[发明专利]硬质聚合物泡沫

说明书

描述了具有树脂吸收的特定特征的硬质聚合物泡沫和结构元件，所述结构元件适于用作由所述硬质聚合物泡沫制成的多层结构元件中的芯层。

本发明涉及硬质闭孔聚合物泡沫。

本发明的技术领域属于膨胀聚合物材料或硬质聚合物泡沫领域，具体地，属于膨胀PET聚合物材料的平面结构元件，例如板材、面板或片材。

更具体地，涉及从热塑性聚合物开始，通过连续挤出或自由或强制膨胀成型获得的聚合物泡沫，该聚合物泡沫可以经化学或物理膨胀剂、成核剂、电荷稀释剂、稳定剂、交联剂进行改性。

众所周知，当生产聚合物泡沫，尤其是生产PET泡沫时，聚合物与包括膨胀剂在内的多种添加剂通过例如连续挤出方法进行混合，产生连续的多孔泡沫板，该多孔泡沫板表现为非平坦的表面膜或表面，该表面膜或表面必须通过适当的处理方法除去，从而获得孔泡沫，即具有暴露的多孔性的泡沫，该暴露的多孔性的泡沫可以随后通过将树脂抓持到聚合物泡沫元件的表面而粘附。然而，当孔具有过大的尺寸时，膨胀聚合物泡沫元件对树脂的吸收会过大。

用粘合剂或层压树脂处理是重要的，因为层压材料或复合材料(泡沫+树脂+增强纤维)是用于例如海军、航空航天应用、风力涡轮机等的成品。并且聚合物泡沫元件，尤其平板板材的表面特性对于最终产品的特性，尤其在使树脂的吸收最小化上是至关重要的，树脂只能渗透在表面上存在的开孔，并且其中吸收的树脂的量取决于表面上开孔体积的可用性。

因此，在聚合物泡沫暴露的表面上具有开口的孔以允许树脂的物理抓持是重要的；然而，如果表面上的开口体积太大，则树脂吸收变得过大，导致用该硬质聚合物泡沫生产的层压材料或复合元件的重量增加，并且相反地，不再对树脂的粘附性提供任何积极的影响，完全违背通过将轻质聚合物泡沫插入层压材料来实现减轻重量的目标。

现有技术已经面临该问题，例如，专利US 8722751具体公开了孔尺寸的减小与树脂吸收的减小有关。

相反地，专利申请US 20150125686公开了热金属丝切割法，其涉及将孔密封(由于其熔化)，表现为树脂吸收的减少。

专利申请US 2016001633还公开了采用热板通过压力和温度作用的表面熔化法密封泡沫表面，从而降低树脂吸收。

然而，在PET泡沫的情况下，从技术上和经济上讲，目前使用的方法很难将孔尺寸减小到≤0.6mm，因为必须在高压下操作并且必须使温度大大降低：实际上，相关装置在项目水平上很昂贵且具有较高的能耗。

此外，作为前述问题的替代方案，表面孔的密封包括减少树脂对泡沫的机械抓持，从而减少树脂粘附。

事实上，密封控制非常复杂，需要特殊的机械装置，然而，在表面密封不足的情况下，会导致树脂的粘附力不足。

本发明的目的是确定克服了上述缺点的硬质聚合物泡沫，尤其是具有例如能够保证良好的机械抓持的表面，从而保证随后涂覆的树脂的最佳粘附性，但同时只吸收必要量的树脂。

因此，本发明的目的涉及硬质聚合物泡沫，在聚合物泡沫表面存在的开口的深度的平均尺寸不大于泡沫的平均孔径，表示为孔平均直径并根据ISO28962001EANNEXA测定。

本发明的聚合物泡沫的挤出和膨胀聚合物材料优选是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

本发明的硬质聚合物泡沫优选具有暴露的多孔性，使得在聚合物泡沫表面存在的开口的深度的平均尺寸小于孔本身的平均尺寸，以ISO 2896:2001EANNEXA测定的平均直径表示所述孔本身的平均尺寸。

本发明的目的还涉及适用于在多层结构元件中用作芯层的结构元件，其中所述结构元件由硬质聚合物泡沫制成，其中所述泡沫的表面，优选通过灌注填充树脂和增强纤维的泡沫表面，在聚合物泡沫表面存在的开口的深度的平均尺寸小于孔本身的尺寸，以ISO2896:2001EANNEXA的平均直径表示所述孔本身的尺寸。