復(fù)合材料及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及由無機(jī)非金屬材料層和夾層元件構(gòu)成的復(fù)合材料及其制造方法。
【專利說明】復(fù)合材料及其制造方法
[0001]本發(fā)明涉及由無機(jī)非金屬材料層和夾層元件構(gòu)成的復(fù)合材料及其制造方法。
[0002]復(fù)合材料是兩種或更多種彼此結(jié)合的材料(Materialien)構(gòu)成的材料(Werkstoff)0材料的性質(zhì)和在某些情況下各組件的幾何性質(zhì)對(duì)所得到的材料的性質(zhì)是重要的。這能夠結(jié)合不同組件的性質(zhì)，因此復(fù)合材料具有廣泛的應(yīng)用可能性。通過為組件選擇不同的原材料，可以按需要建立最終產(chǎn)品所需的性質(zhì)。
[0003]復(fù)合材料可以以各種方式獲得。夾層結(jié)構(gòu)是一種可能性。該構(gòu)造常用于半成品，其中將不同性質(zhì)的多個(gè)層嵌入一種材料中。作為構(gòu)造方式夾層結(jié)構(gòu)方式指一種輕型結(jié)構(gòu)形式，其中結(jié)構(gòu)組件由通過大多輕型的芯材(間隔)保持距離的通常吸力性表面層構(gòu)成。相應(yīng)的部件重量低但抗彎剛度高。
[0004]芯材可以由得自不同材料，例如紙、紙板、塑料或金屬、輕木、波紋板金屬或泡沫的蜂窩或多孔材料構(gòu)成。芯材傳遞產(chǎn)生的推力并支承表面層。
[0005]以夾層結(jié)構(gòu)方式制造的復(fù)合材料的用途例如為運(yùn)動(dòng)艇、飛機(jī)部件(機(jī)身、機(jī)翼殼)、火車的外部和內(nèi)部部件、交通工具-和汽車部件、沖浪板和風(fēng)力發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)子葉片、建筑外墻和建筑構(gòu)造中的鏡面部件和其它應(yīng)用領(lǐng)域。
[0006]具有芳族聚酰胺纖維的 蜂窩芯和具有玻璃纖維預(yù)浸料的表面層的夾層嵌板也用作現(xiàn)代飛機(jī)中的機(jī)上廚衛(wèi)的墻。
[0007]在建筑業(yè)中使用由鋼筋混凝土支承殼、絕熱材料和得自熟料或混凝土的飾面殼(Vorsatzschale)構(gòu)成的預(yù)制夾層板。此外,具有金屬表面層和位于其間的絕熱材料的復(fù)合板材被稱作夾層元件或夾層板。
[0008]這種構(gòu)造方式在造船中現(xiàn)今已，特別是在運(yùn)動(dòng)艇中非常廣泛地應(yīng)用。夾層結(jié)構(gòu)在大型船舶建造中提供更高的安全性，尤其用于油輪。
[0009]夾層結(jié)構(gòu)還用于汽車工程。由此可在低重量下進(jìn)一步獲得高的穩(wěn)定性。例如從DE10 057 365 Al中獲知纖維增強(qiáng)的塑料-夾層部件的制造。
[0010]由WO 2006/099939 Al和WO 2009/043446 A2公開了基于夾層結(jié)構(gòu)方式的機(jī)動(dòng)車
車頂模塊。夾層由在兩面上都具有表面層的間隔構(gòu)成。間隔與表面層的結(jié)合通過聚氨酯實(shí)現(xiàn)。蜂窩結(jié)構(gòu)或波紋金屬板常用作這些夾層元件中的間隔。該夾層通常在兩面上都具有外層/功能層。這種外層通常由塑料膜構(gòu)成。這種膜與所述夾層的粘合通常在高溫下和使用壓力實(shí)現(xiàn)。由此，間隔的結(jié)構(gòu)常常通過所述膜顯露出來，因此該夾層元件的表面不再是光滑的。間隔的結(jié)構(gòu)隨之也顯露在最終產(chǎn)品中。
[0011]當(dāng)使用此類夾層元件作為之后可見的建筑材料時(shí)，這樣的不規(guī)則表面通常不合意。
[0012]可以通過使用塑料泡沫作為間隔來防止由于蜂窩結(jié)構(gòu)造成的不規(guī)則表面。為最佳加工，所用塑料泡沫必須可透過空氣，以能使制造過程中封隔在泡沫層中的空氣可以逸出。開孔泡沫芯材的合適用途已從DE-A-10000767中獲知。
[0013]使用相應(yīng)的輕型泡沫芯材的問題是保持所需抗壓強(qiáng)度和避免芯層與表面層之間以及表面層與功能層之間的分層效應(yīng)。[0014]由WO 2006/099939 Al和WO 2009/043446 A2公開了用于接合不同片層的聚氨酯體系，其不適用于大型部件，因?yàn)槠淙榘讜r(shí)間(Startzeit)太短。大型部件的制造要求聚氨酯體系經(jīng)特別調(diào)整的化學(xué)，否則否則在噴涂表面層時(shí)就會(huì)開始聚氨酯的反應(yīng)，而由此在部件中產(chǎn)生不想要的固有應(yīng)力。因此需要經(jīng)調(diào)整的乳白時(shí)間-將其理解為是指引入反應(yīng)混合物直到化學(xué)反應(yīng)開始之間的時(shí)間間隔。在含水聚氨酯反應(yīng)混合物的情況中，視覺上可辨的發(fā)泡被認(rèn)為表明反應(yīng)開始。
[0015]但是，為了保障該工藝的經(jīng)濟(jì)效率需要能夠?qū)崿F(xiàn)該部件的短的脫模時(shí)間。脫模時(shí)間的定義是多異氰酸酯和加聚產(chǎn)物的反應(yīng)混合物為在反應(yīng)模具中獲得足夠高的交聯(lián)度以便能從該模具中恰當(dāng)脫出復(fù)合材料所需的時(shí)間。
[0016]為了制造大型結(jié)構(gòu)部件，必須調(diào)節(jié)具有延遲乳白時(shí)間的聚氨酯體系。這可確保能噴涂整個(gè)纖維結(jié)構(gòu)而沒有阻礙均勻潤濕纖維結(jié)構(gòu)的過早發(fā)泡和過快的充分反應(yīng)。延遲的乳白時(shí)間和短的脫模時(shí)間的組合需要專門針對(duì)該工藝調(diào)整的聚氨酯體系化學(xué)。
[0017]本發(fā)明的目的因此是提供可以以夾層結(jié)構(gòu)獲得并避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)的復(fù)合材料。特別地，相應(yīng)的復(fù)合材料應(yīng)在大面積上也具有光滑表面，其中不會(huì)看見間隔的結(jié)構(gòu)。該表面應(yīng)該非常光滑并且沒有凹痕、空氣夾雜或類似缺陷。該夾層元件的表面應(yīng)如此平整以致也可以將功能元件固定到其上，而它們不會(huì)由于該夾層元件和/或間隔的擠壓而直接受損。另一目的是提供具有低重量的大面積部件，由此制造和安裝的技術(shù)復(fù)雜性盡可能小，并且用該部件可實(shí)現(xiàn)高的設(shè)計(jì)自由度(例如彎曲、安裝固定件)。
[0018]令人驚訝地已發(fā)現(xiàn),通過穩(wěn)定的輕型結(jié)構(gòu)子結(jié)構(gòu)(Leichtbauunterkonstruktion)(夾層元件)與無機(jī)非金屬材料層，尤其是陶瓷/玻璃層的組合可實(shí)現(xiàn)該目的。
[0019]本發(fā)明的主題是由A)無機(jī)非金屬材料層和B)夾層元件構(gòu)成的復(fù)合材料，其中所述夾層元件具有
a)至少一個(gè)由塑料泡沫構(gòu)成的間隔，
b)位于所述間隔的面向所述層(A)的面上的至少一層由完全固化的聚氨酯和選自下述的聚氨酯可透基底構(gòu)成的層:織物、針織物、無紡織物、稀松布和由塑料、玻璃和/或碳制成的墊子，和
c)位于間隔的背向所述層(A)的面上的至少一層由完全固化的用玻璃纖維墊增強(qiáng)的聚氨酯層，所述聚氨酯層具有至少20重量％，優(yōu)選至少30重量％的玻璃纖維含量，基于背向所述層(A)的層計(jì)。
[0020]該復(fù)合材料優(yōu)選在A)與B)之間具有額外的彈性層C)。
[0021]該塑料泡沫優(yōu)選具有10至150千克/立方米的表觀密度。
[0022]面(b)和/或(C)的聚氨酯優(yōu)選可由含有作為內(nèi)增粘劑的一種或多種氨基硅烷和/或一種或多種內(nèi)脫模劑的聚氨酯反應(yīng)性混合物獲得。
[0023]面(b)和/或(C)的聚氨酯特別優(yōu)選可由聚氨酯反應(yīng)性混合物在一種或多種潛催化劑存在下獲得。
[0024]本發(fā)明的另一主題是制造根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合材料的方法，其特征在于
i)將無機(jī)非金屬材料層(A)放入開放模具中，
ii)將尚未完全固化的夾層元件(B)置于來自i)的所述層(A)上，其中所述夾層元件
具有a)至少一個(gè)由塑料泡沫構(gòu)成的間隔，
b)位于所述間隔的面向所述層(A)的面上的至少一層由未完全固化的聚氨酯和選自下述的聚氨酯可透基底構(gòu)成的層:織物、針織物、無紡織物、稀松布和由塑料、玻璃和/或碳制成的墊子，和
c)至少一層位于間隔的背向所述層(A)的面上的由未完全固化的用玻璃纖維墊增強(qiáng)的聚氨酯層，所述聚氨酯層具有至少20重量％，優(yōu)選至少30重量％的玻璃纖維含量，基于背向所述層㈧的層計(jì)，
iii)關(guān)閉1吳具，
iv)任選在溫度影響下固化所述聚氨酯并且任選在溫度影響下和/或施加真空壓制所述層結(jié)構(gòu)，
V)打開模具并從模具中取出成型、固化并任選壓制的復(fù)合材料。
[0025]步驟⑴和(ii)的順序也可以反序進(jìn)行。
[0026]所述方法優(yōu)選可如此進(jìn)行，即在步驟ii)之前在所述層(A)上施加(例如通過噴涂)彈性層。
[0027]夾層元件(B)可作為預(yù)制元件放入該模具中。在模具外制造該夾層元件時(shí)，用聚氨酯反應(yīng)性混合物噴涂在芯材(間隔)的一面上的相應(yīng)玻璃纖維墊和在芯材的另一面上的相應(yīng)可透基底 并隨后在模具中置于層(A)上。
[0028]本發(fā)明的復(fù)合材料可用作車輛_、船舶-或飛機(jī)構(gòu)造中的頂部模塊、車身部件、結(jié)構(gòu)部件、用作包覆元件或裝飾元件或用作建筑業(yè)中的建筑外墻-和鏡面部件，或用于其它用途。
[0029]合適的芯間隔包括例如基于聚氨酯的開孔硬質(zhì)泡沫芯。此外合適的也是例如開孔(offenporig)或開孔(offenzellig)(例如網(wǎng)狀化的)聚氯乙烯(PVC)-、聚乙烯(PE)-、聚丙烯(PP) _、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET) _、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT) _、聚苯乙烯(PS)-、發(fā)泡聚苯乙烯(EPS)-或交聯(lián)聚苯乙烯(XPS)-泡沫或開孔金屬-或陶瓷泡沫。
[0030]這樣的開孔/開孔硬質(zhì)泡沫優(yōu)選具有10至150千克/立方米，優(yōu)選20至100千克/立方米，特別優(yōu)選30至60千克/立方米(根據(jù)DIN EN ISO 845測(cè)量的)表觀密度。這些硬質(zhì)泡沫特別優(yōu)選具有≤10%，優(yōu)選≤12%，特別優(yōu)選≤15%(根據(jù)DIN EN ISO 4590-86測(cè)量)的開孔率。
[0031]根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，具有〉150千克/立方米的表觀密度的(PUR-)硬質(zhì)泡沫是閉孔的。通過額外的操作步驟(例如網(wǎng)狀化=在高壓釜中通過負(fù)或正壓有針對(duì)性地打開泡沫)也可獲得具有更高表面密度和剛度或強(qiáng)度的開孔泡沫。可優(yōu)選使用這些開孔泡沫。此外，閉孔泡沫可通過機(jī)械精整(例如通過表面開孔)獲得開放結(jié)構(gòu)。
[0032]本發(fā)明的復(fù)合材料相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中描述的復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)在于，在其例如用作背面覆蓋物、用作頂部模塊、建筑外墻元件或其它部件時(shí)，在制造過程中可能被封隔的空氣可經(jīng)由開孔塑料泡沫逸出或被其吸收。
[0033]從制造復(fù)合元件的已知方法中獲知，通常，首先提供夾層元件，并經(jīng)由可能的粘合層在其上施加裝飾層和/或功能層。在施加這種裝飾層和/或功能層時(shí)，在其與位于其下方的夾層元件之間存在空氣。這時(shí)，在粘合時(shí)，任選在升高的溫度下施加壓力，任選也可以施加真空。在小面積復(fù)合材料的情況中，則可使空氣經(jīng)由邊緣逸出。但在大面積復(fù)合材料的情況中，這是不可行的?？諝庖虼吮３直环飧粼趭A層元件與功能層和/或裝飾層之間。這在本發(fā)明的方法中不會(huì)發(fā)生。
[0034]在本發(fā)明的夾層元件中，如此設(shè)計(jì)所述間隔，以至于空氣可被硬質(zhì)泡沫的開孔吸收或經(jīng)其逸出。由此避免空氣被封隔在夾層元件與層A)之間。
[0035]用能夠均勻粘合該復(fù)合材料的聚氨酯樹脂噴涂所述間隔的表面層。此外，在制造過程中通過壓制操作將部分聚氨酯樹脂壓入芯層的開孔邊緣區(qū)域中。這額外防止了表面層隨后與芯層層離。此外，同時(shí)提高了芯層的抗壓強(qiáng)度并因此提高了該夾層的抗彎剛度。
[0036]而且由于部分聚氨酯樹脂可以被壓入芯層中的事實(shí)，聚氨酯基質(zhì)在層A)與夾層之間產(chǎn)生非常均勻的分布-由此消除了噴涂施加時(shí)可能的分布差異。
[0037]所用聚氨酯樹脂可通過下列材料的反應(yīng)獲得
a)至少一種多異氰酸酯，
b)至少一種多元醇組分，其具有300至700的平均OH-值，所述多元醇組分至少含有一種短鏈多元醇和一種長鏈多元醇，其中起始多元醇具有2至6的官能度，
c)水，
d)活化劑，
e)穩(wěn)定劑，
f)任選助劑、脫模劑和/或添加劑，
g)任選有機(jī)和無機(jī)酸。
[0038]優(yōu)選地，合適的長鏈多元醇是具有至少2個(gè)至最多6個(gè)異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng)性氫原子的多元醇；優(yōu)選使用具有5至100，優(yōu)選20至70，特別優(yōu)選28至56的OH-值的聚酯多元醇和聚醚多元醇。
[0039]優(yōu)選地，合適的短鏈多元醇是具有150至2000，優(yōu)選250至1500，特別優(yōu)選300至1100的OH-值的那些。
[0040]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選使用二苯基甲烷二異氰酸酯系列(pMD1-類型)的較多芳環(huán)的(hoherkernig)異氰酸酯、它們的預(yù)聚物或這些組分的共混物。
[0041]以每100重量份多元醇組合物(組分b)至g) )0至3.0,優(yōu)選O至2.0重量份的量使用水。
[0042]使用對(duì)于發(fā)泡反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)而言常規(guī)的活化劑，例如胺或金屬鹽，用于催化?？梢岳缡褂檬灏泛?或有機(jī)金屬化合物。例如可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的下列化合物作為催化劑:三亞乙基二胺、氨基烷基-和/或氨基苯基咪唑和/或有機(jī)羧酸鹽。根據(jù)，也可使用錫、鈦和/或鉍的金屬化合物作為金屬催化劑。該催化劑通常以0.2 - 4重量％的量來使用，基于組分b)的重量計(jì)。
[0043]優(yōu)選的泡沫穩(wěn)定劑是聚醚硅氧烷，優(yōu)選水溶性組分。該穩(wěn)定劑通常以每100重量份多元醇組合物(組分b)至g) ) 0.01至5重量份的量來使用。
[0044]用于制造聚氨酯樹脂的反應(yīng)混合物同樣可任選添加助劑、脫模劑和添加劑，例如表面活性添加劑，例如乳化劑、阻燃劑、成核劑、抗氧化劑、滑爽劑和脫模劑、染料、分散劑、發(fā)泡劑和顏料。
[0045]該反應(yīng)混合物同樣可任選含有已知的有機(jī)或無機(jī)酸(組分g))，特別是適于阻斷堿性催化劑，尤其是叔胺的無機(jī)或有機(jī)酸。例如，合適的是磷酸、乙酸和/或水性聚丙烯酸。這些組分優(yōu)選以0.05重量％至0.8重量％，優(yōu)選0.05重量％至0.1重量％的比例來使用，基于所述多元醇組合物(組分b)至g))總重量計(jì)。
[0046]使組分以這樣的量反應(yīng)，即所述多異氰酸酯a)的NCO基團(tuán)與組分b)和c)以及任選d)、e)和f)的異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng)性氫的總和的當(dāng)量比為0.8:1至1.4:1,優(yōu)選0.9:1至
1.3:1。
[0047]所述聚氨酯可透基底例如可以由玻璃纖維墊、玻璃纖維無紡織物、玻璃纖維無定向?qū)?Glasfaserwirrlagen)、玻璃纖維織物、短切或研磨的玻璃纖維或礦物纖維、天然纖維墊和-針織物、短切天然纖維以及基于聚合物_、碳-或芳族聚酰胺纖維的纖維墊、-無紡織物和-針織物以及它們的混合物構(gòu)成。
[0048]該纖維層賦予所述塑料泡沫間隔在最終產(chǎn)品中所需的剛度。此外，該纖維層是空氣可透過的。
[0049]層A)與夾層元件B)之間的彈性層C)、其組成及其制造方法詳細(xì)描述在DE-A102005012 796 中。
[0050]作為層(A)，可使用無機(jī)非金屬材料?？梢允褂貌Ａ?、大理石或其它無機(jī)非金屬材料作為層。在這種情況中，可以使用板或箔作為層A)。層A)是商購可得的，并且它們的制造通常是已知的。一般而言，層A)具有0.2至4毫米，優(yōu)選0.5至1.5毫米，特別優(yōu)選0.75至1.1毫米的厚度。
[0051]還可優(yōu)選在層A)的外側(cè)上施加透明的保護(hù)層，例如以清漆或等離子體層的形式。這種額外的保護(hù)層負(fù)責(zé)抵御外部影響。
[0052]在層A)的面向夾層元件的內(nèi)側(cè)(底面)上可施加經(jīng)調(diào)整的增粘劑。通過這種措施，層A)可以獲得額外的、改進(jìn)的對(duì)夾層元件的表面層的粘合，或如果存在，對(duì)彈性層C)的粘合，和/或隔熱-和/或防潮功能。
[0053]在背向?qū)覣)的夾層元件的背面上可以施加保護(hù)層。該額外的保護(hù)層負(fù)責(zé)抵御外部影響。
[0054]本發(fā)明的復(fù)合材料優(yōu)選可具有框架。這樣的框架保護(hù)所述間隔免受可通過未被聚氨酯層覆蓋的面侵入的水分、空氣或其它環(huán)境影響的影響。由于水分的侵入可嚴(yán)重?fù)p害整個(gè)夾層元件的質(zhì)量。在這種情況中不再確保層A)的均勻表面和與之相關(guān)的良好視覺外觀或良好粘合。通過合適的框架防止這些影響。
[0055]可如此實(shí)施本發(fā)明的方法，SP
i)將夾層元件預(yù)先裝入開放的模具中，
ii)任選在夾層元件的裸露面上施加塑料膜形式或作為坯料的額外的彈性層，
iii)施加層(A)，在其上任選施加增粘劑，
iv)關(guān)閉I旲具，
V)任選在溫度影響下固化所述聚氨酯并且任選在溫度影響下和/或施加真空壓制所述層結(jié)構(gòu)，和
Vi)打開模具并從模具中取出成型、固化的復(fù)合材料。
[0056]或者，也可以改變各層的呈現(xiàn)次序。
[0057]也可如此實(shí)施本發(fā)明的方法，SP
i)將任選施加增粘劑的層(A)置入開放模具中， ii)在層(A)上任選施加以塑料膜的形式或作為坯料的彈性層(C)，
iii)施加夾層元件，
iv)關(guān)閉I旲具，
V)任選在溫度影響下固化所述聚氨酯并且任選在溫度影響下和/或施加真空壓制所述層結(jié)構(gòu)，和
Vi)打開模具并從模具中取出成型、固化的復(fù)合材料。
[0058]在制造方法的范圍內(nèi)中，可以在夾層結(jié)構(gòu)中集成不同的固定元件。這些元件可另外安裝在夾層元件的背面上，由此通過噴涂聚氨酯反應(yīng)性混合物產(chǎn)生牢固粘合。所述固定元件同樣可借助另外使用玻璃纖維和附加的聚氨酯粘合到夾層元件上。
[0059]本發(fā)明的復(fù)合材料可用作車輛_、船舶-或飛機(jī)構(gòu)造中的頂部模塊、車身部件、結(jié)構(gòu)部件，用作包覆元件或裝飾元件或用作建筑業(yè)中的建筑外墻-和鏡面部件，或用于其它用途。
[0060]意在借助下列實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
實(shí)施例
[0061]實(shí)施例(I):
作為夾層元件使用所謂的Baypreg?-夾層(來自Bayer MaterialScience AG)。這種夾層由借助施加上的聚氨酯(Baypreg?)互相粘合的兩個(gè)不同的表面層和塑料泡沫芯構(gòu)成。
[0062]為制造夾層兀件，在聚苯乙烯板(PhilippineGmbH & C0.Dammstoffsysteme KG,Bochum,類型PH-WDV 60/040,厚度20毫米)上將具有225克/平方米單位面積重量的無定向玻璃纖維墊(來自 Saint-Gobain Vetrotex Deutschland GmbH, Aachen 的類型M-113)放置在其頂面(此面面向?qū)覣))上和將具有450克/平方米單位面積重量的無定向玻璃纖維墊(來自 Saint-Gobain Vetrotex Deutschland GmbH, Aachen 的類型 M 5)放置在其底面(背向?qū)覣)的面)上。
[0063]然后使用高壓加工機(jī)在該結(jié)構(gòu)的兩面上都噴涂450克/平方米的反應(yīng)性聚氨酯體系。使用 Bayer MaterialScience AG, Leverkusen 的聚氨酯體系，其由多兀醇(Baypreg?VP.PU PR-02831-01)和異氰酸酯(Desmodur? VP.PU 081F03)以 100 重量份比 204 重量份的混合比構(gòu)成。
[0064]將由作為間隔的聚苯乙烯板和用聚氨酯噴涂的表面層形成的夾層元件轉(zhuǎn)移到在底面上已具有預(yù)先置入的無機(jī)非金屬層A)的壓模中。所述無機(jī)非金屬層是具有0.95毫米厚度的玻璃板。
[0065]將該模具加熱至90°C，并將該結(jié)構(gòu)壓制300秒，形成18毫米厚的復(fù)合元件。
[0066]實(shí)施例(2):
作為夾層元件使用Baypreg?-夾層(來自Bayer MaterialScience AG)。這種夾層由借助施加上的聚氨酯(Baypreg?)互相粘合的兩個(gè)不同的表面層和塑料泡沫芯構(gòu)成。此外，在面向?qū)覣)的面上施加具有I毫米厚度的聚氨酯彈性層。
[0067]在開放模具中首先置入所述無機(jī)非金屬層A)(具有厚度為0.95毫米的玻璃)。
[0068]然后，為制造I毫米厚的彈性層C)，將聚氨酯反應(yīng)性混合物施加到層A)上。所述混合物由多兀醇(Bayflex? VP.PU 51BD14)和 Bayer MaterialScience AG, Leverkusen 的異氰酸酯(Desmodur? VP.PU 18IF19)構(gòu)成。
[0069]為了制造夾層，首先在聚苯乙烯板(PhilippineGmbH & C0.DammstoffsystemeKG, Bochum,類型PH-WDV 60/040，厚度10毫米)的頂面和底面上各放置具有225克/平方米的單位面積重量的M 113類型的無定向纖維墊(來自Saint-Gobain VetrotexDeutschland GmbH, Aachen)。
[0070]然后使用高壓加工機(jī)在該結(jié)構(gòu)的兩面上都噴涂450克/平方米的反應(yīng)性聚氨酯體系。使用 Bayer MaterialScience AG, Leverkusen 的聚氨酯體系，其由多兀醇(Baypreg?VP.PU PR-02831-01)和異氰酸酯(Desmodur? VP.PU 081F03)以 100 重量份比 204 重量份的混合比構(gòu)成。
[0071]將由作為間隔的聚苯乙烯板和用聚氨酯噴涂的表面層構(gòu)成的夾層元件轉(zhuǎn)移到在底面上已具有預(yù)先置入的層A)連同彈性層C)的壓模中。將該模具加熱至90°C，并將該結(jié)構(gòu)壓制300秒，形成11毫米厚的復(fù)合元件。
[0072]該制造后，所制得的部件沒有變形并且在層A)與夾層元件之間沒有層離。在氣候交替試驗(yàn)后同樣沒有出現(xiàn)層離，且層A)也在整個(gè)表面上保持完好。在表面上沒有出現(xiàn)瑕疵。
【權(quán)利要求】
1.由A)無機(jī)非金屬材料層和B)夾層元件構(gòu)成的復(fù)合材料，其中所述夾層元件具有 a)至少一個(gè)由塑料泡沫構(gòu)成的間隔， b)位于所述間隔的面向所述層(A)的面上的至少一層由完全固化的聚氨酯和選自下述的聚氨酯可透基底構(gòu)成的層:織物、針織物、無紡織物、稀松布和由塑料、玻璃和/或碳制成的墊子，和 c)位于所述間隔的背向所述層(A)的面上的至少一層由完全固化的用玻璃纖維墊增強(qiáng)的聚氨酯層，所述聚氨酯層具有至少20重量％的玻璃纖維含量，基于背向所述層(A)的層計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合材料在A)與B)之間具有額外的彈性層C)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合材料在A)與B)之間或A)與C)之間，如果存在，具有額外的增粘層D)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述塑料泡沫具有10至150千克/立方米的表觀密度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的復(fù)合材料，其特征在于，面(b)和/或(c)的聚氨酯可由含有一種或多種氨基硅烷作為內(nèi)增粘劑的聚氨酯反應(yīng)性混合物獲得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的復(fù)合材料，其特征在于，面(b)和/或(c)的聚氨酯可由含有一種或多種內(nèi)脫模劑的聚氨酯反應(yīng)性混合物獲得。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的復(fù)合材料，其特征在于，面(b)和/或(c)的聚氨酯可由聚氨酯反應(yīng)性混合物在一種或多種潛催化劑存在下獲得。
8.制造根據(jù)權(quán)利要求1-7中所述的復(fù)合材料之一的方法，其特征在于， i)將任選施加了增粘劑的無機(jī)非金屬材料層(A)放入開放模具中， ?)將尚未完全固化的夾層元件(B)置于來自i)的所述層(A)上，其中所述夾層元件具有
a)至少一個(gè)由塑料泡沫構(gòu)成的間隔，
b)位于所述間隔的面向所述層(A)的面上的至少一層由未完全固化的聚氨酯和選自下述的聚氨酯可透基底構(gòu)成的層:織物、針織物、無紡織物、稀松布和由塑料、玻璃和/或碳制成的墊子，和
c)位于所述間隔的背向所述層(A)的面上的至少一層由未完全固化的用玻璃纖維墊增強(qiáng)的聚氨酯層，所述聚氨酯層具有至少30重量％的玻璃纖維含量，基于背向所述層(A)的層計(jì)， iii)關(guān)閉1吳具， iv)任選在溫度影響下固化所述聚氨酯并且任選在溫度影響下和/或施加真空壓制所述層結(jié)構(gòu)， V)打開模具并從模具中取出經(jīng)成型、固化并壓制的復(fù)合材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的方法，其特征在于，在步驟ii)之前將彈性層(C)施加到所述層㈧上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的方法，其特征在于，在步驟ii)之前將增粘劑施加到所述層㈧上。
11.制造根據(jù)權(quán)利要求1-7中所述的復(fù)合材料之一的方法，其特征在于， i)將尚未完全固化的夾層元件(B)置于開放模具中，其中所述夾層元件具有
a)至少一個(gè)由塑料泡沫構(gòu)成的間隔，
b)位于所述間隔的面向所述層(A)的面上的至少一層由未完全固化的聚氨酯和選自下述的聚氨酯可透基底構(gòu)成的層:織物、針織物、無紡織物、稀松布和由塑料、玻璃和/或碳制成的墊子，和
c)位于所述間隔的背向所述層(A)的面上的至少一層由未完全固化的用玻璃纖維墊增強(qiáng)的聚氨酯層，所述聚氨酯層具有至少30重量％的玻璃纖維含量，基于背向所述層⑷的層計(jì)， ii)任選在夾層元件的裸露面上施加塑料膜形式或作為坯料的額外的彈性層(C)， iii)然后施加無機(jī)非金屬材料的層(A)，在其上任選施加了增粘劑， iv)關(guān)閉I旲具， V)任選在溫度影響下固化所述聚氨酯并且任選在溫度影響下和/或施加真空壓制所述層結(jié)構(gòu)， Vi)打開模具并從模具中取出經(jīng)成型、固化并壓制的復(fù)合材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-7 中所述的復(fù)合材料之一作為車輛_、船舶-或飛機(jī)構(gòu)造中的頂部模塊、車身部件、結(jié)構(gòu)部件，作為包覆元件或裝飾元件或作為建筑業(yè)中的建筑外墻-和鏡面部件的用途。
【文檔編號(hào)】B32B3/02GK103764384SQ201280042718
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月2日
【發(fā)明者】H.埃賓, R.阿爾貝斯, B.羅特, H-G.維爾茨 申請(qǐng)人:拜耳知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限責(zé)任公司