[发明专利]生产发泡扁平模制品的方法和用于进行所述方法的模具

说明书

本发明涉及生产发泡扁平聚氨酯(PUR)/聚异氰脲酸酯(PIR)模制品的方法，其中将聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应性混合物注入处于升高的压力下的模具，然后进行卸压，由此引发发泡过程，并在反应后将模制品脱模，以及涉及用于进行所述方法的模具。

本发明涉及生产发泡扁平聚氨酯(PUR)/聚异氰脲酸酯(PIR)模制品的方法，其中将聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应性混合物注入处于升高的压力下的模具，然后发生卸压，由此引发发泡过程，并在反应后将模制品脱模，以及涉及用于进行所述方法的模具。

发泡、开孔且扁平的模制品极其适合作为例如真空隔热板（VIP）的芯材。它们是优异的热隔绝体，其隔绝效果特别由板内的真空产生。通过芯材，例如具有非常基本开放的泡孔的聚氨酯/聚异氰脲酸酯基质，防止在真空下的板塌陷。发泡扁平模制品的典型应用实例是用于建筑物隔热的金属板和隔绝板以及制冷设备的壁。在制冷设备的隔热中，例如在家用冰箱中特别广泛地使用真空隔热板。现有技术中的制造变体例如设置，将用于形成聚氨酯/聚异氰脲酸酯基质的由多元醇、异氰酸酯、添加剂和超临界CO₂或处于压力下的发泡剂组成的起始混合物注入已填充气体（例如空气或氮气）且施以超压的模具。然后通过受控卸压来降低超压，由此使溶解在液体PUR/PIR反应性混合物中的发泡剂蒸发并使发泡过程开始。通过选择合适的卸压参数，可以影响泡沫的生成和泡沫的重要性质，例如泡孔结构，这又对VIP的热性质和机械性质具有影响。

在文献中广泛描述了用于生产泡沫的卸压：

WO18/162372描述了生产开孔和极细孔的PUR/PIR硬质泡沫的方法。方法步骤由将含有超临界CO₂作为发泡剂的反应性混合物引入模具、在模具中发泡和脱模组成。在一个优选实施方案中，该模具处于内部压力下，该内部压力在注料后以受控方式卸压。以最多90巴/秒的卸压速率在1至40 s内实现卸压。

WO11/085847 A1描述了具有所需各向异性形状记忆性质的泡沫材料模制品的生产，以及泡沫材料模制品本身。制成的模制品包含至少一种具有泡沫结构的形状记忆聚合物。泡孔是不对称取向的（纵横比 2），并且基本朝一个空间方向取向。在模制品模腔中的添加有发泡剂的聚合物熔体（例如TPU）通过在压力室的卸压过程中的发泡剂释放而实现具有形状记忆效应的不对称泡孔取向。卸压通过阀开始，并以最多25巴/秒进行。还描述了模制品模腔在压力室内朝泡沫的主要预期生长侧打开。对应于泡沫的泡孔取向，在该模制品中产生各向异性机械性质。没有更详细描述卸压过程及其对泡沫取向的影响，特别是没有考虑模腔的几何形状对泡沫在卸压过程中的流动行为的影响。

WO13/075991 A1描述了由热塑性聚合物与超临界发泡剂和极高卸压速率（15000至2000000 MPa/s）生产纳米孔聚合物泡沫材料的方法。该方法的步骤是向热塑性聚合物中装载超临界发泡剂、对经装载的聚合物熔体调温、卸压以及可能粉碎该泡沫以产生泡沫颗粒。卸压可优选连续地在挤出机中进行或不连续地在高压釜中进行。在连续法的情况下，卸压在具有窄模头（经其压出熔体）的模头板处发生。压力荷载因此同时用于熔体的成型。在高压釜中的不连续变体中，通过阀、爆破片或模腔体积增加来发生卸压。没有提供关于调节泡孔尺寸和泡孔取向（特别是归因于模具的几何形状）和与卸压设备（例如阀）的连接的描述。在所述方法中需要超临界发泡剂，以及极高的卸压速率；这限制了该方法操作。

WO 2007/099445 A2描述了借助模具生产泡沫模制品。在对模具排气时，通过由上升的泡沫推动的闸门元件关闭了相对于周围环境的排气位置。由于在注入聚合物混合物时该闸门没有相对于周围环境关闭，模腔无法处于超压下，其中超压会有利于控制发泡和泡孔取向。

WO18/222714 A1描述了将由聚合物组合物和气体组成的单相溶液注入处于超压下的模具以及卸压以生产泡沫。通过体积膨胀或通过压力调节器来实现卸压。