CN101883675A - 通过压力形成复合制品的方法，相关制品和装置 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种形成复合制品的方法。所述方法的一个实例包括提供包含片状模制材料的层(34)和提供基底(36)。将片状材料的层施加于基底(36)的表面上；并且被压制至在模具(30)中的基底上。在一些实例中，基底(36)是开孔泡沫，并且可以从压制区域排出气体和/或蒸气。

Description

通过压力形成复合制品的方法，相关制品和装置

本发明涉及一种复合制品，例如层压材料制品。本发明的优选的方面涉及包含泡沫基底和在基底的表面上的表皮的层压材料。本发明的优选的方面涉及层压板的制造，所述层压板例如在建筑物中、家具中和作为建筑组件使用，例如建筑模制品，但本发明广泛应用于宽阔范围的复合制品。描述的本发明的方面涉及门、窗和其它板，特别是用于建筑物中的那些。

门、窗和板常规地由木材制造，并且可以是打光或未打光的。然而，除非特别处理，否则木材如果暴露于温度和/或湿度的变化可能翘曲。这可能是美学上不利的，并且还可能导致在打开和关闭门、窗和隔离物方面的困难。后者鉴于现代建筑物安全规则是特别的问题，其中翘曲的门、窗和板可能构成火灾危险。另外，要得到木材可能是较昂贵的，并且存在关于某些种类木材的使用的较大环境担心。

因而在过去数十年间，存在提供人造的门、板和窗的趋向。一种人造门是模制的门。模制的门可以通过许多不同方法形成。

包含泡沫树脂层和表皮的这种类的泡沫树脂层压板由于可实现的广泛的有用性质而日益增加地被用于建筑物、装修和家具工业中。

在一种形成板的已知方法中，板包含一对外表皮和内部泡沫芯。一个或多个表皮和泡沫芯分别地形成，然后可以通过粘合剂或通过热粘合到一起。然而，一些粘合剂在一些条件下破损，从而导致脱层，而其它的难以涂覆或需要使用小心控制的条件，例如因为它们中的组分被认为是有毒的或有害健康的。在再其它的情况下，例如归因于化学侵蚀或归因于层的局部溶剂化，粘合剂中的组分不利地影响要粘合的层中的一个或两个。同样地，用于粘合的热的使用受限，因为其仅适用于层中的至少一个是可热软化的材料而任一层都不受有效热处理所需的温度的不利影响的情况。另外，用一些材料通过热得到的粘合不够牢固或趋于随着老化劣化。

此外，这样的方法对于具有强烈异型表面的板如镶板门或复制墙板(reproduction wall panelling)的制造是不经济的，原因在于它们涉及分别形成合适异型的芯和表皮构件，而这可能涉及使用昂贵的模具。

在已知的体系中，表皮可以通过片状模制料(SMC)的压塑形成。SMC包括热固性树脂，例如聚酯树脂，还包括增强纤维，例如玻璃纤维。

为了制造成型表皮，将片状模制料折叠(fold)形成装模料的块料，并且放置到预热的模腔中。将模具闭合并且施加压力以压制模制料使得其散布到模具的所有部分。施加热和压力直至模制材料固化。然后将模具打开并且将形成的表皮移出。

然后可以将成型的表皮固定到模架的相对侧，之后将泡沫注入到位于表皮之间的空腔内。泡沫起到填充物的作用，并且可以辅助提供给门提高的改进刚性和绝缘。然后可以将门适当地修饰。

然而，尽管此方法可以是有效的，但其不是始终可靠的。这是因为泡沫的固化和空腔的填充是难以精确控制的。另外，固化泡沫的流变性质可能受金属丝网增强材料的不利影响，所述金属丝网增强材料通常设置在表皮之间以加强所得到的制品。

存在与使用这样的方法形成SMC表皮相关的其它缺点。例如，需要将SMC折叠以形成模腔中的块。这是因为需要在模制操作的过程中将截留在模腔中的空气和在固化反应过程中形成的气体释放。

另外，需要高压以进行模制；1000至1200吨的压力不是未知的。

这施加了对于可用于模具自身的材料的限制。在这样的布置中，使用不锈钢模具，但是这些是昂贵的并且它们加热缓慢，从而导致在达到所需模具温度之前的长的建立时间。例如，将不锈钢模具加热至压塑所需的140度可能花费数小时。另外，不锈钢模具沉重，并且更换用于形成不同表皮外形的模具可能花费半天，包括冷却、模具更换和加热周期。因此，归因于在制造模具中的投资和更换模具中的停工时间，这样的压塑方法在过去通常用于制造大容积的制品。

此方法的另一个缺点还在于当随后将表皮用粘合剂粘附于芯时，或用泡沫填充以形成泡沫层压结构时，表皮与芯之间的粘合的结构损坏可能成为问题。

本发明的目的是提供一种改进的复合制品和形成复合制品的方法。

根据本发明的一方面，提供一种形成复合制品的方法，所述方法包括：提供包含片状模制材料的层；提供基底；将片状材料的层施加于基底的表面上；和将片状材料压制到基底上，其中基底的构造使得能够将气体和/或蒸气从压制区域排出。

优选地，压制区域是基底的表面和片状材料被压制到一起的区域，优选在基底和材料的界面区域中。

通过移出可能另外在该区域中保留和/或积累的气体或蒸气，发现在一些实例中可以显著降低复合制品成型所需的压力。

优选地，基底表面的属性使得气体或蒸气可以从压制区域逃逸。例如，处于材料的表面的至少一部分处的区域优选是多孔的，以允许气体或蒸气从相关区域排出。

优选地，基底是这样一种，其使得气体或蒸气可以在下列方向上从压制区域逃逸，所述方向的至少一个分量在大体上横向于将片状材料向基底压制的压制方向的方向上。

可以提供其它结构(formations)(作为备选方案或另外地)以辅助气体的排出。例如，可以在基底中形成凹槽或沟道。

允许气体排出的基底的构造可以是固有的，原因在于其由基底自身的组成的属性产生，和/或其可以由随后的动作提供，例如通过机械加工基底或通过基底上的化学作用提供。

优选地，基底的结构使得其可以释放压制区域中的压力。

优选地，基底包括具有多孔结构的材料。基底的多孔结构可以在一些布置中提供必要的气体排出。在优选的实例中，基底包含包括基本上开孔结构的材料。这样，在一些实例中可以得到气体离开压制区域的良好移动。基底可以包含泡沫材料。

根据本发明的另一方面，提供一种形成复合制品的方法，该方法包括：提供包含片状模制材料的层；提供包含泡沫材料的基底，所述泡沫材料包括基本上开孔的结构；将片状模制材料的层施加于基底的表面上，和施加压力以将片状材料与基底结合。

优选地，所述制品包括层压制品。根据本发明的层压制品可以包含例如具有一个施加于表面的表皮的芯，或可以包含夹在两个表皮之间的芯。其它布置是可能的。

然后基底可以成型为最终制品的一部分，或预见在形成表皮之后可以例如通过机械加工将基底移除。优选地，基底形成由所述复合制品获得的最终制品的一部分。

在本发明的一些实施方案中，将片状材料直接施加于基底上。在其它实例中，可以在基底和片状材料之间设置一个或多个层，例如以提高这两部分的粘附或粘合。例如，可以在两部分之间涂覆粘合剂。

优选地，所述方法包括将片状模制材料的层施加于模具的步骤，所述方法还包括将基底压制到置于模具上的片状材料的步骤。

通过以片状提供基质(matrix)，可以避免液态树脂的使用。这可以提供在产品制造方面的显著时间节省，以及关于容易使用基质材料和减少向模具施加基质材料或预聚物所需的人力和设备的益处。

所述方法可以包括将层直接施加于模具表面的步骤。

在其它实例中，一个或多个另外的层可以施加于片状材料和工具表面自身之间。在一些实例中，可以将材料施加于工具表面，例如以辅助模制和/或使制品从模具上剥离。可以向模具涂覆涂布组合物，所述涂布组合物在模制之后在制品上形成涂层。组合物可以是着色的。组合物可以以粉末形式涂覆于模具，例如使用静电方法。

优选地，所述方法还包括在片状模制材料与模具的表面之间设置贴面层(veil)的步骤。

优选地，贴面层包含模制之前在片状模制材料与模具表面之间设置的材料的片材。与其中不存在贴面层的布置相比，贴面层的提供优选导致模制物品的表面光洁度的改善或改变。

例如，在模制料(moulding compound)的片材包含增强组分的情况下，贴面层优选起到防止或减少增强组分在所得到的模制制品的表面的量的作用。例如，在模制料包含包括短玻璃纤维的SMC时，发现在一些情况下，模制时玻璃纤维可能从模制制品的表面上伸出，从而产生不利的表面光洁度(surface finish)。通过使用贴面层，可能可以提供对于模制材料的某些组分的隔离层，例如，用于改善表面光洁度。

在一些实例中，据认为贴面层的使用具有减少基质材料在模具的平面中移动的效果。本发明的该方面的优选特征是在模具表面的平面中的移动被减少；据认为在一些布置中，这为模制制品提供更好的光洁度。

贴面层优选在模制的过程中对于模制材料的组分是基本上可渗透的。

这样，模制材料的组分例如树脂组分在模制过程中可以穿过贴面层，因而可以形成在模制制品的表面上的树脂涂饰。

因此，优选选择用于贴面层的材料使得其对于模制料的某些组分(特别是树脂)充分可渗透，同时提供对于某些其它组分例如玻璃纤维或其它增强材料的隔离层作用。

在一些布置中，可以将贴面层直接邻接模具表面安置，并且存在对于树脂组分的足够渗透，以产生的令人满意的表面光洁度。然而，据设想可以在贴面层和模具表面之间设置另外的层以改善表面光洁度。例如可以在模具的表面上设置树脂材料的层。这可以通过任何适当的方法施加。

备选地，或另外地，贴面层层可以包含另外的组分，例如树脂材料以改善表面光洁度。

贴面层可以包含无纺材料。特别地，在贴面层直接施加于模具的情况下，对于贴面层材料可能适宜的是没有特别的纹理或修饰，其可能在模制制品的表面处形成可感觉到的表面结构。然而，在其它布置中，在表面处的这种表面结构或图案可能是有利的特征。

在不期望这样的结构的情况下，贴面层优选包含无纺材料。例如，优选地，贴面层不包含编织或纺织表面，但在一些情况下，这样的材料可以使用，特别是如果提供了表面处理以减少贴面层材料的表面结构。例如，在一些布置中，贴面层可以包含起绒或拉绒表面。然而，对于大部分应用，优选地，贴面层材料的至少一个表面基本上没有表面结构或图案。

贴面层可以包含毡布。例如，贴面层可以包含聚酯材料。可以使用备选的材料，例如包括羊毛、聚乙烯、聚丙烯或PET。贴面层可以包含起绒材料，或可以包含泡沫材料。如以上指出的，合适的材料优选对于要使用的树脂是可渗透的，并且具有合适的表面纹理。

贴面层可以包含聚酯材料，其重量为约120至约150g/m2。

本发明的广泛方面提供一种使用包含树脂和填料组分的片状模制料进行模制的方法，所述方法包括在片状模制料和模制表面之间施加贴面层。如以上讨论的，贴面层优选具有对于填料组分的隔离层的作用，同时允许树脂材料例如通过吸收的透过。

通过向包含开孔结构的基底应用片状材料，在本发明的此方面的实例中可以实现若干优点。

特别地，通过使用开孔泡沫基底，模具中的空气和在模制加工过程中产生的气体可以进入并通过泡沫的开孔结构，使得空气和气体导致表皮中缺陷和其它变形的风险被降低。

另外，通过在模制加工中将片状材料与基底结合，可以实现在层压制品的制造中的效率，因为在一些实例中，可以避免将表皮粘附到芯上的另外的步骤。

在一些实例中，将布置的是，片状材料的配方使得存在所需的模制材料进入基底表面中的流动。在一些实例中，这将通过在所述组合物中存在例如与用于其它应用的对应的组合物相比过量的预聚物材料而实现。

因此，形成的表皮的厚度可以自动调节，原因在于模制操作将压缩片状材料至预定厚度，并且过量的树脂将流到基底中。此外，在片状材料的配制中需要的准确度较低，因为组合物中的任何过量预聚物将在模制步骤时移到基底中。

在优选的实例中，片状材料的材料在模制加工的过程中进入基底材料的孔中或其它形式中，并且提供在基底与模制表皮之间的机械结合。这可以降低表皮从基底芯脱层的风险，提供当暴露于加热/冷却循环时的稳定制品，并且在不需要施加粘合剂或部件组装的条件下提供单块的复合结构。

在优选的实例中，片状材料在基底上形成外表皮，其机械嵌入基底中，从而提供表皮与基底之间的良好结合。在一些情况下，发现在表皮与基底的界面处得到的结合实际上比基底自身的材料更强。通过此方法制造的层压制品可能在基底层内而非在界面处破损。

优选地，所述方法包括向基底和片状材料施加热和压力。优选地，片状材料直接固化到基底上。此重要特征可以独立提供。本发明的广泛方面提供将可固化材料的片材直接固化到基底的表面上，基底优选构造成从界面区域排出气体或蒸气，基底优选包含开孔泡沫。

优选地，片状材料包含热固性材料，所述方法包括导致或允许材料固化的步骤。

优选地，所述方法包括压塑的方法。

优选地，选择压力和温度以及循环时间以使得片状材料在模具中硬化。

优选地，模具具有用于制备表皮的所需形状的轮廓。

可以得到复合制品的花样表面(contoured surface)。例如，制品的表面可以包括在压制步骤的过程中当组分被压制到模具上时形成的凹陷。因而可以形成模制的复合制品。

预见本发明的方法可以用于形成没有表面造型(surface moulding)的制品，例如平板。在这种情况下，基底可以包含任何合适的材料。优选地，基底包含刚性材料，使得压制步骤可以最成功地进行，并且基底可以向制品提供所需的机械性质。

在一些实例中，当需要花样表面时，所需的花样或造型可以形成在基底的表面上。例如，所需的形状可以通过机械加工例如包含聚氨酯泡沫的基底块料而形成在基底中。

模具的形状与基底的花样匹配，因而当将组分压制到模具表面上时，所得到的板具有结合到成型基底上的具有所需花样的表皮。

然而，基底优选包含可压碎的(crushable)材料，使得在压力步骤的施加过程中，模制基底的表面。

基底可以包含易碎的材料。这样的材料在所得到的制品的正常使用中可以是刚性且不可压碎的，但是在压制步骤的过程中，基底材料可以被压碎(crushed)以模制基底。在使用模具表面的情况下，基底材料可以被压碎使得其朝向模具的表面与模具表面的花样一致。

此特征尤其是有利的并且被独立地提供。因此，本发明的一方面提供形成复合制品的方法，所述方法包括：提供包含片状模制材料的层，并且提供包含可压碎材料的基底，将片状材料的层施加于基底的表面上，并且将片状材料压制到基底上，其中基底的至少一部分在压制步骤的过程中被压碎。

优选地，基底的至少一部分在压制步骤的过程中被模制。

优选地，所述方法包括提供模具表面和向模具首先施加聚合物片材，然后施加可压碎的基底(任选地在提供其它层或组分的情况下)，基底被模制以对应于模具表面的形状。

优选地，基底包括非弹性可压碎的材料；优选地，基底材料在压制过程中的变形基本上是塑性的，其基本上是永久的且不可恢复的。因此一旦将基底压碎，其就保持其压碎的形状。

此方法在一些实例中特别有利。具体而言，其可以消除对于在施加表皮之前将所需花样机械加工到基底的表面中的需要。

简单的基底的块料可以用于本方法中以形成成型或模制的制品。

模制可以提供制品的表面花样，和/或可以提供制品自身的形状。预见可以使用本方法形成成型制品。

在所述实例中，基底包含塑性材料，但是可以使用其它任何其它合适的材料。

预见本发明可以用于下列情况下：基底包含即使在施加压力时也是刚性的材料，但是优选基底包含在施加压力的过程中可以控制地压碎的材料，使得基底的表面可以表现模具的一部分的花样。

这样，可以在形成片材模制材料和基底材料的块料的单个步骤中有效率地制备模制的层压制品。

在一些优选实例中，可以在单个压制步骤中向基底提供两个表皮，基底优选根据两个相对模具表面的形状模制。两个模具表面可以具有不同的轮廓，或相同的轮廓。

在一些实例中，芯的一部分或全部可以被压碎以具有基本上零厚度。

在本发明的实例中，基底材料优选包含硬质泡沫，例如通过使得或允许酚甲阶酚醛树脂(phenolic resole)、酸硬化剂和磨细的颗粒固体的混合物在混合物的发泡主要由或仅由存在于甲阶酚醛树脂中或作为固化反应的副产物形成的小分子的挥发所致的条件下固化而得到的泡沫材料。这种泡沫的实例的形成详细描述于EP 0010353中，并且包含这些泡沫的泡沫体可以从Acell Holdings Limited，UK以ACELL泡沫得到。

基底材料的密度优选在100至500kg/m3的范围内，更优选在120至400kg/m3的范围内并且最优选在120至250kg/m3的范围内。已经发现，可以通过施加合适的压力使得这样的泡沫在其面上复制甚至非常细微且复杂的模具表面的细节，所述压力的水平取决于泡沫材料的属性和密度，但是可以通过简单的试验容易地确定。

这样的基底具有基本上开孔的结构，使得当将片状材料的层压制到材料的泡孔或孔隙中时，其中的气体或蒸气可以容易地排出。

尽管可以使用任何合适的材料，但本发明的方面特别适合于与基本上刚性的结构材料例如泡沫一起使用，所述泡沫即优选是耐载荷下挠曲并且在适度压力下不坍陷的自支承性泡沫。据信这种泡沫的物理性质，特别是压缩强度和载荷下挠曲与(在其它因素中)泡壁厚度有关。在一些实例中，发现对于合适的基底材料的泡孔尺寸在约0.5mm至5mm、更优选0.5或1mm至2或3mm的范围内。

对于基底优选的是包括填料材料，例如磨细的填料材料。因为可以对于由其形成的层压材料得到的物理性质与耐火性的优异组合，所以在一些布置中特别优选用磨细的填料增强的发泡酚醛树脂。

优选地，发泡基底的泡孔或孔隙的至少一些朝将要在其上施加片状材料的层的面的表面开放，并且优选地，在表面以下膨胀至比开口更大的宽度，从而提供可以增强层材料对基底的嵌固的咬边(undercut)。

在一些实例中，设置在基底上的片状材料的层的厚度将为至少1mm，但还预期小于1mm的厚度。如果需要，材料的层的厚度可以在固化之前或固化之后减小。

在一些实例中，向基底的相反表面施加另外的片状模制材料的层，压力的施加将基底夹在两个片状材料的层之间。

这样，可以形成包括在两侧上的表皮的层压制品。例如，当制品包括门时，可以在单个步骤中形成门的两面。

片状材料优选包括热固性塑料。所述材料可以包括其它组分，例如使得材料可以作为片状式处理的组分。

本发明的方面的片状材料可以包括任何适当的基质组合物。例如，基质可以包括一种或多种热固性聚合物，例如环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺或聚酰亚胺，和/或任何其它合适材料。所述材料可以包括可用作阻燃剂的三聚氰胺。基质材料还可以包括硬化剂、促进剂、填料、颜料、和/或任何其它所需组分。基质材料可以包括热塑性材料。

片状材料可以包含增强材料，例如增强纤维。片状材料可以包含玻璃纤维。

优选地，片状模制材料的层包含SMC(片状模制料)。

SMC可以包含两种主要组分：基质和增强材料。

基质优选包含树脂，其优选包括聚酯，但可以包括乙烯基酯、环氧树脂、酚醛树脂或聚酰亚胺。基质优选包含热固性树脂。

基质还可以包含添加剂，例如矿物、惰性填料、颜料、稳定剂、抑制剂、脱模剂、催化剂、增稠剂、水合添加剂(hydrating additives)和/或其它合适材料。

增强材料优选包含玻璃纤维。纤维可以被切成例如5cm以下的长度，或可以是连续的。可以使用其它增强材料，例如碳纤维。

使用SMC有益处。例如，SMC具有与其它材料例如热塑性材料相比的低密度但具有有利的机械性质并且还表现出良好的热性质。对于一些应用例如建筑物应用而言具有特别重要性的是耐火性良好。SMC还显示良好的降噪质量，这对于用作建筑物材料也重要的，和显示良好的耐化学性。

纤维可以是短纤维，或可以是较长纤维。纤维可以是松散的，例如纤维可以以单向或多向方式布置。纤维可以是网络的一部分，例如以任何适当方式纺织或编织在一起。纤维的布置可以是不规则的或规则的，并且可以包含织物、垫、毡或纺织品或其它布置。材料可以包括短纤维。纤维可以提供连续的长丝缠绕。可以设置多于一层的纤维。

纤维可以包括一种或多种材料。例如，纤维可以包括碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维和/或聚乙烯纤维中的一种或多种。可以使用凯夫拉(Kevlar)(RTM)纤维。包含这样的纤维的制品可以用于防护装置和建筑物制品。例如，本发明的一些制品可以得到作为装甲或防弹制品的应用。例如，可以形成具有凯夫拉(Kevlar)(RTM)纤维增强材料的防护板。

片状材料可以包含浸渍的纤维复合材料。

令人惊讶地，已经发现包括长纤维的片状材料可以用于本发明的方法中，并且还可以使用包括纺织到一起的纤维的片状材料。在不希望受理论所限的情况下，据认为可以使用这样的具有较长纤维增强材料和/或包括纤维垫或其它网络或结构的材料，因为在模具中材料在沿模具表面的方向上的移动较慢。

备选地，或除作为片状材料的完整部分提供的增强材料以外，增强材料可以作为单独的层提供，例如布置在片状材料和基底之间。

在提供单独的增强材料的层的情况下，其可以横跨整个基底安置，或可以例如仅在部分中安置。例如，如果存在更易受损坏或侵蚀的制品的特定部分，可以在该区域设置额外的增强材料。例如，在制品要用于门中的情况下，可以在由于装饰性造型或其它特征而比其它区域薄的门的区域设置额外的增强材料，和/或在更易受损坏的门的区域提供额外的增强材料。

因此，布置可以包括具有整体增强材料的片状材料，例如，所述整体增强材料为例如可以作为织物或垫布置的短纤维和/或较长纤维。另外，或备选地，增强材料可以作为与片状材料分离的一个或多个层提供。额外的增强材料的层可以包括短纤维和/或长纤维，例如上述材料的短纤维和/或长纤维。

在压制或模制的过程中，优选地，基质材料例如树脂流到织物或其它布置的结构中，以形成粘合。

优选地，片状材料的层包含可固化组合物。在本发明的一些实例中，片状材料可以是可硬化的而非通过固化硬化。

优选地，选择压力和热使得片状材料被模制然后在模具中硬化。

优选地，片状材料的粘度在压制步骤的过程中降低。

优选地，片状材料是这样一种，即当施加热和/或压力时粘度降低和或至少部分液化的材料。这样，可以实现材料在模具中的一些流动。这可以导致改善的材料造型、更均一的厚度和/或造型缺陷的减少。优选地，所述材料在压制步骤的过程中至少部分地流入到基底材料的泡孔中。优选地，所述材料和基底使得所述材料在模制步骤的过程中仅部分地流入基底中，从而得到表皮与基底之间的良好粘合，同时保持对于层压材料的所需机械和其它性质合适的表皮厚度。

优选地，片状材料以单一厚度的形式施加。

优选地，将所述材料例如SMC以无折叠的形式施加于模具。这导致制造的容易性，并且还可以降低模制步骤所需的压力。如本文中进一步讨论的，可以提供多个单一厚度层，所述层优选在边缘处重叠以降低在表皮中形成缝隙的风险。

优选地，片状材料施加于基本上整个模具表面。

SMC基本上延伸遍布在模具面的整个面积上的这种情况具有许多优点。例如，在一些布置中，通过减少模具中材料所需的横向流动的量，可以降低完成模制步骤所需的压力。另外，通过减少横过模具表面的材料流动的量，可以减少模具表面的磨损和/或磨耗。这样，如下面更详细地讨论的，用于模具的材料可以选自更宽范围的候选材料。

片状材料可以作为单件材料施加于模具。

优选地，将多件片状材料的片材施加于模具表面。

在一些布置中，例如因为模具表面大，或为了改善处理片状材料的容易程度，可以将若干件的片状材料施加于模具和/或基底。优选地，一件片材的边缘与相邻片材的边缘重叠。这样，在基底上的表皮中形成缝隙的风险被降低。已经发现在重叠区域处的额外材料不导致成品质量的降低：在一些实例中，在该区域中的任何过量材料可以进入基底中和/或横向流入模具内。

因此，在一些实例中，特别是在要形成复杂形状的情况下，可以提供若干件的片状材料。

此特征是进一步有利的，原因在于其可以导致可能浪费的片状材料的量的减少。较小的材料的件，例如从较大件的切下物或切掉物(例如在板将包括打光部分的情况下)无需丢弃而可以使用。

优选地，施加的压力为小于200吨、优选小于约100吨的压力。

如以上讨论的，常规SMC制造工艺需要极大压力以排空在SMC产品的形成过程中截留的空气。通过在压制之前将泡沫基底放置在SMC表皮后面，空气可以通过泡沫的多孔结构逃逸，从而极大减少工具表面上的磨损。另外需要显著降低的压力。优选地，压力小于500吨，优选小于200吨，优选小于约100吨。

优选地，将片状材料施加于包含铝或铝合金的模具表面。

在使用较低压力的情况下，可以使用铝工具。从与不锈钢模具相比，铝模具重量得到降低并且铝模具加热或冷却的速度得到降低考虑，这可以导致低成本制模、灵活的生产和较少的归因于工具更换的停工时间。例如，铝工具的体积可以显著小于对应的钢工具的体积，并且这与铝的更低密度结合，导致了当使用铝模具时的显著的重量优点。

当在本文中提及由铝制备的组件或包含铝的组件时，优选地，相关组件包含铝或适当的铝合金或其它包含铝的材料。

优选地，将片状材料施加于具有表面图案的模具表面。

如以上指出的，优选将模具表面成型，例如以向层压材料的表皮提供压花表面(profiled surface)。备选地，或另外地，可以在模具上提供表面图案以在层压材料的表皮的表面上产生表面图案或纹理。

例如，可以在模具的表面上提供与木纹的图案相关的图案，从而在层压材料表皮的表面上形成类似木纹的图案。可以提供其它图案以对表皮产生备选的修饰。

本发明的另一重要方面提供一种形成复合制品的方法，所述方法包括：提供包含片状模制材料的层；提供基底；将片状模制材料的层施加到基底的表面上；和施加压力以将片状材料结合到基底上，其中所述基底包括在基底表面的至少一部分上的表面结构，使得片状材料的材料与所述结构嵌固，以将所述材料结合至基底上。

基底的表面可以包含多个空心。

所述结构可以包含在基底表面中的空心，以提高材料与基底的嵌固并且因而材料结合至基底上。

所述空心或结构可以具有任何形式，例如用于提高材料与基底的结合。例如，在表面中可以有麻点、空洞或孔隙，可以有沟道或凹槽。所述形成的图案可以具有任何形式，无论规则的或不规则的，并且所述形成可以延伸遍布基底的全部表面，或仅在表面的一个或多个部分上延伸。

优选地，所述结构或空心的至少一些在表面以下膨胀至比表面处的开口更大的宽度。这样可以提供能够增强嵌固的咬边(undercut)。

所述结构或空心可以由基底自身的属性产生。例如，在基底包含泡沫的情况下，所述结构或空心可以由泡沫的泡孔提供。备选地或另外地，结构或空心可以在基底的表面中例如机械地或化学地形成。例如，麻点可以机械加工到基底的表面中以改进嵌固。

优选地，片状材料使得基质材料例如预聚物树脂在压制的过程中延伸到基底的表面中。这可以改进表皮与基底之间的结合。优选地，基质材料延伸到表面中的距离大于基底上表皮厚度的10％，20％30％或甚至50％。例如，片状材料中的树脂的多于5％、多于10％或多于20％可以流入基底中。

片状材料的配方可以使得在组成中存在足够的基质材料以允许存在所需体积的聚合物进入基底表面中的流动。这可能需要片状材料包括与常规片状材料的树脂相比另外的树脂。

根据本发明的广泛方面，提供一种形成复合制品的方法，所述方法包括以下步骤：提供片状可固化材料；提供基底；和将片状材料压制到基底上。

优选地，片状材料包含热固性材料。

优选地，布置使得气体可以在压制步骤的过程中从该布置中释放。

优选地，基底的表面包括多个孔隙或其它表面结构使得片状材料可以流动，从而机械嵌固于基底，例如由于所述孔隙或结构所致。这样，可以实现在所得到的制品的表皮与基底之间的牢固界面。

在一些实例中，基底具有基本上开孔结构。基底可以包含开孔泡沫材料。

优选地，在复合制品的形成中使用单个压制步骤。优选地，完成的成品通过仅使用一个压制或模制步骤的方法形成。

优选地，基底包含刚性的可压碎的材料。这样，层压制品中的凹陷部位可以通过使用成型模制工具形成。优选地，在工具的表面上设置片状材料，所述基底设置在片状成层上，并且压制到工具表面上。

本发明的一个方面提供一种形成复合制品的方法，所述方法包括下列步骤：将片状模制料施加于开孔易碎基底上；和，在单个步骤中，将片状模制料压制到基底上，以将SMC粘附于基底并且将基底模制。

所述方法可以包括另外提供第二层的片状可固化材料的层，所述方法包括在两层之间设置基底，和将所述两层压制到基底上。

本发明还提供一种形成层压材料制品的方法，所述方法包括下列步骤：提供两个片状可固化材料的层；在两层之间设置基底，所述基底可选地具有基本上开孔结构；和将所述两层片状可固化材料压制到所述基底上。

这样，可以在单个压制步骤中制备包含在两个表皮之间的泡沫层的泡沫夹芯板。

所述方法可以包括在两层片状可固化材料之间设置其它组件的步骤。

其它组件也可以在模制加工的过程中夹心在表皮之间。例如，当制品为门时，门框组件、上光板和其它组件可以布置在模具中，从而它们可以在单个模制步骤中形成到制品中。预见的是，使用本发明，可以在单个模制操作中制造基本上完成的制品例如门。

本发明的广泛方面提供一种形成层压制品例如板或门的方法，所述方法包括下列步骤：提供片状模制材料的第一和第二层，在所述第一和第二层之间施加基底，任选地在所述第一和第二层之间还施加另外的组件，和向所述层施加压力以将所述层结合到基底上从而形成制品。

为了提供改进的刚性，在完成的制品(门、窗或板)中，通常表皮不仅被芯隔开，还被框架或框架元件如窗挺、轨道和/或竖框隔开。框架元件可以具有木材、金属(例如铝)或塑料(比如uPVC)或这些的组合，例如金属增强的塑料。如果需要，塑料材料可以含有填料以改善硬度和/或刚性。

在优选的实施方案中，芯占据基本上整个体积或框架内的体积；即，由表皮和框架的组件限定的板内的基本上整个空间。还优选的是，即使当表皮包括一个或多个凹陷的区域时，基底也在与该表皮接触的基底的基本上整个面积上与每一个表皮结合，原因在于这提高板的总强度和对弯曲的抵抗力。

在一个优选的实施方案中，基底为保持在框架中的一个或多个块料例如矩形块料的形式，表皮中的至少一个包括一个或多个凹陷的区域，并且由于在所述区域背面的表面区(area)中的基底的选择性控制压碎，所以在每个所述区域背面的一个或多个块料的部分与所述区域的轮廓一致。

本发明还提供一种通过如本文中所述的方法形成的制品和用于在如本文中所述的方法中使用的装置。

还由本发明提供的是一种包含基底和与所述基底的表面结合的片状材料的表皮的制品，其中所述片状材料的材料与基底的表面机械嵌固。基底可以具有在其表面上的结构，材料与所述结构嵌固。基底可以是基本上开孔的，所述材料延伸到开孔基底的泡孔中。

本发明还提供一种包含基本上开孔的基底和与所述基底的表面结合的片状材料的表皮的制品，并且还提供一种用于在本文中描述的方法中使用的基底。

本发明还提供一种用于将片状模制材料压制到基底上的模制装置，优选地，所述模制装置的表面包含铝或铝合金。

当在本文中提及与基底结合的表皮或层时，其应当理解为，优选地，表皮或层的至少一部分是这样结合的。在一些实例中，表皮或层等将在其与基底的整个界面上连接。

本发明延伸到基本上如本文中参照附图所描述的方法和/或装置。

在本发明的一方面中的任何特征可以以任何适当组合应用于本发明的其它方面。具体地，方法方面可以应用于装置方面，反之亦然。

仅作为实例，现在将参照附图描述本发明的优选特征，在附图中：

图1显示用于根据已知方法的SMC的压塑的装置；

图2至7显示在根据本发明的一个实施方案的形成复合制品的方法中的步骤；

图8示出复合门的形成；

图9至11示出形成复合制品的另外的实例；和

图12a至c示出根据另一个实例的形成复合制品的方法。

图1显示一种从SMC模制表皮的方法。提供包含阳模部分2和阴模部分3的模具1。将模具部分2、3加热至约140摄氏度的温度。将片材模制料折叠以形成装模料的块料4，将其放置在模具中。将模具部分2、3压制到一起，并且SMC铺展到模腔中。将模具部分结合在一起历时充分的时间，以完成模制料的固化，然后将模具部分分开以取出形成的模制表皮。

为了形成例如板，可以将两个表皮固定在框架的相反侧上，并且将泡沫注入表皮之间的空腔内。

图2至7示出形成复合制品的方法中的主要步骤。

图2显示铝模具20。该模具包含适用于模制门板的表面花样。将模具加热至约140摄氏度的温度。

将片材模制料的片材22施加于模具20的上表面(图3)。确定片材22的尺寸使得其横跨整个模具表面延伸。

将木制框架24放置到片材22上(图4)并且将一块泡沫基底26插入框架24中(图5)。

基底26可以包含泡沫，例如如下面更详细描述的。

所使用的这种泡沫在下列方面是有利的：

-结构，并且具有显著的承载性质

-易碎，并且可以在压力下形成，没有记忆性因而基本上保持其压制形式

-开孔，并且因而允许线索树脂(clues resins)在门制造的过程中迁移到泡孔中，以产生真正单块的复合结构体。

在使用的泡沫的实例中，泡孔尺寸在0.5至3mm的范围内，并且密度为80至800kg/m3。

向组件施加约100吨的向下压力(如在图6中布置的-压力的施加没有显示)。将模具压制到基底上，从而压碎泡沫并且将基底的表面模制成模具表面的形状。还将SMC片材22在模具表面与基底之间压制。在加热的模具表面20上，SMC开始液化并且流入到基底26的表面处的泡孔中。在SMC和基底之间截留的空气和其它气体穿过泡沫的开孔结构。将组件保持在模具中，并且施加足够的时间的压力，以将SMC固化形成与模制基底26结合并且具有对应于模具表面的外表面的表皮。

将复合制品28从模具移出(图7)。在此实例中，用于模制制品的循环时间为约4分钟。

看到在此实例中不需要上部模具部分。在此实例中，将组件相对于单个的加热压板压制。

现在参照图8，描述一种在单个压制步骤中形成模制的门的方法。

提供下部模具30并且放置在加热的压板上，使得模具达到约140摄氏度的温度。将下部模具30的下部模制表面32根据镶板门的表面形状花样化。

将可固化材料的下部片材34施加于下部模制表面32。下部片材34的尺寸大约与下部模制表面32的尺寸相同。

将包含ACELL泡沫的下部泡沫块料36施加于下部片材34的上表面。将木制框架38围绕下部泡沫块料放置。备选地，可以首先施加框架38，并且将块料36插入框架中。将包含金属栅格的增强材料片材40放置在框架38中，放置到下部泡沫块料36上。将也包含ACELL泡沫的上部泡沫块料42放置到增强材料片材40上并且在框架38内。可以在两个块料36、40之间涂覆一层粘合剂以帮助结合。将上部的可固化材料片材44放置到上部泡沫块料上。

提供上部模具46，其被提供有根据镶板门的表面形状花样化的上部造型表面48。将上部模具46加热至约140摄氏度的温度。

将上部模具46下降到其它组件上，并且施加约100吨的压力以将上部模具46朝下部模具30压制。

上部块料42和下部块料36包含易碎的泡沫，并且朝向相邻的模具表面32.48的块料的表面被压碎并且模制成镶板门的表面形状。

上部和下部片材44和34的可固化材料流入到相邻的泡沫块料42、36中从而形成机械结合。可固化材料的固化发生在加热的模具中，从而上部和下部片材44和34形成与上部和下部块料结合的表皮。

一旦固化在几分钟之后完成，就将形成的门从模具中取出。

由此可以看到如何可以在单个压制操作中制造门。

在备选的实例中，下部块料36、增强材料38和上部块料40作为单个单元提供。

在一些实例中，模具表面可以具有表面图案以在表皮的外表面上形成的表面图案。例如，在模具包含铝材料的情况下，通过直接在包含真正木材的木材(master)上直接模制铝材料，可以形成具有木纹表面图案的铝模具。因此表面图案可以包含真正的木纹图案而非仿造的图案。

图9显示将重叠的可固化材料的片材50、52放置在模具表面54上的布置。在此实例中，可以将开孔基底56直接压制到重叠的区域58上，而没有在重叠区域58的制品质量损失。在压制加工的过程中，在重叠区域58的过量材料流到基底56中。

图10显示如何可以将基底材料作为多个块料设置在可固化组合物的片材60、62之间。块料64、66、68、70可以直线平接到一起，或可以形成“拐角”72，“拐角”72可以在压制步骤的过程中成功地保留。已经发现，在许多实例中，即使当使用多个基底的块料时，材料在压制的过程中进入基底的流动也足以提供所得到复合物的良好的机械强度。

图11进一步显示包括拐角的具有在拐角上延伸的表皮的复合制品的形成。将一个或多个可固化材料的片材80插入到适当成型的模具82中，并且将成型的基底块料84压制到模具中以形成拐角。

图12a至c显示形成复合制品的方法的另一个实例。在此，形成板。

提供具有模制表面的下部模具130，所述模制表面具有形成对于要形成的板所期望的表面外形所需的花样。

下部模具位于装配台上，并且将要形成的板的元件装载到模具130上。

可以首先使用任何合适的清洗材料将模制表面清洗。然后将要模制的组件装载到模具130上。

立即向模具130的模制表面上放置贴面层131。在此实例中，确定贴面层131的尺寸，以使在很少重叠的情况下装备到模具表面上，但是贴面层可以是超尺寸的(oversized)，在这种情况下在模制之后可能需要切边。

将SMC的片材134放置到贴面层131上。再一次，在此实例中，SMC的片材134的尺寸使得其与模制表面的尺寸类似，但是在模制之后可能需要一些修饰的情况下，SMC片材可以是超尺寸的。

然后将框架138放置到SMC134上，并且将泡沫块料136插入框架138中。

组装的组件的透视图显示在图12b中。在图12b中，为了清晰目的，没有按比例显示各种组件的厚度。

然后将支撑组件的模具130放置到压机中的加热的下部压机压板上。在此实例中，选择下部压板的温度使得在模制过程中的模具温度为约140摄氏度。

然后将上部压板朝压机中的下部压板下降，并且施加压力以进行模制操作并且形成模制的复合制品140。

图12c示意性地显示所得到的模制的复合制品140的横截面视图。为了清晰目的，各种组件的相对厚度没有按比例显示。从图12c看到，在制品的表面上形成了复合表皮139。复合表皮139包含固化的SMC层并且还包含贴面层131材料。检查表明SMC的树脂看起来完全渗透穿过贴面层材料，从而提供平滑的有光泽的外表面，同时SMC中的填料材料(例如玻璃纤维)在贴面层下面被捕获。

还在复合表皮139与压制的泡沫芯136’之间看到边界层141。在此层141中，SMC的树脂看起来已渗透了泡沫，例如通过进入泡沫芯136的开孔结构中而渗透。这看来提供了复合表皮139与芯136’之间的良好的结合。

在图12a至c中显示被形成的复合制品可以为例如用于板或门的前体。完成的板或门可以通过将两种类似前体连接在一起从而提供双层表皮的板或门而形成。将看到，备选地，板或门可以在单个模制步骤中制造，例如如以上关于图8所述。

例如，可以提供用于模制的层状制品，其包含下部模制表面上的第一贴面层、SMC层、泡沫芯(具有所需的任何框架或其它组件)、第二SMC层和第二贴面层。将上部模具表面压制到第二贴面层上，并且施加压力以将整个板或门模制成整体。

在不希望被任何特定理论所限的情况下，在某些布置中，贴面层可以作为在填料材料与制品表面之间的隔离层提供，以改善复合制品的表面光洁度。还据认为，贴面层的存在可以减少基质材料在模具的平面中的流动，因而在一些布置中改善模制制品的外观和其它特征。

在本实例中，SMC包括玻璃纤维。

应当指出，在一些优选实例中，没有对于在施加用于模制的组份例如SMC和如果需要的贴面层之前将模具的表面进行处理的要求。具体而言，在一些实例中，没有对于向模具施加染料、施加液态树脂，和/或施加其它表面处理的要求。在许多实例中，所需的任何这样的组分都可以被包括在SMC材料中。

在其它布置中，模具可以涂覆有粉末涂料(powder coating)，所述粉末涂料然后在制品上形成涂层。此特征可以关于本发明的任何方面存在。作为实例，粉末涂料可以静电涂覆于模具表面。在模具表面被加热的情况下，粉末涂料几乎一被涂覆到表面上时就熔融或软化。例如，粉末可以包括聚酯。然后将SMC或其它基质材料(具有或没有完整的增强材料)涂覆到熔融或软化的粉末涂料上。然后熔融或软化的粉末涂料“粘”在模具的表面上，据认为，这将减少基质材料在模制操作的过程中的移动，这在一些情况下可以提供改善的表面光洁度。在此实例中，涂层保持在制品的表面上，并且提供抗刮伤和/或抗冲击的表面。可以将粉末涂料着色，因而向制品提供着色的涂层。粉末涂料可以是透明的或半透明的，并且可以在制品的表面上具有清漆外观。

应当理解，可以使用如本文中描述的方法形成非常宽范围的不同的复合制品。本发明的应用不限于例如门的形成。

SMC的制备的实例

SMC包含可固化的基质和增强材料。

为了制备SMC，通过混合下列各项制备基质：例如聚酯树脂与矿物和添加剂，例如包括碳酸钙和二氧化钛连同适当的颜料。

然后将树脂糊剂形式的基质涂覆于底部膜载体。然后将作为增强材料的玻璃纤维施加于膜载体上的树脂糊剂的上表面。涂覆另一层的树脂糊剂，以将纤维夹在基质的层之间。将顶部膜施加于基质的上层。接着使用一系列的辊将所得到的层状构件压制，以形成在膜载体之间的片材模制料的片材。将材料卷到辊上，并且在调节的温度例如23至27摄氏度保持至少3天。所得到的SMC可以在加热条件下压塑。SMC在使用之前的存放期通常为几星期。

泡沫

在本发明的一些实例中，基底包含具有易碎泡壁的泡沫。优选地，此术语包括这样的泡沫，即，在压缩下所述泡沫由于泡壁的脆性破碎而碎裂，例如，包括泡壁的清洁破碎(clean fracture)。这样的泡沫可以在通过其施加压缩力的目标的压碎区域中保持清洁且基本上尺寸精确的痕迹。通常，优选的是，泡沫的屈服强度在约100至140KPa(15至20lbs/sq.in)的范围内，更优选至少200KPa(30lbs/sq.in)，因为这提供有用的抗冲击性，所述泡沫的屈服强度在此情况下是指导致泡壁破碎和用于泡沫碎裂所需的最小的力。通常，对于给定的泡沫组成，密度越大，屈服强度越大。

在使用具有易碎泡壁的基本上刚性的塑料泡沫的情况下，通过用足以导致在表皮的凹陷区后面的区域中的泡沫的泡壁破碎的压力，将层施加于泡沫芯，从而通过控制的局部压碎使得泡沫与在这些区域中的表皮的花样一致，可以容易地形成具有造型细节的凹陷区域的模制物。因此，可以避免表皮与基底之间的空隙，并且预先形成复杂形状的形式的基底不是必要的。这是特别有利的，因为在一些情况下在现有技术制品中这样的空隙的存在贡献于它们对于抵制温度变化的无能。

对于这样的方法，有利的是使用具有易碎的壁的开孔泡沫，而压制到常规的发泡芯如苯乙烯的发泡芯中在某些情况下并没有成功地实现，因为泡沫的弹性可能导致当压力释放时表皮的变形。

在本发明的一些实例中，优选的塑料泡沫是基本上开孔且刚性的。然而，泡沫有利地选择为相对于常规使用的发泡聚苯乙烯是高密度的，例如75kg/m³以上的密度，因为这向板提供更好的感觉，并且使得其听起来和处理起来更像常规的木板。然而，也可以选择具有更低密度的泡沫。在较高密度是适宜的情况下，泡沫可以含有填料，更优选磨细的惰性且优选无机固体。可以选择填料使得其贡献于板抵抗温度变化的能力。在特别优选的实施方案中，填料能够吸收水分，例如以结晶的水的形式。

尽管在实例中对开孔的易碎泡沫进行了特别提及，但可以使用任何合适的泡沫。在本发明的一些实例中，基本上开孔的泡沫是优选的；例如，聚氨酯泡沫，但是在一些实例中，泡沫可以不是开孔的。优选地，在一些实例中，基底的结构使得气体可以从模具排出。在泡沫为开孔的情况下，在制造时具有开孔结构的泡沫是特别合适的。在要形成的板或其它制品具有凹陷部位，例如以提供造型效果的情况下，还具有易碎泡壁的泡沫是特别优选的。然而，如本文中所述，基底的造型可以通过其它方法例如机械加工提供。

任何泡沫可以用于本发明的一些方面。在许多实例中，硬质泡沫材料是优选的。例如，硬质泡沫可以用于形成具有基本上平坦的(未造型的)表面的板，该表面可以包括或可以不包括如本文中所述的表面图案。

备选地，或另外地，可以将泡沫的表面花样化。花样可以例如在泡沫块料的表面上例如通过机械加工或任何其它合适的方法形成。在这样的情况下，泡沫不需要例如是易碎的或可压缩的泡沫。

在使用具有易碎泡壁的泡沫的情况下，当通过模具的凹陷部位的施加而在泡沫上设置压力时，泡壁将破碎。这种压力的局部增加将提高泡孔内的压力，这将导致气体移动通过泡沫，并且泡孔瘪泡，从而容纳表皮的凹陷部位。

一种合适的泡沫是硬质填充酚醛泡沫(phenolic foam)。一种特别合适的泡沫是通过在(c)的存在下进行(a)与(b)之间的固化反应制备的泡沫：

(a)液态酚甲阶酚醛树脂，其具有至少1的反应数(如下面定义)和

(b)用于甲阶酚醛树脂的强酸硬化剂，

(c)磨细的惰性且不溶的粒状固体，其以液态甲阶酚醛树脂的至少5重量％的量存在，并且基本上均一地分散遍布在含有甲阶酚醛树脂和硬化剂的混合物中；归因于施加的热的含有甲阶酚醛树脂和硬化剂的混合物的温度不超过85_C，并且所述温度和酸硬化剂的浓度使得作为固化反应的副产物产生的化合物在混合物硬化之前在混合物内是挥发的，由此制备出发泡的酚醛树脂产品。

用酚甲阶酚醛树脂表示通过缩合得到的酸-可固化预聚物组合物在合适溶剂中的溶液，所述缩合为通常在碱性催化剂如氢氧化钠的存在下，至少一种酚类化合物与至少一种醛以已知方式的缩合。可以采用的酚的实例为苯酚自身及其取代的衍生物，通常为烷基取代的衍生物，条件是酚类苯环上相对于酚羟基的邻-和对-的三个位置是未取代的。还可以使用这样的酚的混合物。在需要甲阶酚醛树脂的流动特性的改进但是固化的产物将没有那么高度交联的情况下，还可以采用一种或多于一种的这种酚与其中邻位或对位中的一个被取代的取代苯酚的混合物。然而，通常，出于经济原因，酚将主要包含苯酚自身，或完全由苯酚自身组成。

醛通常为甲醛，但不排除使用更高分子量的醛。

甲阶酚醛树脂的酚/醛缩合产物组分适宜地通过苯酚与按每摩尔的苯酚计至少1摩尔的甲醛的反应形成，甲醛通常以在水中的溶液例如以福尔马林提供。优选使用至少为1.25比1的甲醛与苯酚的摩尔比，但优选避免高于2.5比1的比率。最优选的范围为1.4至2.0比1。

混合物优选还含有具有两个活性H原子的化合物(二氢化合物)，其将在固化步骤的过程中与甲阶酚醛树脂的酚/醛反应产物反应以降低交联的密度。优选的二氢化合物为二醇，特别是亚烷基二醇或其中OH基之间的原子的链不仅含有亚甲基和/或烷基取代的亚甲基还含有一个或多个杂原子特别是氧原子的二醇，例如，乙二醇、丙二醇、丙烷-1，3-二醇、丁烷-1，4-二醇和新戊二醇。特别优选的二醇为聚-(亚烷基醚)二醇，特别是二-(亚烷基醚)二醇，例如二甘醇和特别地二丙二醇。优选地，基于酚/醛缩合产物的重量，二氢化合物以0至35重量％、更优选0至25重量％的量存在。最优选地，二氢化合物当使用时，基于酚/醛缩合产物的重量，以5至15重量％的量存在。当在本方法中采用这种含有二氢化合物的甲阶酚醛树脂时，可以得到具有特别良好的物理性质特别是强度的组合的制品。

适当地，将二氢化合物加入到形成的甲阶酚醛树脂中，并且该二氢化合物优选在OH基之间具有2-6个原子。

甲阶酚醛树脂可以包含酚/醛反应产物在水中或在任何其它合适溶剂中或在溶剂混合物中的溶液，它们可以包括水或可以不包括水。在将水用作唯一溶剂的情况下，其优选以占甲阶酚醛树脂的15至35重量％、优选20至30％的量存在。当然，如果水与共溶剂一起使用，则水含量可以显著更小，所述共溶剂例如醇或在使用上述二氢化合物的情况下的上述二氢化合物中的一种。

如以上指出的，液态甲阶酚醛树脂(即，酚/醛产物的溶液任选地含有二氢化合物)必须具有至少1的反应数。反应数为10/x，其中x为使用10重量％的甲阶酚醛树脂的对甲苯磺酸的66-67％水溶液的情况下在60摄氏度将所述甲阶酚醛树脂硬化所需的以分钟计的时间。试验包括将约5ml的甲阶酚醛树脂与所述量的对甲基苯磺酸溶液在试管中混合，将试管浸入加热至60摄氏度的水浴中并且测量混合物触摸起来变硬所需的时间。对于要制备的有用的发泡制品，甲阶酚醛树脂应当具有至少1的反应数，并且优选地，甲阶酚醛树脂具有至少5、最优选至少10的反应数。

如果必要，优选适当地通过加入弱的有机酸如乳酸将通常为碱性的甲阶酚醛树脂的pH调节至约7，以在本方法中使用。

强酸硬化剂的实例为无机酸如盐酸、硫酸和磷酸，以及强有机酸如芳族磺酸，例如甲苯磺酸，和三氯乙酸。弱酸如乙酸和丙酸通常是不适宜的。用于本发明方法的优选的硬化剂是芳族磺酸，特别是甲苯磺酸。

酸可以以在合适的溶剂如水中的溶液形式使用。

当要将甲阶酚醛树脂、硬化剂和固体的混合物倒入到例如模具中和在涂凝模制应用中，可以加入到甲阶酚醛树脂和硬化剂中的惰性固体的量由甲阶酚醛树脂与硬化剂的混合物在不存在固体的情况下的粘度确定。对于这些应用，优选的是将硬化剂以例如溶液的形式提供，使得当以所需的量与甲阶酚醛树脂混合时生成液体，该液体在混合物将要被使用的温度的表观粘度不超过约50泊，并且优选的范围为5-20泊。低于5泊，存在的溶剂的量趋于在固化反应的过程中产生困难。

固化反应是放热的，并且因而自身将导致含有甲阶酚醛树脂和酸硬化剂的混合物的温度升高。混合物的温度还可以由于施加的热而升高，但是所述混合物然后可以升高达到的温度(即，排除任何放热的效果)必须不超过85摄氏度。

如果混合物的温度在硬化剂的添加之前超过85摄氏度，则之后由于初始固化而难以或不可能将硬化剂适当地分散遍布在混合物中。另一方面，如果不是不可能的话，也难以在硬化剂的添加之后将混合物均匀地加热至高于85摄氏度。

将温度向85摄氏度升高，这趋于导致泡沫的纹理的粗糙和不均匀性，但是通过降低硬化剂的浓度，这可以在中等温度至少在某种程度上得到补偿。然而，在远高于75摄氏度的温度，即使使得组合物硬化所需的硬化剂的最小量通常也过高而无法避免这些缺点。因此，优选避免高于75摄氏度的温度，并且对于大多数应用的优选温度是环境温度至约75摄氏度。优选的温度范围似乎在一定程度上取决于固体(c)的属性。对于大多数固体，其为25至65摄氏度，但是对于一些固体，特别是木粉和谷粉(grainflour)，优选范围为25至75摄氏度。最优选的温度范围为30至50摄氏度。如果需要，可以使用低于环境例如低至10摄氏度的温度，但是由此没有获得优点。通常，在高至75摄氏度的温度，温度的升高导致泡沫的密度降低，反之亦然。

存在的硬化剂的量也影响制品的属性以及硬化的速率。因此，提高硬化剂的量不仅具有缩短将组合物硬化所需的时间的效果，而且在高于取决于温度和甲阶酚醛树脂的属性的一定水平的情况下，其还趋于产生较不均一的泡沫结构。由于硬化速率的增加，其还趋于提高泡沫的密度。实际上，如果使用过高的硬化剂浓度，硬化的速率可能如此迅速以至于根本没有发泡发生，并且在一些条件下，反应可能由于气体在树脂的硬化壳内的积累变成爆炸性。硬化剂的适当量将主要取决于甲阶酚醛树脂与硬化剂的混合物在放热固化反应开始之前的温度和甲阶酚醛树脂的反应数，并且将与所选择的温度和反应数相反地变化。在假定甲阶酚醛树脂具有基本上中性的反应，即约7的pH的情况下，硬化剂浓度的优选范围为按每100重量份的甲阶酚醛树脂中的酚/醛反应产物计的2至20重量份的对甲苯磺酸的当量。采用相对于对甲苯磺酸的当量，本发明人意思是指产生与所述量的对甲苯磺酸基本相同的硬化时间所需的选定硬化剂的量。对于任何给定的温度和甲阶酚醛树脂与磨细固体的组合的最合适的量可通过简单试验容易地确定。在优选的温度范围为25-75摄氏度并且甲阶酚醛树脂具有至少为10的反应数的情况下，最佳结果通常在下列情况下得到：按每100重量份的酚/醛反应产物计，以相当于3至10份的对甲苯磺酸的量使用硬化剂。对于使用低于25摄氏度的温度或反应数小于10的甲阶酚醛树脂的情况，可能必须使用更多的硬化剂。

可能必要的是，根据模具的属性，特别是形状和尺寸对硬化剂的组成进行一些调整，这可以通过实验完成。

通过温度和硬化剂浓度的合适控制，在向甲阶酚醛树脂中加入硬化剂与组合物变硬之间的时间推移(本文中称为硬化时间)可以从几秒至高达一小时或甚至更长变化，而基本上不影响产品的密度和泡孔结构。

控制所需硬化剂的量的另一个因素可以是惰性固体的属性。很少几种是正好中性的，并且如果固体具有碱性反应，则即使仅非常轻微，也由于填料将其中和的趋势，可能需要更多的硬化剂。因此应当理解的是，以上给出的对于硬化剂浓度的优选值没有考虑任何这样的固体作用。由于固体的属性所需的任何调整都将取决于所使用的固体的量并且可以通过简单试验确定。

甲阶酚醛树脂与酸硬化剂的放热固化反应导致副产物特别是醛和水的形成，它们至少部分地挥发。

固化反应在磨细的惰性且不溶的粒状固体的存在下进行，所述粒状固体基本上均匀地分散在整个甲阶酚醛树脂与硬化剂的混合物中。采用惰性固体，本发明人意思是指在其被使用的量的方面，其不妨碍固化反应。

据信，磨细的粒状固体为通过存在于甲阶酚醛树脂中和/或由固化作用产生的小分子，主要为CH₂O和/或H₂O的挥发形成的气泡提供核，并且提供促进气泡形成的位置，从而有助于孔尺寸的均一。磨细的固体的存在还可以促进单个气泡的稳定，还降低气泡聚结的趋势且最终导致在固化之前气泡塌陷的可能性。该现象可能类似于在冶金中低级矿的选矿中采用的泡沫浮选的现象。在任何情况下，固体的存在对于产品的形成都是关键的。为了实现所需效果，基于甲阶酚醛树脂的重量，固体应当以不小于5重量％的量存在。

任何不溶于反应混合物中的磨细的粒状固体都是适宜的，条件是其为惰性的。填料可以是有机的或无机的(包括金属的)，结晶的或非晶的。甚至纤维状固体也被发现是有效的，但不是优选的。实例包括粘土、粘土矿物、滑石、蛭石、金属氧化物、耐火材料、实心或空心玻璃微球、飞尘、煤尘、木粉、谷粉、坚果壳粉(nut shell flour)、二氧化硅、矿物纤维如切细的玻璃纤维和磨细的石棉、短纤维、切细的天然或合成纤维、无论粉末或纤维形式的磨碎的塑料和树脂，例如再生的废塑料和树脂、颜料如粉末涂料和炭黑，以及淀粉。

优选避免具有多于轻微碱性反应的固体，例如碱金属的硅酸盐和碳酸盐，原因在于它们与酸硬化剂反应的趋势。然而，在一些情况下由于被更强碱性的物质如菱镁矿污染而具有非常温和的碱性反应的固体如滑石是可接受的。

一些材料，特别是纤维状材料如木粉可以作为吸收剂，因而可能必要的是使用通常比非纤维状材料更大量的这些材料，以得到有价值的发泡制品。

固体优选具有在0.5至800微米的范围内的粒度。如果粒度过大，则泡沫的泡孔结构趋于变得不适宜地粗糙。另一方面，在非常小的粒度的情况下，得到的泡沫趋于相当致密。优选的范围为1至100微米，最优选2至40微米。泡孔结构的不均匀性似乎由粒度的均匀性促进。如果需要可以使用固体的混合物。

如果期望，可以包括对在加工的过程中产生的气体或蒸气的体积有贡献的固体如磨细的金属粉末。然而，如果单独使用的话，应当理解，它们在通过分解或化学反应产生气体之后留下的残余物满足本发明的方法需要的对于惰性且不溶的磨细的粒状固体的要求。

优选地，磨细的固体具有不是与甲阶酚醛树脂的密度显著不同的密度，从而降低磨细的固体在混合之后趋于向混合物的底部聚集的可能性。

优选的一类固体是水硬水泥，例如石膏和灰泥，但不是波特兰水泥(Portland cement)，因为其是碱性的。这些固体趋于与存在于反应混合物中的水反应以在固化的树脂产品内产生硬化的骨架结构。另外，与水的反应也是放热的，并且辅助发泡和固化反应。使用这些材料得到的发泡制品具有特别有价值的物理性质。另外，即使当长时间暴露于火焰时，它们也趋于焦化成似砖的坚实度(consistency)，其仍坚挺并且能够支撑负载。制品还具有优异的热绝缘和能量吸收性质。按每100重量份的甲阶酚醛树脂计，惰性粒状固体的优选量为20至200重量份。

由于其使用得到的制品具有类似于使用水硬水泥所得到的那些的性质而优选的另一类固体包括滑石和飞尘。按每100重量份的甲阶酚醛树脂计，这些固体的优选量也为20至200重量份。

对于上述种类的固体，最优选的范围为按100份的甲阶酚醛树脂计的50至150份。

如果包括磨得很细的固体如Aerosil(磨细的二氧化硅)，则可以得到触变的泡沫形成混合物。

如果包括磨细的金属粉末，则可以得到电传导性质。按每100重量份的甲阶酚醛树脂计，金属粉末优选以50至250份的量使用。

通常，可以使用的固体的最大量仅由将其结合到混合物中和处理混合物的物理问题控制。通常适宜的是，混合物是可浇注的，但是即使在非常高的固体浓度下，当混合物类似于稠胶浆或糊剂并且不能被倾倒出时，也可以得到具有有价值的性质的发泡制品。

通常，优选的是，纤维状固体仅与非纤维状固体结合使用，原因在于否则泡沫组织(foam texture)趋于变差。

可以在泡沫形成混合物中包括其它添加剂；例如，表面活性剂如阴离子材料，例如长链烷基苯磺酸的钠盐，非离子材料如基于聚(环氧乙烷)或其共聚物的那些非离子材料，和阳离子材料如长链季铵化合物或基于聚丙烯酰胺的那些；粘度调节剂如烷基纤维素，特别是甲基纤维素，和着色剂如染料或颜料。还可以包括用于酚醛树脂的增塑剂，条件是固化和发泡反应不受其抑制，并且可以包括除以上提及的二氢化合物以外的多官能化合物，它们参与在固化中发生的交联反应；例如，二胺或聚胺、二异氰酸酯或聚异氰酸酯、二羧酸或聚羧酸和氨基醇。

还可以包括可能连同固化作用的过程中被活化的自由基聚合引发剂的可聚合的不饱和化合物，例如丙烯酸类单体，所谓的氨基甲酸酯丙烯酸酯(urethane acrylates)、苯乙烯、马来酸及其衍生物，和它们的混合物。

可以包括其它树脂，例如作为在发泡和固化反应的过程中固化的预聚物或作为粉末、乳液或分散体。实例是聚缩醛如聚乙烯醇缩醛、乙烯基聚合物、烯烃聚合物、聚酯、丙烯酸类聚合物和苯乙烯聚合物、聚氨酯及其预聚物和聚酯预聚物，以及三聚氰胺树脂、线型酚醛树脂等。

还可以包括常规的发泡剂，以促进发泡反应，例如分解或反应从而产生气体的一种或多种低沸点有机化合物。

如果需要，泡沫形成组合物还可以含有脱水剂。

形成泡沫形成组合物的优选方法包括：首先混合甲阶酚醛树脂和惰性填料以得到填料在甲阶酚醛树脂中的基本上均匀的分散体，之后加入硬化剂。填料与硬化剂在整个组合物中的均匀分布对于制备均匀纹理的泡沫制品是重要的，因而需要彻底混合。

如果适宜的是组合物在放热反应开始之前处于高温，则这可以通过加热甲阶酚醛树脂或首先混合甲阶酚醛树脂与所述固体然后加热混合物而实现。优选地，在硬化剂的刚加入之前将所述固体加入甲阶酚醛树脂中。备选地，可以制备甲阶酚醛树脂、固体和硬化剂的混合物，然后将整个混合物加热，例如通过短波辐射进行，优选在将其装入模具中之后进行。如果需要，还可以使用常规的辐射加热烘箱，但是通过这种方式难以实现混合物的均一加热。

优选地，泡沫具有在75至500kg/m³、更优选100至400kg/m³和最优选100至250kg/m³的范围内的密度。泡沫泡孔尺寸也重要，因为在不超过极限值的情况下，对于给定密度的泡孔尺寸越大，壁将越厚，因而泡沫的物理强度越高。然而，如果泡孔尺寸过大，则强度开始受损。优选地，泡孔尺寸在1至3mm的范围内。

应当理解，以上纯粹通过实例描述了本发明，而在本发明的范围内可以进行细节的改变。

具体而言，以上实例关于板的制造特别是门的制造进行了描述。然而，应当认识到，本发明具有非常广泛的应用，包括用于其它制品。实际上预见了可以根据本发明的方法制备极宽范围的制品。许多模制制品可以使用本发明的方法制备，即使当前那些制品可以普遍地使用现在的不同材料(例如，木材、金属、陶瓷)制造的情况。除了建筑物制品以外，预见例如本发明可以找到用于下列各项的应用：汽车部件和配件、用于电气设备的外壳和许多家用物品，所述家用物品中家具、画框、椅子、桌子、灯座、瓶、碗仅仅是一些实例。

所描述的方法可以例如用于制造运动或其它业余活动的产品。例如，所描述的方法可以用于形成球拍、球棒或其它制品，例如雪撬。通过所述方法制造的制品可以得到例如在航天、飞机或其它交通工具领域中的应用。例如，所描述的方法可以用于形成在飞机外壳中和/或作为飞机中的内部板使用的板。所述制品可以得到作为例如用于风轮机的叶片的应用。

在本说明书和(当适当时)权利要求与附图中公开的每一个特征都可以独立提供或以任何合适组合提供。

Claims (51)

1.一种形成复合制品的方法，所述方法包括：

提供包含片状模制材料的层；

提供基底；

将所述片状材料的层施加于所述基底的表面上；和

将所述片状材料压制到所述基底上，

其中所述基底的构造使得气体和/或蒸气能够从所述压制的区域中排出。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基底包括具有多孔结构的材料。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述基底包含包括基本上开孔结构的材料。

4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述基底包含泡沫材料。

5.根据任一前述权利要求所述的方法，所述方法包括施加压力以将所述片状材料结合到所述基底的步骤。

6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述基底形成由所述复合制品获得的最终制品的一部分。

7.根据任一前述权利要求所述的方法，所述方法包括向所述片状材料施加热。

8.根据权利要求7所述的方法，其中将所述片状材料加热至高于约100摄氏度的温度，优选高于120摄氏度的温度。

9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述片状材料包含热固性材料，所述方法包括使得或允许所述材料固化的步骤。

10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述片状材料的一部分在所述压制步骤的过程中流入所述基底的表面中。

11.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述方法包括将所述片状材料的层施加于所述模具的步骤，所述方法还包括将所述基底压制到置于所述模具上的所述片状材料上的步骤。

12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括在所述片状模制材料与所述模具的表面之间设置贴面层的步骤。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述贴面层在模制的过程中对于模制材料的组分是基本上可渗透的。

14.根据权利要求12或权利要求13所述的方法，其中所述贴面层包括无纺材料。

15.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述基底包含可压碎的材料，使得在所述施加压力的步骤中，将所述基底的表面模制。

16.一种形成复合制品的方法，所述方法包括：提供包含片状模制材料的层，和提供包含可压碎材料的基底，将所述片状材料的层施加到所述基底的表面上，并且将所述片状材料压制到所述基底上，其中所述基底的至少一部分在所述压制步骤的过程中被压碎。

17.根据任一前述权利要求所述的方法，其中将另外的片状模制材料的层施加于所述基底的相反表面，所述的压力施加将所述基底夹在所述两个片状材料的层之间。

18.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述材料包括增强纤维。

19.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述片状材料包括纤维的垫或织物。

20.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述片状材料包括碳纤维、玻璃纤维和芳族聚酰胺纤维中的一种或多种。

21.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述片状材料包括纤维的网格或网络。

22.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述片状模制材料的层包含SMC(片状模制料)。

23.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述片状材料的层包含浸渍的纤维复合材料。

24.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述片状材料的层包含可固化的组合物。

25.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述片状材料的粘度在所述压制步骤的过程中下降。

26.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述片状材料以基本上单一厚度的形式应用。

27.根据任一前述权利要求所述的方法，其中将所述片状材料施加于基本上整个模具表面。

28.根据任一前述权利要求所述的方法，其中将多个片状材料的片材施加于模具表面。

29.根据任一前述权利要求所述的方法，所述方法还包括在所述基底与所述片状材料之间施加一层增强纤维。

30.根据权利要求28所述的方法，其中将所述纤维的层施加于少于所述片状材料的全部表面。

31.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述施加的压力小于200吨，优选小于约100吨。

32.根据任一前述权利要求所述的方法，其中将所述片状材料施加于包含铝或铝合金的模具表面。

33.根据任一前述权利要求所述的方法，其中将所述片状材料施加于具有表面图案的模具表面。

34.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述基底包括在所述基底表面的至少一部分上的表面结构，使得所述片状材料的材料与所述结构嵌固，从而将所述材料结合到所述基底上。

35.一种形成复合制品的方法，所述方法包括：

提供包含片状模制材料的层；

提供基底；

将所述片状模制材料的层施加到所述基底的表面上；和

施加压力以将所述片状材料结合到所述基底上，

其中所述基底包括在所述基底表面的至少一部分上的表面结构，使得所述片状材料的材料与所述结构嵌固，从而将所述材料结合到所述基底上。

36.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述基底的表面包括多个空心。

37.一种形成复合制品的方法，所述方法包括下列步骤：

提供片状可固化材料；

提供基底；和

将所述片状材料压制到所述基底上。

38.根据权利要求37所述的方法，其中所述基底具有基本上开孔结构。

39.根据权利要求37或权利要求38所述的方法，其中在所述复合制品的形成中使用单个压制步骤。

40.根据任一前述权利要求所述的方法，所述方法还包括提供第二层的片状可固化材料，所述方法包括在所述两层之间设置所述基底，和将所述两层压制到所述基底上。

41.根据权利要求40所述的方法，所述方法包括在所述两层片状可固化材料之间设置另外的组件的步骤。

42.通过根据权利要求1至32中任一项所述的方法形成的制品。

43.一种制品，所述制品包含基底和与结合至所述基底的表面上的片状材料的表皮，其中所述片状材料的材料与所述基底的所述表面机械地嵌固。

44.一种制品，所述制品包含基本上开孔基底和结合至所述基底的表面上的片状材料的表皮。

45.根据权利要求43或权利要求44所述的制品，其中所述基底是基本上开孔的，并且所述材料延伸到所述开孔基底的泡孔中。

46.一种在根据权利要求1至41中任一项所述的方法中使用的基底。

47.一种在根据权利要求1至41中任一项所述的方法中使用的装置。

48.一种在将片状模制材料压制到基底上所使用的模制装置，优选地，所述模制装置的表面包含铝或铝合金。

49.一种基本上如本文中参照附图中的任一幅描述的形成复合制品的方法。

50.一种基本上如本文中参照附图中的任一幅描述的和如在附图中的任一幅中示出的装置。

51.一种基本上如本文中参照附图中的任一幅描述的复合制品。

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