BR112020010391B1

BR112020010391B1 - Processo para a produção de espumas de alta temperatura para o processamento adicional de materiais sanduíche

Info

Publication number: BR112020010391B1
Application number: BR112020010391-8A
Authority: BR
Inventors: Christian TRAßL; Thomas Richter
Original assignee: Evonik Operations Gmbh
Priority date: 2017-11-27
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2023-04-25
Also published as: PL3717211T3; BR112020010391A2; JP2021504189A; EP3717211A1; AU2018373661A1; TW201936360A; AU2018373661B2; US20200325298A1; CN111819069B; TWI776999B; JP7263352B2; EP3717211B1; WO2019101703A1; ES2939295T3; DK3717211T3; KR20200087258A; SG11202004813YA; MX2020005293A; IL274860A; CA3083397A1

Abstract

A presente invenção refere-se ao campo de produção de espumas de alta temperatura, tais como são usadas na construção de aeronaves, navios e veículos ferroviários e outros, em particular adicionalmente processados em materiais sanduíche pela união com duas camadas externas. Com este fim, é provido um novo processo para a produção de espumas de alta temperatura (espumas HT) que são particularmente adequadas para a produção de tais componentes sanduíche para construção leve. Este processo alcança uma melhoria na capacidade de processamento das espumas HT produzidas de acordo com a invenção e uma redução de peso dos materiais sanduíche. As espumas HT são ainda espumas de partículas rígidas que são notavelmente mais econômicas para produzir do que as espumas de bloco rígido. A presente invenção em particular efetua uma redução na absorção de resina em processos de compósito de fibra através de uma otimização relacionada ao processo da constituição da superfície.

Description

Campo da Invenção

[001]A presente invenção refere-se ao campo de produção de espumas de alta temperatura, tais como são usadas na construção de aeronaves, navios e veículos ferroviários e outros, em particular outros processados em materiais sanduíche pela união com duas camadas externas. Com este fim é provido um novo processo para a produção de espumas de alta temperatura (espumas HT) que são particularmente adequadas para a produção de tais componentes sanduíche para construção leve. Este processo alcança uma melhoria na capacidade de processamento das espumas HT produzidas de acordo com a invenção e uma redução de peso dos materiais sanduíche. As espumas HT são ainda espumas de partículas rígidas que são notavelmente mais econômicas para produzir do que as espumas de bloco rígido.

[002]A presente invenção em particular efetua uma redução na absorção de resina em processos de compósito de fibra através de uma otimização relacionada ao processo da constituição da superfície.

Estado da Técnica

[003]As formas de partícula consistem em uma multiplicidade de grânulos de espuma de polímero individuais que, em um molde de contorno, são sinterizados nas interfaces ao fornecer energia. Isto proporciona uma superfície característica como é aparente na Figura 1 no exemplo de um molde feito de polipropileno expandido (EPP). Os limites das pérolas de espuma individuais ainda estão claramente aparentes no molde.

[004]Além disso, é uma consequência do processo que algum ar usado para o procedimento de enchimento sempre permanece na cavidade do molde, assim, resultando em vazios entre os grânulos de espuma. O estado da técnica referente aos moldes de espuma de partícula revela métodos de minimização destes problemas. Assim, por exemplo, superfícies do molde estruturado podem desfocar os limites da partícula para o olho do observador imprimindo uma estrutura primária na superfície da espuma.

[005]No entanto, isso é apenas de importância secundária quando o molde deve ser utilizado como um núcleo para uma construção sanduíche. As superfícies que são tão próximas quanto possível são desejadas aqui. Existem três razões substanciais para isso: uma representação dos defeitos no núcleo da espuma na superfície das (compósito de fibra) camadas externas deve ser evitada. Este fenômeno é considerado um defeito de qualidade. Além disso, para explorar o potencial máximo de construção leve, a penetração da resina no material de núcleo deve ser evitada o quanto for possível. Finalmente, quando se usa penetração das camadas externas prepeg da resina nos vazios na superfície da espuma se cria um risco dos assim chamados pontos “secos” na camada externa. Estes são em particular pontos na superfície do núcleo da forma onde a resina penetrou completamente nos vãos e a consolidação das fibras é, portanto, insuficiente. Isso pode resultar em falha mecânica das camadas externas sob carga.

[006]Para solucionar estes problemas, o estado da técnica provê inicialmente soluções tomadas puramente a partir da construção de moldes para modificar a superfície da espuma como desejado durante a formação de espuma. A Figura 2 mostra uma superfície característica, produzida por meio de um processo que utiliza insertos de metal poroso no molde interior. No entanto, verificação rigorosa revela que aqui também as cavidades não podem ser evitadas completamente por meio desta tecnologia.

[007]A fim de alcançar uma superfície completamente fechada a partir de tal material, é necessário adicionalmente, em uma etapa de processo a jusante da sinterização da partícula de espuma, aquecer a cavidade do molde até tal ponto que a superfície do molde da espuma se torne escoável formando, assim, uma pele compacta na espuma. Dado o gerenciamento adequado do processo, esta pele é completamente fechada e, assim impermeável a líquidos.

[008]O estado da técnica revela em relação à espuma de polipropileno (PP/EPP expandida), por exemplo, o uso de um material de revestimento adequado na forma de um revestimento interno que deve ser especialmente produzido. Este revestimento interno é fundido no curso do processo para a produção da espuma. O revestimento interno pode, portanto, ser unido à espuma de EPP. Tal processo é descrito, por exemplo, no documento DE 2010 200 10 411. Em uma variante, de acordo com DE 19 640 130, este filme formado a partir do revestimento interno também pode ser perfurado e, assim, permeável a vapor. Outra variante, de acordo com EP 11 557 99, que é limitada ao poliestireno expandido (EPS) ou EPP compreende adicionalmente a realização de uma etapa de tratamento a vapor. Este funde a superfície do molde e alcança uma superfície fechada. Todos estes processos exigem etapas de processo adicionais e, em alguns casos, materiais de entrada adicionais. Portanto, permanece uma grande necessidade técnica de uma solução alternativa mais simples para os desafios técnicos mencionados acima.

[009]De acordo com WO 2017 125412, também é possível utilizar energia irradiada para fundir a superfície da espuma. No entanto, este procedimento deve ser considerado problemático devido aos desafios relacionados ao processo e segurança.

Problema

[0010]Contra os do estado da técnica discutida, o problema abordado pela presente invenção, portanto, foi aquele da provisão de um processo, que seja mais simples e mais eficaz comparado ao estado da técnica, para a produção de materiais sanduíche compreendendo um núcleo da espuma feito de espumas de partículas produzidas de espumas HT de modo que os materiais sanduíche sejam tão leves quanto possível enquanto exibem boa estabilidade mecânica e boa ligação entre o núcleo da espuma e as camadas externas.

[0011]Um problema particular abordado foi aquele da provisão de um novo processo por meio do qual as espumas HT, tendo uma superfície da espuma que seja tão fechada quanto possível, possam ser produzidas de modo simples e em uma alta taxa de rendimento.

[0012]Seria particularmente preferido se o novo processo para a produção das espumas HT pudesse ser provido na forma de uma modificação de processos de formação de espuma em molde. Este processo deve ser realizável rapidamente e com baixo consumo de energia.

[0013]Outros problemas não explicitamente discutidos aqui podem ser derivados do estado da técnica, da descrição, das reivindicações ou das modalidades exemplars

Solução

[0014]Os problemas são solucionados por um novo processo para a produção de espumas HT adequado em particular para processamento adicional em materiais sanduíche. O processo de acordo com a invenção é em particular caracterizado pelo fato de que partículas de um polímero de alta temperatura são espumadas e sinterizadas em um molde em uma temperatura de sinterização T1 para formar um molde de espuma HT. O aspecto da formação de espuma não abrange necessariamente todo o procedimento de formação de espuma para a produção da espuma de alta temperatura. Pelo contrário, é possível empregar partículas que tenham sido pré-espumadas até certo grau e que por formação de espuma contínua sejam finalmente sinterizadas em um molde no processo. Além disso, em particular adicionalmente e como tal particular e preferivelmente, a formação de espuma na temperatura de sinterização T1 não é realizada até a conclusão, mas em vez disso somente é concluída no processo posterior.

[0015]O processo de acordo com a invenção é ainda caracterizado pelo fato de que a cavidade do molde contendo o novo molde de espuma formado é subsequentemente aquecido até uma temperatura T2 por 5 a 120 s, preferivelmente 15 a 90 s, muito particular e preferivelmente até 60 s. Esta temperatura T2 é pelo menos 10°C acima da temperatura de sinterização T1 e não mais do que 20°C acima da temperatura de transição vítrea do polímero HT empregado. A ação de calor na segunda etapa deve ser tão curta quanto possível para prevenir o colapso da peça de espuma que, surpreendentemente, para uma pessoa versada na técnica, pode ser realizado nos curtos períodos de tempo recitados.

[0016]A temperatura de sinterização T1 do polímero HT está preferivelmente entre 140°C e 220°C, particular e preferivelmente entre 145°C e 180°C. A temperatura de sinterização está notavelmente abaixo da temperatura de transição vítrea do polímero HT, que também pode ser descrito como o polímero base, devido ao efeito do agente de sopro presente e do vapor usado, os quais servem ambos como plastificantes.

[0017]A temperatura de transição vítrea do polímero HT está preferivelmente entre 210°C e 235°C, particular e preferivelmente entre 215°C e 230°C. Para um polímero HT que não é parte de uma mistura, a temperatura de transição vítrea deve ser entendida como significando a temperatura de transição vítrea do polímero puro sem aditivos e em particular sem uma carga de agente de sopro. Para misturas, a temperatura de transição vítrea deve ser entendida como significando uma temperatura de transição vítrea medida correspondente de uma fase na mistura de polímeros sem aditivos e em particular sem uma carga de agente de sopro.

[0018]Finalmente, a temperatura T2 está preferivelmente entre 180°C e 255°C e particular e preferivelmente entre 190°C e 240°C.

[0019]Uma variante particularmente suave ainda em funcionamento do presente processo é caracterizada pelo fato de que a cavidade do molde é aquecida até uma temperatura T2 que esteja pelo menos 15°C acima da temperatura de sinterização e abaixo da temperatura de transição vítrea do polímero HT por 15 a 90 s.

[0020]O presente processo de acordo com a invenção resulta surpreendentemente em uma redução na absorção de resina em cores sanduíche consistindo em espumas de partículas de alta temperatura e camadas externas compósitas. Este efeito é surpreendentemente realizado pelo aquecimento da cavidade do molde até tal grau que o polímero funde, mas não é danificado. Evitar praticamente de modo completo as cavidades na superfície do material foi um resultado que seria inesperado para uma pessoa versada na técnica.

[0021]Polímeros de alta temperatura (polímeros HT) adequados são em particular aqueles tendo uma temperatura de transição vítrea Tg entre 210°C e 235°C. Os materiais tendo uma menor temperatura de transição vítrea são frequentemente não adequados para o cumprimento do perfil desejado de propriedades de uma espuma de alta temperatura. Em contraste, os materiais com maiores valores de Tg são raramente disponíveis. De acordo com a invenção, a definição da temperatura de transição vítrea se refere à transição térmica mais relevante (energeticamente maior) de um material. Isto significa que é muito provável, mesmo nesta modalidade preferida, que o material tenha uma segunda transição térmica abaixo de 210°C. Isto ocorre, por exemplo, em sistemas de separação de fase, em particular em combinações de polímero (misturas de polímeros).

[0022]Para materiais para os quais nenhuma temperatura de transição vítrea claramente revelada é conhecida, a dita temperatura pode ser determinada por DSC (calorimetria de varredura diferencial). A esse respeito, uma pessoa versada na técnica está ciente de que DSC somente é suficientemente conclusiva quando, após um primeiro ciclo de aquecimento até uma temperatura que seja um mínimo de 25°C acima da temperatura de transição vítrea ou de fusão mais alta, mas pelo menos 20°C abaixo da temperatura de decomposição mais baixa de um material, a amostra de material é mantida nesta temperatura por pelo menos 2 min. A amostra é então resfriada novamente até que uma temperatura pelo menos 20°C abaixo da temperatura de transição vítrea ou de fusão mais baixa seja determinada, em que a taxa de resfriamento não deve ser mais do que 20°C/min, preferivelmente não mais do que 10°C/min. Isto é então seguido, após um tempo de espera de adicional de alguns minutos, pela medição atual na qual a amostra é aquecida em uma taxa de aquecimento de geralmente 10°C/min ou menos até pelo menos 20°C acima da temperatura de transição vítrea ou de fusão mais alta.

[0023]Uma pessoa versada na técnica pode realizar o desempenho adicional de DSC, por exemplo, com relação à preparação da amostra, de acordo com DIN EN ISO 11357-1 e ISO 11357-2. A DSC é, per se, um método muito estável que pode resultar em variâncias maiores em resultados medidos somente no caso de desvios no programa de temperatura.

[0024]Um material que provou ser particularmente adequado para o uso como o polímero HT no processo de acordo com a invenção é polietersulfona (PESU). Como um polímero puro, PESU tem uma temperatura de transição vítrea de cerca de 225°C.

[0025]Alternativamente e igualmente preferivelmente, a polifenilsulfona (PPSU) pode ser empregada como o polímero HT. Este material tem uma temperatura de transição vítrea de cerca de 220°C.

[0026]Em uma variante particularmente preferida do presente processo, o polímero HT é polieterimida (PEI). A PEI tem uma temperatura de transição vítrea de cerca de 217°C.

[0027]De acordo com a invenção, também é possível empregar misturas nas quais um componente como tal não seria usável sozinho de acordo com a invenção devido a uma temperatura de transição vítrea excessivamente baixa, por exemplo. Tal mistura conteria então um segundo componente que também poderia ser empregado por si só de acordo com a invenção. A proporção do polímero empregável de acordo com a invenção, preferivelmente, é responsável por mais do que 60% em peso, particular e preferivelmente mais do que 75% em peso da mistura dos dois polímeros.

[0028]Outros exemplos de misturas empregáveis de acordo com a invenção são misturas de PPSU e PESU. Tais misturas podem ser empregadas com uma razão de PESU para PPSU entre 1:9 e 9:0,5, preferivelmente, 1:1 e 8,5:1.

[0029]Para realizar o processo, existem ainda aspectos que devem ser realizados preferivelmente. Várias opções, assim, podem ser contempladas para realizar o estágio de alta temperatura da fase de aquecimento até a temperatura T2.

[0030]Isto pode ser realizado por um segundo circuito através do qual o meio de transferência de energia, tal como vapor ou óleo de transferência de calor, pode ser conduzido. O setor de construção de moldes é familiarizado com uma variedade muito ampla de opções de realização, por exemplo, construção em forma de casca da cavidade do molde, soldagem de tubos ao lado do molde voltado para longe do molde ou o uso de métodos generativos como, por exemplo, sinterização a laser seletiva.

[0031]Também é possível empregar um revestimento interno aquecido por indução ou uma camada interna no molde. A vantagem destas duas opções é que o aquecimento rápido e controlado até a temperatura alvo é garantido.

[0032]É opcionalmente possível em ambas as variantes adicionar um circuito adicional para o rápido resfriamento da superfície.

[0033]A fim de que uma camada externa compacta homogênea possa ser formada, a redução de volume efetuada pela transição da espuma para o polímero compacto deve ser compensada. No entanto, também é possível realizar o processo sem tal compensação. No entanto, resultados de qualidade qualitativamente superiores são alcançados quando uma compensação é considerada. Com este propósito, também existem várias opções.

[0034]A redução em volume pode ser opcionalmente realizada por um fechamento do molde, assim, reduzindo o volume da cavidade do molde. Isto deve ser considerado ao projetar o molde. Uma pessoa versada na técnica, neste contexto, faria referência a um assim chamado “molde respirável”.

[0035]No entanto, uma alternativa melhor e mais simples envolve a utilização da expansão intrínseca das partículas de espuma. Esta expansão intrínseca é efetuada pelo agente de sopro contido nas células da espuma. Preferência é dada, portanto, a uma modalidade do processo de acordo com a invenção na qual as partículas do polímero de alta temperatura são espumadas no molde para formar o molde de espuma HT em uma temperatura de sinterização T1 entre 140°C e 180°C de tal maneira que mediante o aquecimento da cavidade do molde até a temperatura T2 pelo menos 5% em peso do agente de sopro empregado originalmente ainda permanecem no material.

[0036]Como já explicado acima, também é possível de acordo com a invenção empregar partículas pré-espumadas no processo. Isto dá origem a duas variantes de processo diferentes igualmente preferidas.

[0037]A primeira destas variantes de processo é caracterizada pelo fato de que, antes da formação de espuma, o molde é cheio com partículas de polímero HT não pré-espumadas tendo um tamanho de partícula entre 0,5 e 5,0 mm.

[0038]A segunda destas variantes de processo é caracterizada pelo fato de que, antes da formação de espuma, o molde é cheio com partículas de polímero HT pré- espumadas tendo um tamanho de partícula máximo entre 1,0 e 10 mm e uma densidade aparente de 30 a 200 kg/m3.

[0039]Preferivelmente, as espumas de acordo com a invenção têm um grau de formação de espuma que equivale a uma redução em densidade comparada a do material não espumado dentre 1% e 98%, preferivelmente entre 50% e 97%, particular e preferivelmente entre 70% e 95%. É preferível quando a espuma tem uma densidade entre 20 e 1000 kg/m3, preferivelmente, 40 e 250 kg/m3, especial e preferivelmente entre 50 e 150 kg/m3.

[0040]A composição a ser espumada do polímero de alta temperatura preferivelmente compreende, em adição ao polímero por si só, 0,5 a 10% em peso, preferivelmente 1% a 9% em peso, de um agente de sopro. Ela pode conter ainda inter alia 0% a 10% em peso, preferivelmente 1% a 5% em peso de aditivos.

[0041]Os aditivos podem ser em particular retardantes de chama, plastificantes, pigmentos, antiestáticos, estabilizadores de UV, agentes nucleantes, modificadores de impacto, promotores de adesão, modificadores de reologia, extensores de cadeia, fibras e/ou nanopartículas.

[0042]Os retardantes de chama usados são geralmente compostos de fósforo, em particular, fosfatos, fosfinas ou fosfitos. Os estabilizadores de UV adequados e/ou absorvedores de UV são conhecimento comum a uma pessoa versada na técnica. Os compostos HALS, Tinuvinas ou triazóis são geralmente usados com este propósito. Os modificadores de impacto usados são geralmente partículas de polímero compreendendo uma fase elastomérica/flexível. Estas são frequentemente partículas do tipo núcleo-(casca- )casca tendo uma casca externa que como tal não é mais do que fracamente reticulada e como polímero puro exibiria uma miscibilidade pelo menos mínima com a PEI. Quaisquer pigmentos conhecidos são empregáveis em princípio. Será reconhecido que, particularmente para quantidades relativamente grandes, o efeito sobre o procedimento de formação de espuma - como para todos os outros aditivos empregados em quantidade acima de 0,1% em peso - deve ser investigado. Isto pode ser realizado por uma pessoa versada na técnica com relativamente pouco esforço.

[0043]Os plastificantes, modificadores de reologia e extensores de cadeia adequados são conhecimento comum para aqueles versados na técnica a partir da produção de filmes, membranas ou moldes de polímeros HT ou misturas contendo polímeros HT e, portanto, podem ser transferidos com pouco esforço para a produção de uma espuma a partir da composição de acordo com a invenção.

[0044]As fibras opcionalmente adicionadas são geralmente materiais fibrosos conhecidos que podem ser adicionados a uma composição de polímeros. Em uma modalidade particularmente adequada da presente invenção, as fibras são fibras PEI, fibras PES, fibras PPSU ou fibras de mistura, as últimas de uma seleção dos polímeros mencionados.

[0045]As nanopartículas que podem estar na forma de, por exemplo, tubos, plaquetas, bastões, esferas ou outras formas conhecidas são geralmente materiais inorgânicos. Eles podem realizar várias funções na espuma final ao mesmo tempo. Assim, estas partículas em alguns casos atuam como agentes nucleantes durante a formação de espuma. As partículas podem afetar ainda as propriedades mecânicas assim como as propriedades de difusão de (gás) da espuma. Além disso, as partículas ainda contribuem para a baixa inflamabilidade.

[0046]Além das nanopartículas recitadas, também é possível que micropartículas ou polímeros de separação de fase moderadamente miscíveis sejam incluídos como agentes nucleantes. Ao considerar a composição, os polímeros descritos devem ser considerados separadamente dos outros agentes nucleantes, visto que os últimos exercem principalmente influência sobre as propriedades mecânicas da espuma, sobre a viscosidade de fusão da composição e, consequentemente, sobre as condições de formação de espuma. O efeito adicional de um polímero de separação de fase como um agente nucleante é um esforço desejado adicional deste componente, mas não o efeito principal neste caso. Portanto, estes polímeros adicionais aparecem ainda mais na contagem geral, separados dos outros aditivos.

[0047]Os aditivos podem incluir também, opcionalmente, até 9% em peso de um componente de polímero adicional para o ajuste de propriedades físicas. Os polímeros adicionais podem ser, por exemplo, poliamidas, poliolefinas, em particular PP, poliésteres, em particular PET, outros polímeros HT, em particular polímeros à base de enxofre, por exemplo, PSU, PPSU, PESU ou poli(metil)acrilimida.

[0048]A escolha de agente de sopro é relativamente livre e para uma pessoa versada na técnica é ditada em particular pelo método de formação de espuma escolhido, sua solubilidade no polímero e a temperatura da formação de espuma. São adequados, por exemplo, álcoois, por exemplo, isopropanol ou butanol, cetonas, tais como acetona ou metil etil cetona, alcanos, tais como isobutano, n-butano, isopentano, n-pentano, hexano, heptano ou octano, alcenos, por exemplo, penteno, hexeno, hepteno ou octeno, CO2, N2, água, éteres, por exemplo, dietil éter, aldeídos, por exemplo, formaldeído ou propanal, hidro(cloro)fluorocarbonos, agentes químicos de sopro ou misturas de uma pluralidade destas substâncias.

[0049]Os agentes químicos de sopro são substâncias relativamente ou completamente não voláteis que sofrem decomposição química sob condições de formação de espuma para formar o agente de sopro atual mediante decomposição. Tert-Butanol é um exemplo muito simples do mesmo pelo fato de que ele forma isobuteno e água sob condições de formação de espuma. Outros exemplos são NaHCO3, ácido cítrico, derivados de ácido cítrico, azodicarbonamida (ADC) e/ou compostos com base neles, toluenossulfonilhidrazina (TSH), oxibis(benzossulfohidroazida) (OBSH) ou 5-feniltetrazol (5- PT).

[0050]Preferivelmente, a espuma de partícula de acordo com a invenção tem uma resistência à tração para ISO1926 maior do que 0,4 MPa, um alongamento de ruptura para ISO1926 dentre 5% e 15%, um módulo de cisalhamento para ASTM C273 à temperatura ambiente maior do que 6 MPa, uma resistência ao cisalhamento para ASTM C273 à temperatura ambiente maior do que 0,35 MPa, um módulo de compressão para ISO 844 à temperatura ambiente maior do que 10 MPa e uma resistância à compressão para ISO 844 à temperatura ambiente maior do que 0,3 MPa. Ao empregar o processo para a produção da espuma de partícula descrita aqui abaixo, é uma questão simples para a pessoa versada na técnica cumprir estas propriedades mecânicas enquanto retém a temperatura de transição vítrea e o tamanho da célula de acordo com a invenção. Além disso, também se verificou que, surpreendentemente, a espuma de partícula de acordo com a invenção é usável com satisfação das especificações de proteção contra incêndio ou propriedades do fogo de acordo com FAR 25.852 que são de importância particular para o uso no interior de uma aeronave na indústria da aviação.

[0051]As espumas HT produzidas de acordo com a invenção, como descrito, podem ser ainda processadas em moldes ou materiais compósitos de núcleo de espuma. Os ditos moldes de espuma ou materiais compósitos de núcleo de espuma podem ser usados, em particular, em produção em massa, por exemplo, para a construção de carroçarias ou para acabamento interno na indústria automobilística, peças interiores na construção de veículos ferroviários ou construção naval, na indústria aeroespacial, na engenharia mecânica, na produção de equipamento desportivo, na construção de móveis ou na construção de turbinas eólicas.

Modalidades Exemplares

[0052]Os experimentos foram realizados com grânulos de espuma de polímero com base em polissulfonas (PESU e PPSU) e com base em polieterimida (PEI). O processamento dos grânulos de espuma foi realizado com uma máquina de moldagem automática TVZ162/100 de Teubert Maschinenbau GmbH.

[0053]A espuma de partícula com base em PESU foi espumada e sinterizada em moldes em uma faixa de temperatura de 145-165°C. A conversão da superfície em uma pele ocorreu em uma faixa de temperatura de 185-235°C.

Figuras

[0054]Figura 1: Superfície característica de um molde de espuma de partículas de acordo com o estado da técnica.

[0055]Figura 2: Superfície da espuma de partículas homogênea e relativamente fechada, mas parcialmente aberta pelo uso de metais de sinterização porosos no molde de acordo com o estado da técnica.

[0056]Figura 3: Comparação das superfícies características de um molde de espuma de partículas de acordo com o estado da técnica e um molde de espuma de partículas produzido por um processo modificado de acordo com a invenção, mas de outra forma análogo.

Claims

1. Processo para a produção de espumas HT para processamento adicional em materiais sanduíche, caracterizado pelo fato de que partículas de um polímero de alta temperatura são espumadas e sinterizadas em um molde em uma temperatura de sinterização T1 para formar um molde de espuma HT e, subsequentemente, a cavidade do molde é aquecida até uma temperatura T2 pelo menos 10°C acima da temperatura de sinterização e não mais do que 20°C acima da temperatura de transição vítrea do polímero HT por 5 a 120 s, em que a temperatura de sinterização T1 do polímero HT está entre 140°C e 220°C, a temperatura de transição vítrea do polímero HT está entre 210°C e 235°C e a temperatura T2 está entre 180°C e 255°C.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a temperatura de sinterização T1 do polímero HT está entre 145°C e 180°C, a temperatura de transição vítrea do polímero HT está entre 215°C e 230°C e a temperatura T2 está entre 190°C e 240°C.

3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a cavidade do molde é aquecida até uma temperatura T2 por 15 a 90 s.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o polímero HT é polietersulfona (PESU).

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o polímero HT é polifenilsulfona (PPSU).

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o polímero HT é polieterimida (PEI).

7. Processo, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que as partículas do polímero de alta temperatura são espumadas no molde para formar o molde de espuma HT à temperatura de sinterização T1 entre 140°C e 180°C de tal maneira que, mediante o aquecimento da cavidade do molde até a temperatura T2, pelo menos 5% em peso do agente de sopro empregado originalmente ainda permanecem no material.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a cavidade do molde é aquecida até uma temperatura T2 que está pelo menos 15°C acima da temperatura de sinterização e abaixo da temperatura de transição vítrea do polímero HT por 5 a 120 s.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que, antes da formação de espuma, o molde é cheio com partículas de polímero HT não pré-espumadas tendo um tamanho de partícula entre 0,5 e 5,0 mm.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que, antes da formação de espuma, o molde é cheio com partículas de polímero HT pré-espumadas tendo um tamanho de partícula máximo entre 1,0 e 10 mm e uma densidade aparente de 30 a 200 kg/m3.