A中所述。其它提議包括在用于材料的支架上成形可起泡材料使得它帶有突起,所述突起將斜靠在腔的內(nèi)壁上以通過摩擦將可起泡材料保持就位。然而這需要可起泡材料接近腔的壁并且不允許可起泡材料在所有方向上的高度膨脹。另外的提議包括將磁性材料設(shè)在可起泡材料內(nèi)使得它可以固定到腔的金屬壁。這也具有以下缺陷,即,可起泡材料在某些區(qū)域中與腔的壁相接觸并且可起泡材料不能均勻地膨脹。此外如果腔是在可起泡材料的安裝之后將受到防腐涂覆(涂層)的交通工具框架或座椅框架或靠背的一部分,則不能涂覆腔的與可起泡材料相接觸的表面。也提出了可以借助于粘合劑將可起泡材料條粘著到腔的一個(gè)或更多個(gè)表面。在這里還是不能在可起泡材料附著到金屬所在的區(qū)域中執(zhí)行有效的防腐涂覆操作。與這些技術(shù)關(guān)聯(lián)的附加問題在于需要復(fù)雜的模塑技術(shù)來針對(duì)所需的特定腔制造期望尺寸和形狀的可起泡材料。因此,仍然需要提供更簡(jiǎn)單的技術(shù)來制造標(biāo)準(zhǔn)或類似部件, 所述部件可以用于用高膨脹泡沫(特別是提供隔音的高膨脹泡沫)填充各種腔。此外需要附加的技術(shù)來提供附連手段,原因是如果所述附連通過夾具穿過腔的金屬壁中的孔實(shí)現(xiàn)的話,則孔的需要會(huì)提供發(fā)生腐蝕和生銹的位置。在交通工具制造中,常常通過重疊兩個(gè)“u”或“c”形部件(通常是金屬部件)并且通常通過將設(shè)在“U”或“C”形截面?zhèn)鹊耐咕壓附釉谝黄鸲鴮⑦@些部件固定在一起而形成腔。這樣的腔形成于交通工具框架中的各種位置,例如交通工具框架的柱和梁中。在交通工具組裝過程中,包括可能安裝在載體上的可起泡材料的部件通過附連到金屬部件中的一個(gè)設(shè)在期望位置,通過將第二金屬部件固定到包含可起泡材料的第一金屬部件完成腔。腔然后受到導(dǎo)致可起泡材料起泡的條件。通??善鹋莶牧媳粺峒せ钜詫?dǎo)致起泡并且被配制成使得它將在交通工具組裝中受到的溫度下(例如在涂漆烘箱或用于烘干防腐涂層的烘箱中)起泡。美國(guó)專利6,003, 274建議可以在腔中設(shè)置局部網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以用于附連腔內(nèi)的可起泡部件。這些處理全部涉及多級(jí)和多部件組裝技術(shù)并且一些涉及腔形成部件的修改。此外特別是當(dāng)在不規(guī)則形狀的腔中制造高膨脹泡沫時(shí)所述技術(shù)不適合于獲得均勻起泡。所以仍然需要一種用于在腔內(nèi)制造泡沫的簡(jiǎn)單工藝。
發(fā)明內(nèi)容
所以本發(fā)明提供一種層狀結(jié)構(gòu),所述層狀結(jié)構(gòu)包括金屬箔,所述金屬箔包括中心部分和兩個(gè)端部部分,其中所述中心部分的至少一部分承載可起泡材料。本發(fā)明還提供一種腔,所述腔由通過鄰近所述腔的凸緣固定在一起的兩個(gè)腔限定部件限定,所述腔容納有層狀結(jié)構(gòu),所述層狀結(jié)構(gòu)包括金屬箔,所述金屬箔包括中心部分和兩個(gè)端部部分,其中所述中心部分的至少一部分承載可起泡材料,其中所述端部部分中的至少一個(gè)固定在所述腔的每一側(cè)處的所述凸緣之間。本發(fā)明還提供一種腔,所述腔由通過鄰近所述腔的凸緣固定在一起的兩個(gè)腔限定部件限定,所述腔容納有層狀結(jié)構(gòu),所述層狀結(jié)構(gòu)包括金屬箔,所述金屬箔包括中心部分和兩個(gè)端部部分,其中所述中心部分的至少一部分承載已起泡材料,其中所述端部部分中的至少一個(gè)固定在所述腔的每一側(cè)處的所述凸緣之間。所以本發(fā)明提供一種插入物,所述插入物能夠?qū)崿F(xiàn)用于將可起泡材料設(shè)在腔內(nèi)的簡(jiǎn)單和可靠技術(shù)并且允許使用更標(biāo)準(zhǔn)和簡(jiǎn)化的制造過程。本發(fā)明也涉及使材料起泡以將泡沫結(jié)構(gòu)設(shè)在腔內(nèi)。常常通過將兩個(gè)合適形狀的腔限定部件結(jié)合在一起而形成交通工具(例如梁和柱)中或交通工具座椅、框架或靠背中的腔,在所述腔限定部件是金屬(例如鋼)的情況下它們可以通過焊接結(jié)合在一起,備選地它們可以由粘合劑(例如結(jié)構(gòu)性粘合劑)結(jié)合在一起。腔限定部件中的至少一個(gè)為大致U形或C形并且在所述形狀的末端帶有凸緣,其提供用于結(jié)合到另一個(gè)腔限定部件的區(qū)域,所述另一個(gè)腔限定部件可以是平面的或者也是U 或C形部件使得U或C形形狀限定所述腔并且所述凸緣提供所述兩個(gè)腔限定部件可以結(jié)合在一起所在的區(qū)域。在另一個(gè)實(shí)施例中,本發(fā)明提供一種用于將泡沫設(shè)在腔內(nèi)的工藝,所述工藝包括提供帶有凸緣的第一腔形成部件,將本發(fā)明的層狀結(jié)構(gòu)的端部部分固定到所述第一腔形成部件的所述凸緣,提供帶有凸緣的第二腔形成部件,將所述第二腔形成部件的所述凸緣固定到所述層狀結(jié)構(gòu)的端部部分,使得所述第一和第二腔形成部件的所述凸緣固定所述層狀結(jié)構(gòu)的端部,以及使可起泡材料起泡。所述腔形成部件可以是來自金屬(例如鋼和鋁)的金屬?zèng)_壓件。所述層狀結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成使得所述箔的端部可以固定在所述腔形成部件的所述凸緣之間。所述端部可以由任何合適的手段固定,焊接和/或結(jié)構(gòu)性粘合劑的使用是優(yōu)選的。所述端部可以順序地固定到所述第一和第二腔形成部件的所述凸緣或者可以在單次結(jié)合操作中被固定。所述箔可以是任何合適的金屬,例如鋁或鋼箔(例如墊片)。所述箔的最佳厚度將取決于制造它的材料、所述箔的所需長(zhǎng)度、所述腔的尺寸和需要承載的可起泡材料的量。然而已發(fā)現(xiàn)厚度在O. 005mm至I. 5mm的范圍內(nèi)的箔是特別有用的,更優(yōu)選的是O. 075至Imm 的厚度。所述箔的使用將可起泡材料固定在腔內(nèi)并且改善所述結(jié)構(gòu)在腔中的組裝的操作能力并且有助于起泡操作。取決于將在其中產(chǎn)生泡沫的所述腔的形狀,所述可起泡材料可以附連到所述箔的所述中心部分的一側(cè)或兩側(cè)。所述可起泡材料可以覆蓋所述箔的所述中心部分的一個(gè)或兩個(gè)表面的全部或一部分,在優(yōu)選實(shí)施例中,可起泡材料層設(shè)在鋁箔的兩側(cè)上。適宜地,可以通過在低于所述可起泡材料的起泡溫度的溫度下將所述可起泡材料模塑到所述箔上并且將層壓件切割成所需尺寸而獲得所述層狀結(jié)構(gòu)。例如,所述可起泡材料可以圍繞移動(dòng)箔模塑。備選地,所述可起泡材料可以被擠出到適宜地從卷軸獲得的移動(dòng)箔的一側(cè)或兩側(cè)上,然后允許所述可起泡材料固化并且切割這樣產(chǎn)生的層壓件以產(chǎn)生層狀結(jié)構(gòu)的所需尺寸和形狀。也可以通過在層壓件生產(chǎn)線中設(shè)置合適的壓機(jī)而成形層壓件。所述層狀結(jié)構(gòu)可以是根據(jù)它將用于其中的所述腔的形狀的任何合適的形狀。所述形狀也可以進(jìn)行調(diào)適以將泡沫按照需要設(shè)在所述腔的區(qū)域中。例如所述結(jié)構(gòu)可以被沖壓或以另外方式被沖擊以彎曲成任何期望的形狀,并且這樣本發(fā)明提供將適合于生成泡沫的插入物設(shè)在不規(guī)則形狀的腔內(nèi)的簡(jiǎn)單方式。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,其中提供腔容納結(jié)構(gòu)并且箔/可起泡層狀材料的施加將在組裝線上實(shí)現(xiàn),所述層狀結(jié)構(gòu)可以帶有能夠使它由機(jī)器人操作和施加的措施。在這樣的工藝中,所述第一腔形成部件可以被輸送到工位,在所述工位所述層狀結(jié)構(gòu)的端部部分被擱置在所述第一腔形成部件的所述凸緣上并且所述端部部分可以焊接到所述凸緣。備選地,兩個(gè)腔形成部件可以以所述層狀結(jié)構(gòu)的端部部分在它們之間并且整個(gè)組件由單次焊接操作固定的方式被組裝。可以具有任意形狀的所述第二腔形成部件也可以設(shè)有凸緣,例如,第二腔形成部件可以是平面的,然后被施加匹配的圖象,且其凸緣在所述層狀部件的端部部分上,并且然后優(yōu)選地通過焊接固定到所述層狀部件的兩個(gè)端部以提供容納有所述層狀結(jié)構(gòu)的腔,所述層狀結(jié)構(gòu)安裝在所述腔內(nèi)的期望位置。容納有所述層狀結(jié)構(gòu)的所述腔結(jié)構(gòu)然后被傳送以供進(jìn)一步組裝和處理,并且所述可起泡材料可以被配制成使得它在后續(xù)處理期間例如通過暴露于在烘干防腐層和/或漆層期間使用的熱而起泡,所述防腐層和/或漆層在各納有已起泡插入物的制品的制造和組裝期間被施加。所述可起泡材料將根據(jù)需要泡沫賦予腔的性質(zhì)而進(jìn)行選擇。當(dāng)需要泡沫提供密封和/或吸音時(shí)本發(fā)明是特別有用的,在這樣的情況下高膨脹(典型地100%-3000%,優(yōu)選地 400-2500%膨脹)的可起泡材料可以用于產(chǎn)生軟泡沫。備選地,可能需要泡沫減小交通工具中的震動(dòng)和/或硬度和/或可能需要它提供防撞。如果泡沫將提供加強(qiáng)作用,則它可以是從具有較低膨脹度(典型地30%至200%)的可起泡材料提供的剛性泡沫,并且它也可以是在類似于它的起泡溫度的溫度下交聯(lián)的材料??梢允褂每山宦?lián)環(huán)氧樹脂基劑型。優(yōu)選的可起泡材料是這樣的劑型,所述劑型在低于它們的起泡溫度的溫度下是熱塑性的,并且因此可以在低于起泡溫度的溫度下被擠出或注塑以提供所述層狀結(jié)構(gòu)的可起泡材料。如果需要?jiǎng)傂约訌?qiáng)泡沫,則當(dāng)加熱到導(dǎo)致起泡時(shí)所述材料可以被配制成使得它將交聯(lián)。所述可起泡材料優(yōu)選地包括增粘劑(例如石油樹脂或松香酯)以有助于將所述可起泡材料粘合到所述箔并且有助于將泡沫粘合到所述腔的壁。本發(fā)明在汽車腔內(nèi)提供隔音方面是特別有用的,當(dāng)需要所述可起泡材料提供隔音和/或密封時(shí),所述材料可以具有例如從200%至3000%的膨脹度。它也可以是沒有交聯(lián)的軟泡沫。在汽車的隔音板的優(yōu)選生產(chǎn)中,所述可起泡材料是這樣的,即典型地從聚合物產(chǎn)生高膨脹軟泡沫,所述聚合物例如為乙烯不飽和酯共聚物,典型地為乙烯醋酸乙烯共聚物和/或乙烯丙烯酸酯共聚物。在該實(shí)施例中,特別優(yōu)選的材料是烯烴聚合物基聲學(xué)泡沫, 并且更特別地是乙烯基聚合物。例如,可起泡材料可以基于可以包含C3至C8 α -烯烴共聚用單體的乙烯共聚物或三聚物。特別優(yōu)選的聚合物的例子包括乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸酯共聚物、EPDM或它們的混合物??缮藤?gòu)的優(yōu)選的泡沫劑型的其它例子包括可從歐洲L & L產(chǎn)品公司商購(gòu)的聚合物基材料,代號(hào)為L(zhǎng)-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 L-7220。這些材料可以通過擠出容易地被層壓到箔(例如鋁、鋼或塑料箔)上以形成在本發(fā)明中使用的層狀結(jié)構(gòu)。許多其它合適的材料在本領(lǐng)域中是公知的并且也可以用于產(chǎn)生用于降噪和/或減震的泡沫。一種這樣的泡沫包括開室聚合物基材料,例如乙烯基聚合物,當(dāng)與適當(dāng)?shù)某煞?(典型地發(fā)泡或固化劑)混配時(shí),當(dāng)施加熱或發(fā)生特定環(huán)境條件時(shí)所述材料以可靠并且可預(yù)測(cè)的方式膨脹并且固化。從化學(xué)觀點(diǎn)來看,對(duì)于熱激活材料,聲學(xué)泡沫通常在固化之前初始作為可流動(dòng)熱塑性材料被處理。它將在固化時(shí)優(yōu)選地交聯(lián),這使材料阻止最后形狀的進(jìn)一步流動(dòng)或變化。盡管已公開了用于制造吸音和/或減震材料的優(yōu)選材料,但是所述材料可以由其它材料(例如在本領(lǐng)域中被稱為結(jié)構(gòu)泡沫的泡沫)形成,只要所選擇的材料被熱激活或以另外方式由環(huán)境條件(例如濕度、壓力、時(shí)間等)激活并且在適合于選定應(yīng)用的條件下以可預(yù)測(cè)并且可靠的方式固化。一些其它可能的材料包括但不限于聚烯烴材料、共聚物和三聚物、苯酚/甲醛材料、苯氧樹脂材料和聚氨酯。美國(guó)專利5,266,133 ;5, 766,719 ;5, 755,486 ;5,575,526 ; 5,932,680 ;和WO 00/27920描述了合適的材料。一般而言,最后產(chǎn)生的泡沫的期望特性包括較低的玻璃化溫度和良好的耐腐蝕性。這樣,所述材料通常不與汽車制造商所使用的材料系統(tǒng)相干涉。而且,它將耐受典型地在交通工具的制造中遇到的處理?xiàng)l件,例如涂裝涂底、清潔和去油以及其它涂覆工藝。一般而言,合適的可膨脹泡沫具有從大約100%至1000%以上的膨脹范圍。聲學(xué)泡沫的膨脹水平可以高達(dá)1500%至2000%或以上。在另一個(gè)實(shí)施例中,吸音材料可以以包囊或部分包囊形式被提供,例如可膨脹可起泡材料被包囊或部分包囊在膠殼中。而且,吸音材料可以包括可熔融流動(dòng)材料,例如在美國(guó)專利6,030, 701中公開的材料。一種或多種固化劑可以包括在用于本發(fā)明中的可起泡材料中??蛇x地也可以包括固化劑促進(jìn)劑。取決于期望的結(jié)構(gòu)的類型、已起泡材料的期望特性和可起泡材料的期望膨脹量以及期望的膨脹速率,所使用的固化劑和固化劑促進(jìn)劑的量可以大幅變化。存在于可起泡材料中的固化劑或固化劑促進(jìn)劑的示例性范圍在大約O. 001% (重量)至大約7% (重量) 的范圍內(nèi)。優(yōu)選地,固化劑通過聚合物、苯氧環(huán)氧樹脂或兩者和可能存在的任何環(huán)氧樹脂的交聯(lián)幫助可起泡材料固化。也優(yōu)選的是,固化劑幫助熱固起泡材料。可使用的固化劑的種類是選自下列的材料脂肪族或芳香族胺或它們的相應(yīng)加合物、酰氨基胺、聚酰胺、環(huán)脂胺、 酸酐、聚羧酸聚酯、異氰酸酯、苯酚基樹脂(例如,苯酚或甲酚酚醛樹脂,共聚物,例如苯酚萜烯、聚乙烯苯酚或雙酚A甲醛共聚物,雙羥苯基烷烴或類似物)或它們的混合物。特別優(yōu)選的固化劑包括改性和非改性聚胺,例如三乙烯四胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、氰基胍、雙氰胺和類似物。如果使用固化劑的促進(jìn)劑,則所述材料的例子包括改性或非改性尿素,例如甲叉二苯雙尿素、咪唑或它們的組合。取決于已起泡材料的所需功能,它可以包括一種或多種附加聚合物或共聚物,其可以包括各種不同的聚合物,例如熱塑性塑料、彈性體、塑性體和它們的組合。例如并且非限定地,可以適當(dāng)?shù)匕娇善鹋莶牧现械木酆衔锇u代聚合物、聚碳酸酯、聚酮、聚氨酯、聚酯和從下列衍生的聚合物硅烷、砜、烯丙基樹脂、烯烴、苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、硅酮、酚醛樹脂、橡膠、聚苯醚、對(duì)苯二酸酯、醋酸酯(例如EVA)、丙烯酸酯、 甲基丙烯酸酯(例如乙烯甲基丙烯酸酯聚合物)或它們的混合物。其它可能的聚合材料可以是或可以包括但不限于聚烯烴(例如聚乙烯、聚丙烯)聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚(氧化乙烯)、聚(乙烯亞胺)、聚酯、聚氨酯、聚硅氧烷、聚醚、聚磷嗪、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(乙烯乙酸酯)、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。當(dāng)使用時(shí),這些聚合物可以包括材料的小部分或更大部分。當(dāng)使用時(shí),一種或多種附加聚合物優(yōu)選地包括大約O. 1%至大約50%、更優(yōu)選大約1%至大約20%并且更加優(yōu)選大約 2%至大約10% (重量)的可起泡材料。合適的剛性材料的例子包括可起泡環(huán)氧基樹脂并且這樣的材料的例子是產(chǎn)品 L0507、L5207、L5214、L5234、L5235、L5236、L5244、L-8050 和 L-8150,其可從法國(guó)斯特拉斯堡L&L歐洲公司商購(gòu)。該產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)被選擇成使得它可以在低于它將起泡的溫度的溫度(典型地80°C至90°C)下并且根據(jù)所需膨脹速率和泡沫密度成形。還優(yōu)選的是,在材料用于汽車框架或座椅制造中的情況下,它在用于干燥并且固化在涂裝工藝中淀積的防腐涂層的烘箱中受到的溫度(典型地120°C至180°C,更典型地130°C至150°C)下膨脹。在激活之前,可起泡材料優(yōu)選地是干燥并且不觸粘的,原因是這便于運(yùn)輸和操作并且防止污染。在本文中使用的環(huán)氧樹脂表示包含至少一個(gè)環(huán)氧官能團(tuán)的任何常規(guī)二聚、寡聚或多聚環(huán)氧材料。環(huán)氧含量典型地高于40%。而且,術(shù)語“環(huán)氧樹脂”可以用于表示一種環(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環(huán)氧材料,所述材料具有可由開環(huán)反應(yīng)聚合的一個(gè)或多個(gè)環(huán)氧乙烷環(huán)。在優(yōu)選實(shí)施例中,可起泡材料包括在大約2%至75% (重量)之間的環(huán)氧樹脂,更優(yōu)選在大約4%至60% (重量)之間的環(huán)氧樹脂,并且更加優(yōu)選在大約25%至50% (重量)之間的環(huán)氧樹脂。當(dāng)然,取決于可激活材料的預(yù)期應(yīng)用,環(huán)氧樹脂的量可以更大或更小。環(huán)氧可以是脂肪族、脂環(huán)族、芳香族或類似物。環(huán)氧可以作為固體(例如丸、塊、片或類似物)或液體(例如環(huán)氧樹脂)被供應(yīng),盡管液體樹脂是優(yōu)選的,從而加強(qiáng)粘性劑型的處理能力。當(dāng)在本文中使用時(shí),除非另外說明,如果樹脂在23°C的溫度下是固體,則它是固體樹脂,如果樹脂在23°C下是液體,則它是液體樹脂。環(huán)氧可以包括乙烯共聚物或三聚物。可以將環(huán)氧樹脂加入可起泡材料以增加材料的粘附性、流動(dòng)性或兩者。一種示例性環(huán)氧樹脂可以是苯酚樹脂,其可以是酚醛型或其它類型樹脂。其它優(yōu)選的含環(huán)氧材料可以包括雙酚A表氯醇醚聚合物或可以用丁二烯或另一種高分子添加劑改性的雙酚A環(huán)氧樹脂、或雙酚F型環(huán)氧樹脂。而且,也可以使用若干不同的環(huán)氧樹脂的各種混合物。合適的環(huán)氧樹脂的例子在由Huntsman供應(yīng)的商標(biāo)Araldite GY 282、GY281和GY285下銷售。在某些實(shí)施例中,可能期望的是,在可起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。當(dāng)包括時(shí),所述一種或多種熱塑性聚醚優(yōu)選地包括大約1%至大約90% (重量)的可起泡材料,更優(yōu)選大約3%至大約60% (重量)的可起泡材料,并且更加優(yōu)選大約 4%至大約25%(重量)的可起泡材料。然而與其它材料一樣,取決于可起泡材料的預(yù)期使用, 可以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)羥基部分。熱塑性聚醚也可以包括在它們的主鏈中的芳香族醚/胺重復(fù)單元。在大約190°C的溫度下對(duì)于重量為2. 16Kg的樣本,本發(fā)明的熱塑性聚醚優(yōu)選地具有每10分鐘大約5至大約100之間、更優(yōu)選在大約25至大約75之間并且更加優(yōu)選在大約40至大約60克之間的熔融指數(shù)。當(dāng)然,熱塑性聚醚可以取決于它們的預(yù)期應(yīng)用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)、單乙醇胺和二縮水甘油醚的共聚物、它們的組合或類似物。優(yōu)選地,通過具有2或以下平均官能度的胺(例如,雙官能胺)與縮水甘油醚(例如,二縮水甘油醚)的反應(yīng)形成熱塑性聚醚。當(dāng)在本文中使用時(shí),術(shù)語雙官能胺指的是平均具有兩個(gè)活性基團(tuán)(例如,活性氫)的胺。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,通過一級(jí)胺、雙(二級(jí))二胺、環(huán)二胺、它們的組合或類似物(例如,單乙醇胺)與二縮水甘油醚反應(yīng)或通過胺與環(huán)氧官能化聚(環(huán)氧烷烴)反應(yīng)形成聚(氨基醚)而形成熱塑性聚醚。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例,通過在足以導(dǎo)致胺部分與環(huán)氧部分反應(yīng)以形成具有胺鍵、醚鍵和側(cè)羥基部分的聚合物主鏈的條件下使雙官能胺與二縮水甘油醚或二環(huán)氧官能化聚(環(huán)氧烷烴)反應(yīng)而制備熱塑性聚醚。可選地,聚合物可以用可以是或不是一次或二次胺的單官能親核體處理。另外,可以預(yù)料,具有一個(gè)活性基團(tuán)(例如,一個(gè)活性氫)的胺(例如,環(huán)胺)可以用于形成熱塑性聚醚。有利地,這樣的胺可以有助于控制所形成的熱塑性醚的分子量。優(yōu)選的熱塑性聚醚和它們的形成方法的例子在美國(guó)專利5,275,853 ;5,464,924 和5,962,093中公開。有利地,熱塑性聚醚可以針對(duì)各種各樣的應(yīng)用為可起泡材料提供各種期望特性,例如期望的物理和化學(xué)性質(zhì),如本文中進(jìn)一步所述。盡管不需要,但是劑型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醋酸共聚物。乙烯甲基丙烯酸酯和乙烯醋酸乙烯是兩種優(yōu)選的乙烯共聚物。也可能期望包括用一個(gè)或多個(gè)活性基團(tuán)(例如甲基丙烯酸縮水甘油酯或馬來酸酐)改性的活性聚乙烯樹脂。這樣的聚乙烯樹脂的例子在商標(biāo)LOTADER (例如, LOTADER AX8900)下銷售并且可從Arkema Group商購(gòu)。
一種或多種發(fā)泡劑可以用于通過產(chǎn)生惰性氣體導(dǎo)致材料可起泡,所述惰性氣體可以根據(jù)需要形成已起泡材料的開室和/或閉室結(jié)構(gòu)。發(fā)泡劑可以包括一個(gè)或多個(gè)含氮基團(tuán),例如酰胺、胺和類似物。合適的發(fā)泡劑的例子包括偶氮甲酰胺、二亞硝基次戊基四胺、偶氮甲酰胺、二亞硝基次戊基四胺、4,4-氧代雙苯磺酰肼、三肼基三嗪和均二甲基均二亞硝基對(duì)苯二酸酰胺。也可以提供用于發(fā)泡劑的促進(jìn)劑。各種促進(jìn)劑可以用于增加發(fā)泡劑形成惰性氣體的速度。一種優(yōu)選的發(fā)泡劑促進(jìn)劑是金屬鹽,例如氧化物,例如氧化鋅。其它優(yōu)選的促進(jìn)劑包括改性和非改性噻唑或咪唑。應(yīng)當(dāng)使用的發(fā)泡劑和發(fā)泡劑促進(jìn)劑的量可以取決于期望的室結(jié)構(gòu)的類型、期望的膨脹量、期望的膨脹速度等而大幅變化??杉せ畈牧现械陌l(fā)泡劑和發(fā)泡劑促進(jìn)劑的量的示例性范圍在大約O. 001% (重量)至大約5% (重量)的范圍內(nèi)??善鹋莶牧弦部梢园ㄒ环N或多種填充劑,包括但不限于特定材料(例如,粉末)、 珠、微球(例如可從Zeelan Industries獲得的Zeospheres)或類似物。優(yōu)選地,填充劑包括通常不與存在于可激活材料中的其它組分反應(yīng)的材料。盡管填充劑通常呈現(xiàn)為以較低重量占據(jù)空間,但是可以預(yù)料,填充劑也可以賦予諸如強(qiáng)度和耐沖擊的性質(zhì)??梢允褂玫奶畛鋭┑睦影ü柰痢⒐柙逋?、玻璃、粘土 (例如包括納米粘土)、滑石、顏料、著色劑、玻璃珠或氣泡、玻璃、碳或陶瓷纖維、尼龍或聚酰胺纖維(例如,Kevlar), 抗氧化劑和類似物。這樣的填充劑(特別是粘土)可以有助于在可起泡材料的流動(dòng)期間自身均化??梢杂米魈畛鋭┑恼惩量梢园▉碜愿邘X石、伊利石、綠泥石、蒙脫石或海泡石群組的粘土,其可以被煅燒。合適的填充劑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、蒙脫土或它們的混合物。粘土也可以包括微量的其它成分,例如碳酸鹽、長(zhǎng)石、云母和石英。填充劑也可以包括氯化銨,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(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,一種或多種礦物或石型填充劑可以用作填充劑,例如碳酸鈣、碳酸鈉或類似物。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,硅酸鹽礦物可以用作填充劑,例如云母。當(dāng)使用時(shí),填充劑可以在可起泡材料的10%或以下至90%或以上(重量)的范圍內(nèi), 但是更典型地在可起泡材料的大約20至55% (重量)的范圍內(nèi)。根據(jù)一些實(shí)施例,可起泡材料可以包括大約0%至大約3% (重量)并且更優(yōu)選略小于1% (重量)的粘土或類似填充劑。 粉末狀(例如大約O. 01至大約50并且更優(yōu)選大約I至25微米平均粒徑)礦物型填充劑可以包括大約5%至70% (重量)之間,更優(yōu)選大約10%至大約50% (重量)。其它添加劑、試劑或性能改性劑可以根據(jù)需要包括在可起泡材料中,包括但不限于抗氧化劑、耐紫外線劑、阻燃劑、抗沖改性劑、熱穩(wěn)定劑、著色劑、操作助劑、潤(rùn)滑劑、加強(qiáng)物(例如,短切或連續(xù)的玻璃、陶瓷、芳綸或碳纖維、微粒或類似物)。液體聚硫化物可以用于改善環(huán)境暴露,例如暴露于濕氣或鹽水。在優(yōu)選實(shí)施例中,可起泡材料包含助粘材料,例如石油樹脂或合成或天然松香酯增粘劑。這些材料的使用可以改善已起泡材料粘附到腔的壁。優(yōu)選的是,包括O. 5至10wt% 的這樣的助粘材料。當(dāng)確定用于可起泡材料的適當(dāng)組分時(shí),可能重要的是將材料配制成使得它將在適當(dāng)時(shí)間或溫度起泡。例如,在一些應(yīng)用中,不希望材料在室溫或另外在生產(chǎn)環(huán)境中的環(huán)境溫度下是活性的。更典型地,材料在更高作業(yè)溫度下流動(dòng)并且起泡。作為例子,例如在汽車組裝廠中遇到的溫度可能是適當(dāng)?shù)?,尤其?dāng)可起泡材料與其它組分一起在高溫或更高的施加能量水平下被處理時(shí)(例如在噴漆準(zhǔn)備步驟期間)。另外優(yōu)選的是,可起泡材料在環(huán)境溫度下不觸粘以減小污物和灰塵的吸附并且便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。在箔上使用的可起泡材料的量將由泡沫將設(shè)在其中的腔的尺寸和期望的膨脹度確定。然而對(duì)于多數(shù)交通工具,已發(fā)現(xiàn)包含I. 5mm至IOmm厚度的可起泡材料層的層狀結(jié)構(gòu)特別適合于產(chǎn)生吸音和/或減震泡沫。在另一個(gè)實(shí)施例中,本發(fā)明可以用于汽車或其它交通系統(tǒng)(例如卡車、公共汽車、 鐵路車輛或飛機(jī))的主體框架和座椅中的腔的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。在這里,可起泡材料大體上是剛性加強(qiáng)熱固層,例如可起泡環(huán)氧樹脂或可起泡聚氨酯,其可以是封閉型聚氨酯。在該情況下, 可起泡材料起到兩個(gè)主要功能,它將橫貫箔和中空部分的內(nèi)部之間空間膨脹并且將結(jié)合到中空部分的內(nèi)壁的一些或全部。所以,激活能夠使可起泡材料膨脹并且填充箔和它被設(shè)計(jì)成用以加強(qiáng)的中空結(jié)構(gòu)之間的間隙并且結(jié)合到中空結(jié)構(gòu)的選定內(nèi)表面。因此,可起泡材料必須在期望溫度下膨脹并且具有足夠的粘性以將加強(qiáng)部件牢固地結(jié)合到交通工具結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。在該實(shí)施例中,一旦起泡,它將足夠強(qiáng)使得它不會(huì)造成所提供的總體加強(qiáng)作用的任何弱化。
本發(fā)明參考附圖進(jìn)行說明,但是不由附圖限制,其中圖I是本發(fā)明的層狀結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖2是通過圖I的層狀結(jié)構(gòu)的線A-A獲得的橫截面圖。圖3是本發(fā)明的層狀結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖4顯示了具有腔形成部件中的一個(gè)的就位的圖3的層狀結(jié)構(gòu)。圖5顯示了帶有第二腔形成部件的圖4的結(jié)構(gòu)。圖6顯示了圖5的結(jié)構(gòu),其中腔形成部件和層狀結(jié)構(gòu)彼此固定。圖7示出了例如圖2中所示的層狀結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝。圖8示出了圖7中所示的工藝的模塑部分的操作。
具體實(shí)施例方式圖I顯示了具有中心部分(2)和兩個(gè)端部部分(3)和(4)的長(zhǎng)形層狀部件(I)。中心部分(2)由可起泡材料(5)覆蓋并且也帶有變形部位(6)以允許改變部件的形狀。相同的附圖標(biāo)記用于指示其余圖中的相似特征。圖2是沿著圖I的A-A獲得的截面,顯示了箔(4),并且圖3顯示了類似于圖I中所示的層狀結(jié)構(gòu),所述層狀結(jié)構(gòu)被成形以符合它將用于其中的腔。圖4顯示了與第一腔限定部件(7)組裝的圖3的結(jié)構(gòu),所述第一腔限定部件具有在每個(gè)端部的凸緣(8)和(9)。成對(duì)的焊珠(10)和(11)以及(12)和(13)被顯示以用于將層狀結(jié)構(gòu)的端部固定到第一腔限定部件的凸緣。圖5顯示了圖4的組件與第二腔限定部件
(14)組裝在一起,且所述第二腔限定部件的凸緣(15)和(16)用于焊接到層狀結(jié)構(gòu)的端部部分的另一側(cè)。圖6顯示了包含焊接完成的層狀結(jié)構(gòu)的腔結(jié)構(gòu)。圖7是用于提供例如圖3中所示的層狀結(jié)構(gòu)的連續(xù)工藝的示意圖。圖7顯示了金屬箔(17)從箔的卷軸(18)去除并且穿過模(19),在所述模處,可起泡材料(15)圍繞箔制元件的中心部分順序地模塑。涂覆有可起泡材料的箔然后傳到壓機(jī)(20),在所述壓機(jī)處,它被成形為期望構(gòu)造。成形結(jié)構(gòu)然后傳到切割裝置(21 ),在所述切割裝置處,從移動(dòng)的被涂覆的箔產(chǎn)生單獨(dú)的層狀結(jié)構(gòu)。圖8顯示了可起泡材料怎樣可以在圖7的模(19)中施加到箔。圖8a是在線B-B 上獲得的橫截面圖,顯示了箔穿入模中,圖8b顯示了圍繞箔模塑的可起泡材料并且圖Sc顯示了層狀結(jié)構(gòu)怎樣可以從模去除。
權(quán)利要求
1.一種腔,所述腔由通過鄰近所述腔的凸緣固定在一起的兩個(gè)腔形成部件限定,所述腔容納有層狀結(jié)構(gòu),所述層狀結(jié)構(gòu)包括金屬箔,所述金屬箔包括中心部分和兩個(gè)端部部分, 其中所述中心部分的至少一部分承載可起泡材料,其中所述端部部分中的至少一個(gè)固定在所述腔的每一側(cè)處的所述凸緣之間。
2.一種腔,所述腔由通過鄰近所述腔的凸緣固定在一起的兩個(gè)腔形成部件限定,所述腔容納有層狀結(jié)構(gòu),所述層狀結(jié)構(gòu)包括金屬箔,所述金屬箔包括中心部分和兩個(gè)端部部分, 其中所述中心部分的至少一部分承載已起泡材料,其中所述端部部分中的至少一個(gè)固定在所述腔的所述凸緣之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的腔,其形成于交通工具內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的腔,其在梁、柱或座椅框架中出現(xiàn)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的腔,其中所述腔形成部件是金屬?zèng)_壓件。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的腔,其中所述中心部分承載在所述金屬箔的兩側(cè)的已起泡材料或可起泡材料。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的腔,其中兩個(gè)端部部分固定在所述腔的每一側(cè)處的所述凸緣之間。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的腔,其中所述箔是鋼箔。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的腔,其中所述已起泡材料或可起泡材料附連到所述箔的所述中心部分的一側(cè)或兩側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9中的任一項(xiàng)所述的腔,其中所述已起泡材料提供密封和/或吸曰
11.根據(jù)權(quán)利要求2至9中的任一項(xiàng)所述的腔,其中所述已起泡材料提供輕量的加強(qiáng)部。
12.根據(jù)權(quán)利要求2至11中的任一項(xiàng)所述的腔,其中所述已起泡材料具有100%-3000% 的膨脹度。
13.一種用于將泡沫設(shè)在腔內(nèi)的工藝,所述工藝包括提供帶有凸緣的第一腔形成部件;將層狀結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)端部部分固定到所述第一腔形成部件的所述凸緣,所述層狀結(jié)構(gòu)包括金屬箔,所述金屬箔包括中心部分和兩個(gè)端部部分,其中所述中心部分的至少一部分承載可起泡材料;提供帶有凸緣的第二腔形成部件;將所述第二腔形成部件的所述凸緣固定到所述層狀結(jié)構(gòu)的端部部分,使得所述第一腔形成部件的凸緣和第二腔形成部件的凸緣固定所述層狀結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)端部;以及使所述可起泡材料起泡。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的工藝,其中所述箔的端部通過焊接和/或使用結(jié)構(gòu)性粘合劑固定在所述第一腔形成部件的的凸緣和第二腔形成部件的凸緣之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的工藝,其中所述端部順序地固定到所述第一腔形成部件的凸緣和第二腔形成部件的凸緣或者在單個(gè)結(jié)合操作中被固定。
16.一種用于生產(chǎn)層狀結(jié)構(gòu)的連續(xù)工藝,包括在低于可起泡材料的起泡溫度的溫度下將所述可起泡材料模塑到箔上;將層壓件切割成所需尺寸;以及重復(fù)該工藝。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的工藝,其中所述可起泡材料圍繞移動(dòng)箔模塑或擠出。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的工藝,其中所述層壓件在切割之前被壓制成所需形狀。
全文摘要
提供一種用于將泡沫設(shè)在諸如汽車柱和梁中的腔內(nèi)的層狀結(jié)構(gòu)(1),所述層狀結(jié)構(gòu)包括金屬箔(4),所述金屬箔具有中心部分(2)和兩個(gè)端部部分(3、4),所述中心部分承載可起泡材料(5)并且所述端部部分可固定到腔形成部件(7、14)的凸緣(8、9、15、16)。還提供容納有起泡之后的泡沫的腔。
文檔編號(hào)B62D29/00GK102612459SQ201080050798
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
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