板件结构、其制备方法及其作为汽车部件的用途与流程

板件结构、其制备方法及其作为汽车部件的用途
发明领域
1.本发明涉及一种制备板件结构(panel construction)的方法，以及该板件结构作为汽车部件的用途。
2.发明背景
3.相比于其他材料，结构热固性复合材料由于其重量轻且强度较高而成为汽车工业的理想材料。板件结构是被用作汽车结构加强件的成形部件。这些复合材料通常使用树脂传递模塑(rtm)技术来制备，其中热固性树脂饱和封闭模具中的纤维毡层。
4.这些复合材料及其制备方法在现有技术中是周知的。此外，蜂窝夹层板(honeycomb sandwich panel)也已普遍用于汽车工业。蜂窝夹层板包括两个与厚且轻量蜂窝结构核部结合的薄且硬的表面片材。尽管该蜂窝结构提供良好的机械性质，但是其由于所的板材增加的厚度而适用性有限。
5.现有技术中，应用于汽车工业的板件结构有其他局限。由于用现有技术(如rtm)制备板件结构所涉及的复杂性，生产汽车部件的生产速度或加工时间长。此外，保持纤维布置、纤维润湿程度和最终复合材料厚度也是一种挑战。特别地，不完全的纤维润湿——尤其是在纤维毡层边缘上——导致了不当增强的结构。
6.因此，本发明的目的是提供厚度减小的板件结构，这由于制造技术的复杂度较小而需要更少的加工时间并且确保了纤维的充分润湿，从而得到牢固、轻量且成本较低的材料，该材料用于汽车部件，特别是用作下部消音罩(lower sound shield)、消音导流板(acoustical belly pan)、气流护罩(aero shield)、防溅板(splash shield)、车身底板(underbody panel)、底盘护罩(chassis shield)、车门模块(door module)、后部载包架(rear package shelf)和板簧(leaf spring)。
7.发明概述
8.出人意料地，已经发现上述目的通过提供板件结构实现，该板件结构中聚氨酯树脂组合物被喷洒在至少一个纤维毡层上。
9.另一方面，本发明涉及一种制备板件结构的方法，所述方法包括以下步骤：
10.(s1)将聚氨酯树脂组合物喷洒在至少一个纤维毡层上，并得到预浸渍坯件，其中所述聚氨酯树脂组合物是通过使以下物质发生反应而获得的：
11.(a)异氰酸酯，和
12.(b)对异氰酸酯呈反应性的化合物；
13.其中(a)和(b)以100至150的异氰酸酯指数存在，并且
14.其中所述聚氨酯树脂组合物在该至少一个纤维毡层上形成聚氨酯膜；
15.和
16.(s2)压缩模制该预浸渍坯件，并得到板件结构。
17.另一方面，本发明涉及由上述方法获得的板件结构。
18.另一方面，本发明涉及上述板件结构作为汽车部件的用途。
19.另一方面，本发明涉及包括上述板件结构的下部消音罩。
20.另一方面，本发明涉及包括上述板件结构的消音导流板。
21.另一方面，本发明涉及包括上述板件结构的气流护罩。
22.另一方面，本发明涉及包括上述板件结构的防溅板。
23.另一方面，本发明涉及包括上述板件结构的车身底板。
24.另一方面，本发明涉及包括上述板件结构的底盘护罩。
25.另一方面，本发明涉及包括上述板件结构的后部载包架。
26.另一方面，本发明涉及包括上述板件结构的板簧。
27.另一方面，本发明涉及包括上述板件结构的汽车部件。
28.发明详述
29.在说明本组合物和本发明配方之前，要理解的是，本发明不限于所述的特定组合物和配方，因为这样的组合物和配方可以变化，也当然会变化。还要理解的是，本文所用的技术并非要限定，因为本发明的范围仅由所附权利要求书来限定。
30.本文所用术语“包括(comprising)”、“包括(comprises)”和“包括(comprised of)”与“包括(including)”、“包括(includes)”或“包含(containing)”、“包含(contains)”同义，并且是兼容并包或开放式的，并且不排除另外的、未列举的构件、元素或方法步骤。还要意识到的是，本文所用的术语“包括(comprising)”、“包括(comprises)”和“包括(comprised of)”包括术语“由
…
组成(consisting of)”、“由
…
组成(consists)”和“由
…
组成(consists of)”。
31.此外，说明书中及权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”或“(a)”、“(b)”、“(c)”、“(d)”等，用于区分相似元素，而并不一定用于描述先后顺序或时间顺序。要理解的是，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文所述的本发明的实施方式能够以不同于本文所述或所示的其他顺序来操作。如果术语“第一”、“第二”、“第三”，或“(a)”、“(b)”和“(c)”，或“(a)”、“(b)”、“(c)”、“(d)”、“i”、“ii”等涉及方法或使用或试验的步骤，则该步骤间没有时间或时间间隔连贯性，也即，该步骤可同时进行，或者在这样的步骤间有数秒、数分钟、数小时、数日、数周、数月或者甚至数年的时间间隔，除非在本申请的上文或下文中另有说明。
32.在下文中，将本发明的不同方面更为详细地定义。如此定义的各个方面可与任何其他一个或多个方面组合，除非有相反的明确说明。特别地，被指明为优选或有利的特征可与任何其他被指明为优选或有利的一个或多个特征组合。
33.贯穿于本说明书所提及的“一个实施方案(one embodiment)”或“一个实施方案(an embodiment)”，意为联系实施方案来描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，贯穿于本说明书中各处的词组“在一个实施方案中(in one embodiment)”或“在一个实施方案中(in an embodiment)”，其出现并不一定全是指同一实施方案，但可能是同一实施方案。此外，从本公开内容对本领域技术人员而言显而易见的是，在一个或多个实施方案中，特定特征、结构或特性可以任何合适的方式组合。此外，尽管本文所述的一些实施方案包括其他实施方案中所包括的一些特征，而不包括其他实施方案中所包括的其他特征，但是，不同实施方案的特征的组合意在在本发明的范围内，并且形成不同实施方案，正如本领域技术人员所理解的那样。举例而言，在所附的权利要求书中，请求保护的实施方案中的任一者可以以任何组合来使用。
34.此外，贯穿于本说明书所限定的范围也包括端值，即，范围1至10，意味着1和10均被包括在该范围内。为免生疑问，申请人应根据适用法律享有任何等同权利。
35.本发明的一个方面涉及一种制备板件结构的方法，包括以下步骤：
36.(s1)将聚氨酯树脂组合物喷洒在至少一个纤维毡层上，并得到预浸渍坯件，其中所述聚氨酯树脂组合物是通过使以下物质发生反应而获得的：
37.(a)异氰酸酯，和
38.(b)对异氰酸酯呈反应性的化合物；
39.其中(a)和(b)以100至150的异氰酸酯指数存在，并且
40.其中所述聚氨酯树脂组合物在至少一个纤维毡层上形成聚氨酯膜；
41.和
42.(s2)压缩模制该预浸渍坯件，并得到板件结构。
43.在一个实施方案中，板件结构是整体式复合材料(也被称为整体式板件结构或单层体系)，其包括如上文所述的至少一个纤维毡层和聚氨酯膜。术语“整体式板件结构”是指包括至少一个纤维毡层且不包括其他层(特别是不包括蜂窝结构)的板件结构。
44.在另一个实施方案中，所述聚氨酯膜由喷洒在纤维毡层上的聚氨酯树脂组合物制备。在本文中，术语“聚氨酯膜”是指雾化的聚氨酯树脂组合物——其在被喷洒在纤维毡层上时，其本身粘结于纤维毡层并且其本身没有厚度。换言之，聚氨酯膜不作为单独的层存在于纤维毡层上。并且，本文的术语“雾化的”是指由合适的喷洒手段(例如，但不限于，喷嘴或喷雾器)获得的聚氨酯树脂组合物的颗粒或液滴。
45.在另一个实施方案中，板件结构的厚度优选为1mm至30mm，或1mm至20mm，或1mm至10mm。
46.如上文所述，纤维毡层包括非织造纤维制品或织物、编织织物或无皱褶织物。在一个实施方案中，纤维毡包括非织造纤维制品。
47.纤维是天然纤维、合成纤维或玻璃纤维。合成纤维例如是碳纤维或聚酯纤维。天然纤维例如是纤维素韧皮纤维。非织造纤维也可包含少量合成热塑性纤维，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(pet)。纤维可以是合成聚酯纤维或其他纤维或类似特征。
48.在一个实施方案中，纤维毡层由玻璃纤维制成。嵌入板件结构中的玻璃纤维的存在显著改善其尺寸稳定性，同时保持了所有其他合乎期望的机械和加工性能。合适的玻璃纤维毡层是本领域技术人员所周知的。举例来说，短切玻璃纤维(chopped glass fibers)和连续玻璃纤维(continuous glass fibers)可用于该目的。
49.在另一个实施方案中，纤维毡层由短切玻璃纤维获得。短切玻璃纤维可以任何形状和尺寸获得。举例来说，短切玻璃纤维可以是，例如，但不限于，具有横向(lateral)且贯穿平面(through
‑
plane)的尺寸的纤维的线或具有直径的球形颗粒。正如本领域技术人员对此所知的那样，本发明不受短切玻璃纤维形状和尺寸的选择的限制。在一个实施方案中，短切玻璃纤维的长度为10mm至150mm，或10mm至130mm，或10mm至100mm。
50.尽管可使用任何合适的粘结剂来粘结短切玻璃纤维，优选为丙烯酸粘合剂。丙烯酸粘合剂是经固化的水基丙烯酸树脂。举例来说，粘合剂通过羧基和多官能醇来固化。
51.丙烯酸粘合剂是包含以下单元的聚合物或共聚物：丙烯酸、甲基丙烯酸单元、其酯或相关衍生物。丙烯酸粘合剂例如是通过用以下物质进行的水性乳液聚合形成的：(甲基)
丙烯酸(其中，通常(甲基)丙烯酸基意在包含丙烯酸基和甲基丙烯酸基)、2
‑
羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2
‑
羟丙基(甲基)丙烯酸酯、2
‑
羟丁基(甲基)丙烯酸酯、甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、丙基(甲基)丙烯酸酯、异丙基(甲基)丙烯酸酯、丁基(甲基)丙烯酸酯、戊烷基(甲基)丙烯酸酯(amyl(meth)acrylate)、异丁基(甲基)丙烯酸酯、叔丁基(甲基)丙烯酸酯、戊基(甲基)丙烯酸酯(pentyl(meth)acrylate)、异戊烷基(甲基)丙烯酸酯(isoamyl(meth)aceylate)、己基(甲基)丙烯酸酯、庚基(甲基)丙烯酸酯、辛基(甲基)丙烯酸酯、异辛基(甲基)丙烯酸酯、2
‑
乙基己基(甲基)丙烯酸酯、壬基(甲基)丙烯酸酯、癸基(甲基)丙烯酸酯、异癸基(甲基)丙烯酸酯、十一基(甲基)丙烯酸酯、十二基(甲基)丙烯酸酯、月桂基(甲基)丙烯酸酯、十八基(甲基)丙烯酸酯、硬脂基(甲基)丙烯酸酯、四氢呋喃甲基(甲基)丙烯酸酯(tetrahydrofurfuryl(meth)acrylate)、丁氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸乙氧基二乙二醇酯、苄基(甲基)丙烯酸酯、环己基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、单(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、单(甲基)丙烯酸聚丙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙二醇酯、乙氧基乙氧基乙基(甲基)丙烯酸酯(ethoxyethoxyethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基聚丙二醇酯、二环戊二烯(甲基)丙烯酸酯(dicyclopentadiene(meth)acrylate)、二环戊基(甲基)丙烯酸酯(dicyclopentanyl(meth)acrylate)、三环癸基(甲基)丙烯酸酯(tricyclodecanyl(meth)acrylate)、异冰片基(甲基)丙烯酸酯、冰片基(甲基)丙烯酸酯，或其混合物。
52.可与(甲基)丙烯酸单体共聚的其他单体(通常少量地)包括苯乙烯、二丙酮(甲基)丙烯酰胺、异丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、n
‑
乙烯基吡咯烷酮、n
‑
乙烯基己内酰胺、n,n
‑
二甲基(甲基)丙烯酰胺、叔辛基(甲基)丙烯酰胺、n,n
‑
二乙基(甲基)丙烯酰胺、n,n
′‑
二甲基
‑
氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰吗啉((meth)acryloylmorphorine)；乙烯基醚如羟丁基乙烯基醚、月桂基乙烯基醚、鲸蜡基乙烯基醚和2
‑
乙基己基乙烯基醚；马来酸酯；富马酸酯，及类似化合物。
53.多官能醇例如是氢醌、4,4
′‑
二羟基二苯基、2,2
‑
双(4
‑
羟基苯基)丙烷、甲酚或含2至12碳原子的亚烷基多元醇，包括乙二醇、1,2
‑
丙二醇或1,3
‑
丙二醇、1,2
‑
丁二醇、1,3
‑
丁二醇或1,4
‑
丁二醇、戊二醇、己二醇、辛二醇、十二烷二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,3
‑
环戊二醇、1,2
‑
环己二醇、1,3
‑
环己二醇或1,4
‑
环己二醇、1,4
‑
二羟基甲基环己烷、甘油、三(β
‑
羟基乙基)胺(tris(β
‑
hydroxyethyl)amine)、三羟甲基乙烷(trimethylolethane)、三羟甲基丙烷(trimethylolpropane)、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇和山梨糖醇。
54.水基丙烯酸粘合剂是以名称得自basf而市售可得的。
55.水基丙烯酸树脂被灌注于纤维毡中。换言之，用丙烯酸树脂浸渍纤维毡。加热加压使纤维毡压缩并固化。固化不需要加压，但是固定所需的厚度或密度或形状需要加压。成形在例如被加热的成形工具中进行，以获得所需的形状。
56.通过蘸
‑
挤法(dip
‑
and
‑
squeeze method)、幕涂机(curtain coater)或泡沫注入法(foam injection method)可将水基丙烯酸粘合剂施用于非织造纤维或织物。在热固化前，混合物被干燥至低的水分含量，优选量为4.0wt.
‑
％至7.0wt.
‑
％。这就是纤维毡预浸材料。
57.在最初的加热和压缩期间，压力释放使水分排出。释放次数取决于未固化的毡中所含水分的量。经固化的纤维毡不含大量水。在一个实施方案中，水量为0wt.
‑
％至
3.0wt.
‑
％，或基于纤维毡层的干重计。
58.一被固化，纤维毡不会明显膨胀。优选的毡基重量为100克/平方米(gsm)至1400克/平方米。丙烯酸树脂载量为15wt.
‑
％至50wt.
‑
％，或20wt.
‑
％至40wt.
‑
％的经干燥的树脂，基于最终的毡重量计。
59.在另一个实施方案中，如果纤维毡层是由连续玻璃纤维制成，则可避免使用如上文所述的粘结剂。正如本领域技术人员所知那样，本发明不受连续玻璃纤维的形状和尺寸的选择的限制。连续玻璃纤维可在一个方向上或多个方向上(例如，横向、垂向或横向与垂向间任何角度)被定向。由连续玻璃纤维组成的纤维毡层的标称重量优选为100g/m2至1000g/m2。
60.在再一个实施方案中，纤维毡层包括至少一个短切玻璃纤维层和至少一个连续玻璃纤维层的混合层。在一个实施方案中，其也可包含薄膜或基布(scrim)以提高表面质量。所述薄膜或基布可被插于混合层顶部。
61.如上文所述的纤维毡层的面积权重为100g/m2至1500g/m2且厚度为1mm至30mm。测量面积权重和厚度的合适技术是本领域技术人员周知的。
62.在另一个实施方案中，板件结构也可包括多于一个纤维毡层，例如，两个、三个、四个或五个纤维毡层，以形成多层体系。在这种情况下，纤维毡可相同或不同。它们可具有相同的基重或厚度，或具有不同的基重或厚度。而且，多层体系中所用的纤维可为相同或不同的。层数及其纤维毡的选择和选取是本领域技术人员周知的。在这样的实施方案中，聚氨酯树脂组合物被喷洒在各个纤维毡层上以获得聚氨酯膜。纤维毡层可任选地包括合适的粘合剂以将其粘合在一起，然而，纤维毡层和聚氨酯膜之间没有粘合剂。用于粘结纤维毡层的合适的粘合剂是本领域技术人员周知的。
63.如上文所述的聚氨酯膜是由聚氨酯树脂组合物制备的，该聚氨酯树脂组合物是通过使以下物质发生反应而获得的：
64.(a)异氰酸酯，和
65.(b)对异氰酸酯呈反应性的化合物，
66.其中(a)和(b)以100至150的异氰酸酯指数存在。
67.在一个实施方案中，聚氨酯树脂组合物形成板件结构的基体结构。
68.出于本发明的目的，异氰酸酯的平均官能度为至少2.0；或2.0至3.0。这些异氰酸酯可选自脂族异氰酸酯、芳族异氰酸酯及其组合。术语“芳族异氰酸酯”是指具有直接和/或间接与芳环连接的两个或多个异氰酸酯基团的分子。而且，要理解的是，异氰酸酯包括单体形式和聚合形式的脂族及芳族异氰酸酯。术语“聚合”是指，彼此独立地包括不同低聚物和同系物的聚合级(polymeric grade)脂族和/或芳族异氰酸酯。
69.在另一个实施方案中，异氰酸酯包括选自以下的芳族异氰酸酯：甲苯二异氰酸酯；聚合甲苯二异氰酸酯、亚甲基二苯基二异氰酸酯；聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯；间亚苯基二异氰酸酯；1,5
‑
萘二异氰酸酯；4
‑
氯
‑
1；3
‑
亚苯基二异氰酸酯；2,4,6
‑
二苯乙烯三异氰酸酯、1,3
‑
二异丙基亚苯基
‑
2,4
‑
二异氰酸酯；1
‑
甲基
‑
3,5
‑
二乙基亚苯基
‑
2,4
‑
二异氰酸酯；1,3,5
‑
三乙基亚亚苯基
‑
2,4
‑
二异氰酸酯；1,3,5
‑
三异丙基
‑
亚苯基
‑
2,4
‑
二异氰酸酯；3,3
′‑
二乙基
‑
双苯基
‑
4,4
′‑
二异氰酸酯；3,5,3
′
,5
′‑
四乙基
‑
二苯基甲烷
‑
4,4
′‑
二异氰酸酯；3,5,3
′
,5
′‑
四异丙基二苯基甲烷
‑
4,4
′‑
二异氰酸酯；1
‑
乙基
‑4‑
乙氧基
‑
苯基
‑
2,5
‑
二异氰
酸酯；1,3,5
‑
三乙基苯
‑
2,4,6
‑
三异氰酸酯；1
‑
乙基
‑
3,5
‑
二异丙基苯
‑
2,4,6
‑
三异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯(tolidine diisocyanate)、1,3,5
‑
三异丙基苯
‑
2,4,6
‑
三异氰酸酯及其混合物。在其他实施方案中，芳族异氰酸酯选自：甲苯二异氰酸酯；聚合甲苯二异氰酸酯、亚甲基二苯基二异氰酸酯；聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯、间亚苯基二异氰酸酯；1,5
‑
萘二异氰酸酯；4
‑
氯
‑
1；3
‑
亚苯基二异氰酸酯；2,4,6
‑
二苯乙烯三异氰酸酯、1,3
‑
二异丙基亚苯基
‑
2,4
‑
二异氰酸酯和1
‑
甲基
‑
3,5
‑
二乙基亚苯基
‑
2,4
‑
二异氰酸酯。在其他实施方案中，芳族异氰酸酯选自：甲苯二异氰酸酯；聚合甲苯二异氰酸酯、亚甲基二苯基二异氰酸酯；聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯、间亚苯基二异氰酸酯和1,5
‑
萘二异氰酸酯，或其组合。在再其他实施方案中，芳族异氰酸酯选自：甲苯二异氰酸酯；聚合甲苯二异氰酸酯、亚甲基二苯基二异氰酸酯和聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯。在一个实施方案中，芳族异氰酸酯包括亚甲基二苯基二异氰酸酯和/或聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯。
70.亚甲基二苯基二异氰酸酯可以三种不同的异构体形式获得，即，2,2'
‑
亚甲基二苯基二异氰酸酯(2,2'
‑
mdi)、2,4'
‑
亚甲基二苯基二异氰酸酯(2,4'
‑
mdi)和4,4'
‑
亚甲基二苯基二异氰酸酯(4,4'
‑
mdi)。亚甲基二苯基二异氰酸酯可被归类于单体亚甲基二苯基二异氰酸酯中，且聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯被称为工程亚甲基二苯基二异氰酸酯。聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯包括低聚物种和亚甲基二苯基二异氰酸酯异构体。因此，聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯可包含一种亚甲基二苯基二异氰酸酯异构体或者两种或三种亚甲基二苯基二异氰酸酯异构体的异构体混合物，余量为低聚物种。聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯倾向于具有高于2的异氰酸酯官能度。在这些产物中，异构体比(isomeric ratio)以及低聚物种的量可以宽范围变化。举例来说，聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯通常可包含30wt.
‑
％至80wt.
‑
％的亚甲基二苯基二异氰酸酯异构体，余量为所述低聚物种。亚甲基二苯基二异氰酸酯异构体经常是4,4'
‑
亚甲基二苯基二异氰酸酯、2,4'
‑
亚甲基二苯基二异氰酸酯和非常低水平的2,2'
‑
亚甲基二苯基二异氰酸酯的混合物。
71.此外，也可使用多异氰酸酯与多羟基多元醇以及其混合物与其他二异氰酸酯和多异氰酸酯的反应产物。
72.在一个实施方案中，异氰酸酯包括聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯。市售异氰酸酯(以例如，但不限于，商品名得自basf)也可用于本发明的目的。
73.对异氰酸酯呈反应性的合适的化合物包括分子量为400g/mol或更多的化合物和分子量为49g/mol至399g/mol的扩链剂和/或交联剂。
74.在一个实施方案中，对异氰酸酯呈反应性且分子量为400g/mol或更多的化合物是具有羟基的化合物，也被称为多元醇。合适的多元醇具有优选为2.0至8.0，或2.0至6.5，或2.5至6.5的平均官能度和优选为15mg koh/g至1800mg koh/g，或15mg koh/g至1500mg koh/g，或者甚至100mg koh/g至1500mg koh/g的羟值。对异氰酸酯呈反应性的化合物可以以基于聚氨酯树脂组合物的总重量计优选为1wt.
‑
％至99wt.
‑
％的量存在于聚氨酯树脂组合物中。
75.在一个实施方案中，多元醇选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚
‑
酯多元醇及其组合。
76.在另一个实施方案中，多元醇包括聚醚多元醇。在再一个实施方案中，多元醇包括聚醚多元醇与聚酯多元醇的混合物。
77.根据本发明的聚醚多元醇的平均官能度为2.0至8.0，或2.5至6.5，或2.5至5.5，且羟值为15mg koh/g至1500mg koh/g，或100mg koh/g至1500mg koh/g，或甚至为250mg koh/g至1000mg koh/g。
78.在另一个实施方案中，聚醚多元醇可通过已知方法获得，例如通过用碱金属氢氧化物(例如，氢氧化钠或氢氧化钾)或碱金属醇盐(例如，甲醇钠、乙醇钠、乙醇钾或异丙醇甲)作为催化剂并通过加入至少一个含胺起始物分子进行的阴离子聚合，或通过用路易斯酸(如五氯化锑、氟化硼醚合物等)或漂白土(fuller’s earth)作为催化剂由一种或多种在烯烃部分具有2至4个碳原子的环氧烷烃进行的阳离子聚合。
79.通常选择起始物分子应使其平均官能度优选为2.0至8.0，或3.0至8.0。任选地，使用合适的起始物分子的混合物。
80.为获得聚醚多元醇的起始物分子包括含胺和含羟基的起始物分子。合适的含胺起始物分子包括，例如，脂族和芳族二胺，如乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、亚苯基二胺、甲苯二胺、二氨基二苯基甲烷及其异构体。
81.其他合适的起始物分子还包括烷醇胺(例如，乙醇胺、n
‑
甲基乙醇胺和n
‑
乙基乙醇胺)，二烷醇胺(例如，二乙醇胺、n
‑
甲基二乙醇胺和n
‑
乙基二乙醇胺)，以及三烷醇胺(例如，三乙醇胺和氨)。
82.合适的含胺起始物分子选自乙二胺、亚苯基二胺、甲苯二胺及其异构体。在一个实施方案中，其为乙二胺。
83.含羟基起始物分子选自：糖、糖醇(例如，葡萄糖、甘露糖醇、蔗糖、季戊四醇、山梨糖醇)；多羟基酚，可溶酚醛树脂(resol)(例如由酚和甲醛形成的低聚缩合产物)，三羟甲基丙烷，甘油，二醇(如乙二醇、丙二醇及其缩合产物(如聚乙二醇和聚丙二醇，例如二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇和水)，或其组合。
84.合适的含羟基起始物分子选自糖和糖醇(如，蔗糖、山梨糖醇)、甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷及其混合物。在一些实施方案中，含羟基起始物分子选自蔗糖、甘油、季戊四醇和三羟甲基丙烷。
85.合适的具有2至4个碳原子的环氧烷烃，例如，环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃、1,2
‑
环氧丁烷、2,3
‑
环氧丁烷和环氧苯乙烷。环氧烷烃可以单独使用、连续交替使用或以混合物方式使用。在一个实施方案中，环氧烷烃是环氧丙烷和/或环氧乙烷。在一些实施方案中，环氧烷烃是环氧乙烷和环氧丙烷的混合物，其包括多于50wt.
‑
％的环氧丙烷。
86.聚醚多元醇的量为基于聚氨酯树脂组合物的总重量计，1wt.
‑
％至99wt.
‑
％，或20wt.
‑
％至99wt.
‑
％，或者甚至为40wt.
‑
％至99wt.
‑
％。
87.合适的聚酯多元醇的平均官能度为2.0至6.0，或2.0至5.0，或2.0至4.0且羟值为30mg koh/g至250mg koh/g，或100mg koh/g至200mg koh/g。
88.根据本发明，聚酯多元醇是基于羧酸或酸酐与含羟基化合物的反应产物。合适的羧酸或酸酐优选具有2至20个碳原子，或4个18个碳原子，例如，琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、马来酸、富马酸、邻苯二甲酸、异邻苯二甲酸、对苯二甲酸、油酸、邻苯二甲酸酐。特别是包括邻苯二甲酸、异邻苯二甲酸、对苯二甲酸、油酸和邻苯二甲酸酐，或其组合。
89.合适的含羟基化合物选自乙醇、乙二醇、丙
‑
1,2
‑
二醇、丙
‑
1,3
‑
二醇、丁
‑
1,4
‑
二
醇、丁
‑
2,3
‑
二醇、己
‑
1,6
‑
二醇、辛
‑
1,8
‑
二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇(1,4
‑
双
‑
羟基
‑
甲基环己烷)、2
‑
甲基
‑
丙
‑
1,3
‑
二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己
‑
1,2,6
‑
三醇、丁
‑
1,2,4
‑
三醇、三羟甲基乙烷、季戊四醇、对环己二醇(quinitol)、甘露糖醇、山梨糖醇、甲基糖苷、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、聚乙烯基丙二醇、二丁二醇和聚丁二醇。在一个实施方案中，含羟基化合物选自乙二醇、丙
‑
1,2
‑
二醇、丙
‑
1,3
‑
二醇、丁
‑
1,4
‑
二醇、丁
‑
2,3
‑
二醇、己
‑
1,6
‑
二醇、辛
‑
1,8
‑
二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇(1,4
‑
双
‑
羟基
‑
甲基环己烷)、2
‑
甲基
‑
丙
‑
1,3
‑
二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己
‑
1,2,6
‑
三醇、丁
‑
1,2,4
‑
三醇、三羟甲基乙烷、季戊四醇、对环己二醇、甘露糖醇、山梨糖醇、甲基糖苷和二乙二醇。在另一个实施方案中，含羟基化合物选自乙二醇、丙
‑
1,2
‑
二醇、丙
‑
1,3
‑
二醇、丁
‑
1,4
‑
二醇、丁
‑
2,3
‑
二醇、己
‑
1,6
‑
二醇、辛
‑
1,8
‑
二醇、新戊二醇和二乙二醇。在再另一实施方案中，含羟基化合物选自：己
‑
1,6
‑
二醇、新戊二醇和二乙二醇。
90.合适的聚醚
‑
酯多元醇的羟值为100mg koh/g至460mg koh/g，或150mg koh/g至450mg koh/g，或者甚至250mg koh/g至430mg koh/g，且在这些实施方案的任一个中，其平均官能度为2.3至5.0，或者甚至3.5至4.7。
91.这样的聚醚
‑
酯多元醇可作为以下物质的反应产物获得：i)至少一个含羟基起始物分子；ii)一种或多种脂肪酸、脂肪酸单酯或其混合物；iii)一种或多种具有2至4个碳原子的环氧烷烃。
92.通常选择起始物分子组分i)而使组分i)的平均官能度优选为3.8至4.8，或4.0至4.7，或甚至为4.2至4.6。优选地，使用合适的起始物分子的混合物。
93.合适的含羟基起始物分子组分i)选自糖、糖醇(葡萄糖、甘露糖醇、蔗糖、季戊四醇、山梨糖醇)、多羟基酚、可溶酚醛树脂(例如，由酚和甲醛形成的低聚缩合产物)、三羟甲基丙烷、甘油、二醇(如乙二醇、丙二醇及其缩合产物如聚乙二醇和聚丙二醇，例如二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇和水)，或其组合。
94.在一个实施方案中，含羟基起始物分子组分i)选自糖和糖醇(如蔗糖和山梨糖醇)、甘油，以及所述糖和/或糖醇与甘油、水和/或二醇(例如二乙二醇和/或二丙二醇)的混合物。
95.所述脂肪酸或脂肪酸单酯ii)选自：多羟基脂肪酸、蓖麻油酸、羟基改性的油、羟基改性的脂肪酸和基于以下的脂肪酸酯：十四烯酸(myristoletic acid)、棕榈油酸、油酸、硬脂酸、棕榈酸、异油酸(vaccenic acid)、岩芹酸(petroselic acid)、顺式9
‑
二十碳烯酸(gadoleic acid)、芥酸(erucic acid)、神经酸(nervonic acid)、亚油酸(linoleic acid)、a
‑
亚麻酸和g
‑
亚麻酸(linolenic acid)、十八碳四烯酸(stearidonic acid)、花生四烯酸(arachidonic acid)、二十五碳五烯酸(timnodonic acid)、鰶鱼酸(clupanodonic acid)和二十二碳六烯酸(cervonic acid)或其组合。脂肪酸可以纯脂肪酸形式来使用。在这方面，优选使用脂肪酸甲酯，例如，生物柴油或油酸甲酯。
96.生物柴油要理解为意为自2010年起的en 14214标准的意义范围内的脂肪酸甲酯。通常由菜籽油、大豆油或棕榈油制备的生物柴油的主要成分是饱和的c
16
至c
18
脂肪酸的甲酯和单不饱和或多不饱和c
18
脂肪酸(如油酸、亚油酸和亚麻酸)的甲酯。
97.合适的具有2至4个碳原子的环氧烷烃iii)是，例如，环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃、1,2
‑
环氧丁烷、2,3
‑
环氧丁烷和/或环氧苯乙烷。环氧烷烃可单独使用、连续交替使用或
以混合物方式使用。
98.在一个实施方案中，环氧烷烃包括环氧丙烷和环氧乙烷。在其他实施方案中，环氧烷烃是环氧乙烷与环氧丙烷的混合物，其包括多于50wt.
‑
％的环氧丙烷。在另一个实施方案中，环氧烷烃包括纯环氧丙烷。
99.在一个实施方案中，合适的扩链剂和/或交联剂也可存在于如上文所述的聚氨酯树脂组合物中。可加入双官能团扩链剂、三官能团和更多官能团的交联剂或(如果合适的话)其混合物。所使用的扩链剂和/或交联剂优选为烷醇胺，且特别是分子量优选为60g/mol至300g/mol的二醇和/或三醇。可加入合适的量的这些扩链剂和/或交联剂，并且该合适的量是本领域技术人员已知的。举例来说，扩链剂和/或交联剂可以基于聚氨酯树脂组合物的总重量计，最高至99wt.
‑
％或最高至20wt.
‑
％的量存在。
100.在另一个实施方案中，也可用对异氰酸酯呈反应性的市售化合物，例如，来自basf的和。
101.在一个实施方案中，如本文所述，异氰酸酯与对异氰酸酯呈反应性的化合物以100至150的异氰酸酯指数存在。异氰酸酯指数100相当于一个异氰酸酯基团/一个异氰酸酯反应性基团。
102.在另一个实施方案中，异氰酸酯指数为100至140，或100至130，或100至120。在另一个实施方案中，其为100至115，或105至115。
103.在一个实施方案中，如本文所述，聚氨酯树脂组合物是硬质聚氨酯泡沫。
104.如上文所述，聚氨酯树脂组合物还包括催化剂和添加剂。
105.用于聚氨酯树脂组合物的合适的催化剂是本领域技术人员周知的。举例来说，叔胺和磷化氢化合物、金属催化剂，如各种金属的螯合物、强酸的酸性金属盐；各种金属的强碱、醇化物和酚化物，有机酸与各种金属的盐，四价锡、三价和五价as、sb和bi的有机金属衍生物和铁和钴的金属羰基合物，及其混合物可被用作催化剂。
106.合适的叔胺包括，如三乙基胺、三丁基胺、n
‑
甲基吗啉、n
‑
乙基吗啉、n,n,n
′
,n
′‑
四甲基乙二胺、五甲基
‑
二乙烯三胺和高级同系物(如在例如de
‑
a 2,624,527和2,624,528中记载的)、1,4
‑
二氮杂双环(2.2.2)辛烷、n
‑
甲基
‑
n
′‑
二甲基
‑
氨基乙基哌嗪、双(二甲基氨基烷基)哌嗪、三(二甲基氨基丙基)六氢化
‑
1,3,5
‑
三嗪(tris(dimethylaminopropyl)hexa
‑
hydro
‑
1,3,5
‑
triazin)、n,n
‑
二甲基苄基胺、n,n
‑
二甲基环己基胺、n,n
‑
二乙基
‑
苄基胺、双
‑
(n,n
‑
二乙基氨基乙基)己二酸酯、n,n,n
′
,n
′‑
四甲基
‑
1,3
‑
丁二胺、n,n
‑
二甲基
‑
对苯基乙基胺、1,2
‑
二甲基咪唑、2
‑
甲基咪唑、单环胺和双环胺连同双
‑
(二烷基氨基)烷基醚(如2,2
‑
双
‑
(二甲基氨基乙基)醚)。也可使用三嗪化合物，例如，但不限于，三(二甲基氨基丙基)六氢化
‑
1,3,5
‑
三嗪。
107.合适的金属催化剂包括金属盐和有机金属化合物，该有机金属化合物包括锡化合物、钛化合物、锆化合物、铪化合物、铋化合物、锌化合物、铝化合物和铁化合物，如，锡有机化合物，优选烷基锡(如二甲基锡或二乙基锡)或基于脂族羧酸的锡有机化合物(优选二乙酸锡、二月桂酸锡、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡)，铋化合物如烷基铋或相关化合物，或铁化合物，优选乙酰丙酮铁(il)，或羧酸的金属盐，如异辛酸锡(ii)、二辛酸锡、钛酸酯或新癸酸铋(iii)，或其组合。
108.如上文所述的催化剂可优选以基于聚氨酯树脂组合物的总重量计最高至
20wt.
‑
％的量存在。
109.如果存在的话，添加剂可选自颜料、染料、表面活性剂、阻燃剂、受阻胺类光稳定剂、紫外线吸收剂、稳定剂、消泡剂、内脱模剂、干燥剂、发泡剂、固化剂和抗静电剂，或其组合。关于添加剂的更多详细内容可见于例如kunststoffhandbuch，第7卷，“polyurethane”carl
‑
hanser
‑
verlag munich，1966年第一版、1983年第二版和1993年第三版中。这些添加剂的合适的量是本领域技术人员周知的。然而，举例来说，添加剂可以基于聚氨酯树脂组合物的总重量计最高至20wt.
‑
％的量存在。
110.在一个实施方案中，如上文所述的聚氨酯树脂组合物也可包括增强剂。在本文中合适的增强剂是指填充剂。
111.合适的填充剂包括，例如，但不限于，硅酸盐矿(silicatic minerals)(例如细磨的石英(finely ground quartzes))、层状硅酸盐(如叶蛇纹石(antigorites)、蛇纹石(serpentines)、角闪石(hornblends)、闪石(amphibols)、纤蛇纹石(chrysotile)和滑石)；金属氧化物(如高岭土、氧化铝、氢氧化铝、氢氧化镁、水菱镁矿、氧化钛和氧化铁)、金属盐，如，白垩、重晶石和无机颜料(如，硫化镉、硫化锌)以及玻璃和其他。优选使用高岭土(瓷土)、细磨的石英、硅酸铝以及硫酸钡和硅酸铝的共沉淀物。
112.合适的填充剂的平均粒径为0.1μm至500μm，或1μm至100μm，或1μm至10μm。在非球形颗粒的情况下，本文中直径是指其在空间中沿最短轴的范围。
113.本领域技术人员已知的聚氨酯树脂组合物中可存在合适量的填充剂。举例而言，填充剂可以基于聚氨酯树脂组合物的总重量计最高至50wt.
‑
％的量存在。
114.在另一个实施方案中，在如上文所述的板件结构中，不需要将聚氨酯膜粘合于至少一个纤维毡层上的粘合剂和/或紧固手段。与没有粘合剂和/或紧固手段相关的优点是：控制板件结构厚度，以及更快且经济地制备板件结构。板件结构具有改善的性能，特别是冲击性能，符合全球通用汽车公司(general motors worldwide)(gmw)和福特汽车公司(ford motor company)的要求。
115.在再一个实施方案中，由于其中没有任何蜂窝结构，本文所述的板件结构比现有蜂窝夹层板更薄更轻。这使得面板结构可用于需要薄复合材料的应用中，而又不影响其机械性能和耐化学性。特别地，板件结构能符合gmw、福特汽车公司(ford motor company)和sae的要求，例如，但不限于，gmw 14864、fltm bi 168
‑
01、gmw 14334,sae j369、gmw 16600、gmw 14729、wss
‑
m99p32
‑
e4
‑
e5和gmw 163813.8。这些标准提供确定在各种条件下板件结构性能的方法，并且这些标准是本领域技术人员已知的。
116.板件结构的其他优点是它们是机械稳定的、是无缝板件、可通过加入颜料而采用各种颜色、可用车身技术(auto body techniques)现场修复、具有良好的抗热震性(thermal shock resistance)、具有高强度/低重量、具有易操作和移动性、减少了制备步骤、具有高消音性(sound damping)、是耐气候和耐湿的，且是非渗透性的。而且，板件结构产生更少的翘曲或事实上没有翘曲，这在炎热气候中对储存或运输是有益的。
117.在另一个实施方案中，板件结构还可包括使用本领域技术人员已知的合适的技术配置于所述板件结构上的另外的材料。这些另外的材料可以是，例如，但不限于，多异氰酸酯逐步加成产物。术语“多异氰酸酯逐步加成产物”是指合适量的多异氰酸酯与分子量优选为500g/mol或更多的对异氰酸酯呈反应性的化合物的反应产物。
118.多异氰酸酯逐步加成产物包括，但不限于，多孔聚氨酯弹性体和柔质、半硬质或硬质聚氨酯泡沫。在实施方案中，多异氰酸酯逐步加成产物中的至少一个，例如，但不限于，聚氨酯
‑
脲、开孔和闭孔聚氨酯泡沫可被配置于板件结构上。举例来说，多异氰酸酯逐步加成产物可被配置为另外的层或者被喷洒或被浸渍在板件结构上。加入这些多异氰酸酯逐步加成产物进一步提高板件结构的机械性能并使其合适用于例如但不限于汽车工业。
119.在实施方案中，上述方法是喷洒传递模塑法。
120.步骤(s1)中，通过使异氰酸酯和对异氰酸酯呈反应性的化合物反应而获得的聚氨酯树脂组合物的喷涂，是指包含异氰酸酯组分和包含对异氰酸酯呈反应性的化合物的组分的二组分体系。在一个实施方案中，该二组分体系包括异氰酸酯组分和多元醇组分。术语“组分”是指包括连同催化剂、添加剂和填充剂的异氰酸酯和连同催化剂、添加剂和填充剂的多元醇的混合物，如上文所述。多元醇组分和/或异氰酸酯组分中催化剂、添加剂和填充剂的存在是任选的且取决于最终的聚氨酯树脂组合物的所需性能。在示例性的实施方案中，多元醇组分可包括多元醇、催化剂、添加剂和填充剂，而异氰酸酯组分主要由异氰酸酯组成，如上文所述。
121.在另一个实施方案中，可使用包括多于两种组分的多组分体系，如上文所述。举例来说，除惯常使用的多元醇组分和异氰酸酯组分之外，还可存在至少一种另外的组分。用于另外的组分的合适的化合物可选自对异氰酸酯呈反应性的化合物、异氰酸酯、催化剂、添加剂、填充剂及其混合物。在一个实施方案中，至少一种另外的组分不同于多元醇组分和异氰酸酯组分。
122.在步骤(s1)中将聚氨酯树脂组合物喷洒在至少一个纤维毡层上可用本领域技术人员周知的合适手段来进行。然而，异氰酸酯和对异氰酸酯呈反应性的组分可在混合装置中混合，以在将其喷洒在至少一个纤维毡层上获得反应性混合物，作为聚氨酯组合物，以获得预浸渍坯件。用于此目的的合适的混合装置优选为混合头(mixing head)或静态混合器。
123.在示例性实施方案中，反应混合物通过将至少两种料流进料于混合装置中获得，其中：
124.(i)第一料流包括至少一个异氰酸酯组分，并且
125.(ii)第二料流包括至少一个多元醇组分，
126.其中(i)和(ii)中的至少一者中存在催化剂、添加剂和填充剂中的至少一种。
127.在一个实施方案中，异氰酸酯组分和多元醇组分以100至150的异氰酸酯指数存在。在另一个实施方案中，异氰酸酯指数为100至140，或100至130，或100至120。在另一个实施方案中，其为100至115，或105至115。
128.用于处理反应混合物的合适的温度是本领域技术人员周知的。在一个实施方案中，第一料流和第二料流彼此独立地可以是以合适的混合手段(例如，但不限于，静态混合器)预混合的。
129.混合装置可以是低压或高压混合装置，其包括：
130.‑
使料流进料的泵，
131.‑
高压混合头，在该高压混合头中混合如上文所述的料流，
132.‑
第一进料管线，其被安装于高压混合头，第一料流通过该第一进料管线被引入混合头，并且
133.‑
第二进料管线，其被安装于高压混合头，第二料流通过该第二进料管线被引入混合头。
134.任选地，如上文所述的混合装置还可包括至少一个用于确立混合头中各进料管线的压力的测量及控制单元。并且，本文中术语“低压”是指0.1mpa至5mpa的压力，而术语“高压”是指高于5mpa的压力。
135.在一个实施方案中，反应混合物从混合头进入混合装置。可通过另外的入口加入固体/气体混合物。“固体”是指上文所述的固体物态的填充剂。
136.从混合装置获得的反应混合物被进料于喷洒工具中。合适的喷洒工具包括，但不限于，喷洒头。在一个实施方案中，用于喷洒聚氨酯树脂组合物的喷洒头包括至少一个聚氨酯喷洒射流(jet)。聚氨酯喷洒射流基本上由优选散布于气体料流中的聚氨酯树脂组合物的细颗粒或液滴(即，反应混合物的细颗粒或液滴)的细颗粒或液滴组成。这样的聚氨酯喷洒射流可以不同方式获得，例如，通过将气体料流引入其中来雾化聚氨酯树脂组合物的反应混合物的液体射流，或者通过从相应喷嘴或喷雾器喷出反应混合物的液体射流。术语“反应混合物的液体射流”是指聚氨酯树脂组合物的反应混合物的流体射流，其还没有以细反应混合物液滴形式分散在气体料流中，即，尤其是在液体粘滞相中。因此，特别地，这样的“反应混合物的液体射流”不意为上文所述的聚氨酯喷洒射流。这样的方法记载于例如de 10 2005 048 874 a1、de 101 61 600 a1、wo 2007/073825 a2、us 3,107,057 a和de 1 202 977 b中。
137.或者，也可使用含固体的气体料流来替代如上文所述的气体料流。含固体的气体料流可通过使气体料流穿过分格轮闸门(cellular wheel sluice)的含固体计量单元格(cells)。通过冲洗分格空间(cellular space)，固体被加压空气流拖动并且以固体/空气或固体/气体混合物的形式被送到混合头。为避免颤动，计量闸门内侧的通道必须设计有排除正重叠的直径。该实施方案还确保了，即使在分格轮闸门计量被关闭，其每分钟的转数变化时，也可获得用于喷洒反应混合物的定量不变的空气流速，因此，喷洒可以在有或没有可变的填充剂量的情况下交替进行。作为这样分格轮闸门的具体优点，待制备的预浸渍坯件中的固体比例可任意调整。
138.如上文所述的聚氨酯喷洒射流冲击以小于500mm的可调整振幅震荡的喷洒区域(spray area)。术语“喷洒区域”是指该至少一个纤维毡层的目标区域。
139.喷洒期间，至少一个纤维毡层被聚氨酯树脂组合物润湿。在一个实施方案中，在该至少一个纤维毡层的两侧喷洒聚氨酯树脂组合物。
140.可以手工或机械方式处理该至少一个纤维毡层。术语“以机械方式(automatically)”是指通过人机界面处理该至少一个纤维毡层，举例来说，使用工业机器人。在优选的实施方案中，使用优选具有6条轴线且尤其是用机器人控制器自动化技术定制用于制备设施的工业机器人。机器人借助被整合于控制柜中的处理软件来工作。控制适合于与外部控制系统通讯。机器人可装备有高度完善的双端口安全系统，该系统的功能是被连续监控的。在故障或失灵的情况下，发动机的供电可关闭并激活制动器。此外，各轴线的活动可被软件功能限制。在优选的实施方案中，机器人通过在所有轴线上都具有制动器的无刷三相伺服电动机来驱动。
141.步骤(s1)中获得的预浸渍坯件随后在步骤(s2)中在例如被加热的压缩模制工具
中压缩模制，并且依据所需的板件结构几何形状压缩并硬化。然后，任选地，在使板件结构处于压缩模制工具中的同时，可围绕工具或围绕工具几何形状进行轮廓切割(contour cut)(也即，轮廓切割成型)。
142.在另一个实施方案中，如果必要，也可使板件结构在压缩模制工具中或压缩模制工具外冷却或热稳定化，优选在另外的工具中(特别是在工件冷却装置中)冷却或热稳定化。
143.按照实施方案，“热稳定化”要被理解为意为板件结构设定了低于前面转化温度的温度，以便达到稳定的状态。本文中，工件冷却装置中的冷却可实现最短的制备时间，特别是针对仅一种板件结构的连续制备来说。
144.在另一个实施方案中，为补偿畸变和/或提高材料的交联水平，在另外的工具或另外的装置中进行板件结构的调理(即，温度处理)。举例来说，可提供的是，为了冷却，板件结构仅放置于框架上或通过表面上一侧放置。然而，也可使用封闭的冷却装置，该冷却装置以围绕整个周长的方式包围板件结构，并且在该冷却装置中温度可调整。可任选进行板件结构的进一步冷却。
145.在再一个实施方案中，冷却可在按照所需的板件结构轮廓修剪外部轮廓(或者说将侧部/边缘切割成型)以及任选的去除碎屑机械加工过程(例如，研磨外轮廓和为得到嵌插物和其他类似凹部而在板件结构中钻削)之后。
146.本发明的再另一方面涉及按照上述方法获得的板件结构。
147.本发明的另一方面涉及如上文所述的板件结构作为汽车部件的用途。在实施方案中，汽车部件选自下部消音罩、消音导流板、气流护罩、防溅板、车身底板、底盘护罩、车门模块、后部载包架(rear package)和板簧。
148.本发明的再另一方面涉及包括如上文所述的板件结构的汽车部件。
149.本发明的又一方面涉及包括如下文所述的板件结构的下部消音罩。
150.本发明的另一方面涉及包括如下文所述的板件结构的消音导流板。
151.本发明的再另一方面涉及包括如下文所述的板件结构的气流护罩。
152.本发明的又一方面涉及包括如下文所述的板件结构的防溅板。
153.本发明的另一方面涉及包括如下文所述的板件结构的车身底板。
154.本发明的再另一方面涉及包括如下文所述的板件结构的底盘护罩。
155.本发明的又一方面涉及包括如下文所述的板件结构的后部载包架。
156.本发明的再其他方面涉及包括如下文所述的板件结构的板簧。
157.通过以下实施方案及由相应引用关系和关联而产生的实施方案的组合，更为详细地说明本发明：
158.1.一种板件结构，包括：
159.(a)至少一个纤维毡层，和
160.(b)聚氨酯膜，该聚氨酯膜由聚氨酯树脂组合物制备，该聚氨酯树脂组合物通过使以下物质发生反应而获得：
161.(a)异氰酸酯，和
162.(b)对异氰酸酯呈反应性的化合物，
163.其中(a)和(b)以100至150的异氰酸酯指数存在，并且
164.其中聚氨酯树脂组合物被喷洒在至少一个纤维毡层上以形成聚氨酯膜。
165.2.根据实施方案1所述的板件结构，其中板件结构的厚度为1mm至30mm。
166.3.根据实施方案1或2所述的板件结构，其中纤维毡层的面积权重为100g/m2至1500g/m2。
167.4.根据实施方案1至3中的一个或多个所述的板件结构，其中纤维毡层由非织造纤维素韧皮纤维、非织造聚酯纤维或玻璃纤维制成。
168.5.根据实施方案4所述的板件结构，其中纤维毡层由玻璃纤维制成。
169.6.根据实施方案5所述的板件结构，其中玻璃纤维是连续玻璃纤维或短切玻璃纤维。
170.7.根据实施方案1至6中的一个或多个所述的板件结构，其中异氰酸酯包括脂族异氰酸酯或芳族异氰酸酯或其组合。
171.8.根据实施方案7所述的板件结构，其中异氰酸酯是芳族异氰酸酯。
172.9.根据实施方案8所述的板件结构，其中芳族异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯；聚合甲苯二异氰酸酯、亚甲基二苯基二异氰酸酯；聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯、间亚苯基二异氰酸酯；1,5
‑
萘二异氰酸酯；4
‑
氯
‑
1；3
‑
亚苯基二异氰酸酯；2,4,6
‑
二苯乙烯三异氰酸酯、1,3
‑
二异丙基亚苯基
‑
2,4
‑
二异氰酸酯；1
‑
甲基
‑
3,5
‑
二乙基亚苯基
‑
2,4
‑
二异氰酸酯；1,3,5
‑
三乙基亚苯基
‑
2,4
‑
二异氰酸酯；1,3,5
‑
三异丙基
‑
亚苯基
‑
2,4
‑
二异氰酸酯；3,3
′‑
二乙基
‑
双苯基
‑
4,4
′‑
二异氰酸酯；3,5,3
′
,5
′‑
四乙基
‑
二苯基甲烷
‑
4,4
′‑
二异氰酸酯；3,5,3
′
,5
′‑
四异丙基二苯基甲烷
‑
4,4
′‑
二异氰酸酯；1
‑
乙基
‑4‑
乙氧基
‑
苯基
‑
2,5
‑
二异氰酸酯；1,3,5
‑
三乙基苯
‑
2,4,6
‑
三异氰酸酯；1
‑
乙基
‑
3,5
‑
二异丙基苯
‑
2,4,6
‑
三异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯和1,3,5
‑
三异丙基苯
‑
2,4,6
‑
三异氰酸酯或其组合。
173.10.根据实施方案9所述的板件结构，其中芳族异氰酸酯包括亚甲基二苯基二异氰酸酯、聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯或其组合。
174.11.根据实施方案1至10中的一个或多个所述的板件结构，其中聚氨酯组合物的异氰酸酯指数为100至120。
175.12.根据实施方案1至11中的一个或多个所述的板件结构，其中对异氰酸酯呈反应性的化合物的分子量为400g/mol或更多。
176.13.根据实施方案1至12中的一个或多个所述的板件结构，其中对异氰酸酯呈反应性的化合物是平均官能度为2.0至8.0且羟值为15mg koh/g至1800mg koh/g的多元醇。
177.14.根据实施方案13所述的板件结构，其中多元醇包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚
‑
酯多元醇或其组合。
178.15.根据实施方案14所述的板件结构，其中多元醇是聚醚多元醇。
179.16.根据实施方案1至15中的一个或多个所述的板件结构，其中聚氨酯树脂组合物包括相对于聚氨酯组合物总重量计，1wt.％至99wt.％的量的对异氰酸酯呈反应性的化合物。
180.17.根据实施方案1至16中的一个或多个所述的板件结构，其中聚氨酯树脂组合物还包括分子量为49g/mol至399g/mol的扩链剂和/或交联剂。
181.18.根据实施方案1至17中的一个或多个所述的板件结构，其中聚氨酯树脂组合物还包括催化剂、添加剂和填充剂。
182.19.根据实施方案18所述的板件结构，其中添加剂可选自颜料、染料、表面活性剂、阻燃剂、受阻胺类光稳定剂、紫外线吸收剂、稳定剂、消泡剂、内脱模剂、干燥剂、发泡剂、固化剂和抗静电剂，或其组合。
183.20.根据实施方案1至19中的一个或多个所述的板件结构，该板件结构是包括(a)至少一个纤维毡层和(b)聚氨酯膜的单层体系。
184.21.根据实施方案1至20中的一个或多个所述的板件结构，其中板件结构在(a)至少一个纤维毡层和(b)聚氨酯膜之间不包含任何粘合剂。
185.22.一种制备板件结构的方法，所述方法包括以下步骤：
186.(s1)将聚氨酯树脂组合物喷洒在至少一个纤维毡层上，并得到预浸渍坯件，其中所述聚氨酯树脂组合物通过使以下物质发生反应获得：
187.(a)异氰酸酯，和
188.(b)对异氰酸酯呈反应性的化合物；
189.其中(a)和(b)以100至150的异氰酸酯指数存在，并且
190.其中所述聚氨酯树脂组合物在至少一个纤维毡层上形成聚氨酯膜；
191.和
192.(s2)压缩模制预浸渍坯件并得到板件结构。
193.23.根据实施方案22所述的方法，其中聚氨酯树脂组合物是雾化的。
194.24.根据实施方案22或23所述的方法，其中该方法是喷洒传递模塑法。
195.25.根据实施方案22至24中的一个或多个所述的方法所获得的板件结构。
196.26.根据实施方案1至21中一个或多个所述的板件结构或由根据实施方案22至24中一个或多个所述的方法获得的板件结构作为汽车部件的用途。
197.27.根据实施方案26所述的用途，其中汽车部件选自下部消音罩、消音导流板、气流护罩、防溅板、车身底板、底盘护罩、车门模块、后部载包架和板簧。
198.28.一种汽车部件，其包括根据实施方案1至21中一个或多个所述的板件结构或由根据实施方案22至24中一个或多个所述的方法获得的板件结构。
199.29.一种下部消音罩，其包括根据实施方案1至21中一个或多个所述的板件结构或由根据实施方案22至24中一个或多个所述的方法获得的板件结构。
200.30.一种消音导流板，其包括实施方案1至21中一个或多个所述的板件结构或由根据实施方案22至24中一个或多个所述的方法获得的板件结构。
201.31.一种气流护罩，其包括实施方案1至21中一个或多个所述的板件结构或由根据实施方案22至24中一个或多个所述的方法获得的板件结构。
202.32.一种防溅板，其包括实施方案1至21中一个或多个所述的板件结构或由根据实施方案22至24中一个或多个所述的方法获得的板件结构。
203.33.一种车身底板，其包括实施方案1至21中一个或多个所述的板件结构或由根据实施方案22至24中一个或多个所述的方法获得的板件结构。
204.34.一种底盘护罩，其包括实施方案1至21中一个或多个所述的板件结构或由根据实施方案22至24中一个或多个所述的方法获得的板件结构。
205.35.一种后部载包架，其包括实施方案1至21中一个或多个所述的板件结构或由根据实施方案22至24中一个或多个所述的方法获得的板件结构。
206.36.一种板簧，其包括实施方案1至21中一个或多个所述的板件结构或由根据实施方案22至24中一个或多个所述的方法获得的板件结构。
207.37.一种制备板件结构的方法，所述方法包括以下步骤：
208.(s1)将聚氨酯树脂组合物喷洒在至少一个纤维毡层上，并得到预浸渍坯件，其中所述聚氨酯树脂组合物是通过使以下物质发生反应获得的：
209.(a)异氰酸酯，和
210.(b)对异氰酸酯呈反应性的化合物；
211.其中(a)和(b)以100至150的异氰酸酯指数存在，并且
212.其中所述聚氨酯树脂组合物在至少一个纤维毡层上形成聚氨酯膜；
213.和
214.(s2)压缩模制预浸渍坯件并得到板件结构。
215.38.根据实施方案37所述的方法，其中板件结构是包括至少一个纤维毡层和聚氨酯膜的单层体系。
216.39.根据实施方案37或38所述的方法，其中聚氨酯树脂组合物被雾化。
217.40.根据实施方案37至39中一个或多个所述的方法，其中该方法是喷洒传递模塑法。
218.41.根据实施方案37至40中一个或多个所述的方法，其中板件结构的厚度为1mm至30mm。
219.42.根据实施方案37至41中一个或多个所述的方法，其中纤维毡层的面积权重为100g/m2至1500g/m2。
220.43.根据实施方案37至42中一个或多个所述的方法，其中纤维毡层由玻璃纤维制成。
221.44.根据实施方案37至43中一个或多个所述的方法，其中异氰酸酯指数为100至120。
222.45.根据实施方案37至44中一个或多个所述的方法，其中异氰酸酯是芳族异氰酸酯。
223.46.根据实施方案45所述的方法，其中芳族异氰酸酯包括亚甲基二苯基二异氰酸酯和/或聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯。
224.47.根据实施方案37至46中一个或多个所述的方法，其中对异氰酸酯呈反应性的化合物的分子量为400g/mol或更多。
225.48.根据实施方案37至47中一个或多个所述的方法，其中对异氰酸酯呈反应性的化合物是平均官能度为2.0至8.0且羟值为15mg koh/g至1800mg koh/g的多元醇。
226.49.根据实施方案48所述的方法，其中多元醇包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚
‑
酯多元醇或其组合。
227.50.根据实施方案49所述的方法，其中多元醇是聚醚多元醇。
228.51.根据实施方案37至50中一个或多个所述的方法，其中聚氨酯树脂组合物以相对于聚氨酯组合物的总重量计1wt.％至99wt.％的量包括对异氰酸酯呈反应性的化合物。
229.52.根据实施方案37至51中一个或多个所述的方法，其中聚氨酯树脂组合物还包括分子量为49g/mol至399g/mol的扩链剂和/或交联剂。
230.53.根据实施方案1至52中一个或多个所述的方法，其中聚氨酯树脂组合物还包括催化剂、添加剂和填充剂。
231.54.根据实施方案53所述的方法，其中添加剂可选自颜料、染料、表面活性剂、阻燃剂、受阻胺类光稳定剂、紫外线吸收剂、稳定剂、消泡剂、内脱模剂、干燥剂、发泡剂、固化剂和抗静电剂，或其组合。
232.55.根据实施方案37至54中一个或多个所述的方法，其中板件结构在至少一个纤维毡层和聚氨酯膜之间不含任何粘合剂。
233.56.根据实施方案37至55中一个或多个所述的方法获得的板件结构。
234.57.根据实施方案56所述的板件结构或由根据实施方案37至55中的一个或多个所述的方法获得的板件结构作为汽车部件的用途。
235.58.根据实施方案57所述的用途，其中汽车部件选自下部消音罩、消音导流板、气流护罩、防溅板、车身底板、底盘护罩、车门模块、后部载包架和板簧。
236.59.一种汽车部件，其包括根据实施方案56所述的板件结构或由根据实施方案37至55中的一个或多个所述的方法获得的板件结构。
237.60.一种下部消音罩，其包括根据实施方案56所述的板件结构或由根据实施方案37至55中的一个或多个所述的方法获得的板件结构。
238.61.一种消音导流板，其包括根据实施方案56所述的板件结构或由根据实施方案37至55中的一个或多个所述的方法获得的板件结构。
239.62.一种气流护罩，其包括根据实施方案56所述的板件结构或由根据实施方案37至55中的一个或多个所述的方法获得的板件结构。
240.63.一种防溅板，其包括根据实施方案56所述的板件结构或由根据实施方案37至55中的一个或多个所述的方法获得的板件结构。
241.64.一种车身底板，其包括根据实施方案56所述的板件结构或由根据实施方案37至55中的一个或多个所述的方法获得的板件结构。
242.65.一种底盘护罩，其包括根据实施方案56所述的板件结构或由根据实施方案37至55中的一个或多个所述的方法获得的板件结构。
243.66.一种后部载包架，其包括根据实施方案56所述的板件结构或由根据实施方案37至55中的一个或多个所述的方法获得的板件结构。
244.67.一种板簧，其包括根据实施方案56所述的板件结构或由根据实施方案37至55中的一个或多个所述的方法获得的板件结构。
实施例
245.化合物
246.[0247][0248][0249]
标准方法
[0250][0251][0252]
测试样品的一般合成
[0253]
本发明的样品是用上述包括异氰酸酯组分和多元醇组分的二组分体系获得的。两种组分以108的异氰酸酯指数用混合装置处理。然后，聚氨酯树脂组合物被喷洒在纤维毡上。
[0254]
将各种尺寸的纤维毡置于固定装置上。机械臂的末端工具固定纤维毡并将其放置于聚氨酯喷洒头下方。聚氨酯树脂组合物被喷洒于纤维毡两侧并随后被置于加热的模具下方以形成并固化测试样品。模具的温度和压力保持在120℃。
[0255]
用包括40wt.
‑
％玻璃纤维粗纱的直长纤维热塑性聚丙烯(dlft pp)作于对比。
[0256]
将本发明样品和对比样品进行冲击韧性测量。下表1示出所得结果的概述。
[0257]
表1：发明样品(is)和对比样品(cs)的测试概述
[0258][0259]
对比样品cs 1，在23℃
±
5℃和10j下进行冲击韧性测量时，不能通过测试并被报告了冲击区域破裂。另一方面，本发明样品is 1，尽管比cs 1厚度更小，在23℃
±
5℃和10j下，不断裂且通过了测试。
[0260]
车身底板的一般合成
[0261]
车身底板也用本文所述的纤维毡和聚氨酯树脂组合物获得。聚氨酯树脂组合物被喷洒在纤维毡上，与获得测试样品类似。两侧喷洒聚氨酯树脂组合物的纤维毡被置于加热的模具下，以获得尺寸为101.6mm
×
304.8mm
×
1mm的车身底板。
[0262]
车身底板按照gmw16381和gmw14903进行耐冲击性测试。在耐冲击性测试之前，测试板件按照gmw3221预处理。选用gmw14700方法b中记载的程序。在23℃和50％相对湿度下16小时后，使样品以90
°
冲击角进行100kg的碎石冲击。基于23℃
±
5℃和
‑
18℃
±
2℃温度下的最大石头冲击直径(以mm计)，来评估板件。在1至10的等级排列中，评分为10意味着板件上没有碎屑和表面痕迹，而少于6是指板件质量差。为了车身底板被用于汽车应用，需要评分高于9+，这是由本发明的车身底板可实现的。
[0263]
此外，车身底板还进行各种耐化学性测试。测试结果概述于表2中。由表2可见，车身底板提供可接受的耐化学性，并因此可被有利地用于汽车中。
[0264]
表2：耐化学性测试概述
[0265]
描述测试结果二氧化硫和硫化氢染色nc耐清洗剂性评分为4
–
nc可燃性自熄灭对氯化物应力腐蚀开裂的敏感性合格耐湿性合格抗霉性合格
–
不霉变吸湿性合格
–
0.34％耐水性和抗劈砍性合格
–
0.20％
[0266]
*nc＝无污染。