[发明专利]具有改善性质的复合元件

说明书

本发明涉及一种复合元件，该复合元件具有以下层结构：2mm至20mm的金属，10mm至100mm的致密聚氨酯制剂及另外的2mm至20mm的金属。所述聚氨酯制剂通过使(a)具有至少两个异氰酸酯基的化合物与(b)聚醚多元醇反应而获得，且该聚醚多元醇(b)为至少包含聚醚多元醇(b1)和聚醚多元醇(b2)的成分的混合物。本发明还涉及所述复合元件的用途及相关的方法。

本发明提供一种基于由聚氨酯接合的两个金属层的复合元件，其用于负荷承载构造，以及该复合元件的制备及用途。

为构造船只(例如船体及装载舱盖)、桥或高层建筑物，有必要使用可耐受由外部力造成的相当大的应力的构造部件。

此类复合元件描述于例如EP 0 938 410、EP 1 089 875、EP 1 094 938、EP 1 093410、US 6,790,537、EP 1 240 010及EP 1 315 761中。

制备复合元件时遇到的问题为达成两个钢板之间的空气空间良好、均一且无气泡的填充。另外，板的表面必须充分润湿，且必须在板与聚氨酯层之间建立足够良好的粘附。许多聚氨酯具有与所使用的板不同的膨胀特性，且因此在温度变化的情况下可能发生聚氨酯从板上分离。另外，必须选择用于制备聚氨酯的反应产物，使得其在固化过程中不会显著收缩以致其从板上分离。同时，本发明的构造部件必须耐受高机械及动态应力。

这些问题出人意料地可通过根据主要权利要求1的复合元件解决。因此，本发明提供一种具有以下层结构的复合元件：

(i)2mm至20mm的金属，

(ii)10mm至100mm的致密聚氨酯制剂，该聚氨酯可通过使以下物质反应而获得

(a)具有至少两个异氰酸酯基的化合物，与

(b)聚醚多元醇，

任选地在以下物质的存在下

(c)催化剂和/或，

(d)助剂和/或添加剂，

(e)扩链剂

(iii)2mm至20mm的金属，

其中所述聚醚多元醇(b)为至少包含聚醚多元醇(b1)和聚醚多元醇(b2)的成分的混合物。聚醚多元醇(b1)与聚醚多元醇(b2)优选不相同。

所述金属优选选自铝、铁、铜、黄铜及钢。该金属优选为钢。该钢为标准钢、硬化钢、铬-钒钢、耐风化钢或提纯不锈钢(upgraded stainless steel)。钒钢优选用于轻质构造桥。在腐蚀显著的情况下使用不锈钢。

铜和黄铜及其合金(例如，青铜)优选可用于建筑物的构造。硬化铝用于减轻重量的装甲车辆及对应开关箱，尤其用于军用领域。

或者，也可以使用其他层材料，例如木材、木材纤维复合物或塑料的片材。

合适材料的选择取决于要求，如强度、刚性、耐腐蚀性、对化学品的耐受性、耐疲劳性、延展性、耐断裂性、在高温或低温下的行为以及美学外观、预期涂层、耐冲击性及可焊性。

在下文中描述的聚氨酯适合于结合至所有材料，但非常特别地会对金属，尤其对钢或不锈钢作为外层材料带来正向性质。在一个优选的实施方案中，该复合元件为板。

在本发明的上下文中，致密聚氨酯指已在不添加发泡剂的情况下制备的聚氨酯。然而，可能的情况是，所使用的多元醇包含痕量的残余水。残余水含量优选低于0.5重量％，更优选为0重量％至0.1重量％，且更优选为0重量％至0.03重量％，基于反应混合物的总重量计。致密聚氨酯的密度较优选大于900g/L，更优选大于950g/L，且尤其大于1000g/L。