[发明专利]热固性材料,用于成形热固性材料的方法和装置

说明书

本申请是申请日为2004年5月27日，申请号为200480014280.6，发 明名称为“热固性材料，用于成形热固性材料的方法和装置”的发明专利 申请的分案申请。

本发明涉及一种用于成形未固化、部分固化或固化热固性材料的方 法。本发明还涉及一种用于成形固化或未固化热固性材料的装置。本发明 还涉及一种热固性材料。

用于成形固化或未固化热固性材料的方法是公知的，且在例如US 3, 730,828中描述了。通过红外灯将热固性材料，一种包含三聚氰胺-甲醛 (MF)树脂的层压板，加热到约325°F(163℃)的温度，然后使之成 形。在公知的方法中，所报道的温度通常例如借助熔融白垩蜡笔和本领域 技术人员所公知的其它技术基于表面测量来测定。

公知方法的缺点在于，加热工艺需要很长时间。加热时间，即加热到 公知的通常在160℃和190℃之间的温度的时间，从用于十分之几毫米厚 的热固性材料的数十秒变化到用于几毫米厚的热固性材料的几分钟是很平 常的。结果可能发生大量不希望的副作用，例如起泡、不期望的固化和降 解。由于所需要的时间以及发生的副作用，所以总是不可以达到理想的成 形温度，而且必需在低于理想温度下成形，这回过头来使得在成形期间或 以后形成龟裂和/或破裂的风险显著地增加了。而且，在公知工艺中，从最 终产品的特定需求来看，由于成形步骤不可能在没有形成龟裂甚至破裂的 情况下完成，所以使用与期望相比固化到较小程度的热固性材料通常是必 要的。而且，在公知工艺中，由于成形步骤不可能在没有形成龟裂甚至破 裂的情况下完成，所以将增塑剂加到热固性材料中通常是必要的；然而， 将增塑剂加到热固性材料中常常导致最终产品各种性能变差，例如抗刮伤 性降低和/或耐化学性降低。

本发明的目的在于大量避免所述缺点。

实现所述目的的方法包括：

■辐射步骤，其中热固性材料以使经辐射的热固性材料的温度达到40 ℃到400℃之间的方式暴露于很大程度上在近红外范围内的电磁辐射；和

■成形步骤，其中使经辐射的热固性材料形成希望的形状， 从而在辐射步骤期间和/或以后实施成形步骤。

根据本发明的方法的优点在于，与通过例如一般红外辐射加热的已知 情况相比，在近红外范围内的辐射确保明显更快速地全面充分加热热固性 材料。由于这种加热较快，因此可以达到用于成形步骤的最优温度，同时 由于用于辐射步骤和成形步骤所需的短时间，例如起泡之类的不希望的副 作用的风险减到最小。根据本发明的方法的另一优点在于，由于发生不希 望的副作用而造成的含热固性材料的最终产品的废料量与已知方法相比可 以减少。

根据本发明的方法应用于热固性材料。热固性材料本身是已知的。热 固性材料已知的特性在于，其被固化以得到其最终使用的形式。正如公知 的，热固性材料一旦完全固化，在分子尺度上没有降解的情况下它不能再 变成熔融形式。当热固性材料已经部分、几乎全部或全部固化时，通常借 助加热步骤仍可能进行一些成形，例如在根据本发明的成形步骤中的成 形。正如公知的，为此目的，通常建议加热热固性材料超过玻璃化转变温 度(Tg)。可用在根据本发明的方法中的热固性材料优选包括含-OH，-NH， 和/或-SH的化合物；更优选的是，热固性材料包括苯酚树脂和/或氨基塑料 树脂。实际中，热固性材料可以包含数种化合物，比如苯酚树脂和氨基塑 料树脂的组合，例如以分离多层的形式。该热固性材料特别优选包含氨基 塑料树脂。氨基塑料树脂的实例是三聚氰胺-甲醛树脂(MF)，脲-甲醛树 脂(UF)和三聚氰胺-脲-甲醛树脂(MUF)。用在根据本发明的方法中的 热固性材料可以包含填料；这是一种对固化工艺没有显著影响的物质，但 是它通常赋予其它特定性质，例如强度或表面纹理。这些填料本身是已知 的，并且在层压板中其包括纸张作为填料；在硬纸版中其包括木片作为填 料。根据本发明的热固性材料还可以是在基材上的层；这种本身是已知的 应用实例是在金属或塑料基材上的涂层。该基材可以是固化或未固化的热 固性材料，但如所指明的，该基材也可以是例如金属或热塑性材料的其它 材料。