[发明专利]用于制造成形泡沫复合材料制品的方法

说明书

交叉引用声明

本申请要求于2008年7月24日提交的美国临时申请61/083,216的权益。

发明背景

本发明是制造成形泡沫复合材料制品的方法，特别是具有层压表皮如实心热塑性片材的成形泡沫制品的方法。所述成形泡沫制品和表皮可以由相同或不同的材料制成。

泡沫复合材料制品可以用于门、洗盆、淋浴和浴室挡板、制冷机和冷冻机窗格、冲浪板、货盘(pallet)、门、变压器安装垫板、汽车制品等。泡沫复合材料制品与单独发泡或单独实心的对应物相比显示出许多优点。例如，泡沫复合材料制品可以以更轻的重量和/或更低的制造成本表现出更好的性能结合。

一个获得泡沫复合材料制品的方法是结构泡沫成型，从而提供具有高密度壳和一体的较低密度核的制品，参见美国专利3,268,636。然而，通过此方法制备的制品在它们的整个横截面内基本上具有相同的化学和视觉特性，从而所述高密度壳将具有与较低密度核的性质非常类似的性质。

已知各种形成发泡复合材料制品的方法，其中发泡制品和层压表面可以包括不同的材料。例如，美国专利2,806,812公开了用于制备包括热塑性片材的平面泡沫复合材料制品，所述热塑性片材具有与其一体结合的树脂泡沫。通过如下方法制成这些片材：制备模具组件，将可发泡树脂珠粒置于其中，随后将珠粒发泡，在容纳有膨胀珠粒的模腔的上表面叠置热塑性树脂片材，并且利用大气压力迫使所述热塑性片材与所述树脂泡沫的表面加压接合。

美国专利4,350,730公开了制备平面泡沫复合材料制品的方法，其中将两个实心热塑性片材熔合到泡沫树脂核上。

美国专利4,944,416公开了制备平面泡沫复合材料制品的方法，其中将聚合物珠粒膨胀，然后压缩至所需密度以形成发泡核，然后将表皮如FORMICA或塑性片材用粘合剂粘合到该发泡核上。此方法局限于平面制品并且描述的程序是昂贵且耗费时间的。

美国专利5,401,456公开了通过首先形成被置于真空成形的上下片材之间的基本上扁平的发泡核而制成的货盘。然而，此方法需要预成型表皮以及很专门的模塑设备，其包括转盘式机械装置(carousel mechanism)等。

美国专利3,090,078公开了用于将树脂在一对表皮表面之间原位发泡或膨胀的方法。然而，此方法局限于其中可膨胀树脂是采用水蒸气用于吹制目的的类型的平面应用。

美国专利3,910,747公开了在热成型或真空成型机内通过如下形成成形发泡复合材料制品的多步法：首先在热成型或真空成型机相应的模面(die face)上热成型或真空成型上下热塑性片材，然后将预成型的发泡沫制品插入成型的上下片材之间，之后压机闭合。此方法的缺点在于，其需要包括预成型表皮的多个步骤。

美国专利4,053,545公开了通过将热塑性片材热成型到所需制品的总体外轮廓而形成成形发泡复合材料塑性器件的方法。随后将热成型的热塑性片材置于加热的模具的模腔中并将可发泡聚合物注入模腔中。然而，由于加热最后的模具的必要性，此方法是需要长循环时间的多步、多模具过程。

美国专利5,811,039公开了用于制造热塑性材料的成形发泡复合材料制品的方法，所述制品包括与相容性热塑性片材结合的发泡核。首先将热塑性材料的片材预热，然后真空成型于第一半模具上。将具有热成型片材的第一半模具放置在第二半模具的对面，从而在它们之间形成中空室。在对于允许可发泡材料膨胀并结合至热成型片材足够高的温度，将含有一种或多种液态烃的可发泡热塑性材料注入中空的空间中。然而，对于这样的方法需要复杂的设备。此外，成形发泡制品局限于仅在一个表面上具有热塑性片材。

美国专利6,401,414公开了制备平面发泡复合材料如门的方法，其中将热塑性表皮真空成型，随后用粘合剂粘合至具有易碎泡孔的硬质泡沫核，其中所述泡孔能够通过在压缩下的破碎而符合在真空成型的表皮中的凹陷区域。此方法需要多个步骤，耗费时间并且局限于平面制品。

除了通过热成型或真空成型制备表皮或半壳(half shell)以外，还可以通过如下制造发泡复合材料制品：吹塑或注射成型两个半壳，将两个半壳通过胶合或焊接相互组装；随后通过以众所周知的反应注射成型(RIM)技术，用泡沫如发泡聚氨酯填充两个半壳之间形成的中空室。