用于生产基于pvc的复合板材的方法及包括此种板材的结构的制作方法

文档序号:4479402阅读:108来源:国知局

专利名称::用于生产基于pvc的复合板材的方法及包括此种板材的结构的制作方法用于生产基于PVC的复合板材的方法及包括此种板材的结构本发明涉及用于生产基于PVC的复合片材的一种方法,并且还涉及包括此类片材的结构,并且特别是具有一个多孔的内芯以及至少一个此种片材作为增强材料的结构。在许多工业中(汽车的、结构工程、造船等等),目的是使机械性能/所使用的结构的重量比最佳化。为实现这样的目的,已经发展了许多方法,并且最常见的方法中的一种在于^f吏用任选夹在两个片材(称作"密实面层")之间的一种蜂窝体微孔结构。通过将此技术与选择一种轻质材料(一种聚合物而非一种金属)相结合,特别地可以获得轻质结构。本申i青人名下的申i青WO2006/045723描述了一种特别有利的结构,该结构具有包括基于PVC(聚氯乙烯)的、用PUR(聚氨酯)泡沫填充的虫奪窝体结构的一个多孔内芯以及两个外部PVC层。这种结构不4又就4几械性能/结构的重量比来i兌是高性能的,而且借助于对树脂组合物(才艮据NFP92.507标准独立地分类为Ml的PVC以及PUR配制品)的适当选择还可能具有优异的耐火性。该申请提出4吏用双轴定向PVC片材是有利的(尤其用于进一步改进上述比例)。当保持重量相同时提高机械性能或当保持相似机械性能时减少厚度(并且由此减少重量)的一种替代手段在于使用复合片材,即包括一种增强材#+的片材。乂人这种》见点来看,"长"纤维增强材料(即具有cm数量级的平均长度的纤维)闻名于赋予了比"短,,纤维增强材料(mm数量级的长度)在拉伸特性上W莫量和强度在相等厚度的片材上测量)更显著的改进,以及还有在耐热性上的改进,更好的尺寸稳定性以及更好的沖击强度。然而,就PVC而言,它是一种不熔化4旦在高度熔融-捏合条件下可以凝力交化(即,形成均相的块,其中PVC晶粒已经丧失了其形状及其个性特征)的聚合物,使用此类"长"增强材料是困难的,并且在任何情况下,在此操作结束时这些增强材料的长度实质上是减小的。此外,当可熔融的结晶聚合物是通过捏合(例如挤出)进行加工时,也会遇到这种缺点(纤维长度的减小)。由此,为了使聚合物能够掺入纺织的或非纺织的纤维载体中,并且为了因此获得纺织的或非纺织的纤维增强材料/聚合物复合材料,已经提出了替代的方法。这些方法中的一些包括使用一种乳胶液或一种聚合物溶液对所述载体/增强材料进行涂覆,跟随有溶剂或水的蒸发。从能量的观点来看,这种技术是昂贵的并且不经常允许聚合物在基体内的良好分散。申^青WO99/22920以及WO2005/038123提出了一种改进的方法,该方法在于使用一个交变电场将聚合物粉末(干燥颗粒)分散在纤维或细丝的网络中,并且然后通过加热模制该组件并且加压以形成片材。该方法具有一个优点,即以^f氐成本获得了一种更密实的复合材料,其中这些纤维很好地浸渍在聚合物中。然而,在这些申请中例示的这些粉末是很容易在基质中熔化的结晶聚合物的粉末,或者是不必为了使用而要进行捏合的热固性树脂的粉末。出人意泮十i也,本申i青人已经7见察到,就PVC来i兌该方法也纟会出了良好的结果,然而推测到,PVC分布在一个纤维网络中并且简单地进行热压将能够凝胶化并非是显而易见的。由此,本发明涉及用于生产基于PVC以及一个长纤维的网络的复合片才才的方法,所述方法包4舌以下步-骤-将处于粉末形式的PVC分散在所述网络中;-使该组件经受一个交变电场,该电场具有足够的强度并且持续足够的时间以便使该粉末分布在该网络中;并且-将该组件在压力下加热直到该粉末形成一个连续基质。在本发明的背景中,术语"PVC"应理解为是指衍生自氯乙烯(VC)的均聚物以及共聚物。在本说明书中,表达"衍生自氯乙烯的共聚物"应理解为是指含4姿重量计至少50%,并JM尤选至少70%的衍生自氯乙烯的单体单元的共聚物。优选的是含按重量计大约75%到大约95%的氯乙烯的共聚物。作为与氯乙烯可共聚的共聚单体的实例,可以提及的是不饱和的烯属单体,例如乙烯、丙烯以及苯乙烯,以及例如乙酸乙烯西旨(VAC)以及丙烯酸烷基酯以及曱基丙烯酸烷基酯的酯类。本发明特别好地适合于VC均聚物以及VC/VAC共聚物。在本发明的背景中,优选使用流体PVC,即具有低的熔体粘度指数或K-值(常规已知为Kw或K-wert)的PVC,即,小于或等于68,优选60,并且最特别优选小于或等于58。由于实用性原因(可商购性),在本发明的背景下使用的PVC总体上具有大于或等于50的一个Kw。然而,应该注意到,无^是更多流体级别^l夺是适合的。所使用的PVC粉末的粒度优选是精细的。因此,这些颗粒的平均直径优选是小于或等于300nm,或甚至200并且最特别优选是150pm。,特别适合的是商业共混物,这些商业共混物包括一种标准PVC粉末以及常规添加剂,例如稳定剂、颜料、润滑剂等等,并且还称作"化合物"或"预混合料"。这些添加剂可以是液体或固体。因为#4居本发明的方法包括一个加压加热步骤,所以特别推荐的是存在一种热稳定剂。该稳定剂优选是以至少3phr(每IOO份树脂中的份数)、或至少5phr并且甚至高达10phr的量存在。它可以是任何类型的(Pb、Ca-Zn、Sn、等等,后者给出了良好的结果,特别是当为液体时)。在另一方面,似乎可以简化包括加工助剂的常规配制品,尤其是通过省去所述的助剂。在根据本发明的方法中使用的长纤维可以是任何可商购的纤维。它们可以是有机纤维(来自天然产物例如像大麻,或来自合成产物例如聚合物的纤维)以及还有矿物纤维(例如5皮璃纤维)。才艮据本发明的方法对于玻璃纤维给出了良好的结果。在本发明的背景中,表达"长纤维,,应理解为是指具有cm数量级的长度的纤维,优选大于或等于10cm,或甚至几十cm(此长度甚至可以是米的数量级)。这些纤维可以是或不是纺织的,并且才艮据本发明的网络可以是或不是有序的。使用简单缠绕的纤维、并且特别是用长的缠绕的玻璃纤维已经获得了良好的结果。将粉末分散到并且分散进网络中并且然后模制片材的方法详细地描述于上述国际申i青WO99/22920以及WO2005/038123中,其内容通过引用结合于本申请中。本申请还涉及一种复合结构,该复合结构具有一个多孔的内芯以及至少一个片材,该至少一个片材是基于能够通过此前描述的方法获得的用长纤维增强的PVC。应该注意的是这种结构还可以是在本发明的背景之外使人感兴趣的结构(即PVC/长的,优选玻璃的,纤维的片材可以通过另一种方法获得)。优选地,该复合结构是在多孔内芯的两边都有这种片材作为增强材料的夹层结构。优选地,这些长纤维是玻璃纤维,这使之有可能获得具有良好耐火性的一种结构。这些结构的优点在于对于给定的结构刚度能够使用厚度更薄的片,或在给定的片材厚度下能够获得更大的结构刚度。使这些片材所赋予的冲击强度也是一个优点。优选地,该多孔内芯包括一个蜂窝体结构。术语"蜂窝体"应理解为是指总体上是平的(通常为片材的形式)或稍微弯曲的并且包括小室的一个物体,也就是i兌具有任4可截面H旦通常为环形的或六角形的)的开放或关闭的小室,其中,室壁从一个小室到另一个基本上是平行的并且垂直于根据本发明的增强片材的表面。最特别优选地,该虫奪窝体结构也由PVC制成。如在上述申请WO2006/045723(为此目的,其内容是通过引用结合于本申请)中描述的,它可以在其中包4舌或不包4舌泡沫。术语"泡沫"应理解为是指一种材料,其密度已经通过已知的名为"发泡剂,,的添加剂而减小。此类添加剂在塑料加工工业中是众所周知的。它们可以是不同类型的,经常共同分为两类化学发泡剂和物理发泡剂。也有可能将它们进行混合。关于这一主题的信息可以在众多技术著作中找到。密度的减小取决于发泡剂以及使用的量差异很大。总体上,术语"泡沫,,应理解为是指一种材料,对于相同的压力和温度条件,其密度已经减小到小于其初始值(没有发泡剂)的20%,或小于此值的10%,以及甚至小于此值的5%。优选地,膨胀的材料是一种塑料。在一个变体中,本发明还涉及一种结构,该结构具有包括基于PVC的用PUR泡沫填充的蜂窝体结构的一个多孔内芯以及由长纤维增强的PVC制成的两个外部片材。最特别优选地,这两个外部片材#皮附*接到用PUR泡沫填充的PVC虫奪窝体上、并且净皮一个无蜂窝体的PUR泡沫的层分隔开。根据本发明的蜂窝体结构能以任何已知的方式获得。优选地,它是通过挤出而获得,并且最特别优选地,它是通过以本申请人名义的共同未决申请PCT/EP2006/065385(其内容也通过引用结合在本申请)的主题的方法而获得的。在该方法中■基于至少一种塑#+的组合物的平4亍薄片在一个近似水平的方向上通过一个压才莫连续4齐出,该压才莫具有一个前面,该前面配备有多个平行的缝隙并且配备有一种绝缘材料(至少在表面上);并且一旦离开该压模,使位于两个邻近薄片之间的间隙依次交替并且在两个量尺寸的单元之间经受注射压缩气体并且经受真空,该量尺寸的单元的长度足够短以使塑料组合物保持熔融,同一薄片的两面分别在一面经受压缩气体的作用,并且在另一面经受真空的作用,并且在下一个交替中反之亦然,以使z使该薄片变形并且将它们成对地焊4妄在一起,其中,在近似平行于4齐出方向的平面内形成了一个多孔结构,该多孔结构的构成小室在垂直于冲齐出的方向延伸。该蜂窝体以及一种或多种增强的PVC片材可以按任何已知的方式进行组装粘合,焊接等等。在该蜂窝体包括泡沫的情况下,泡沫可以是在原位产生的并且也可以用于连接一个或多个片材与虫奪窝体(如在上述申请WO2006/045723中所描述)。最后,本发明还涉及通过上述方法获得的片材和/或如上所述的复合结构在建筑工业/在建筑物中,特别是在墙壁、天花板、地板、以及混凝土模板工程中的用途,对它们的应用来说,刚度、抗蠕变性以及冲击强度是很重要的。能够减小墙壁的厚度而同时有同样的性能的事实也是一个优点。特别地,在这些应用中复合结构是有益的。通过以下实例以一种非限制性方式对根据本发明的方法进行说明制备了以下配制品("预混合料,,)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>该配制品的4立度为300pm的ft量《及。其中的成分是陶PVCS250树月旨K值(Kw)=50;-BaerostabMSL:液态有才几锡(羧酸盐)型热稳定剂;-ParaloidK120N:力口工助剂(丙烯酸酯聚合物);-ParaloidK175:4吏之有可能减少粘合并且分出4反材(plate-out)的力cr工ji力剂;以及-LoxiolG60:基于硬脂酸酯的蜡。根据以下程序将它们在Henschel混合器中进行混合画将这些固体在第一混合器中进行混合,并且使其以4氐速运转5分钟;國然后,在同时高速混合下将温度提高到60。C(以2。C到3。C的梯级),并且恢复到低速以使桨叶不被太过于加热;-在60。C下,以《氐速运转并且引入这些液体;-将温度逐渐升高到90。C,恢复到低速,并且排空到冷混合器中;并且-4吏其;令^卩10至'J15分4中。PVC片材是使用此配方在以下条件下(按照本发明)制造的一解巻速度2.5m/min;—宽度1100mm;-增强度o参比增强度VetrotexP2432400特克斯玻璃纤维;o粗纱数目154且纱速度1100g/min;o斩断器位置(chopperposition):4.1_基质o粉末流速1650g/min;分散的4分末单元的位置22.6%-^争电处理电压10kV;o电才及之间的3巨离4mm;-平压延(压制)最高温度200。C;o冷却温度20。C;o只寸压延4几施用的气动压力5巴;o带间3巨0.3mm。为了比较的目的,将这些片材在相似的条件下进行压制,基于同以上所表达的相同的^f旦无玻璃纤维并且无^争电处理的一种配制品("参比PVC")。械特性进行测量,并且所获得的结果记录在下表中<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>(*)L方向=平4于于才几器方向的方向;T方向=垂直于才几器方向的方向;45°=沿相对于这两个L和T方向的45。的角度。2/对若千片材进行的评估,这些片材经过压制以增加厚度并且允许进4亍这些评估(厚度1.85mm):<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>结论用玻璃纤维增强的产物具有大大超出未填充的产物的机械特性。填充的产物具有非常好的冲击强度,而参比PVC是非常脆的。权利要求1.用于生产基于PVC以及一个长纤维的网络的复合片材的方法,所述方法包括以下步骤-将处于粉末形式的PVC分散在所述网络中;-使该组件经受一个交变电场,该电场具有足够的强度并且持续足够的时间以便使该粉末分布在该网络中;并且-将该组件在压力下加热直到该粉末形成一个连续基质。2.根据以上权利要求所述的方法,其中该PVC具有小于或等于68的熔体粘度指数或K值(Kw或K-wert)。3.才艮据以上片又利要求中任意一项所述的方法,其中该PVC粉末是基于具有小于或等于300pm的平均直径的颗粒。4.根据以上权利要求中任意一项所述的方法,其中这些长纤维是Jf皮璃纤维。5.根据以上权利要求中任意一项所述的方法,其中这些纤维是非纺织的^f旦却是缠绕的。6.复合结构,该复合结构具有一个多孔的内芯以及至少一个片材,该至少一个片材是基于通过根据以上权利要求中任意一项所述的一种方法获得的用长纤维增强的PVC。7.根据以上权利要求所述的复合结构,其中该多孔的内芯是夹在两个片材之间,这两个片材是基于通过根据权利要求1至5中任意一项所述的一种方法获得的用长纤维增强的PVC。8.才艮据权利要求6或7所述的复合结构,其中该多孔的内芯包括一个PVC虫奪窝体。9.根据以上权利要求所述的结构,其特征在于,该PVC蜂窝体是用PUR泡沫进行填充的。10.通过才艮据4又利要求1至5中任意一项所述的一种方法获得的一种片材或根据权利要求6至9中任意一项所述的一种结构在建筑工业中/在建筑物中并且,特别是在墙壁、天花板、地板、以及混凝土才莫板工程中的用途。全文摘要本发明涉及用于生产基于PVC和长纤维阵列的复合板材的方法,所述方法包括以下步骤,即将处于粉末形式的PVC分散在该阵列中的步骤;使该组件经受一个交变静电场的步骤,该电场具有足够时间以及强度以便使该粉末分布在该阵列;并且将该组件在压力下加热直到该粉末形成一个连续基质的步骤。文档编号B29B15/10GK101541496SQ200780043682公开日2009年9月23日申请日期2007年11月26日优先权日2006年11月27日发明者克劳德·德埃诺,多米尼克·格朗让申请人:索尔维公司
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