多层隔板的制备方法

摘要

具有包括填充有泡沫的基于塑料的蜂窝结构的多孔芯层和两个非膨胀材料外层的多层隔板的制备方法，所述方法包括如下步骤：板的一个外层(3)被引入成形器；蜂窝结构(1)被置于所述层(3)上并且第二外层(3’)和被注入的包含发泡剂的组合物(2)一起引入成形器；包含发泡剂的组合物膨胀；隔板从成形器中移出。根据所述方法得到的板和其用途。

权利要求

1.制造多层隔板的方法，该板具有包括填充有泡沫的由塑料制成的蜂窝结构的多孔芯和两个由非膨胀塑料材料制成的外层，所述方法包括如下步骤：·将板的一个外层引入成形器中；

·将蜂窝结构放置在所述层上并且将第二外层连同包含注入的发泡剂的组合物一起引入成形器中；

·使包含发泡剂的组合物膨胀；

·从成形器中移出隔板。

其中泡沫由PUR聚氨酯制成，并且PUR泡沫由无水组合物得到。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于泡沫完全填充蜂窝的单元。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于蜂窝和外层由PVC制成。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于PUR为就醇和异氰酸酯官能团而言化学计量的组合物并且在室温下膨胀。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于至少一个外层被双向取向。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在蜂窝结构和第一外层都被引入成形器之前，蜂窝结构首先被固定于第一外层。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于蜂窝和固定蜂窝的外层由同种材料或相容材料制成并且它们由激光焊接固定。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于每个外层首先均装配有蜂窝结构并且两个组件以一定间距放入成形器中，通过这样，含有发泡剂的组合物能够膨胀并且在膨胀时自由地扩张。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其为连续方法，包括通过挤出连续制备蜂窝，其中由挤出得到的蜂窝连续地固定到板的一个外层，然后用待膨胀的组合物填充，并最终与板的另一外层同时引入成形器，其可以装配有也可以没有蜂窝，所述成形器为可移动成形器，其下部和上部的壁为由旋转汽缸驱动的环带。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于将蜂窝结构固定到板的一个外层的第一步骤是独立于本方法其它步骤实施的。

11.由根据权利要求1所述的方法得到的多层隔板，并且其具有包括填充有PUR泡沫的由PVC制成的蜂窝结构的多孔芯和两个PVC外层。

12.根据权利要求11的板，其特征在于两个外层被固定在填充有PUR泡沫的PVC蜂窝上并且被无蜂窝的泡沫层分隔。

13.根据权利要求11或12的隔板的用途，其作为用于地板或屋顶的隔离覆盖物，或作为储存农业粮食的隔热自支撑结构的墙或制备遮蔽所。

14.根据权利要求13的用途，其中隔板构成运动馆或公共汽车的地板，并且该板使用在两个相邻的板之间的每一边上形成的槽中定位且联结的矩形部件组装。

15.根据权利要求14的用途，其特征在于：

·槽的高度等于部件的厚度

·槽的宽度等于部件宽度的一半

·部件靠在该结构的蜂窝的每一边上

·各个板的槽均为相同的。

说明书

多层隔板的制备方法

[0001] 本发明涉及特定结构的多层隔板的制备方法，由此方法得到的板及其用途。

[0002] 经济活动的许多领域需要低成本的隔板。例如，在建筑和土木工程领域中，用于屋顶或各种墙体任务的板的隔热性能是基本的。在运输，制冷等领域同样如此。在这些应用中，使用多层板是已知的，多层板中的一层具有隔热功能。一个或多个其它层提供整体的机械强度并且可能提供适合的外观。

[0003] 在一些环境下(靠近高速公路，飞机场，有噪声的机械等)，除隔热性能外还需要隔音性能。为了达到这一目标，现已设计出在非膨胀材料的表层之间具有膨胀材料(泡沫)芯的多层板。可是，在一些情况下，得到的机械性能不足，此外，泡沫与外部表皮之间的粘结常常是令人不满意的。

[0004] 专利US6,673,415公开了一种能够解决上述问题的结构，其中泡沫实际上充满了固定于表皮的蜂窝结构的单元。该结构通常具有所需的隔离和机械强度性能。可是，制备该结构的方式，其包括首先制备填充泡沫的蜂窝，然后在其表面贴上外层(表皮)，该方式经济上并不可行。而且，用塑性蜂窝以单个步骤连续生产上述贴面板是个从开始就已知的棘手任务，因为含有发泡剂的组合物的膨胀具有放热现象并且所述的蜂窝因此易于发生不允许的变形，这是已知的。

[0005] 现在，已惊人地发现可以得到用塑料芯和一步法获得的优良产品，其中填充蜂窝的材料在两个表皮之间膨胀。不希望束缚于一个理论，申请公司相信这是由于在组分发泡期间得到的热导率逐步减少所致。

[0006] 本发明因此涉及制备多层隔板的方法，该多层隔板包含填充有泡沫的基于塑料的蜂窝结构的多孔芯和两个非膨胀材料外层，所述方法包括下述步骤：

[0007] ·将该板的一个外层引入成形器中；

[0008] ·将蜂窝结构置于所述外层上并且将第二外层连同包含注入的发泡剂的组合物一起引入成形器中；

[0009] ·包含发泡剂的组合物膨胀；

[0010] ·将隔板从成形器中移出。

[0011] 根据本发明的方法制备的板可以基本上是平的或弯曲的。术语“基本”特别是指具有表面起伏的板的例子。

[0012] 它们主要是(即，在体积方面占优势的)基于例如木材，塑料等的隔热材料，但是并不排除部分基于非隔热材料(例如金属)制成的板。可是，优选，本发明的板主要为基于塑料的。

[0013] 作为一个特别的优选，由本发明的方法得到的板是具有包括至少一种蜂窝结构的芯的多层板，该蜂窝结构是基于填充有泡沫的塑料，该泡沫也是由塑料制成的。

[0014] “蜂窝”旨在表示这样一种物体，其基本上是平的(整体成片的形状)或稍微有些弯曲，包括空腔，也就是说任何横截面的开放或封闭的单元，通常为圆形或六边形横截面，其壁从一个到另一个的单元基本上平行并且垂直于片的表面。

[0015] 根据本发明，被泡沫填充的蜂窝(优选完全，也就是说至少90体积％或甚至100体积％，这样以致于促进板各部分的粘着力)至少部分地形成板芯。“泡沫”应被理解成通过添加被称为“发泡剂”的添加剂而密度减小的材料。这类添加剂在塑料行业中是众所周知的。他们可以为各种类型，通常归结为两个系列：化学发泡剂和物理发泡剂。其也可以结合使用。该内容可以在众多的技术著作中找到。密度减小的量随发泡剂和使用的量有显著的变化。一般来说，“泡沫”旨在表示，在同样的温度和压力条件下，该材料的密度已经减小到低于其初始值(无发泡剂)的20％或低于该值的10％和甚至低于该值的5％。优选，膨胀材料为塑料。

[0016] 根据本发明内容得到的板芯为夹在两层非膨胀材料之间，非膨胀材料可以为塑料，木材和/或金属。优选，两个表层均为非膨胀塑料或一个为非膨胀塑料另一为金属例如钢，铝，等。两个外层(表皮)均由塑料制成的情况是尤其优选的。

[0017] 在根据本发明的方法中，所有类型的塑料均适合作为组成材料。尤其适合的材料选自热塑性种类。

[0018] 术语“热塑性”表示任何热塑性聚合物，包括热塑性弹性体，及其混合物。术语“聚合物”既表示共聚物也表示均聚物(特别是二元或三元共聚物)。这类共聚物的例子为，无规共聚物，线形嵌段共聚物，其它嵌段共聚物和接枝共聚物。

[0019] 熔点低于分解温度的任何类型的热塑性聚合物或共聚物都是适合的。具有熔融温度分布至少10摄氏度的合成热塑性树脂是尤其合适的。这类材料的例子包括其分子量显示出多分散性的那些。

[0020] 特别地，卤化聚合物，聚烯烃，热塑性聚酯，聚酮，聚酰胺和其共聚物都可以使用。也可以使用聚合物或共聚物的混合物，也可以为聚合物材料和无机，有机和/或天然填料，例如(但不限于)碳，盐和其它无机衍生物，天然纤维或聚合物纤维的混合物。

[0021] 本发明通过以下产生良好效果：

[0022] ·制造蜂窝结构的材料为氯乙烯聚合物(PVC)，并且优选外层也是；

[0023] ·发泡材料为聚氨酯(PUR)。

[0024] 选择蜂窝结构为PVC，外层也为PVC并且发泡材料为PUR生产的结构显示出良好的耐火性能，如果树脂配方(组成)是精心选择的则尤其如此。分别分类为M1的PVC和PUR配方(根据NFP 92.507)产生良好的结果。实际上根据本发明的方法得到的使用这类材料的隔板将也被分类为M1。

[0025] 至于PUR泡沫，基于聚异氰酸酯，多元醇，胺(通过使用催化剂)和通过使用发泡剂的HFC的无水配方能产生良好的效果。鉴于水特别用于多种组合物中以除去放热膨胀反应的热能这一事实，这个配方本身就是出人意料的。特别是，含有MDI(甲烷联苯二异氰酸酯)， 类的卤化多元醇和通过使用发泡剂的HFC-365mfc(1，1，1，3，3-五氟代丁烷)的无水配方能产生良好的效果。

[0026] 上述PUR组合物优选就醇和异氰酸酯官能团而言化学计量，以避免形成聚异氰酸酯，其不会充分粘接到大部分的塑料上。这类合成物可以且优选为在室温下膨胀，其可以避免对烘炉的需求。

[0027] 至于PVC片，其可以由柔性，半刚性或刚性PVC制成，优选M1等级。优选，其基于刚性PVC。

[0028] 根据优选的本发明的变体，至少一个外层(并且优选两个外层)为根据已知的分子取向技术而双向取向的片。特别就无定型聚合物和优选PVC来说，一般通过在PVC玻璃化转变温度(Tg)和Tg+30℃的温度范围内双轴拉伸然后冷却来得到双向取向。

[0029] 根据本发明，蜂窝结构可以仅被置于第一外层之上，之后将含有发泡剂的组合物注入蜂窝结构，并且另一外层被置于所有的顶部。替代地，塑料蜂窝首先固定在一个外层(膜/片)上，或替代地蜂窝固定在两个外层上。这可以根据材料的性质由任何适当的方式完成。依据具体情况而定，可以使用粘合剂。替代地，当蜂窝和膜/片为同种材料(例如PVC)或兼容的材料时，其可以由焊接固定。一个特别适用的技术为以本申请公司名义的申请FR03.08843中公开的激光焊接技术，并且其内容在本申请中全文引用。蜂窝结构和层均为塑料，特别是PVC制成，这是本技术显著的优点。

[0030] 根据本发明的优选实施方案，每个外层首先与蜂窝结构组装并且两个组件以一定间距放入成形器中，由此包含发泡剂的组合物可以膨胀并且在膨胀时自由地扩张。由此可以允许不必太关注被注入蜂窝结构下部的发泡组合物，因为其可以自身扩散。在仅有一个蜂窝结构固定于外层的情况下，通过在所述蜂窝的上部和上方外层之间提供自由空间，这同样是适用的。但是，由于机械性能该结构较少实施。

[0031] 上述所指的“成形器”应被理解为在制造过程中准备将板的各种非膨胀元件保持在一起并且允许泡沫在其中膨胀的压力机。通常，压力机包括两个分开的部分(下部和上部)，其可以被固定(该成形器被称为固定成形器)或能被移动(该成形器被称为移动成形器)。

[0032] 通常，固定成形器用于一次生产固定长度(该长度完全等于成形器的长度)的板的不连续法中。在这类方法中，将待发泡的组合物通常预先注入位于成形器下部一个外层上(其可以提供有或没有蜂窝)。然后该成形器的上部在上面朝下闭合，其预先设置有支撑或未支撑蜂窝的另一外层，继而该组合物在蜂窝的单元中膨胀。有利地，在这样一种方法中，在关闭成形器之前，在两个部分之间引入间隔物以设置待制备的板的选择厚度。当不仅在边缘周围而且在压力机的中心部位中引入间隔物时，这些间隔物也有利地由泡沫制成，作为特别优选，该泡沫也是制备本发明蜂窝的泡沫。需要注意的是，这种类型的成形器可以具有非平面的壁，因此其可以制备曲线或弓形的成品。如果这样的话，上片和下片必须相应地与成形器的上层或下层壁相结合。

[0033] 至于具有移动壁的成形器，其尤其适用于连续法。事实上，“移动”应被理解为意味这样一种情况，即该壁应该以环带的形式缠绕圆柱体并以相同速度旋转。在这类方法中，通常，待发泡的组合物首先被全部注入固定于或置于一个外层之上的蜂窝的单元，然后整体被置于(移动的)成形器的下部上。同时，另一外层(其可以支撑或不支撑蜂窝)被固定于成形器的另一部分(上部)上，也以同样的速度移动。在成形器中成形器的长度和汽缸的旋转速度控制整体的停留时间，其需要足够长以发生所希望的膨胀。在该方法中，汽缸分离和由此环带决定板的厚度。

[0034] 在此方法和在不连续方法中，其中均由间隔物限定板的厚度，可以设计成将未用过的板不直接与另一层的蜂窝接触，这也许为了允许泡沫膨胀超过(越过顶部)蜂窝(进入不由蜂窝增强的泡沫的附加层)。也可以在该方法中设计蜂窝层与该结构的每一外层均接触，可以在完成该方法时与两个填充有泡沫的蜂窝之间的未用过的泡沫接触。

[0035] 无论是根据本发明的连续或不连续法，固定蜂窝和外层的步骤，可以分别地实施，即，通过与该方法的下一步骤不同的个体和/或在不同的位置和/或在不同的时候。由此，从工业角度，为了通过在成形器之中注入和膨胀包括发泡剂的组合物来生产根据本发明的板，证明购买预制外层/蜂窝结构可能是有利的。

[0036] 根据本发明，可以通过在烘炉中加热而使组合物发泡(膨胀)，或仅通过混合各组分并且使反应发生。优选后述方法。由于该反应是放热的，当其反应时组合物内的温度增加并且可能在一定的点达到高温(例如150℃)。可是令人惊讶的是，如前面解释的，其并不导致蜂窝结构的变形，可能因为膨胀降低了组合物的导热率。

[0037] 无论该方法如何设计，作为优选，通过在至少2个部分中预混合该成分而得到将发泡的组合物，其仅在膨胀前混合。特别是就PUR来说，优选首先混合，一方面是聚异氰酸酯和可能一点发泡剂，另一方面是多元醇，胺和剩余的发泡剂。这两个部分然后被注入给成形器供料的搅拌机中。使用的混合物的量要实现：发泡后，达到泡沫的目标密度，注意板的成品厚度和因此将被填充的体积。

[0038] 有利地是，在膨胀(发泡)过程中板的所有元件均保持在压力下，该举措的目的是，特别地，确保该结构的各元件之间良好地粘结并且稳定其尺寸。

[0039] 必须注意的是，上文已经提到，可以将两个外层固定在蜂窝上并且然后两个蜂窝通过其中的组合物膨胀将有利地被泡沫填充，并且，作为特别优选，也将由未用过(virgin)的泡沫层(无蜂窝)分隔。就机械强度和重量之间的兼顾来说，最后的这种变体产生良好的结果。

[0040] 无论何种情况，优选外层(例如膜/片)在厚度和组成上是相同的。如果不是这种情况，优选在厚度上其具有同样的柔性和拉伸刚度并且在该面的两个方向(平行于边)具有相似的线性膨胀系数。

[0041] 最后需要注意的是，板的侧棱可以装配有组件(例如由PVC或木材或任何其它材料制成的部件组成的)，因此其可以装配有互补的板。在以本申请公司的名义的申请WO02/20915，FR03.07149和FR03.11592中也公开了这类板，并且该内容在此全文一并引入本申请。

[0042] 根据本发明的这种变体，组件通常由两个互补的部件组成，其中一个部件为“阳模”，另一个部件为“阴模”，或两个具有相同形状的部件，由此两个部件套在一起。优选后一种变体，因为其使得特别是降低生产板的成本成为可能。整体形状为“S”的部件都是非常适合的。这是因为，这种类型的部件，特别是当其与具有膨胀芯的板相结合时，其赋予了组件相当的柔性(当装配板的时候部件之间可能扭曲)。

[0043] 然而，根据另一变体(就地板覆盖物来说其优选)，位于两个相邻板之间每一面上形成的槽中的矩形部件(优选中空的)是尤其优选的。为了得到具有这种槽板和部件的系统的完美平面组件，下列是必要的：

[0044] ·槽的高度等于部件的厚度

[0045] ·槽的宽度等于部件的宽度的一半

[0046] ·部件的每一面均靠在该结构的蜂窝上

[0047] ·在各种板中槽是相同的，

[0048] 这些将在本申请的图2和3中说明。

[0049] 通过将部件焊接在板横向和纵向的沟槽中来进行组装。该组装系统能得到完美的平板组件，并且尽管在其上施加静力和动力荷载其仍然保持完美的平面。因此这类的系统适合于例如运动馆的地板覆盖物。

[0050] 根据本发明的方法中使用的蜂窝也可以由适当的方法得到。作为优选的是，由申请FR2760999中提出的连续挤出法得到的蜂窝，该申请的内容在本申请中全文合并引用。在此情况下，有利地，根据本发明的方法也是连续法，使用上文解释的移动成形器，并且其中离开挤出机的蜂窝被连续地固定于板的一个外层，优选通过激光焊接，然后用膨胀的组合物填充，并然后最终与板的另一外层同时引入成形器，其可以装配有也可以没有蜂窝。

[0051] 至于在本发明的方法中使用的膜/片，在塑料膜的情况下其通常由挤出得到。该挤出也可以由连续地并且引入上文描述的连续法实施。

[0052] 本发明也涉及由根据本发明的方法得到的板，并且其具有包括至少一个填充有PUR泡沫的基于PVC的蜂窝结构的芯和两个PVC外层。优选，该板的每一个元件均由M1材料制备。尤其优选，外层基于双取向刚性PVC。

[0053] 最后，本发明也涉及根据如上限定的发明(可由所述方法得到)的板的用途，尤其是作为隔热覆盖物或用于储存农业粮食或制备遮蔽所的隔热自支撑结构的墙。其也可以用作地板覆盖物，屋顶等，或作为家具板等。

[0054] 由此，例如，这些板可以被用于极为广泛的各种应用，例如用于制备冷藏库，低温室和/或储存农业粮食的屋子；医院操作间的建造；制备运输车辆车身或底盘(例如公共汽车的底盘)；隔热游泳池；用建造各种遮蔽所的轻质便宜房屋，等。

[0055] 此外，根据本发明的板用于储存农业粮食，建造马厩等，也是有利的，特别是当其作为多层隔板时(根据上文详述的有利变形)，优选由塑料并且尤其优选填充PUR泡沫/刚性PVC复合物的刚性PVC/PVC蜂窝。根据本发明各种变体的板的优秀的隔热和隔音性能，密封，抗腐蚀，易于装配(和拆卸)以及经济性，使得其在这些领域中尤其具有竞争力。

[0056] 根据本发明的板的其它有利的应用领域为建造暂避所，护理站等，例如难民营。特别是，如申请WO02/061216中描述的平板型，这些板可以形成紧急遮蔽所的墙。在该情况下所述的墙被安排在将作为遮蔽所地板的运输板上。在该情况下，基于塑料(和尤其优选基于填充有PUR泡沫/刚性PVC复合体的刚性PVC/PVC蜂窝)的多层板组成的变体也是优选的。

[0057] 最后，如前所述，在每边上均具有填充有泡沫的蜂窝结构的板，和未用过的泡沫的中心部分，作为运动馆的覆盖物，特别是当如图2和3所示的系统是有利的。

[0058] 本发明不仅限于图1到3所示的说明，图1到3说明由本发明的方法得到的板的两个有利的变体和该板的组装方法。

[0059] 图1中说明的板包括基于PVC并填充有PUR泡沫(1)的蜂窝制成的多孔芯，所述的泡沫从蜂窝溢出进入“未用过的”泡沫层(2)。该芯包含在两个刚性PVC膜(3)(3’)中。

[0060] 此板如下制备：

[0061] ·将蜂窝激光焊接到膜(3)上；

[0062] ·将用于制备PUR泡沫的组合物，以泡沫足以得到溢出蜂窝的量注入到蜂窝的单元中；

[0063] ·膜(3’)被置于整体的顶部并且整体被引入具有在膨胀期间与可以移动的膜(3’)接触的壁的成形器中；

[0064] ·组合物膨胀，允许泡沫从蜂窝溢出(通过移动上述成形器的壁)；

[0065] ·将由此得到的多层隔板从成形器中移出。

[0066] 图2和3中所示的板(4)具有芯，该芯包括，在每边，由PVC制成并且填充有PUR泡沫(1)的蜂窝结构，所述的泡沫从蜂窝溢出形成“未用过的”泡沫的中心层(2)。该芯包含在两个刚性PVC膜(3)之间。

[0067] 图2示出两个这种板(4)的截面，板(4)使用由前述开槽方法的PVC制成的矩形截面块(5)装配而成。

[0068] 图3表示从上方看若干个使用同样方法组装的板(4)的视图。部件(5)被完全地包含在相邻板(4)之间的槽中并且从上方看不见。由此得到的组件平整度在大约0.2mm内。