CN107848152A - 制造在厚度方向上具有非对称配置的夹层板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造在厚度方向上具有非对称配置的夹层板的方法。此方法包括以下步骤：提供由第一覆盖部分和第二覆盖部分以及在这些覆盖部分之间的含有合适的起泡剂的热塑性材料的芯部分组成的板形组件，其中所述第二覆盖部分在传热性能方面不等于所述第一覆盖部分；b)在压机中的压具之间在压力下加热步骤a)的组件，从而使得所述芯部分粘附到所述第一覆盖部分和所述第二覆盖部分；c)通过以受控的方式增大所述压具之间的间隔，在所述压机中的压具之间在压力下并在发泡温度下使所述芯部分中的热塑性材料发泡；d)在所述压具之间在压力下冷却发泡的夹层板；e)从所述压机移除如此冷却的夹层板；以及可选地f)干燥所述夹层板；其中在步骤a)期间，与所述第二覆盖部分的热容量和热导率一致的第一补偿部分被定位在所述第一覆盖部分的侧部和/或与所述第一覆盖部分的热容量和热导率一致的第二补偿部分被定位在所述第二覆盖部分的侧部，且其中在步骤e)期间或步骤e)之后，从所述夹层板移除所述第一补偿部分和/或所述第二补偿部分。

Description

制造在厚度方向上具有非对称配置的夹层板的方法
本发明涉及一种根据所谓的现场发泡技术(in situ foaming technique)制造在厚度方向上具有非对称配置的夹层板的方法，所述夹层板包括在两个覆盖部分之间的发泡的芯部分。
EP636463A1已经公开了此所谓的现场发泡技术。此已知的技术包括以下步骤：提供包括一定量的合适的物理起泡剂(泡胀剂或溶剂)的热塑性材料的片材；将此片材放置在类似的热塑性材料的两个纤维增强的覆盖层之间；将热塑性芯和纤维增强的覆盖层的组件放置在两个加热的压板之间；向该组件供应热量和压力，且当达到发泡温度时，通过增加所述压板之间的间隔来引起该热塑性芯发泡，当获得预定的发泡的芯厚度时冷却所述压板，同时由此获得的夹层板被保持在压力下，随后是干燥步骤，以减少剩余的物理起泡剂或溶剂的含量。
NL2012710C已经公开了一种中间产品，该中间产品包括一个蒙皮和一个可发泡层，还包括一个增强层，该增强层被嵌入在该可发泡层中或在该可发泡层和该蒙皮之间。当发泡时，此增强层被嵌入在发泡的层中或在发泡的层和该蒙皮之间。
从DE1267416已知一种用于制造由刚性塑料泡沫制成的绝缘体或容器的支撑模具，其中面向待被制造的绝缘体的形成部分至少部分地包括大致平行于模具表面的两个或更多个层，所述层由不同的材料制成。这些层被构造成使得在该支撑模具中，从内部到外部，交替地布置金属热量储存层和热绝缘发泡层。
WO2006080833A1已经公开的是，在现场发泡技术的升高温度下的干燥步骤期间，优选地移除剩余的物理起泡剂，同时限制其经由发泡的芯的周边边缘流出。
该现场发泡技术还可以被用于制造在覆盖部分之间的芯部分包括含有化学起泡剂的热塑性材料的这样的夹层，如例如在WO2015065175A1和WO201506176A1中所公开的。
在在厚度方向上具有对称设计且使用所述现场发泡技术获得的夹层产品中，覆盖层和发泡的芯之间的粘附比泡沫的孔之间的结合更强。因此，当沿着芯和覆盖层之间的交界机械载荷超负荷时，失效主要发生在发泡的芯中。
现在已经显现的是，在使用此现有技术的现场发泡技术来制造在厚度方向上具有非对称配置(将芯看作中心)的夹层时，(纤维增强的)覆盖层和发泡的芯之间的粘附可能失效，且相较于具有类似密度的发泡的热塑性芯的对称设计，平放拉伸强度低。这样的非对称配置可能对于其中夹层板的两个平面的面用于不同目的且因此要求不同性能的应用是期望的。
因此，本发明的目的是提供一种不表现或至少在较少程度上表现以上缺点的具有非对称配置的夹层板。具体而言，本发明旨在改善具有非对称配置的夹层板中的覆盖层和发泡的芯之间的粘附。
因此，根据本发明的制造在厚度方向上具有非对称配置的夹层板的方法包括以下步骤：
a)组装步骤：提供由第一覆盖部分和第二覆盖部分以及在这些覆盖部分之间的含有起泡剂的热塑性材料的芯部分组成的板形组件，其中所述第二覆盖部分在热容量和/或热导率方面不等于所述第一覆盖部分；
b)加热步骤：在压机中的压具之间在压力下加热步骤a)的组件，从而实现所述芯部分粘附到所述第一覆盖部分和所述第二覆盖部分；
c)发泡步骤：通过增大所述压具之间的间隔，在所述压机中的压具之间在压力下并在发泡温度下使所述芯部分中的热塑性材料发泡；
d)冷却步骤：冷却从步骤c)得到的发泡的夹层板，同时使所述夹层板保持在压力下在所述压具之间；
e)卸料步骤：从所述压机移除如此冷却的夹层板；
其中在步骤a)期间，与所述第二覆盖部分的热容量和热导率一致的第一补偿部分被定位在所述第一覆盖部分的侧部和/或与所述第一覆盖部分的热容量和热导率一致的第二补偿部分被定位在所述第二覆盖部分的侧部，且
其中在步骤e)期间或在步骤e)之后，从所述夹层板移除所述第一补偿部分和/或所述第二补偿部分。
在根据本发明的方法中，首先通过将第一覆盖部分、芯部分和第二覆盖部分堆叠到彼此之上来制备板形组件，所述芯部件由含有物理起泡剂的热塑性材料制成，所述起泡剂的量足以发泡到在步骤c)和步骤d)中实现的最终厚度。通常，这些部分将作为片材或膜呈现。对于“环状”夹层的连续操作，所述板形组件包括热塑性芯部分和覆盖部分的卷材，所述卷材通常是未卷绕在卷上的。如在WO2015065175A1和WO201506176A1中公开的连续压机可以被用于这样的连续操作。为了清楚起见，在此说明书中，所述第一覆盖部分有时将被称作底部覆盖部分，而所述第二覆盖部分也被指示为顶部覆盖部分。所述底部覆盖部分和所述顶部覆盖部分在热容量和/或热导率方面彼此不同。通常，当在相应的覆盖部分中使用的材料的总厚度和/或种类不相同时，诸如材料具有不同的传热系数和/或热导率系数，存在这样的差异。例如，所述第一覆盖部分含有一个具有一定厚度的(纤维增强的)热塑性层，而所述第二覆盖部分由两个这样的(纤维增强的)热塑性层组成。另一个实施例是一个组件，其中金属片材(像铝)被用于一个覆盖部分，而相对的覆盖部分包括一种(纤维增强的)热塑性材料。所述板形组件通常是柔性的且适应压具的形状，所述压具的形状可以是平坦的，以生产平坦的(平面的)夹层板。还设想了例如用于制造汽车的车顶或飞机内部的侧壁的形状更加复杂的压具，诸如弯曲的或在不同方向上双弯曲的。通常，所述压具(诸如平坦的压板)被可脱离地安装在所述压机中。
如上文所指示的，如果这样的组件经受包括发泡步骤、冷却步骤、卸料步骤和干燥步骤的现场发泡方法步骤，则所得到的夹层的机械性能是不足的，特别地，粘附是较差的。
尽管不希望受任何理论约束，但相信这些不足的和不一致的性能是由由于非对称配置造成的冷却条件中的差异引起的。从而温度差异发生在覆盖部分与发泡的热塑性芯的相应的交界之间。在这些交界处，在物理起泡剂(泡胀剂或溶剂)的情况下，在冷却步骤期间，特别是在以大约100℃/min快速冷却步骤期间，该物理起泡剂的浓度比在热塑性芯的中心中高。由于温度差异，发生物理起泡剂在空气中的流动，所述空气是在发泡步骤中当打开压机时不可避免地从环境吸入的，所述流动使最新形成的泡沫孔局部地塌缩和/或分解，特别是在这些交界处。结果，覆盖部分和发泡的芯之间的粘附会是较差的。另外，在加热至发泡温度期间，温度差异可能发生，使得含有物理起泡剂的芯部分和相应的覆盖部分之间的交界经受的时间和温度条件在底部侧和顶部侧二者处不同，从而导致两侧部粘附不同。
在化学起泡剂的情况下——该化学起泡剂在其分解温度以上分解成气态分解产物，像氮气、氨气、氧气、一氧化碳和二氧化碳，从发泡温度(适当地其在芯中相应的热塑性材料的熔化温度处)的快速冷却，特别是由于由非对称设计引起的温度差异造成的不均匀冷却，可以诱发收缩应力，特别是在覆盖部分和芯部分的交界处，这局部地影响粘附。
本发明通过如下方式阻碍此温度差异的发生并因此阻碍其结果的发生：通过向所述组件添加一个或多个补偿部分，使得在热容量和热导率方面实现更对称的配置，然而，并不需要在过程期间将附加的补偿部分结合到相应的覆盖层。换言之，在步骤b)和步骤c)中仅发泡的芯部分粘附到所述覆盖部分。假设此类对所述覆盖部分的传热性能的补偿或均衡与补偿部分组合而在冷却步骤期间减小了发泡的芯部分和覆盖部分的交界之间的温度差异，从而减少了物理起泡剂的局部流动，并且还在化学起泡剂的情况下减少了由于冷却时的收缩造成的内部应力的生成。在物理起泡剂的情况下，所述补偿部分还允许加热步骤更均匀，这对于分别使底部覆盖部分处和顶部覆盖部分处的粘附均衡是有利的。因此，根据本发明，在步骤a)中，第一补偿部分和/或第二补偿部分被布置在所述第一覆盖部分和所述第二覆盖部分的相应的外表面。
可以在所述芯部分中使用任何热塑性塑料材料来执行根据本发明的方法，所述热塑性材料可以通过起泡剂来发泡。合适的热塑性材料的实施例包括聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚砜(PSU)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯砜(PPSU)、聚酮、液晶聚合物、聚碳酸酯(PC)、丙烯等。用于与物理起泡剂一起使用的优选的热塑性材料是聚醚酰亚胺(PEI)。此热塑性材料可从Sabic JP在商标名称Ultem下以不同等级获得。用于与化学起泡剂组合使用的优选的材料是聚烯烃，特别是聚乙烯和聚丙烯，以及结晶的(生物)热塑性材料。
所述芯部分含有一定量的物理起泡剂，所述物理起泡剂的量足以将所述芯部分中的热塑性材料发泡至期望的厚度。此厚度由在所述发泡步骤c)和所述冷却步骤d)中所述压具之间实现的最终距离确定。物理起泡剂的典型实施例包括低沸点有机化合物。一个优选的实施例是丙酮。
化学起泡剂在高温下的分解(其中所述芯部分的熔化的热塑性材料的黏度或熔化强度是低的)提供的益处是气态分解产物在发泡之前良好地分布于整个所述芯部分。所述芯部分的具有足够量的化学起泡剂的热塑性材料的挤出膜可以恰好在讨论中的热塑性材料的熔化温度或范围以上且在使化学起泡剂分解的起始温度以下被挤出。使化学起泡剂分解的此起始温度常常在热塑性材料的熔化温度或范围的10-20％内。因此，可以在第一热塑性材料的熔化温度或范围以上25-35％的温度下在数十秒内有效分解化学起泡剂。
例如，商业可得的(全同立构的)丙烯具有160-171℃范围内的熔点(由差示扫描量热法确定)，这取决于存在的无规立构的PP的量和结晶度。取决于粉末的颗粒尺寸，化学起泡剂偶氮二甲酰胺一般在170℃以上开始分解，而本发明中的热分解有利地在如上文所指示的相当高的温度进行，诸如200℃以上。
化学起泡剂的其他实施例包括偶氮二异丁腈、重氮氨基苯、柠檬酸单钠(mononatriumcitrate)、氧基双(对苯磺酰基)酰肼(oxybis(p-benzenesulfonyl)hydrazide)。含氮的、肼和其他氮基化学起泡剂是优选的。偶氮二甲酰胺是此类别的一个优选的实施例。其他实施例还包括用于PU的异氰酸盐，以及碳酸氢钠。
适当地所述覆盖部分可以选自由热塑性材料、金属和其组合形成的片材。适当地，覆盖部分的热塑性材料(如果有的话)与热塑性芯部分的热塑性材料相同。合适的热塑性材料——在热塑性芯部分中是物理起泡剂的情况下——包括聚醚砜(PES)、聚苯砜(PPSU)和聚砜(PSU)，尤其是聚醚酰亚胺(PEI)，鉴于上述材料的有利的滞燃性能。然而，还设想了不同的热塑性材料的组合。不同的热塑性材料的组合的合适的实施例尤其包括覆盖部分之间的PEI芯部分，其中所述覆盖部分中的至少一个由PS或PC制成，以及PES芯部分和至少一个PC覆盖部分。在热塑性芯部分中含有的化学起泡剂的情况下，覆盖部分中的热塑性材料(如果有的话)通常与所述芯部分中的热塑性材料相同。考虑到重量，铝是用于覆盖部分的优选的金属。考虑到重量和强度，在一个有利的实施方案中，所述第一覆盖部分和所述第二覆盖部分中的至少一个包括一个或多个纤维增强的热塑性材料层。
此处应注意的是，在在热塑性芯部分含有物理起泡剂且覆盖部分包括多个(纤维增强的)热塑性材料子层的实施方案中，通常这些层在步骤a)之前在加压条件下被加固(也就是说，受到在玻璃转化温度以上的热处理)，使得(纤维增强的)热塑性子层不可逆地粘附到彼此，并形成单个整体式覆盖部分。此加固步骤是必需的，因为在发泡步骤期间在这些层之间不发生结合，原因是基本上在所述覆盖部分中的热塑性材料的玻璃转化温度以下的发泡温度下执行所述发泡步骤，且附加地物理起泡剂不能够从所述芯部分穿过邻近的层扩散到所述覆盖部分的各层之间的交界上。
相反，在分解温度在所述芯部分中的热塑性材料和所述覆盖部分中的热塑性材料的熔点或范围以上的化学起泡剂的情况下，为了制备单个加固的覆盖部分而在前加固多个单独的层不是必需的。在这样的情况下，在加热步骤b)中，使温度升高到化学起泡剂的分解温度以上，以使得覆盖部分中的多个热塑性层的加固也将发生。
如果在覆盖部分中存在增强物，则玻璃纤维是增强物的一个优选实施例。然而，可以应用其他无机纤维(诸如金属纤维、碳纤维)和有机纤维(像聚芳聚酰胺纤维)。除了以上合成纤维之外，也可以使用天然纤维。覆盖部分的增强物中的纤维可以可选地被定向，且对长度和定向没有任何限制。针织织物、编织织物、垫子、布和单向纤维代表其多种的表现形式。
在与上文提及的现有技术的文献中公开的条件类似的条件下执行所述加热步骤、所述发泡步骤和所述干燥步骤，这取决于起始材料，包括起泡剂的类型和尺寸。
在所述发泡步骤中形成了闭孔泡沫，通常是具有在高度方向上定向的细长的孔的各向异性泡沫(也就是说，孔的最大尺寸在从一个覆盖部分到另一个覆盖部分的方向上延伸)。
通常，根据本发明的过程适应于使用的起泡剂的种类。
倘若芯部分的热塑性材料中的起泡剂是物理起泡剂，则在步骤b)中，所述组件被加热至所述芯部分中的热塑性材料的玻璃转化温度以下的发泡温度，且在步骤e)之后，进行干燥获得的夹层板的干燥步骤f)。
倘若芯部分的热塑性材料中的起泡剂是分解温度在所述芯部分中的热塑性材料的熔点或范围以上的化学起泡剂，则在步骤b)中，所述组件被加热至在该化学起泡剂的分解温度以上的温度，使得发生分解，且优选地，随后所述组件——仍然在压力下——被冷却至通常在所述芯部分中的热塑性材料的熔化温度(范围或点)以上或在所述芯部分中的热塑性材料的熔化温度(范围或点)处的发泡温度。之后，进行所述发泡步骤和所述冷却步骤，如所解释的。在所述分解温度下发泡，因此远在讨论中的热塑性材料的熔点或范围以上发泡，是可能的，但由于黏度低，可能导致发泡的芯部分的孔相对弱。
通常，在所述加热步骤、所述发泡步骤和所述冷却步骤期间的压力在3-5MPa范围内。还设想了较高的压力。在发泡步骤c)中，具有添加的补偿部分的组件被布置在压机中，所述压机优选地被预加热。当加热所述压机时，所述组件(基于物理起泡剂)和添加的补偿部分的温度达到发泡温度(例如对于PEI芯部分是175-182℃)。在加热期间，所述组件在加压条件下被保持在热压具之间，以防止所述芯部分过早膨胀，并同时使待被发泡的芯部分结合到所述覆盖部分。之后，压板之间的距离被增大。在冷却步骤c)中，发泡的组件在压力下(通常是与发泡期间基本上相同的压力)被保持在压机中的同时被冷却至环境温度。在从所述压机卸载如此获得的夹层板并且移除所述补偿部分之后，所述夹层板(如果基于物理起泡剂的话)受到干燥处理，以便减少物理起泡剂的含量。优选地，通过将温度间隔地增加一直到在大约150℃至大约发泡的芯热塑性材料的玻璃转化温度的范围内的温度来进行此干燥处理。对于PEI，Tg是217℃。间隔之间的温度增加通常是大约10度。所述夹层板被保持在每个中间温度达充足的时间段，例如两个小时。有利地，在所述发泡步骤b)结束之后的10-12小时内开始所述干燥步骤e)。如果所述覆盖部分中的至少一个包括热塑性材料，则优选地如WO2006/080833A1中所公开的那样来进行干燥。在化学起泡剂的情况下，在热塑性烯烃(像聚乙烯或聚丙烯)中，干燥步骤不是必需的。
使用根据本发明的方法获得的夹层板还可以被进一步处理，例如通过边缘修整而成形为期望的最终形状。根据本发明制成的夹层板有利地被用在要求防火性能和/或充足的强度/刚度的轻重量应用中。优选的应用领域是运输部门，特别是航空业和航天业。
在本发明的一个直截了当的实施方案中，所述第一补偿部分与所述第二覆盖部分相同和/或所述第二补偿部分与所述第一覆盖部分相同。如果所述组件的第一覆盖部分和第二覆盖部分由不同的材料组成，例如，一侧为金属片材且相对的侧是一个或多个纤维增强的热塑性材料的片材(加固的或未加固的，这取决于起泡剂的性质，如上所解释的)，则此实施方案是特别有利的。然后根据此优选的实施方案，相同数目的纤维增强的热塑性片材(但未加固)被布置在相应的压具中的金属覆盖部分下方，并且在另一个覆盖部分的顶部上布置相同的金属片材。
如果在化学起泡剂的一个实施方案中，覆盖部分包括与芯中相同的热塑性材料，则存在也由热塑性材料制成的补偿部分将粘附到覆盖部分的风险。通过在包括(纤维增强的)覆盖层的覆盖部分的外表面和补偿部分之间提供耐热的分离片材或膜(诸如铁氟龙(Teflon)片材)可以阻碍这样的不期望的粘附。为了恢复热量平衡，通常一个类似的分离片材或膜被添加到另一侧。
在另一个优选的实施方案中，所述第一覆盖部分包括第一数目的层，所述层在物理起泡剂的情况下可以被加固成热塑性材料(优选地纤维增强的热塑性材料)的整体式部分，且所述第二覆盖部分包括第二但不同数目的层，第二数目的层在需要的情况下被加固成相同的(纤维增强的)热塑性材料的整体式部分。因此，增强物的总厚度或总数目不同。在这样的情形下，在仅厚度不同的情况下，仅在一个覆盖部分处具有补偿部分通常足以弥补在两侧上的相同的总厚度。此补偿部分由所述覆盖部分中的原始层的数目上的差异组成。
在根据本发明的在起始组件的热塑性芯部分中使用物理起泡剂的方法的一个优选实施方案中，所述冷却步骤d)包括两个子步骤d1)和d2)。在第一子步骤d1)中，发泡的组件和添加的补偿部分受到以第一冷却速率从发泡温度冷却到中间温度的第一冷却处理，而在第二子步骤d2)中，发泡的组件和添加的补偿部分受到以第二冷却速率从中间温度冷却到环境温度的第二冷却处理，其中所述第二冷却速率小于所述第一冷却速率。通常，所述中间温度在所述发泡温度的一半±10-20℃的范围内。例如，基于PEI发泡的芯的夹层板在第一子步骤中在40秒内、优选地在15-25秒内从大约180℃的发泡温度冷却至90℃的中间温度。在第二子步骤中，所述夹层板以所述第一子步骤的第一冷却速率的大约至多一半的冷却速率冷却至室温，该冷却速率优选地小于20℃/分。考虑到粘附，这样的多步骤冷却处理已经显现是有利的。
当起始组件包括化学起泡剂时，单一高冷却速率就足够。
借助于下面的实施例进一步例示本发明。
实施例1(根据现有技术)
第一覆盖部分和第二覆盖部分：每个部分是用33±2％PEI浸渍和加固的一层US-style 7781玻璃织物PEI(聚醚酰亚胺)，层厚度＝0.23mm；热塑性芯部分：用12.1-12.9重量％丙酮浸渍的两个PEI((聚醚酰亚胺)Ultem 1000)膜，膜厚度在250-300微米的范围内。所述膜中的丙酮的百分比被确定为：((膜+丙酮的以g为单位的重量)减去(净膜的以g为单位的重量))除以(净膜以g为单位的重量)。
若干个FITS板(平面尺寸50×30cm)被制造为具有以下配置：
通过将两个浸渍丙酮的PEI膜作为芯部分置于相同的第一覆盖部分和第二覆盖部分之间来组装成一个对称的堆叠件，。此组件被放置在压机的热压板之间。在关闭压机之后，该组件在几秒内被加热到所要求的178-180℃的发泡温度。温度测量设备(Pt元件类型K)的中心位于压板的表面下方4mm。压力为4MPa。当达到此发泡温度时，压机在将压力维持在基本上相同的值处的同时根据一定的发泡曲线被打开到最终夹层板的预定厚度(如下文所指定的)，在此之后，使压板且因此使热塑性夹层板在20秒内从所述发泡温度冷却至90℃，且以小于10℃/秒的速率进一步冷却至60℃以下的温度。随后，根据WO2006080833A1使获得的夹层板干燥步，通过用带子捆扎边缘以减少丙酮的周边流出并且以在给定的温度下使用在2-4小时的间隔之间10℃的温度增加引导丙酮穿过所述覆盖部分。
以此方式，制造具有9.5mm和7.5mm的厚度的夹层板。使用根据ASTM C297的面内拉伸强度测试程序针对纤维增强的热塑性PEI覆盖部分和现场发泡的PEI芯部分之间的粘附测试所述夹层板。
具有85kg/m3的泡沫密度的9.5mm的现场发泡的热塑性夹层板(由2个各自具有300微米的厚度的浸渍丙酮的PEI膜获得)示出3.4MPa的平均平放拉伸强度。具有90kg/m3的泡沫密度的7.5mm的现场发泡的热塑性夹层板(由2个各自具有250微米的厚度的浸渍丙酮的PEI膜获得)示出3.9MPa的平均平放拉伸强度。
通常，测试样本的失效发生在热塑性芯部分中，这指示芯部分和覆盖部分之间的粘附是充足的。不能够从所述泡沫芯手动地剥落所述覆盖部分。
实施例2(比较)
第一覆盖部分：用33±2％PEI浸渍和加固的一层US-style 7781玻璃织物PEI(聚醚酰亚胺)，层厚度＝0.23mm；第二覆盖部分：最初由用33±2％PEI浸渍和加固的两层US-style 7781玻璃织物PEI(聚醚酰亚胺)组成的一个整体式部分，总厚度＝0.46mm；热塑性芯部分：用12.1-12.9重量％丙酮浸渍的两个PEI((聚醚酰亚胺)Ultem 1000)膜，膜厚度在250-300微米的范围内。通过使得热塑性芯部分在第一覆盖部分和第二覆盖部分之间制备非对称组件。使用相同的条件使此组件经历如实施例1中概述的现场发泡。分别获得从两个各自具有300微米的厚度的浸渍丙酮的PEI膜开始的具有9.75mm的厚度的夹层板(25×25cm)和从两个各自具有250微米的厚度的浸渍丙酮的PEI膜开始的具有7.75mm的厚度的夹层板(25×25cm)。具有85kg/m3的泡沫密度的9.5mm现场发泡的热塑性夹层板示出1.5MPa的平均平放拉伸强度。具有90kg/m3的泡沫密度的7.5mm现场发泡的热塑性夹层板具有2.0MPa的平均平放拉伸强度。
测试样本的失效发生在纤维增强的热塑性覆盖部分和现场发泡的芯部分之间的交界处，这指示所述交界处的粘附小于泡沫的强度。此外，能够相当容易地从泡沫芯手动地剥落所述覆盖部分。
实施例3(根据本发明)
重复实施例2，除了由用33±2％PEI浸渍和加固的一个附加层US-style 7781玻璃织物PEI(聚醚酰亚胺)组成的、层厚度＝0.23mm的补偿部分被布置在所述第一覆盖部分处之外：因此，基于非对称组件和所述补偿部分的对称堆叠件经历所述现场发泡方法。
第一覆盖部分：用33±2％PEI浸渍和加固的一层US-style 7781玻璃织物PEI(聚醚酰亚胺)，层厚度＝0.23mm；第二覆盖部分：最初由用33±2％PEI浸渍和加固的两层US-style 7781玻璃织物PEI(聚醚酰亚胺)的一个整体式部分，总厚度＝0.46mm；热塑性芯部分：用12.1-12.9重量％丙酮浸渍的两个PEI((聚醚酰亚胺)Ultem 1000)膜，膜厚度在250-300微米的范围内。第一补偿部分：用33±2％PEI浸渍和加固的一层US-style 7781玻璃织物PEI(聚醚酰亚胺)，层厚度＝0.23mm。
分别获得从两个各自具有300微米的厚度的浸渍丙酮的PEI膜开始的具有9.75mm的厚度的夹层板(25×25cmm)和从两个各自具有250微米的厚度的浸渍丙酮的PEI膜开始的具有7.75mm的厚度的夹层板(25×25cmm)。具有85kg/m3的泡沫密度的9.5mm现场发泡的热塑性夹层板示出3.4MPa的平均平放拉伸强度。具有90kg/m3的泡沫密度的7.5mm现场发泡的热塑性夹层板具有3.9MPa的平均平放拉伸强度。
测试样本的失效发生在发泡的芯中。不能够将所述覆盖部分从所述泡沫芯手动地剥落。

Claims (17)

1.制造在厚度方向上具有非对称配置的夹层板的方法，所述方法包括以下步骤：
a)组装步骤：提供由第一覆盖部分和第二覆盖部分以及在这些覆盖部分之间的含有起泡剂的热塑性材料的芯部分组成的板形组件，其中所述第二覆盖部分在热容量和/或热导率方面不等于所述第一覆盖部分；
b)加热步骤：在压机中的压具之间在压力下加热步骤a)的组件，从而实现所述芯部分粘附到所述第一覆盖部分和所述第二覆盖部分；
c)发泡步骤：通过增大所述压具之间的间隔，在所述压机中的压具之间在压力下并在发泡温度下使所述芯部分中的热塑性材料发泡；
d)冷却步骤：冷却从步骤c)得到的发泡的夹层板，同时使所述夹层板保持在压力下在所述压具之间；
e)卸料步骤：从所述压机移除如此冷却的夹层板；
其中在步骤a)期间，与所述第二覆盖部分的热容量和热导率一致的第一补偿部分被定位在所述第一覆盖部分的侧部和/或与所述第一覆盖部分的热容量和热导率一致的第二补偿部分被定位在所述第二覆盖部分的侧部，且
其中在步骤e)期间或在步骤e)之后，从所述夹层板移除所述第一补偿部分和/或所述第二补偿部分。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一补偿部分与所述第二覆盖部分相同和/或所述第二补偿部分与所述第一覆盖部分相同。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述芯部分的热塑性材料中的起泡剂是物理起泡剂，其中在步骤b)中，所述组件被加热至在所述芯部分中的热塑性材料的玻璃转化温度以下的发泡温度，且其中在步骤e)之后进行干燥获得的冷却的夹层板的干燥步骤f)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一覆盖部分和所述第二覆盖部分中的至少一个包括热塑性材料层，优选地包括纤维增强的热塑性材料层。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中一个覆盖部分的热塑性材料等于所述芯部分的热塑性材料。
6.根据权利要求4所述的方法，其中一个覆盖部分的热塑性材料选自如下一组聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚苯砜(PPSU)和聚砜(PSU)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中第一覆盖部分包括一个或多个纤维增强的热塑性材料的加固层，且所述第二覆盖部分包括一个金属层。
8.根据前述权利要求1-6中任一项所述的方法，其中第一覆盖部分包括一个或多个纤维增强的热塑性材料的加固层，且所述第二覆盖部分包括相同的纤维增强的热塑性材料的不同数目的加固层。
9.根据前述权利要求3-8中任一项所述的方法，其中所述物理起泡剂是丙酮。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤c)中，以两个子步骤进行冷却，包括以第一冷却速率将发泡的组件从发泡温度冷却至在70℃-100℃的范围内的中间温度的第一子步骤c1)和以第二冷却速率将发泡的组件从所述中间温度冷却至环境温度的第二子步骤c2)，其中所述第一冷却速率大于所述第二冷却速率。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述起泡剂是化学起泡剂，该化学起泡剂的分解温度在所述芯部分的热塑性材料的熔点或范围以上，其中在步骤b)中，加热被进行至在该化学起泡剂的分解温度以上的温度，使得该化学起泡剂分解，且随后冷却被进行至在所述芯部分中的热塑性材料的熔化温度以上的发泡温度。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一覆盖部分和所述第二覆盖部分中的至少一个包括热塑性材料层，优选地纤维增强的热塑性材料层，且其中在步骤a)中，耐热的分离层被定位在每个包括热塑性材料、优选地纤维增强的热塑性材料的覆盖部分和相关联的补偿部分之间，且其中在所述组件的每一侧存在一个这样的分离层。
13.根据前述权利要求11-12中任一项所述的方法，其中一个覆盖部分的热塑性材料等于所述芯部分的热塑性材料。
14.根据前述权利要求11-13中任一项所述的方法，其中所述芯部分的热塑性材料选自结晶的热塑性材料。
15.根据前述权利要求11-14中任一项所述的方法，其中所述芯部分的热塑性材料选自聚烯烃，特别是聚乙烯和聚丙烯。
16.根据前述权利要求11-15中任一项所述的方法，其中第一覆盖部分包括一个或多个纤维增强的热塑性材料的加固层，且所述第二覆盖部分包括一个金属层。
17.根据前述权利要求11-16中任一项所述的方法，其中第一覆盖部分包括一个或多个纤维增强的热塑性材料的加固层，且所述第二覆盖部分包括相同的纤维增强的热塑性材料的不同数目的加固层。
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