包含聚合物相和發泡相的復合組件以及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種復合組件，其包含未發泡聚合物相和發泡相，還涉及其制備方法。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】本專利技術涉及包含未發泡聚合物相和發泡相的復合組件，還涉及其制備方法。由至少兩種不同的組件組成的復合組件為現有技術公知。對于本公開文本的目的而言，表述“復合組件”涉及由兩種或更多種相連的材料構成的組件。常規的復合材料的實例為碳纖維增強塑料和玻璃纖維增強塑料。對于本專利技術的目的而言，泡沫由被實體壁(solid wall)或被柔性壁(flexiblewall)分隔的小氣泡組成。泡沫的實例尤其為: 浮石(pumice),—種密度小于水的密度的多孔玻璃質火山巖(glassy volcanicrock).用作絕緣和包裝材料的泡沫、泡沫橡膠以及聚苯乙烯.發泡玻璃.氣凝膠.用于高強度、低重量金屬結構的金屬泡沫，例如泡沫鋁.發泡混凝土。當將聚酰胺與泡沫結合時，結果是產生一種在纖維復合材料范圍內的夾層泡沫(sandwich foam)。 JP59169833A記載了一種制備復合產品的方法，其中在模具中投入高粘度塑料組分。Μ.T.Penny, Cellular Polymers (1988), 7 (2), pp.119-133 記載了經由“反應性注射模塑法(reactive injection molding)”(RIM)來制備尼龍泡沫。JP63069614A記載了由多個層狀物來制備合成樹脂，其中內層由聚氨酯(PU)組成且外層基于己內酰胺。JP7195602A和JP2826059B2記載了由基于PU的泡沫芯和包含尼龍和碳纖維的外層組成的模塑物，其中所述芯和外層通過加熱彼此連接。但是，現有技術的復合材料、以及其制備方法具有某些缺點。例如，迄今為止，已知的材料大多具有相對較高的重量。此外，現有技術的材料主要為粘合劑連接的；其結果通常為各種組件之間粘合力不足。而且，在許多情況下，之前描述的方法存在以下的風險:由于加工過程需要高壓，泡沫組件會被損害或毀壞。因此，本專利技術的一個目的是實現復合組件的重量的進一步減輕，從而提供真正的輕質材料，同時仍然確保各種組件之間有良好的粘合力，而且盡可能地維持產品的硬度。其中作為復合組件的一種成分的泡沫應當在所述復合組件的制備過程中不被損壞。令人驚訝地，所述目的現已通過在發泡相的存在下經由陰離子聚合來制備未發泡聚合物相而實現。因此，本專利技術提供一種制備復合組件的方法，所述復合組件包含至少一個包含聚酰胺的未發泡聚合物相(P)，以及至少一個發泡相(G)，其中所述未發泡相經由如下的方式制成:在發泡相(G)的存在下，使至少一種選自內酰胺的單體(M)進行原位陰離子聚合。本專利技術還提供一種可通過本專利技術的方法制成的復合組件，并且還提供可通過本專利技術的方法制成的復合組件在汽車構造中作為結構元件的用途。在本專利技術方法的一個優選的實施方案中，所述發泡相(G)為閉孔相。對于本公開文本的目的而言，表述“閉孔泡沫”涉及如下的泡沫，其中泡孔不具有氣孔或被破壞的區域。與此相反，表述“開孔”表示如下限定的泡沫結構，其中對于每個泡孔，存在至少兩個氣孔或被破壞的區域。此外，泡孔薄層的大部分必須屬于至少三個泡孔。閉孔泡沫的制備通常基于聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)，以及聚苯乙烯(PS)(參見 Arnim Kraatz, Dissertation2007, University of Halle)。在本專利技術中，所述未發泡聚合物相(P)優選通過反應性注射模塑法(RM)經由至少一種內酰胺單體的陰離子聚合來制備。用于制備聚酰胺模塑物的RM法的說明、以及必要的裝置可見于，例如P.Wagner, Kunststoffe73 (1983), 10,588-590 以及 P.Schneider et al.，PlasticsEngineering, 1984, pp.39-41 中。在本專利技術方法中的所述至少一種單體(M)選自內酰胺。例如，可以使用選自己內酰胺、哌啶酮、吡咯烷酮、十二內酰胺以及其混合物的單體。優選使用選自包括己內酰胺、十二內酰胺以及其混合物的單體(M)。還可以使最高達50%的內酯(優選己內酯)與來自內酰胺的單體(M)進行共聚合。在本專利技術方法的一個實施方案中，所述至少一種單體(M)的陰離子聚合在催化劑(K)和/或活化劑(A)的存在下進行。適當的任選催化劑(K)的實例為己內酰胺鈉、己內酰胺鉀、己內酰胺溴化鎂、己內酰胺氯化鎂、二己內酰胺鎂(magnesium biscaprolactamate)、氫化鈉、金屬鈉、氫氧化鈉、甲醇鈉、乙醇鈉、丙醇鈉、丁醇鈉、氫化鈉、金屬鉀、氫氧化鉀、甲醇鉀、乙醇鉀、丙醇鉀、丁醇鉀，優選氫化鈉、金屬鈉、己內酰胺鈉，并且特別優選己內酰胺鈉(例如Bruggolen ClO，一種由18重量％的己內酰胺鈉在己內酰胺中組成的溶液)。適合作為任選的活化劑(A)的化合物尤其為脂族二異氰酸酯，例如亞丁基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、八亞甲基二異氰酸酯、十亞甲基二異氰酸酯、十一亞甲基二異氰酸酯、十二亞甲基二異氰酸酯、以及芳族二異氰酸酯，例如甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、4，4’ -亞甲基雙(苯基異氰酸酯)、4，4’ -亞甲基雙(環己基異氰酸酯)、或多異氰酸酯，例如六二甲基二異氰酸酯的異氰脲酸酯——來自BASF SE的Basonat Hi 100、脲基甲酸酯，例如脲基甲酸乙酯，以及上述物質的混合物，優選六甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯，并且特別優選六甲基二異氰酸酯。所述二異氰酸酯可被單異氰酸酯代替。可選擇的適合作為活化劑的化合物為脂族二酰鹵，例如亞丁基二酰氯、亞丁基二酰溴、六亞甲基二酰氯、六亞甲基二酰溴、八亞甲基二酰氯、八亞甲基二酰溴、十亞甲基二酰氯、十亞甲基二酰溴、十二亞甲基二酰氯、十二亞甲基二酰溴、以及芳族二酰氯，例如甲代亞苯基二酰氯(tolyIenedioyI chloride)、甲代亞苯基亞甲基二酰溴、異佛爾酮二酰氯、異佛爾酮二酰溴、4，4’ -亞甲基雙(苯基)酰氯、4，4’ -亞甲基雙(苯基)酰溴、4，4’ -亞甲基雙(環己基)酰氯、4，4’ -亞甲基雙(環己基)酰溴、或上述物質的混合物，優選六亞甲基二酰氯、六亞甲基二酰溴，或上述物質的混合物，特別優選六亞甲基二酰氯。所述二酰鹵可被單酰鹵取代。內酰胺對催化劑的摩爾比例可以寬泛地變化，但是通常從1:1至10000:1，優選從10:1至1000:1，特別優選從50:1至300:1?；罨瘎Υ呋瘎┑哪柋壤梢詫挿旱刈兓峭ǔ?00:1至1:10000，優選從10:1至1:100，特別優選從1:1至1:10。本專利技術中的發泡相(G)例如可為塊體(block)、球體、圓柱體或角錐體的形狀。所述發泡相(G)優選由聚酰胺(PA)組成。但是，所述發泡相也可由另一種材料組成，例如另一種塑料或金屬或木材。在本專利技術方法的一個實施方案中，所述發泡相(G)形成一個塊體，其中所述發泡相(G)的側面表面的至少90%，優選至少95%已被所述未發泡的相(P)覆蓋。在本專利技術方法的另一個實施方案中，所述發泡相(G)的全部表面的至少90%，優選至少95%已被所述未發泡相(P)覆蓋。在本專利技術方法的一個實施方案中，首先將所述發泡相(G)引入模具中，然后將未發泡相(P)投入所述模具中。聚合反應也可在交聯劑的存在下進行。在本文中，可以在從(-30)至150°C的溫度下本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：P·德斯保斯，O·克日哈，B·D·S·薩姆帕斯，H·拉科達斯切爾，D·施爾澤爾，F·格魯伯，K·哈恩，
申請(專利權)人：巴斯夫歐洲公司，
類型：
國別省市：