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HK1256005A1 - 借助型芯制备复杂中空泡沫或夹芯结构 - Google Patents

借助型芯制备复杂中空泡沫或夹芯结构 Download PDF

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HK1256005A1
HK1256005A1 HK18115025.7A HK18115025A HK1256005A1 HK 1256005 A1 HK1256005 A1 HK 1256005A1 HK 18115025 A HK18115025 A HK 18115025A HK 1256005 A1 HK1256005 A1 HK 1256005A1
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HK
Hong Kong
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process step
core
particles
mold
mould
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Application number
HK18115025.7A
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English (en)
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A‧克拉特兹
A‧克拉特茲
D‧侯雷因
Original Assignee
赢创运营有限公司
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Description

借助型芯制备复杂中空泡沫或夹芯结构
技术领域
本发明涉及一种制备可用于例如汽车制造或飞机构造的复杂的、模内发泡的硬质泡沫材料，更特别是聚(甲基)丙烯酰亚胺(P(M)I)芯，优选聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)芯的方法。在此，该方法的特征在于通过在发泡过程中使用颗粒芯，可以实现与现有技术的泡沫材料或夹芯材料相比额外的重量减轻。
背景技术
如今，基于硬质泡沫的芯材用于许多轻型结构技术用途。在大多数情况下，将这些材料与例如由碳纤维增强或玻璃纤维增强的复合材料、金属或木材构成的外层接合，并由此构造夹芯组件。在许多情况下，夹芯组件提供重量与机械性质之间的最佳折衷。但是，在体积很大的组件的情况下，例如在大厚度的复杂三维结构的情况下，或也根据当时的该组件的压力负荷情况，有可能在最终用途中完全不需要该芯材。在这些情况下，芯材主要充当制造辅助材料，这在最终组件中带来不必要的额外重量。
目前，为了生产中空纤维复合结构，在小型生产运行中使用蜡芯。在这种情况下，将纤维复合材料施加到蜡芯上，在各种浸渍法中固结，并最后脱除蜡芯。但是，由于蜡芯，该加工程序限于低温和低压，并且已证实蜡芯的脱除是非常复杂的工艺步骤。由此得出，加工中的周期时间非常长。因此，只能实现非常小型的生产运行。这种方法不适用于生产具有空腔的泡沫。因此，仅由于扩散到孔隙中就已经排除在泡沫芯内熔融。或者，必须经由大面积留空脱除蜡芯，这又会导致泡沫芯的稳定性降低。
下面提供有关P(M)I泡沫材料或夹芯材料的制备的综述。这些方法可简单转用于其它硬质泡沫材料，例如PE、PP、PU、PET或PVC泡沫。
DE 27 26 260描述了甚至在高温下具有优异机械性质的聚(甲基)丙烯酰亚胺泡沫(P(M)I泡沫)的生产。通过浇铸法生产泡沫，即将单体和所需附加物质混合并在隔槽(Kammer)中聚合。在第二步骤中，通过加热使该聚合物发泡。这种方法非常复杂并几乎不能自动化。
DE 3 630 930描述了另外的将由甲基丙烯酸和甲基丙烯腈制成的上述共聚物片材发泡的方法。在此，该聚合物片材借助微波场发泡，因此下文将其称作微波法。此处必须考虑的因素在于待发泡的片材或至少其表面必须预先加热到该材料的软化点或以上。当然，由于在这些条件下通过外部加热软化的材料也开始发泡，仅通过微波场的作用无法控制该发泡操作，而是必须通过伴随加热从外部共同控制。这意味着将微波场接通到普通一步热空气法中以加速发泡。但是，已证实微波法太复杂，因此没有实用意义，并且目前为止从未使用。
除PMI泡沫外，还已知有具有类似性质的基于甲基丙烯酸和丙烯腈的泡沫(PI泡沫)。这些例如描述在CN 100420702C中。但是，这些泡沫也由片材制备。
除由未发泡聚合物片材开始的这些方法外，还已知有由颗粒开始的所谓“模内发泡”工艺。但是，与所述方法相比，这些原则上具有许多缺点。因此仅实现不均匀孔隙结构，其在原始粒子内部和原始粒子间的界面之间表现出差异。另外，由于如上所述在发泡时粒子的不均匀分布，泡沫的密度额外不均匀。还可观察到由颗粒发泡而得的这些产品在发泡过程中在原始粒子之间形成的界面处具有相对较差的内聚力，因此具有比由半成品片材发泡而得的材料差的机械性质。
WO 2013/05947描述了一种模内法，其中通过如下方式已至少解决后一问题：在将粒子装入成型的发泡模具之前用粘合促进剂，例如用聚酰胺或用聚甲基丙烯酸酯涂布它们。由此实现粒子边界处的很好粘合。但是，这种方法没有避免最终产品中的不均匀孔隙分布。
但是，迄今几乎没有描述硬质泡沫，特别是P(M)I泡沫的模内发泡。相反，这种类型的方法早已知用于其它泡沫材料。大多在室温下由适当的反应性液体制备聚氨酯泡沫。由颗粒在模内发泡工艺中制备由PE、PP、聚苯乙烯或聚乳酸(PLA)制成的泡沫。
申请号为102014209425.9的德国专利申请公开了其中P(M)I颗粒在具有贴合形状并用于加热和冷却的空腔的双壳压模中热发泡的方法。这种方法代表与现有技术相比显著的效率提高。但是，由于加热和因此发泡，以及冷却都在同一模具中发生，该模具总是被相对较长时间占据，因此也总是存在相对较长的生产周期时间。此外，在所制备的泡沫芯中仍然总是存在可察觉的密度梯度，其由待发泡的材料内从外到内的温度梯度造成。
发明内容
问题
因此，在所论述的现有技术的背景下，本发明要解决的问题是提供一种新方法，采用该方法，具有与现有技术相比降低的最终重量的大体积、复杂形状的硬质泡沫芯或夹芯组件可使用所述组件的已经成熟的生产工艺得以实现。
本发明解决的一个特定问题是使用这种方法可将硬质泡沫粒子，更特别是P(M)I粒子在模内发泡操作中简单和以高物料通过速度加工以产生模制硬质泡沫芯或产生夹芯材料，其中这些应该具有与现有技术相比另外显著降低的重量。
本发明解决的另一问题在于提供一种P(M)I的模内发泡方法，其导致获得在泡沫内具有内空腔和同时非常均匀的密度分布和窄孔尺寸分布的最终产品。
更特别解决的一个问题在于，这种方法，与现有技术的方法相比，可以短周期时间实施并产生最终几何形状的硬质泡沫芯而不用特别的后加工。
可以由现有技术、说明书、权利要求书或实施例推导出此处没有明确论述的其它问题。
在本文上下文中，术语“聚(甲基)丙烯酰亚胺”(P(M)I)是指聚甲基丙烯酰亚胺、聚丙烯酰亚胺或其混合物。相应的考虑适用于相应的单体，如(甲基)丙烯酰亚胺和(甲基)丙烯酸。例如，术语(甲基)丙烯酸不仅是指甲基丙烯酸，还是指丙烯酸或这两者的混合物。
解决方案
通过提供一种生产复杂硬质泡沫芯的新方法解决了提出的问题，所述硬质泡沫芯更优选是聚(甲基)丙烯酰亚胺(P(M)I)硬质泡沫芯。术语“硬质泡沫芯”在此上位性地包括无外层的泡沫体，特别但不一定包含硬质泡沫，和复合材料或夹芯材料中的泡沫芯。
本发明的这种方法包含下列工艺步骤：
a.制备填充有粒子并由箔构成的填充芯，
b.将所述填充芯插入模具，然后闭合模具，
c.将预发泡或未发泡的基体粒子装入在填充芯与模具内壁之间的空腔，
d.使基体粒子发泡、打开模具并取出硬质泡沫芯，
e.任选地，在得自工艺步骤b.的可触及的之前的接触区打开所述箔，和
f.从所述硬质泡沫芯中取出粒子。
有涉及整个工艺的各种不同的变体，特别是关于工艺步骤b.中的填充芯的插入。三种最重要的变体在此如下：
在第一变体中，在工艺步骤b.中以填充芯接触模具内壁的0.5至10，优选1至5面积％的方式将填充芯插入模具。在这种情况下可以例如简单地悬挂引入开口。在这一变体的情况下，通常不需要工艺步骤e.，并且工艺步骤f.中的粒子的取出最简单地进行。
在第二变体中，在工艺步骤b.中，插入填充芯的方式使得填充芯在工艺步骤d.后完全被泡沫包围。为此，例如，该填充芯可以由线悬入模具中。在本发明的这一变体中，在工艺步骤e.中部分钻开或切开泡沫。这为了随后在工艺步骤f.中取出粒子而进行。结果获得其空腔可几乎完全被泡沫包封的泡沫体。随后开口的尺寸在此取决于粒子尺寸和自由流动能力，还可能取决于空腔的形状和粒子的所需取出时间。
在本发明的方法的第三变体中，在工艺步骤b.中以填充芯接触模具内壁的0.5至10，优选1至5面积％的方式插入填充芯。另外用易移除工具封闭这一位置。这种工具可以是例如塞子或夹子。最后在工艺步骤e.中移除这一工具。在取出粒子后，该工具可任选再使用，在这种情况下可例如通过粘合剂粘合或缝合固定。
关于工艺步骤a.和b.：就所涉粒子而言，选择粒子以使它们直到与所用最大发泡温度对应的温度仍保持自由流动。“自由流动”在此是指粒子仅使用低水平的机械能，例如摇动、推挤或捅戳就可回到自由流动状态。在所述发泡温度和超压下，甚至在较长时间负荷下，该粒子优选也化学稳定，仅发生轻微体积变化并且不熔融或不互相粘着。
此处特别合适的粒子是砂，或由例如PEEK构成的在发泡温度下为稳定并且固体的聚合物粒子，或金属粒子或玻璃珠。但是，也可想到其它填料，主要是矿物填料，或还有温度稳定的晶种。
该箔根据本发明应该相同地是具有类似温度稳定性的箔。其实例是PTFE、PEEK或PPSU箔。也可想到使用例如用有机硅或用金属涂布或浸渍的箔。对于后一种箔，作为载体材料也可涉及涂布或浸渍的织物或纸。
该填充芯优选为紧密堆积并因此尺寸稳定的形式。该填充可以在此例如借助压缩空气或在负压下抽吸入进行。为了压实，可以例如在压机中另外向外侧施加压力。这任选也可进行填充芯的成型。该成型也可以通过负压和/或超压进行和/或辅助。在已进行填充后，该箔可以被密封以形成封闭袋，或在填充位置保持开放，并可以在这一填充位置朝上的情况下引入模具。该填充芯优选在一个位置开放并在工艺步骤b.中在这一开放位置悬挂放置到模具中。
在上述第一或第三变体的一个特定实施方案中，在工艺步骤b.中将填充芯以其在至少两个位置接触模具内壁的方式插入模具。在这种情况下在模具内不是朝上的第二位置必须封闭。对于这种程序，随后有可能在工艺步骤f.中借助压缩空气从空腔中吹出粒子。为此，必须打开在硬质泡沫芯的表面上可触及的位置或第二位置。
关于工艺步骤c.和d.：原则上，用于生产粒子泡沫的所有已知方法可集成到本发明的方法中。在从模具内腔释放压力的同时进行实际发泡的方法已证实特别优选。例如在国际申请PCT/EP2015/064316中对P(M)I描述了这种类型的方法。下面简要作为本发明方法的工艺步骤c.和d.的示例性实施方案实施这种方法。本领域技术人员在此显而易见，如所述，在工艺步骤c.和d.中也可以使用其它粒子泡沫和/或其它粒子发泡法。因此，下述实施方案应被视为本发明的方法的优选实施方案：
在这种优选的部分发泡法中，基体粒子在工艺步骤c0.中预热并在压力下装入模具。然后在发泡温度下通过降低压力进行发泡。
在这一实施方案中，工艺步骤c.和d.具有下列独立步骤：
c0:将基体粒子加热至常压发泡温度T1，其中这在压力p1下进行，其中在10分钟内P(M)I粒子的体积增加不大于10体积％，
c1:将基体粒子装入由填充芯和模具内侧形成的空腔，其中该装入过程在优选比p1低不大于10％的压力p2下进行，接着闭合模具，
d1:在温度T2下释放模具内腔的压力至压力p3，在此粒子进行发泡，
d2:将模具内腔冷却至温度T3，和
d3:打开和取出硬质泡沫芯。
这一实施方案的一个特定优点在于该发泡可以在最多2分钟内进行，并且工艺步骤a.至d.可以一起在5至45分钟的短时间间隔内进行，其中工艺步骤a.有可能与其它工艺步骤平行进行。
另一优点在于在发泡时材料内的均匀温度分布。这带来最终产品中的孔隙的特别均匀分布和尺寸分布。因此，不同于现有技术的发泡方法，最终产品没有或仅具有最低程度的密度梯度。在现有技术的发泡方法中，外部区域通常在比内部区域高的程度上发泡。
温度T1优选在150至250℃之间，更优选在180至220℃之间。工艺步骤c0.中的压力p1和工艺步骤c1.中的压力p2优选各自在2至20巴之间。温度T2优选调节为150至250℃，特别优选180至220℃的值。压力p3优选为0.1至2.0巴，特别优选为常压至1.5巴。
在本发明的方法的一个特别的变体中，工艺步骤c1.在工艺步骤c0.之前进行。在这一变体中，在其中在工艺步骤d.中也进行发泡的模具中预热粒子。在这一变体中，可以灵活地选择压力p2，并且例如可以在常压下装入材料。但是，在工艺步骤c1.之前进行工艺步骤c0.的本发明方法的实施方案优于这一变体。
对于这一实施变体，特别优选在工艺步骤c0.中将粒子储存在温度T1和压力p1的储器中并由此预热。然后在工艺步骤c1.中将粒子分批装入模具，其中在每种情况下在分批装入后关闭在储器与模具之间的连接，然后在工艺步骤d1.中释放压力。
已证实尤其有利的是，在工艺步骤c1.中添加之前，在比发泡温度低小于50℃的温度和比常压高至少1巴的压力下将基体粒子储存在储器中，并在工艺步骤c1中将它们分批装入模具，其中在每种情况下在分批装入后关闭在储器和模具之间的连接。
附加地或替代性地，已经证实非常有利并对该方法具有加速作用的是，在工艺步骤c1.中将粒子抽吸入和/或吹入模具内的空腔中。
工艺步骤c1.中的压力p2在此得自粒子进给系统，如储器中的压力、模具的排空压力和得自抽吸和/或吹入装置的压力变化。根据本发明，用于工艺步骤c1.的参数的设计中应注意，调节所有这些参数以使p2比p1低不大于10％或甚至高于p1。因此抑制粒子的过快发泡。
此外，在工艺步骤c1.中有利地用粒子将模具填充至50％至100％，优选75％至98％的填充水平。在本文上下文中，100％填充水平是指用粒子装填模具直至达到最上边缘。在此，在粒子之间自然地留下空置空间，其尺寸取决于粒子尺寸和粒子形状。所述空置空间理论上也可构成模具内空间的100％直至50％的填充水平。所述空置空间最终在工艺步骤c.中通过发泡封闭，由此形成均匀的硬质泡沫芯。
在工艺步骤b.之前，模具内腔可能不仅带有填充芯，还带有所谓的嵌件。在工艺步骤c.中装入颗粒的过程中，这些嵌件最初被颗粒包围并因此在随后的硬质泡沫芯中作为这一工件的整合组成部分完全或部分被泡沫基体包围。这些嵌件可以例如是具有内螺纹的物体。所述内螺纹可随后用于形成与硬质泡沫芯的螺纹连接。也可以类似地嵌装入销、钩、管等。也可以甚至在硬质泡沫芯的生产过程中已经将电子芯片或电缆集成到所述芯中。
关于工艺步骤c.中所用的基体粒子，根据本发明提供各种优选实施方案。
在第一实施方案中，基体粒子是由硬质泡沫聚合物，更特别是作为浇铸聚合物获得的P(M)I片材聚合物构成的磨碎材料。所述片材可以例如在磨机中粉碎以提供合适的粒子。磨碎的基体粒子在这一变体中优选以1.0至4.0mm的粒子尺寸使用。
在本发明的一个优选变体中，这些基体粒子在工艺步骤c.中装入模具之前预发泡。在此必须注意预发泡不进行到完全，而是仅进行到发泡度为10％至90％，优选20％至80％。随后在工艺步骤d.中发生最终完全发泡。在这一变体中，优选使用具有1.0至25.0mm的粒子尺寸的预发泡基体粒子。预发泡基体粒子优选具有40至400kg/m3，优选50至300kg/m3，更优选60至220kg/m3，尤其优选80至220kg/m3的密度。P(M)I的一种特别合适的预发泡方法例如描述在申请号为102013225132.7的德国专利申请中。
在该方法的第三实施方案中，基体粒子包含硬质泡沫悬浮聚合物，优选P(M)I悬浮聚合物。优选使用具有0.1至1.5mm，特别优选0.1至1.0mm的粒子尺寸的这种类型的悬浮聚合物。P(M)I悬浮聚合物的生产例如可见于申请号为PCT/EP2014/050658的国际申请。
在本发明方法的第四实施方案中，在工艺步骤c.中使用预发泡的悬浮聚合物。关于发泡度，适用与上文对磨碎材料的预发泡基体粒子所述相同的描述。预发泡基体粒子优选具有40至400kg/m3，优选50至300kg/m3，更优选60至220kg/m3，尤其优选80至220kg/m3的密度。这些预发泡的悬浮聚合物优选以0.1至2.0mm，特别是0.2至1.5mm的粒子尺寸使用。
任选地，在本发明的方法中，在工艺步骤d.的持续期的前一半，优选在前四分之一的过程中，可以将热空气、热气体或蒸汽，优选热惰性气体或空气，引入模具内腔。这种引入过程在此在温度为90至300℃，优选150至250℃下进行。
相对于其它现有技术，可以借助基于压力释放发泡的方法生产具有明显更均匀的孔隙结构并且没有缺陷、同时形状更复杂的模制品或泡沫材料。此外，借助这种方法，可以快速、在短周期时间内和以特别好的品质制备这些复杂形状。特别地，当本发明的方法与现有技术方法比较时，其具有更短加热和冷却周期。本发明方法与现有技术相比的巨大优点还在于，其温和以致不破坏基体粒子的表面。
在本发明方法的一个特定实施方案中，模具壳的内侧可以在工艺步骤b.或c.之前用构成后来的外层的材料，优选用预浸料坯或有机板加衬。也可以引入例如装饰箔或金属。该箔、金属、预浸料坯或有机板可任选已用粘合剂或粘合促进剂涂布。在工艺步骤d.中的发泡过程中，形成的泡沫随后与该涂布或未涂布的膜、金属、预浸料坯或有机板接合，其因此构成外层。借助这种类型的程序，在工艺步骤d.中以具有外层的复合材料的形式取出硬质泡沫芯。
替代性地或附加地，填充芯的外侧也可以在工艺步骤b.或c.之前用构成后来的外层的类似材料，优选用预浸料坯或有机板覆盖。
表述“构成后来的外层”在此优选是指所涉有机板或预浸料坯是在发泡条件下平行固化的那些。
关于工艺步骤e.和f.，也可以强调下列方面：
如果填充芯完全封闭，其必须在该材料的外侧可触及的一个或多个位置打开。然后在工艺步骤f.中在最简单的情况下通过简单摇动取出粒子，其中该粒子通常可随后再使用。在某些情况下，工艺步骤f.中，必须例如通过摇动、吹出、捅戳或敲击来辅助取出过程。
任选地并且特别取决于箔材料和空腔几何形状，可以在工艺步骤f.后从硬质泡沫芯中取出该箔。如果这不可能或不合意，该箔也可以留在空腔内而不显著增加重量。
也可以使用粘合促进剂改进在泡沫芯材和外层之间的粘合，所述粘合在用于生产复合材料的后续方法步骤中起重要作用。代替在随后的工艺步骤中施加，这些粘合促进剂也可能在本发明的预发泡之前已施加在基体粒子的表面上。特别地，聚酰胺或聚(甲基)丙烯酸酯已证实适合作为粘合促进剂。但是，也可以使用本领域技术人员从复合材料的生产中已知的，特别是取决于外层中所用的基体材料而定的低分子量化合物。
特别地，本发明的方法的巨大优点在于其可很快并因此与具有很低周期时间的下游工艺结合进行。本发明的方法因此可非常好地集成在大规模生产系统内。
对于本发明的整个方法，要选择的工艺参数取决于在个别情况下所用的系统的设计，及其设计，以及所用材料。本领域技术人员可容易通过一些预备实验确定这些。
根据本发明，工艺步骤d.后的中间产品(包含填充芯)也可以储存和/或首先进行进一步整理步骤，例如粘合剂粘合、安装、配备外层、抛光、切割或锯切。然后可任选地随后才在工艺步骤e.和f.中从填充芯中除去粒子。这将泡沫材料在进一步加工和/或储存过程中额外稳定化。
根据本发明使用的材料优选是P(M)I，更特别是PMI。这种类型的P(M)I泡沫具有特别的强度。该P(M)I泡沫通常在两步法中生产：a)生产浇铸聚合物，和b)任选地，这种浇铸聚合物的部分发泡。根据现有技术，这些随后切割或锯切以产生所需形状。在工业中尚未广泛接受的一种替代方案是所提到的模内发泡法，本发明的方法可用于此。
为了P(M)I的生产，初始生产优选以2:3至3:2的摩尔比包含(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯腈作为主要成分的单体混合物。也可以使用其它共聚单体，例如丙烯酸的酯或甲基丙烯酸的酯、苯乙烯、马来酸或衣康酸和它们的酸酐，或乙烯基吡咯烷酮。但是，共聚单体的比例在此不应大于30重量％。也可以使用少量交联单体，例如丙烯酸烯丙酯。但是，该量优选应为最多0.05重量％至2.0重量％。
用于共聚的混合物还包含在大约150至250℃的温度下分解或汽化并由此形成气相的发泡剂。该聚合在此温度以下进行，因此该浇铸聚合物包含潜在发泡剂。该聚合有利地在两个玻璃板之间的板坯模具(Blockform)中进行。
这种类型的PMI半成品的生产原则上是本领域技术人员已知的并可见于例如EP 1444 293、EP 1 678 244或WO 2011/138060。特别可提到的PMI半成品是以发泡形式由Evonik Industries AG公司以产品名出售的那些。丙烯酰亚胺半成品(PI半成品)被认为在生产和加工方面类似于PMI泡沫。但是，由于毒理学原因，丙烯酰亚胺泡沫与其它泡沫材料相比明显不优选。
在本发明方法的第二变体中，P(M)I粒子是本身可直接引入该方法的悬浮聚合物。这种类型的悬浮聚合物的生产可见于例如DE 18 17 156或WO 2014/124774。
但是，代替P(M)I，根据本发明也可以使用其它泡沫，尤其是硬质泡沫，例如PP、PET、PE、PVC或硬质PU泡沫。通过在每种情况下在发泡过程中具体需要的工艺参数调节该方法以适应这些泡沫，并且是本领域技术人员可简单推导的。
根据本发明制成的泡沫体或包含泡沫芯的夹芯材料同样是本发明的一部分并且特别以下述事实为特征：它们具有至少在一个位置连接到泡沫芯的表面上的空腔。这一位置在此优选占表面的1至10面积％。这一位置任选可随后借助粘合剂粘合、缝合、销连接或螺栓连接而用外层材料封闭。也可以安置预浸料坯或有机板并将其固化。这些产品还可任选带有上述嵌件。
此外，这些泡沫体或泡沫芯在泡沫内表面与空腔之间具有箔、固化的预浸料坯或有机板，或什么都没有。所涉产品优选是在夹芯材料中的硬质P(M)I泡沫芯，或是P(M)I泡沫体。
该硬质泡沫芯可优选具有复杂形状。本发明的泡沫体的表面在此在至少95％的程度上被由硬质泡沫材料构成并优选具有至少100μm的厚度的皮包封。这意味着这些新型硬质泡沫芯或泡沫体在表面上没有开孔，因此即使没有附加外层，与现有技术的材料相比也具有特别稳定性，例如对碰撞或敲击而言的稳定性。
这些材料本身并因此独立于本发明方法而是新的，因此同样是本发明的组成部分。
这些新硬质泡沫芯优选具有20至180kg/m3的密度。这一密度数据在此涉及包括空腔在内的中空泡沫体，其开口已实际上或在概念上是封闭的。
根据本发明制成的发泡的泡沫体可例如进一步加工，以产生泡沫芯复合材料。本发明的泡沫体或泡沫芯-复合材料或夹芯材料特别可用于大规模生产，例如用于汽车工业中的车体构造或内饰，用于轨道车辆构造或造船中的内部部件、用于航空航天工业、用于机械工程、用于制造体育器材、用于家具构造或用于风力涡轮机的构造。本发明的硬质泡沫芯总体上原则上适用于任何类型的轻型构造。

Claims (17)

1.生产复杂硬质泡沫芯的方法，其包括下列工艺步骤：
a.制备填充有粒子并由箔构成的填充芯，
b.将所述填充芯插入模具，然后闭合模具，
c.将预发泡或未发泡的基体粒子装入在填充芯与模具内壁之间的空腔，
d.使基体粒子发泡、打开模具并取出硬质泡沫芯，
e.任选地，在得自工艺步骤b.的可触及的之前的接触区打开所述箔，和
f.从所述硬质泡沫芯中取出粒子。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于在工艺步骤b.中插入填充芯的方式使得填充芯接触模具内壁的0.5至10面积％。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于在工艺步骤b.中插入填充芯的方式使得填充芯在工艺步骤d.后完全被泡沫包围，并且在工艺步骤e.中部分钻开或切开泡沫以在工艺步骤f.中取出粒子。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于在工艺步骤b.中插入填充芯的方式使得填充芯接触模具内壁的0.5至10面积％，并且用易移除工具封闭这一位置，并且在工艺步骤e.中移除这一工具。
5.根据权利要求1至4的至少一项的方法，其特征在于所述粒子是砂、在发泡温度下为稳定并且固体的聚合物粒子、金属粒子或玻璃珠。
6.根据权利要求1至5的至少一项的方法，其特征在于所述箔是PTFE、PEEK或PPSU箔或是含有机硅的纸或含有机硅的箔，并且其任选在工艺步骤f.后从所述硬质泡沫芯中取出。
7.根据权利要求1至6的至少一项的方法，其特征在于在工艺步骤a.中所述填充芯紧密堆积并借助压机和/或通过施加负压而成型。
8.根据权利要求1至7的至少一项的方法，其特征在于所述填充芯在一个位置开放并在这一开放位置将所述填充芯悬挂放置到模具中。
9.根据权利要求1至8的至少一项的方法，其特征在于模具内侧在工艺步骤b.或c.之前用形成后来的外层的材料，优选用预浸料坯或有机板加衬。
10.根据权利要求1至9的至少一项的方法，其特征在于所述填充芯的外侧在工艺步骤b.或c.之前用形成后来的外层的材料，优选用预浸料坯或有机板覆盖。
11.根据权利要求1至10的至少一项的方法，其特征在于在工艺步骤b.中插入填充芯以使其在至少两个位置接触模具内壁，并且在工艺步骤f.中借助压缩空气从空腔中吹出粒子。
12.根据权利要求1至11的至少一项的方法，其特征在于所述基体粒子是具有1.0至25.0mm的粒子尺寸的预发泡P(M)I粒子或是具有0.1至1.0mm的粒子尺寸的P(M)I悬浮聚合物。
13.根据权利要求1至12的至少一项的方法，其特征在于所述基体粒子在工艺步骤f.中以预加热形式在压力下装入，并且在发泡温度下通过降低压力进行发泡。
14.根据权利要求1至13的至少一项的方法，其特征在于在工艺步骤c.中通过抽吸和/或通过鼓风将所述基体粒子引入模具。
15.根据权利要求1至14的至少一项的方法，其特征在于在填充芯和模具内侧之间的空腔在工艺步骤c.中用基体粒子填充至50％至100％的填充水平。
16.根据权利要求1至15的至少一项的方法，其特征在于在工艺步骤c.中添加之前，在比发泡温度低了小于50℃的温度和比常压高至少1巴的压力下将基体粒子储存在储器中，并在工艺步骤c.中分批装入模具，其中在每种情况下在分批装入后关闭储器和模具之间的连接。
17.泡沫体或包含泡沫芯的夹芯材料，其特征在于其具有至少在一个位置与泡沫芯的表面连接的空腔，并且在泡沫芯和空腔之间存在有箔、经固化的预浸料坯或有机板，或没有任何物质。
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