复合结构制造技术

本发明专利技术涉及复合结构，尤其是包含结构层Ｃ１、硬质或半硬质泡沫体的减重和任选增强的层Ｃ２以及任选的结构层Ｃ３的夹层结构。更特别地，本发明专利技术涉及含有基于聚酰胺的泡沫体的层Ｃ２的复合结构，所述结构的制造方法和用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及复合结构，尤其是包含结构层C1、硬质或半硬质泡沫体的减重和任选增强的层C2以及任选的结构层C3的夹层结构。更特别地，本专利技术涉及含有基于聚酰胺的泡沫体的层C2的复合结构，所述结构的制造方法和用途。
技术介绍
在许多领域中，例如在航空学、汽车工业以及运动和休闲工业中均使用复合结构，尤其是夹层结构。这些结构被用于制造运动制品如滑雪板，或者用于制造各种表面，例如特种地板、隔板、车辆的车身、广告板等。也可使用复合结构来制造半敞走廊的廊顶、平台、屋顶、阳台、走廊、墙壁(壁板)等。在航空学领域中，这些结构尤其被用于整流装置方面(机身、机翼、尾翼)。在汽车工业中，它们被用于例如地板和支撑体方面，例如后部板(tablettes arrière)等。对于各种应用来说，要求高性能的复合结构。需要开发具有良好性能，尤其是具有良好的刚性、轻度和可循环使用性的复合结构。制造具有蜂窝结构的内部减重层的复合结构已经是已知的。例如具有六边形蜂格的蜂窝结构是已知的。所述结构具体地具有下述缺点这种复杂结构的制造成本高；另外，可能会观察到由于这种结构的自身性质而导致的不希望的现象，尤其是在水渗透情况下的蜂格填充的现象，以及“电报效应(effettélégraphe)”的现象。具有聚氨酯泡沫的内部减重层的复合结构也是已知的。然而，硬质聚氨酯泡沫往往会碎裂，并且还具有低的冲击强度和疲劳强度。其使用温度也受到限制。
技术实现思路
因此，本专利技术提出一种复合结构，它不具有这些缺点，并且尤其显示出良好的刚性、轻度和可循环使用性的性能。本专利技术因此涉及一种复合结构，尤其是夹层结构，它包括至少·结构层C1·硬质或半硬质泡沫体构成的减重和任选增强的层C2·任选地，结构层C3。该泡沫体是基于聚酰胺的泡沫体。根据本专利技术的一个特定的实施方案，复合结构是含两个外部结构层C1和C3以及内部减重层C2的夹层结构。该复合结构的结构层优选为板材或片材的形式。板材由彼此具有不同取向的数个片材形成，以便获得显示出良好机械性能的板材。板材或片材可具有可变的尺寸。例如，作为适用于本专利技术范围的板材尺寸，可以提及长度为2.5m且宽度为1m的板材。结构层可以是金属例如铝、金属合金例如钢等制成的结构层。板材可用任何合适的涂层上漆或覆盖。本专利技术复合结构中结构层的厚度优选为0.2至3mm。本专利技术复合结构的外层可包括数层。本专利技术复合结构的总厚度优选为3至50mm。本专利技术结构中泡沫体的密度优选小于300kg/m3，并且优选30至200kg/m3。较低密度的泡沫体意味着复合结构将会更轻，这带来了许多优点。本专利技术复合结构中泡沫体的杨氏模量压缩模量优选大于或等于30MPa。所述模量可通过在以下实验部分中所述的方法来测量。本专利技术结构中的泡沫体优选具有良好的压缩强度，这使其能在结构体受到可能的挤压时保持它的完整性和它的性能。这种挤压可能发生在该结构的某些应用领域中，例如尤其是在剧烈冲击的过程中。本专利技术的聚酰胺是例如通过缩聚二羧酸和二胺获得的那些类型的聚酰胺，或者例如通过缩聚内酰胺和/或氨基酸获得的那些类型的聚酰胺。本专利技术的聚酰胺可以是不同类型和/或相同类型的聚酰胺的混合物，和/或由与相同类型和/或不同类型聚酰胺相对应的不同单体获得的共聚物。聚酰胺有利地选自PA4.6、PA6、PA6.6、PA6.9、PA6.10、PA6.12、PA6.36、PA11、PA12或者选自聚邻苯二甲酰胺的半结晶半芳族聚酰胺或者共聚酰胺，以及这些聚合物的混合物和它们的共聚物。根据本专利技术的一个优选的实施方案，聚酰胺选自聚酰胺6、聚酰胺6.6，它们的混合物和共聚物。本专利技术的硬质或半硬质聚酰胺泡沫体可通过本领域技术人员已知的任何方法获得。它可通过在压力下将气体注入到熔融状态下的聚酰胺中来获得。也可通过将发泡剂(热不稳定的填料)引入到熔融状态下的聚酰胺中来获得泡沫体，其中所述发泡剂在其分解过程中释放气体。还可通过在熔融状态下的聚酰胺中添加在该熔体中溶解的化合物来获得本专利技术的聚酰胺泡沫体，其中通过这些化合物的挥发来获得泡沫体。也可通过释放气体(例如二氧化碳)的化学反应的方式获得泡沫体，例如通过使异氰酸酯和内酰胺以及用于活化阴离子聚合反应用的碱进行接触来获得。本专利技术的聚酰胺泡沫体优选由聚酰胺和聚碳酸酯的混合物获得。该泡沫体通过化学法获得，也即尤其通过聚酰胺和聚碳酸酯之间的化学反应获得。混合物中的聚碳酸酯有利地是下式的含芳环的聚碳酸酯 其中R1和R2可以相同或不同，表示氢原子、卤素原子或含有1至5个碳原子的烷基或卤代烷基，并且每个芳环可被具有1至5个碳原子的烷基或卤代烷基取代。n是40至300，优选20至300的整数。本专利技术的聚碳酸酯的分子量优选5000至80000，更优选10000至40000。有利地，相对于聚酰胺，混合物具有0.5-20wt％的聚碳酸酯，优选5-15wt％。除了包含聚酰胺和聚碳酸酯以外，本专利技术的聚酰胺和聚碳酸酯的混合物还可包含发泡剂，所述发泡剂可以在由该混合物制备泡沫体的过程中加强发泡。所述发泡剂是本领域技术人员所熟悉的。该混合物还可包括适合于进一步加工泡沫体的其它添加剂，例如表面活性剂、成核剂如滑石、增塑剂等。这些添加剂是本领域技术人员所熟悉的。该混合物还可包括增强填料，例如玻璃或碳酸酯纤维、消光剂如二氧化钛或硫化锌、颜料、着色剂、热或光稳定剂、生物活性剂、防污剂、抗静电剂、防火剂、高密度或低密度填料等。所列出的并非是穷举的。聚酰胺和聚碳酸酯的混合物通过本领域技术人员已知的用于制造混合物的任何方法来获得，例如通过紧密混合聚酰胺和聚碳酸酯的粉末，或者通过混合聚酰胺和聚碳酸酯的粒料。该混合物可以在熔融状态下制备，例如在挤出装置中进行。根据本专利技术的一个特别的实施方案，通过加热聚酰胺/聚碳酸酯混合物来获得泡沫体。通过加热所达到的温度必须足以尤其是引起聚酰胺和聚碳酸酯之间的反应，以及释放气体，从而导致形成泡沫体。通过加热所达到的温度优选大于或等于聚酰胺的熔融温度。可在加热过程中使用螺杆式混合机。优选地，使用双螺杆挤出机进行混合和加热。由泡沫体制造的层C2通常为板材的形式。可通过本领域技术人员已知的任何方法制造板材。例如，当通过在挤出装置中混合物并加热来制备泡沫体时，板材成形可借助模头出口处的成形装置来进行。根据本专利技术的一个特定的实施方案，结构层可包括热塑性或热固性聚合物基质，其通常用增强纤维增强，该增强纤维例如是玻璃、碳、芳族聚酰胺、聚酰亚胺、石英、剑麻、大麻、亚麻等的纤维。该基质优选是热塑性聚合物。优选地，该基质是包含脂族和/或半结晶聚酰胺或共聚酰胺的热塑性聚合物，优选选自PA4.6、PA6、PA6.6、PA6.9、PA6.10、PA6.12、PA6.36、PA11、PA12或者选自聚邻苯二甲酰胺的半结晶半芳族聚酰胺或者共聚酰胺，以及这些聚合物的混合物和它们的共聚物。因此，根据这个实施方案，本专利技术的复合结构中结构层和减重层由聚酰胺制成，这提供的优点尤其是可循环使用这类结构。根据本专利技术结构的一个优选实施方案，结构层中的该基质包括具有星形结构的聚酰胺，该聚酰胺包含·含一个或多个核芯和连接到核芯上的至少三个聚酰胺分支或三个聚酰胺链段的星形大分子链，·视需要的线性聚酰胺大分子链。该具有星形结构的聚合物是含有星形大分子链和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合结构，它包括至少：.结构层Ｃ１；.硬质或半硬质泡沫体构成的减重层Ｃ２；和.任选地，结构层Ｃ３其特征在于该泡沫体是基于聚酰胺的泡沫体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P米亚尔，JF布里瓦，
申请(专利权)人：罗狄亚工业纱线股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]