TW201609343A - 聚（甲基）丙烯醯亞胺粒子在封閉式模具內進行模具發泡以製造硬式泡沫芯材 - Google Patents

聚（甲基）丙烯醯亞胺粒子在封閉式模具內進行模具發泡以製造硬式泡沫芯材 Download PDF

Info

Publication number
TW201609343A
TW201609343A TW104115594A TW104115594A TW201609343A TW 201609343 A TW201609343 A TW 201609343A TW 104115594 A TW104115594 A TW 104115594A TW 104115594 A TW104115594 A TW 104115594A TW 201609343 A TW201609343 A TW 201609343A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
mold
particles
foam core
foaming
core material
Prior art date
Application number
TW104115594A
Other languages
English (en)
Inventor
凱 柏恩哈德
伊娜 雷柏
弗羅里恩 貝克
朱根 瑞提格
丹尼斯 霍林
提姆 鄧克
亞利達 多蒙弗吉歐
沙巴斯汀 布勒
阿尼 克瑞茲
Original Assignee
贏創羅恩有限責任公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 贏創羅恩有限責任公司 filed Critical 贏創羅恩有限責任公司
Publication of TW201609343A publication Critical patent/TW201609343A/zh

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/36—Feeding the material to be shaped
    • B29C44/38—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length
    • B29C44/44—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length in solid form
    • B29C44/445—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length in solid form in the form of expandable granules, particles or beads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/3415—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/36—Feeding the material to be shaped
    • B29C44/38—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length
    • B29C44/42—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length using pressure difference, e.g. by injection or by vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/58—Moulds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/22—After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
    • C08J9/228—Forming foamed products
    • C08J9/232—Forming foamed products by sintering expandable particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/34—Chemical features in the manufacture of articles consisting of a foamed macromolecular core and a macromolecular surface layer having a higher density than the core
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/3415—Heating or cooling
    • B29C44/3426—Heating by introducing steam in the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2079/00—Use of polymers having nitrogen, with or without oxygen or carbon only, in the main chain, not provided for in groups B29K2061/00 - B29K2077/00, as moulding material
    • B29K2079/08—PI, i.e. polyimides or derivatives thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/04—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037—Other properties
    • B29K2995/0063—Density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00—Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/02—Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
    • C08J2201/034—Post-expanding of foam beads or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2205/00—Foams characterised by their properties
    • C08J2205/10—Rigid foams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/18—Homopolymers or copolymers of nitriles
    • C08J2333/20—Homopolymers or copolymers of acrylonitrile
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C08J2333/26—Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

本發明係關於一種製造模具發泡的聚(甲基)丙烯醯亞胺(P(M)I)芯材(特別是聚甲基丙烯醯亞胺(PMI)芯材)之方法，其可用於例如汽車建構或飛行器建構。此方法之特點在於將聚合物粒子或聚合物粉末裝至壓縮模具中，於此模具中發泡。此方法的一個特點在於該二殼壓縮模具的兩側上分別具有腔，該腔賦予形狀並分別用於顆粒和自彼製得的硬式泡沫芯材之加熱和冷卻二者。

Description

聚(甲基)丙烯醯亞胺粒子在封閉式模具內進行模具發泡以製造硬式泡沫芯材
本發明係關於一種製造模具發泡的聚(甲基)丙烯醯亞胺(P(M)I)芯材(特別是聚甲基丙烯醯亞胺(PMI)芯材)之方法，其可用於例如汽車建構或飛行器建構。此方法之特點在於將聚合物粒子或聚合物粉末裝至壓縮模具中，於此模具中發泡。此方法的一個特點在於該二殼壓縮模具的兩側上分別具有腔，該腔賦予形狀並分別用於顆粒和自彼製得的硬式泡沫芯材之加熱和冷卻二者。
DE 27 26 260描述具有優良的機械性質且於高溫亦能維持優良的機械性質之聚(甲基)丙烯醯亞胺泡沫(P(M)I泡沫)之製造。該泡沫製自鑄造法，即，單體和所須的額外物質經混合並在槽室中聚合。第二步驟中，聚合物藉加熱發泡。此方法極複雜且難自動化。
DE 3 630 930描述用於使甲基丙烯酸和甲基丙烯腈製的上述共聚物片發泡之另一方法。此處，聚合物片藉微波範圍之助而發泡，因此在下文中將其稱為微波法。此處必須列入考慮的是待發泡的片或至少其表面必須事先受熱至或高於材料的軟化點。由於在這些條件下，藉外在加熱而軟化的材料自然地亦開始發泡，所以發泡法無法完全藉由微波範圍的效果控制：取而代之的，其須要藉輔助的加熱系統之伴隨的外部控制。此意謂微波範圍加至一般單階段熱空氣法，以加速發泡。然而，已證實微波法過於複雜並因此而不實用且未曾被採用。
除了PMI泡沫以外，有其他已知之基於甲基丙烯酸和丙烯腈的泡沫(PI泡沫)具有類似的性質。這些述於例如CN 100420702C。然而，這些泡沫亦製自片。
除了使用未發泡的聚合物片作為起始物的這些方法以外，也有使用粒子作為起始物的已知“模內發泡(in-mould foaming)法”。但是，基本上，這些具有數個與前述方法相仿的缺點。形成不一致的孔結構，原始粒子內部之間及原始粒子之間的邊緣有差異。該泡沫的密度更不一致，此因粒子在發泡法期間內的不一致分佈所致，此如前述者。觀察自粒子發泡的這些產物發現，在發泡法期間內，原始粒子之間形成的介面的黏著欠佳，相較於自片半成品發泡的材料，前者所得機械性質欠佳。WO 2013/05947描述一種模內法，其中，至少解決較後提到的問題，此在於，在粒子裝入成型和發泡模具之前，其經黏 著促進劑塗覆，如經聚醯胺或聚甲基丙烯酸酯塗覆。藉此得到粒子邊緣之極良好的黏著。但是，此方法未消除終產物的不一致孔分佈。
然而，迄今，極少關於硬式泡沫(特別是P(M)I泡沫)的模內發泡之描述。反之，長時間以來，知道此類型的方法用於其他泡沫材料：自適當的反應性液體製造聚胺甲酸酯泡沫，此大多於室溫進行。PE、PP、聚苯乙烯或聚乳酸(PLA)製的泡沫係在模內發泡法中自粒子製得。
目的
因此，鑑於討論的先前技術，本發明的目的是提出嶄新方法，其可以高產出速率以簡單的方式在模內發泡法中加工處理P(M)I粒子，以提供模製的硬式泡沫芯材。
本發明之特別的目的係提供用於P(M)I的模內發泡法，其使得終產物具有一致的密度分佈和窄的孔尺寸分佈。
特別的目的係此方法可以比先前技術之方法特別短的循環時間進行，不須任何特別的下游操作，本身得到具有終幾何形狀的硬式泡沫芯材。
可自先前技術、描述、申請專利範圍或本發明之實例衍伸此處未明確討論的其他目的。
下文所用詞彙聚(甲基)丙烯醯亞胺(P(M)I)是指聚甲基丙烯醯亞胺、聚丙烯醯亞胺或其混合物。類似的思維用於對應的單體，如(甲基)丙烯醯亞胺和(甲基)丙烯酸。例如，“(甲基)丙烯酸”不只是指甲基丙烯酸，亦指丙烯酸及此二者之混合物。
藉由提出用於製造硬性聚(甲基)丙烯醯亞胺(P(M)I)泡沫芯材的嶄新方法達到該目的。此方法包含以下步驟：
a.將P(M)I粒子裝至二殼模具中
b.加熱模具內的空間並同時使粒子發泡
c.冷卻模具內的空間，和
d.開啟和移除硬式泡沫芯材。
此方法之特徵在於該模具在兩個殼中具有腔，其賦予內部形狀並覆蓋模具內各個空間的區域。加熱液體可在步驟b.中經由這些腔通過且冷卻液體在步驟c.中經由這些腔通過。
較佳地，這些腔賦予與模具內相對空間側上之形狀。特別佳地，與其相對的外部模具側亦賦予形狀。更佳地，該兩側之間之腔的厚度是2至20cm，較佳由5至12cm。更佳地，賦予兩側形狀之模具部件的厚度，介於腔和模具內的空間之間，是2至15cm，較佳為4至12cm。
亦較佳地，實施本發明之方式中，加熱液體和冷卻液體是相同類型的液體。此處，特別地，這些液體自具有不同溫度之兩個不同的儲槽通至腔。較佳地，加熱液體的溫度是180至250℃而冷卻液體的溫度是20至40℃。
特別地，不包含低沸點餾份且耐溫高至至少300℃的油分別適合作為加熱液體和冷卻液體。適當油的例子是得自Huber的SilOil P20.275.50。
步驟a.之前，模具內的空間可裝配被稱為嵌件(insert)者。這些先被步驟a.中裝入的粒子所環繞，並因此而完全或某些程度地被後續硬式泡沫芯材內的泡沫基質所包封，作為此工件的整體構成物。
這些嵌件可以例如為具有內部螺紋的品項。該內部螺紋可於後續用於形成至硬性泡沫芯材的螺紋連接物。類似地，亦可能摻雜針、鉤、管之類。製造硬性泡沫芯材的期間內，也可以將電子晶片或纜線整合至該芯材中。
特別的具體實施例中，這些嵌件是管、塊或其他置架，其經塗覆和成型，使得在步驟d.中移除發泡的硬性泡沫芯材之後，其易自泡沫基質移除。因此可為例如在硬性泡沫芯材中製造腔、凹處或孔。
本發明中，有各種P(M)I粒子的較佳具體實施例用於步驟a.。
第一具體實施例中，P(M)I粒子係自以鑄塑聚 合物形式得到的P(M)I片聚合物衍生之經研磨的材料。該片可以例如在研磨機中粉碎以得到適當粒子。此變體中，較佳地，使用尺寸由1.0至4.0mm之經研磨的P(M)I粒子。
本發明的一個較佳的變體中，在此之前預發泡的該P(M)I粒子在步驟a.中被裝入模具中。此處須小心地使得預發泡未進行至完全的程度，而是僅進行到發泡度為10至90%，較佳由20至80%。最終完全發泡在步驟b.中進行。此變體較佳地使用尺寸由1.0至25.0mm之預發泡的P(M)I粒子。較佳地，這些預發泡的P(M)I粒子的密度是由40至400kg/m3，較佳由50至300kg/m3，特別佳由60至220kg/m3，且特別佳地由80至220kg/m3。特別適合的預發泡法界定於例如具有申請案號102013225132.7之德國專利申請案。
此方法的第三具體實施例中，P(M)I粒子係P(M)I懸浮聚合物。較佳地使用尺寸由0.1至1.5mm之此類型的懸浮聚合物。P(M)I懸浮聚合物之製造可以例如見於具有案號PCT/EP2014/050658之國際專利申請案。
本發明之方法的第四具體實施例中，預發泡的P(M)I懸浮聚合物作為步驟a.的初進料。關於發泡程度，再度施用關於經研磨材料的預發泡粒子的以上陳述。較佳地，這些預發泡的P(M)I粒子的密度由40至400kg/m3，較佳由50至300kg/m3，特別佳由60至220kg/m3，且特別佳地由80至220kg/m3。所用的這些預 發泡的懸浮聚合物的粒子尺寸較佳地由0.1至1mm。
已證實，特別佳地，與所用粒子本質無關地，步驟a.中裝入的粒子經預熱至80至180℃的溫度。此變體可以進一步加速整體方法，令人訝異地，所得的整體效果係終產物中之更一致的孔結構。
除了或作為替代方式，已經證實粒子在步驟a.抽入模具中非常有利及加速此方法。此處，較佳地，在裝入粒子之前，封閉式模具經直立放置。之後，經由在直立放置的模具的上側上的適當縫隙裝入材料。在底面處，模具內的空間具有可資利用的抽取裝置，在步驟a.中建立彼之連接，例如藉由開啟蓋片(否則此蓋片覆蓋此抽取裝置)。模具內的空間亦任意地具有複數個可資利用的此抽取裝置。
更佳地，在步驟a.中，粒子裝入模具時，達50至100%，較佳由75至98%，的模具充填度。此背景中，100%充填度是指粒子裝入模具直到到達其最上緣。此處，介於粒子之間的是所留下之自然未被佔據的空間，其尺寸取決於粒子尺寸和粒子形狀。該未被佔據的空間理論上係模具內空間的至多50%，即使當充填度為100%時亦然。該未被佔據的空間最終被步驟b.的發泡所密封並因此而形成一致的硬性泡沫芯材。
較佳地，步驟b.中的發泡於至多5min的期間內進行。亦佳地，整個方法，包含步驟a.至d.，進行時間由10至60分鐘。
較佳地，本發明之方法中，在步驟b.的前半段，較佳地在其前四分之一的期間內，熱空氣或蒸汽，較佳地熱惰性氣體或空氣，通入模具內的空間中。此輸熱溫度由90至300℃，較佳由150至250℃。此輸熱用以確保粒子的熱攝取，在發泡法開始之前和期間內，經加速且更一致。
較佳地，步驟c.中使用冷卻液體且其自腔離開後，被熱交換器加以冷卻至20至40℃的輸入溫度，此發生於回到對應的儲槽之前。
相較於先前技術，可藉本發明之方法製造模製物或泡沫材料，所製得者具有明顯更一致的孔結構，且無缺陷，且同時更複雜的形狀。此方法更得以以短循環時間和特別良好的品質迅速製造這些複雜的形狀。特別地，本發明之方法相較於先前技術之方法，前者具有較短的加熱和冷卻循環。相較於先前技術，本方法之另一較大的優點在於其明顯較不具侵略性以防止P(M)I粒子表面受損。
本發明之方法可任意地整合成完整方法，使得(預發泡的)P(M)I粒子先裝入儲槽。之後，此材料自該儲槽裝入模具。此變體明顯特別可用於合併用於以複數個模具進行粒子之預發泡的加熱單元之整體方法。因此，可以連續操作用於預發泡法的加熱單元，成型模具自然地以固定循環時間分批操作。特別佳地，此處的儲槽受熱且經預熱的粒子因此被裝入模具中，及此程序進一步降低循環時間。
更可能使用黏著促進劑以改良泡沫芯材和外層之間的黏著，該黏著於用於製造複合材料的後續步驟中具重要性。該黏著促進劑亦可用於P(M)I粒子表面，此發生於本發明的預發泡法開始之前，此為在後續步驟中施用之替代方案。特別地，已經證實聚醯胺或聚(甲基)丙烯酸酯適合作為黏著促進劑。但是，也可以使用嫻於此技術者由複合材料(特別是作為用於外層之基質材料所須者)之製造已知的低分子量化合物。
特別地，本發明之方法的重大優點在於其可以非常迅速地進行並因此而合併非常低循環時間的下游方法。本發明之方法可以因此而被非常成功地整合於大量生產系統中。
本發明的整個方法所用的方法參數之選擇取決於任何個別情況中所用的系統之設計及所用的材料。此可由嫻於此技術者以極少的初步實驗簡單地決定。
根據本發明使用的材料是P(M)I，特別是PMI。這些P(M)I泡沫亦被稱為硬性泡沫，且其特徵為特別堅固。此P(M)I泡沫通常以二階段方法製造：a)鑄造聚合物之製造，和b)該鑄造聚合物之發泡。根據先前技術，這些之後經切割或鋸成所欲尺寸。目前尚未被工業上廣泛接受的替代方案是所述的模內發泡法，且本發明之方法可用於此處。
P(M)I之製造始於單體混合物之製造，該單體混合物包含(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯腈，較佳莫耳 比由2：3至3：2，作為主要構份。也可以使用其他共聚單體，例如丙烯酸或甲基丙烯酸的酯類、苯乙烯、順丁烯二酸和衣康酸及其酐類，及乙烯基吡咯烷酮。但是，此處的共聚單體之比例不應超過30重量%。也可以使用小量的交聯單體，例如丙烯酸烷酯。但是，其量較佳地最多由0.05重量%至2.0重量%。
此外，此共聚反應混合物包含發泡劑，其於約150至250℃的溫度分解或蒸發並因此而形成氣相。於低於此溫度發生聚合反應，鑄造聚合物因此包含潛在的發泡劑。此聚合反應有利地發生於介於兩個玻璃板之間的塊體模具中。
基本上，嫻於此技術者已經知道此類型的PMI半成品之製造且此可見於例如EP 1 444 293、EP 1 678 244或WO 2011/138060。特別可提到的PMI半成品是以發泡形式由Evonik Industries AG售於市面上的商品ROHACELL®。關於製造和加工，丙烯醯亞胺半成品(PI半成品)可被視為類似於PMI泡沫。但是，丙烯醯亞胺半成品因為毒性而使其受喜愛的程序遠低於其他泡沫材料。
本發明之方法的第二變體中，P(M)I粒子係懸浮聚合物，其可自身直接被用於方法中。此類型的懸浮聚合物之製造可見於例如DE 18 17 156或德國專利申請案13155413.1。
根據本發明製造的硬性P(M)I泡沫芯材的特 點在於硬性泡沫芯材的形狀複雜，及在於由P(M)I所構成之至少100μm厚度的表層包封硬式泡沫芯材表面達至少95%的程度。因此，這些嶄新的硬性泡沫芯材在表面上沒有開放的孔，此與先前技術之材料不同，具有特別的安定性(如與撞擊或衝擊相關者)，即使沒有任何額外的外層亦然。這些材料本身，並因此與本發明之方法無關，新穎並因此亦藉本發明提供。
較佳地，這些新穎的硬性P(M)I泡沫芯材的密度由25至220kg/m3。此外，這些產物經任意地供以前述嵌件。
根據本發明製造之發泡的硬性泡沫芯材，製自P(M)I，可以例如進一步加工以提供泡沫芯材複合材料。該泡沫模製物或泡沫芯材複合材料特別可用於大量製造，例如用於汽車工業的車體建構或用於內部包層、鐵道載具建構或造船、航空工業、機械工程、製造運動設備、傢俱建構或風力發電機組之設計的內部零件。基本上，本發明之硬性泡沫芯材通常適用於任何類型的輕質建構。
本發明之實例
所用PMI粒子包含Evonik Industries的商品ROHACELL® Triple F之材料。藉粒化機之助而粉碎，此粒子製自未經預發泡之完全聚合的共聚物片。實例中所用粒子的粒子尺寸範圍，在過篩以移除細粒之後，是1.0至5.0mm。
所用控溫介質是得自Huber的SilOil P20.275.50。該控溫介質用於加熱和冷卻該模具。
與所用模具相關的數據：模具內殼複製試樣的幾何形狀，外殼亦賦予形狀。兩個半模中的各控溫通道因此確保整個表面藉系統(其接近外表面並賦予形狀)控溫。兩個半模的殼藉氟橡膠墊片彼此密封。
與所用控溫設備相關的數據：
- 用於外部密封應用的動態控溫設備
- 製造商Huber(Kältemaschinenbau GmbH)
- 名稱：UNISTAT 530w
- 冷卻功率級別16kW，加熱功率級別12kW
實例1：使用未經預發泡的粒子使試樣發泡
得自研磨機之經研磨之未經預發泡的材料具有約1200kg/m3的封裝密度和約600至700kg/m3的整體密度。用於最終密度150kg/m3之試樣所須的粒子量為m=103.5g，此含括5重量%的DYNACOLL® AC1750。稱得粒子量並添加黏著促進劑，之後將此混合物分佈於腔中。以人工將材料裝至腔中，使得粒子均勻分佈於全區域以賦予形狀。之後封閉此腔，此時，模具已預熱至140℃。模具發泡方法如下：此處，模具於10分鐘內加熱至240℃。一旦達240℃，維持此溫度達8分鐘。共18分鐘之後，系統切換至冷卻，冷卻液通過封閉式模具的模具腔達12分鐘。共30分鐘之後，循環終了並可移出試樣。
實例2：使用經預發泡的粒子使試樣發泡
粒子先經預發泡以使得模具充填度可被最大化。預發泡法在IR烘箱中進行。此預發泡法降低了封裝密度和整體密度。此處，改變停留時間和溫度。此處所用參數是約180℃的溫度和約2.5min的停留時間。此使得整體密度降低140至150kg/m3。藉稱重餵料機，經研磨的材料分佈於輸送帶上。輸送帶將粒子帶至進行預發泡法之經遮蔽的IR光源範圍中。之後排放材料。經預發泡粒子的直徑在各情況中於最厚的點處為由2至20mm。
用於最終密度150kg/m3之試樣所須的粒子量為m=103.5g，此含括5重量%的DYNACOLL® AC1750。稱得粒子量並添加黏著促進劑，之後藉抽取運送，將此混合物裝於模具中，直到充填度接近幾乎100%。為此，模具處於直立狀態且已預熱至140℃。在之後的步驟中，使得模具處於發泡情況並開始進行模具發泡方法。用於此，已裝入材料的模具空間在10分鐘內加熱至240℃。一旦達240℃，維持此溫度達8分鐘。共18分鐘之後，系統切換至冷卻，維持於此溫度達12分鐘。共30分鐘之後，循環終了並可移出試樣。

Claims (14)

  1. 一種製造硬式聚(甲基)丙烯醯亞胺(P(M)I)泡沫芯材之方法，其包含以下步驟：a.將P(M)I粒子裝至二殼模具中b.加熱模具內的空間並同時使粒子發泡c.冷卻模具內的空間d.開啟和移除硬式泡沫芯材，其特徵在於該模具在兩個殼中具有腔，其賦予內部形狀並覆蓋模具內各個空間的區域，且加熱液體可在步驟b.中經由其通過且冷卻液體在步驟c.中經由其通過。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中腔賦予關於模具中之空間的形狀且介於該兩側之間之腔的厚度是2至20cm。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中加熱液體和冷卻液體是相同類型的液體，並自具有不同溫度之兩個不同的儲槽通至腔，加熱液體的溫度是180至250℃而冷卻液體的溫度是20至40℃。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中P(M)I粒子是尺寸由1.0至25.0mm之預發泡的P(M)I粒子。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中P(M)I粒子是尺寸由0.1至1.0mm的P(M)I懸浮聚合物。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中發泡於至多5min的期間內進行，且步驟a.至d.一起於10至60min的期間內進行。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中賦予兩側形狀之模具零件的厚度，介於腔和模具內的空間之間，是2至15cm。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中自腔流出的冷卻液體回到對應的儲槽之前，藉熱交換機冷卻至20至40℃的輸入溫度。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中於步驟a.中裝入的粒子經預熱至80至180℃的溫度。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中步驟a.中，粒子被抽至模具中。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中步驟a.中，當粒子裝至模具中時，達到50至100%的模具充填程度。
  12. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中在步驟b.之方法時間的前半段期間內，熱空氣或蒸汽通至模具內的空間中。
  13. 一種硬式泡沫芯材，其特徵在於硬式泡沫芯材係由P(M)I所構成並具有複雜形狀，及由P(M)I所構成之至少100μm厚度的表層包封硬式泡沫芯材表面達至少95%的程度。
  14. 如申請專利範圍第13項之硬式泡沫芯材，其中硬式P(M)I泡沫芯材的密度是25至220kg/m3。
TW104115594A 2014-05-19 2015-05-15 聚（甲基）丙烯醯亞胺粒子在封閉式模具內進行模具發泡以製造硬式泡沫芯材 TW201609343A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014209425.9A DE102014209425A1 (de) 2014-05-19 2014-05-19 Formschäumen von Poly(meth)acrylimid-Partikeln in geschlossenen Werkzeugen zur Herstellung von Hartschaumkernen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201609343A true TW201609343A (zh) 2016-03-16

Family

ID=53268778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104115594A TW201609343A (zh) 2014-05-19 2015-05-15 聚（甲基）丙烯醯亞胺粒子在封閉式模具內進行模具發泡以製造硬式泡沫芯材

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20170087750A1 (zh)
EP (1) EP3145691A1 (zh)
JP (1) JP2017523060A (zh)
KR (1) KR20170007442A (zh)
CN (1) CN106170508A (zh)
AU (1) AU2015263296A1 (zh)
BR (1) BR112016024800A2 (zh)
CA (1) CA2949294A1 (zh)
DE (1) DE102014209425A1 (zh)
RU (1) RU2016142716A (zh)
TW (1) TW201609343A (zh)
WO (1) WO2015177013A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014009338A1 (de) 2014-06-27 2015-12-31 Evonik Röhm Gmbh Druckabhängiges Formschäumen von Poly(meth)acrylimid-Partikeln in geschlossenen Werkzeugen zur Herstellung von Hartschaumstoffkernen
EP3159129A1 (de) 2015-10-22 2017-04-26 Evonik Röhm GmbH Herstellung von komplexen schaum-/ oder sandwichholstrukturen mittels eines formkerns
AT518099A1 (de) 2015-12-22 2017-07-15 Fill Gmbh Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Partikelschaummaterials
AT518100A1 (de) 2015-12-22 2017-07-15 Fill Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einem Partikelschaummaterial
CN109438743B (zh) * 2018-11-24 2022-05-27 浙江中科恒泰新材料科技有限公司 一种利用微波加热模内发泡制备的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫及其制备方法
US20210380776A1 (en) * 2018-11-26 2021-12-09 Mubea Carbo Tech Gmbh Process for producing poly(meth)acrylimide materials
CN113286686A (zh) 2019-01-16 2021-08-20 赢创运营有限公司 制备泡沫材料的新发泡方法
PL4010410T3 (pl) * 2019-08-08 2023-10-02 Evonik Operations Gmbh Sposób wytwarzania pianek sztywnych z polimetakrylanu metylu jako materiałów rdzeniowych w łopatach wirnikowych siłowni wiatrowych i w budowie łodzi
US11833703B2 (en) 2020-10-29 2023-12-05 Evonik Operations Gmbh Process for producing foam panels for the production of foam films

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3837769A (en) * 1972-07-29 1974-09-24 H Erlenbach Apparatus for the manufacture of molded articles of foam-forming thermoplastic synthetics
DE2726260C2 (de) 1977-06-10 1983-05-26 Röhm GmbH, 6100 Darmstadt Schäumbares Polymermaterial
JPS5514243A (en) * 1978-07-18 1980-01-31 Mitsubishi Petrochem Co Ltd Foaming mold for thermoplastic synthetic resin
DE3630930A1 (de) 1986-09-11 1988-03-24 Roehm Gmbh Verfahren zur herstellung eines hartschaumstoffes mittels eines mikrowellen- oder hochfrequenzfeldes
KR100436101B1 (ko) * 1998-12-11 2004-06-14 세키스이가세이힝코교가부시키가이샤 방향족 폴리에스테르계 수지 형내 발포 성형체의 제조 방법
DE10141757A1 (de) 2001-08-29 2003-03-27 Roehm Gmbh Verbessertes Verfahren zur Herstellung von PMI-Schäumen
DE10350971A1 (de) 2003-10-30 2005-06-02 Röhm GmbH & Co. KG Wärmeformbeständige Polymethacrylimid-Schaumstoffe mit feinen Poren
CN100420702C (zh) 2005-07-28 2008-09-24 西北工业大学 一种maa/an共聚物泡沫塑料及其制备方法
DE102010028695A1 (de) 2010-05-06 2011-11-10 Evonik Röhm Gmbh Polymethacrylimid-Schaumstoffe mit verminderter Entflammbarkeit sowie Verfahren zur Herstellung dieser
CN101857656B (zh) * 2010-05-24 2011-08-31 四川大学 用于生产聚甲基丙烯酰亚胺泡沫材料的可发性颗粒及应用
KR101860440B1 (ko) 2011-07-01 2018-05-24 삼성전자주식회사 기기 간 통신 시스템에서 멀티캐스트 데이터 암호화 키 관리 방법, 장치 그리고 시스템
US20150361236A1 (en) 2013-02-15 2015-12-17 Evonik Roehm Gmbh Bead polymer for producing pmi foams
DE102013225132A1 (de) 2013-12-06 2015-06-11 Evonik Industries Ag Vorschäumung von Poly(meth)acrylimid-Partikeln für das anschließende Formschäumen in geschlossenen Werkzeugen

Also Published As

Publication number Publication date
CN106170508A (zh) 2016-11-30
WO2015177013A1 (de) 2015-11-26
CA2949294A1 (en) 2015-11-26
RU2016142716A (ru) 2018-05-03
DE102014209425A1 (de) 2015-11-19
US20170087750A1 (en) 2017-03-30
EP3145691A1 (de) 2017-03-29
AU2015263296A1 (en) 2016-10-06
JP2017523060A (ja) 2017-08-17
KR20170007442A (ko) 2017-01-18
BR112016024800A2 (pt) 2018-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201609343A (zh) 聚（甲基）丙烯醯亞胺粒子在封閉式模具內進行模具發泡以製造硬式泡沫芯材
TW201615378A (zh) 用於製造硬質發泡芯材之聚（甲基）丙烯醯亞胺粒子在封閉式模具中隨壓力之模發泡
TWI656152B (zh) 聚（甲基）丙烯醯亞胺粒子之預發泡以供隨後於封閉模內發泡模塑
CN105218850A (zh) 一种高弹热塑性聚氨酯发泡粒子及其成型体的制备方法
US20120087823A1 (en) Method for producing porous metal sintered molded bodies
JPH0313057B2 (zh)
CN109721851B (zh) 一种轻质高强聚丙烯泡沫材料及其制备方法和应用
JPS62151326A (ja) ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の型内成形法
US10919198B2 (en) Production of complex hollow foam or sandwich structures by means of a mold core
CN111565904A (zh) 发泡成型品以及发泡成型品的制造方法
TW201806726A (zh) 經由使用增加導熱性的添加劑來縮短聚合物粒子發泡的冷卻期
CN113001864B (zh) 一种基于发泡注塑制坯的聚合物微发泡装置和工艺
KR20160033669A (ko) 고강도 표피층이 형성된 압축발포 성형물 및 이의 제조장치 및 제조방법
JP6228610B2 (ja) ポリスチレン系複合樹脂粒子、発泡性複合樹脂粒子、予備発泡粒子及び発泡成形体の製造方法
JP2798572B2 (ja) 再生発泡ポリスチレン系樹脂成形体の製造方法
JP3696146B2 (ja) 発泡ポリスチレン系樹脂成形品の製造方法
JP2007144969A (ja) 型内発泡用金型洗浄樹脂及びそれを用いた熱可塑性樹脂予備発泡粒子塊の除去方法
JPS63178029A (ja) 熱可塑性樹脂発泡粒子の型内成形法
PL227069B1 (pl) Sposób wytwarzania kompozycji polimerowej
JP2011202113A (ja) 発泡性熱可塑性樹脂粒子の予備発泡方法および予備発泡粒子