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CN103987511A - 制备复合板的方法 - Google Patents

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CN103987511A
CN103987511A CN201280060892.3A CN201280060892A CN103987511A CN 103987511 A CN103987511 A CN 103987511A CN 201280060892 A CN201280060892 A CN 201280060892A CN 103987511 A CN103987511 A CN 103987511A
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D·帕斯曼
K·克劳森
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Siemens Gamesa Renewable Energy AS
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Bayer Pharma AG
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Abstract

一种制造复合板的方法，所述方法包括如下步骤：a)提供第一织物层(10)；b)将第一粘合剂施用于所述第一织物层(10)的至少一部分上；c)将多个彼此相邻的第一型材(11)置于已与所述第一粘合剂接触的所述第一织物层的至少一部分上；其中，每个第一型材(11)包括泡沫芯(12)和置于所述泡沫芯(12)上的加强织布(13)，且其中，每个第一型材(11)通过将各自的泡沫芯(12)粘合至各自的预制的加强织布(13)上得到；d)将第二粘合剂施用于所述第一型材(11)的加强织布(13)的至少一部分上；e)将至少一个第二型材(14)至少一次地置于两个第一型材(11)之间；和f)在所述至少一个第二型材(14)上提供第二织物层(15)。本发明还涉及可通过所述方法得到的复合板，以及涉及这种复合板用于制造风能系统用转动叶片、冷藏集装箱用板或拖车用板的用途。

Description

制备复合板的方法
本发明涉及制备复合板的方法、通过所述方法制备的复合板，以及涉及所述复合板用于制造风能系统用转动叶片、冷藏集装箱用板或拖车用板的用途。
风能的重要性正在稳步增加。这导致了对风能系统的集中研究和进一步开发、尤其是对这种风能系统的转动叶片的研究开发。一个关键的考量在于转动叶片的质量及其生产的经济性。目前已知的用于风能系统的转动叶片由基于树脂基体材料的纤维加强材料制成，所述树脂例如聚酯树脂(UP)、乙烯基酯树脂(VE)或环氧树脂(EP)。转动叶片的制造基本上是彼此交替置于其上并结合在一起的下侧(lower side)和上侧(upper side)的一体式组装。其内部可包含加强材和条带以增加稳定性。
在这种转动叶片的半叶片的制备过程中，首先制备待硬化的纤维加强复合体。这种硬化方法耗时且不利于快速的总体生产。一般而言，使用上述树脂制备的风能系统用转动叶片使用例如如下技术制备：手工层叠(lamination)、使用预浸技术的手工层叠、包裹或树脂辅助真空灌注。在实施手工层叠的过程中，首先通过在模具表面施用脱模剂和任选的凝胶涂料而准备模具。然后，将单向或双向取向的玻璃织布置于模具中。用辊施用树脂并将树脂手工铺展在整个玻璃织布上。这一步可按照需要重复进行。其他加强元件例如条带或其他组件例如避雷装置也可置于其中。
使用预浸技术的手工层叠过程类似于手工层叠过程。在模具的外部制备所谓的预浸物(浸渍有树脂的纤维毡)，然后将其置于转动叶片模具中。与简单的手工层叠过程相比，这一部分自动的方法具有生产质量更稳定的优势，但是，在涉及挥发性有机化合物时，必须采取生产场所安全防范措施。
在树脂注入过程(又称为树脂传递模塑(resin transfer molding，RTM)、真空辅助树脂传递模塑(vacuum assisted resin transfermolding，VA RTM)或泽曼复合树脂灌注模塑(Seemann compositesresin infusion molding process，SCRIMP))中，通过使用脱模剂和任选的凝胶涂料而制备模具。然后按照精确的计划将干燥的织布置于模具中。已置于模具中的层将首先成为所获得的产品例如转动叶片的最外层。
然后，将所谓的距离层(distance layer)置于该第一纤维加强层上。所述距离层通常为轻木层、聚氯乙烯(PVC)泡沫层或聚氨酯(PUR)泡沫层。随后，将第二(玻璃)纤维加强层和任选地其他辅料的层以类似于第一层的方式置于模具中。将模具真空密闭，并在树脂注入模具之前，将层和距离材料内的空气排出。
还可以是，距离层的元件也包括(玻璃)纤维材料。这些距离元件可通过两步包裹法制备，其中预制的泡沫状型材(profile)具有(玻璃)纤维层。
US 3,544,417记载了一种多孔泡沫芯组件，即如下的结合：所述组件包括至少一个多孔泡沫芯结构；所述组件的每个泡沫芯结构包括一系列通常平行的、纵向延伸的且通常横向排织布的泡沫芯，每个芯均由具有所定义的横截面的闭孔塑料泡沫材料预制而成，横截面中的所有表面基本平整，横截面中的每个芯具有至少一个下部基体侧(lowerbase side)和通常横向相对的对侧(facing side)；所述组件的每个多孔泡沫芯结构包括织布的主基底层(primary base layer)，其在横向和纵向基本连续延伸并且完全接触并覆盖所述泡沫芯的下部基体侧，所述主要基底层与所述泡沫芯下部基体侧相邻且在所述泡沫芯之间以在所述泡沫芯之间基本上无向上凸起的方式横向延伸；所述组件的每个多孔泡沫芯结构包括一个织布的主覆盖层，所述织布的主覆盖层在所述泡沫芯之间基本上以向上和横向向下的方式连续地延伸，所述主覆盖层与所述泡沫芯的所有横向相对的对侧相邻而不与所述泡沫芯的下部基体侧相邻，且所述主覆盖层与所述主基体层在每个所述泡沫芯的横向末端接触，所述泡沫芯在主基体层处结束纵向和横向覆盖；所述组件的泡沫芯结构在每个所述泡沫芯的横向末端处包括通常纵向延伸的压合线，以确保所述主基体层和所述主覆盖层在所述主基体层处和在每个横向相邻的所述每个多孔泡沫结构的所述泡沫芯组之间结合在一起；所述组件包括织布的下部第二覆盖层，所述织布的下部第二覆盖层通常沿着横向和纵向连续延伸，接触并覆盖所述组件的所述至少一个多孔泡沫芯结构的所述主基体层，所述下部第二覆盖层在所述组件的任意泡沫芯之间无横向向上凸起；所述组件包括织布的上部第二覆盖层，所述上部第二织物覆盖层通常横向连续延伸，其上粘合有树脂，所述上部第二覆盖层和纵向延伸的所述组件在所述泡沫芯的上端处覆盖并向上覆盖所述组件的所述至少一个多孔泡沫芯结构的所述主覆盖层的这些部件，所述上部第二覆盖层在所述组件的任意泡沫芯之间无横向向下凸起；包括所述组件的多孔泡沫芯结构芯的所述组件与横向上相邻的另一个芯横向上彼此紧密相邻，每个芯的主覆盖层与这个芯横向上相邻的芯的主覆盖层相邻；以及在整个包括所述压合线的所述层上用固化树脂覆盖、浸渍和固定所述组件的所有所述基体层和覆盖层，所述固化树脂在所述压合线处和在固定和粘合所述组件的所述层之间相邻的其他区域处结合。
加强的泡沫芯公开于US5,589,243中。该专利涉及硬质泡沫板和交互的可吸附纤维网片，将其粘合以形成芯板或坯料。所述网中保持多孔性，以通过吸收施用于覆盖夹层板表面的树脂而形成整体的结构连结。坡口泡沫凹槽相邻的网状边缘部分形成结构性的树脂圆角(fillet)，且突出的边缘部分形成连接至所述表面的扩展的连接部。与贯穿于其间的网状物一起取向的芯板与网片层叠以形成加强板。以斜交(inclined)堆叠的方式排布的板或芯板和网片形成第二芯板，所述第二芯板具有以锐角贯穿板边缘或表面的网。将交替不同物理性能的板和网片结合在一起以形成内部密度和外部密度不同的加强板。用可压缩的泡沫板代替网片或将可压缩的泡沫板与网片一起使用，以制备可弯曲的芯板。介于网边缘部分之间的泡沫呈凹陷状，以将可固定(settable)材料结合至边缘部分。
US 5,429,066记载了一种复合结构和制备所述复合结构的方法。加强织布例如玻璃纤维通过例如缝合机械地粘附至无纺聚酯织布。将所述粘合的织布置于模具中，无纺织布朝向模具的内侧。将自膨胀自固化泡沫以足够的量填充在密闭模具中，从而当在密闭模具中膨胀时，所述泡沫渗透到所述无纺织布的间隙中，一经固化便形成与无纺织布的结合。得到的结构可用在多种应用中，其中加强织布之后用例如树脂浸渍并使其固化。这种结构的常规用途是作为玻璃纤维船构造中的纵梁。
US 5,908,591涉及一种制造复合结构的方法，所述方法包括如下步骤：在向外运动受限的配置中布置织布层，并在织布层的相对表面之间设定空腔；向空腔中分配预定量的自膨胀的、可自固化的、未固化的结构泡沫，在根据预定量的泡沫确定的模压下，泡沫在空腔中膨胀和固化，并由此粘合在织布层上，以形成复合结构，所述模压使得膨胀的泡沫基本上仅填充所述织布层的内部间隙，基本上不渗入织布层的外部；以及，使固化的复合结构脱离所述布置步骤的束缚，之后使复合结构的织布层的外部基本上完全饱和有在后续加工步骤中用于与另一结构层叠的可固化材料。所述方法还可包括将固化的复合结构层叠于另一复合结构的步骤，所述层叠通过用可固化树脂饱和固化复合结构的织布层的外部进行。
US 2002/0178992A1涉及一种舒适的复合加强部件，其包括在至少部分由织布层形成的空腔和置于所述空腔内的至少一个第一泡沫芯和至少一个第二泡沫芯。所述第二泡沫芯的刚性相对高于所述第一泡沫芯的刚性。所述第一泡沫芯优选由开孔泡沫或柔性泡沫制成，且所述第二泡沫芯优选由硬质开孔泡沫制成。
WO 2009/102414A1公开了一种纤维加强芯板，其具有第一侧和相对的第二侧。所述芯板包括一系列相邻的、具有至少三个面的低密度带状物。每个带状物的主面置于芯板的第一侧或第二侧内，并且，每个带状物的主面置于芯板的相对于相邻带状物的主面的相对面内。所述芯板还包括连续的纤维加强片材，其以如下方式贯穿于低密度带状物内：使纤维加强片材置于相邻的带状物之间且与低密度带状物的主面相邻。加强片材形成至少约65％的芯板的第一侧的表面积和至少约65％的芯板的第二侧的表面积。
EP 1 310 351 A1公开了一种制造风车叶片的方法，由此避免了胶接头的问题和避免工人曝露于环境有害物质下的问题。该方法通过在密闭模型中制造风车叶片实施，所述模型在模型配件内部具有用于形成模型空腔的模芯，纤维材料和芯材料置于所述模型空腔中。在将模型空腔抽真空之后，通过填充管注入基体材料，在填充过程中，所述填充管置于叶片的向下取向的侧边缘。由此建立了流动前沿(flowfront)，所述流动前沿用于在到达叶片的后缘并由溢流孔渗出时指示完全填充。
层状复合体的其他用途实例记载于WO 2011/069975A1中，其涉及层状超结构在制造风能装置用转动叶片中的用途，以及涉及风能装置用转动叶片。
这些方法的复杂性是有缺点的，因为这导致较高的生产成本或自动生产夹层元件的有限的潜力。
本发明的目的在于至少部分克服技术中的缺陷。具体而言，本发明的目的在于提供一种简化的制造夹层元件的方法，所述夹层元件可用于制造转动叶片或其他复合制品。
根据本发明，这一目的通过制造复合板的方法实现，所述方法包括如下步骤：
a)提供第一织物层；
b)将第一粘合剂施用于所述第一织物层的至少一部分上；
c)将多个彼此相邻的第一型材置于已与所述第一粘合剂接触的所述第一织物层的至少一部分上；
其中，每个第一型材包括泡沫芯和置于所述泡沫芯上的加强织布，且
其中，每个第一型材通过将各自的泡沫芯结合至各自预制的加强织布上而得到；
d)将第二粘合剂施用于所述第一型材的加强织布的至少一部分上；
e)将至少一个第二型材至少一次地置于两个第一型材之间；和
f)在所述至少一个第二型材上提供第二织物层。
本发明的方法使夹层元件或复合板的连续生产得以简化。
本发明的另一方面为可通过本发明的方法获得的、优选通过本发明的方法获得的复合板。本发明还考虑这种复合板用于制造风能系统用转动叶片、冷藏集装箱用板(优选地板或通常意义上的地面)或拖车用板的用途。
将参考以下实施方案和附图进一步描述本发明，但本发明不受以下实施方案和附图的限制。除另有明确说明外，所述实施方案可自由结合。
图1示出本发明的一种方法
图2示出本发明的方法中使用的一种型材
图3示出本发明的方法中使用的另一种型材
图4示出本发明的另一种方法
图5示出本发明的一种复合板
图6示出本发明的另一种复合板
图7示出本发明的另一种复合板
图1示意性地示出本发明方法的实施过程。向传送带20上提供第一织物层10。借助喷射设备21将第一粘合剂施用于所述第一织物层10的至少一部分上。接着将多个彼此相邻的第一型材置于已与所述第一粘合剂接触的所述第一织物层10的至少一部分上。
第一型材包括泡沫芯12和加强织布13，所述加强织布13置于所述泡沫芯12上。在本发明中，据提供，每个第一型材均通过将各自的泡沫芯12结合至各自的预制的加强织布13上而得到。应理解，本发明中使用的术语“预制”是指特意给定形状的织布且不包括平面织布。例如，加强织布13可从辊中拉出并通过成型设备22成型，以与泡沫芯12的外部形状相一致。然后，成型的加强纤维13可置于泡沫芯12之上。织布的成型可通过折叠或压痕简单地进行。如果型材需要三角截面，则织布13会折叠以“V”形折叠且“V”的向上开孔的空腔将容纳泡沫。
出于清楚的原因，应理解，泡沫芯12和加强织布13形成本文所讨论的第一型材。因此，图1未示出预制的第一型材。加强织布13也可以为预浸材料。
优选地，第一型材放置为使得其纵向对应于传送带20的传送方向。因此，在图1中，多个彼此相邻的第一型材表示为矩形截面视图。
在接下来的步骤中，第二粘合剂使用喷射设备23施用于第一型材的加强织布13的至少一部分上。然后，将至少一个第二型材14至少一次地置于两个第一型材之间。优选第一型材之间的所有空间均得到利用。如果第一型材具有顶点向上的三角截面，如图1中的情况，那么第二型材也应具有三角截面且应顶点向下置于空间内。这是为了尽可能多地占据空间。
喷射设备23′施用另一粘合剂，然后将第二织物层15置于至少一个第二型材14上。当然优选向整个复合制品提供所述第二织物层15。所述第二织物层15还可从辊中拉出。这样得到的复合制品可使用辊系统24压在一起。
对于第一织物层10和/或第二织物层15，合适的材料包括上浆纤维或未上浆的纤维，例如玻璃纤维、碳纤维、钢纤维、铁纤维、天然纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、玄武岩纤维或碳纳米管(CNT)。双轴取向的纤维是特别合适的。用于泡沫的合适的材料包括硬质塑料聚合物。泡沫芯1的原料密度(DIN EN1602)可优选在30kg/m3至60kgm3的范围内。用于泡沫芯12的特别有用的泡沫材料为聚氨酯泡沫，下文将对其进一步描述。
图2示出本发明方法中使用的复合型材。泡沫芯12在其纵向上具有三角截面。根据所述型材的目标用途，具有多个角例如具有4个、5个或6个角的截面均在本发明的范围内。三角形、矩形等呈圆角同样在本发明的范围内。
根据以棱形查看复合型材的需要，图2还示出了进一步的几何描述符以便进一步进行阐明：正面16，与其对应有另一侧的相对的正面(未示出)；和侧面17，与其对应有另外两个侧面(未示出)。
两个相邻的侧面17与加强织布13直接接触。在三角形截面的情况下，所有的侧面均彼此相邻。在更多数量的角存在时，则不总是所有的侧面均彼此相邻。
加强织布意指这样一种织布：当施加在复合材料上时，能加强材料的结构性能。适合作为加强织布13的材料包括上浆或未上浆的纤维，例如玻璃纤维、碳纤维、钢纤维、铁纤维、天然纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、玄武岩纤维或碳纳米管(CNT)。优选使用连续纤维。
根据本发明，加强织布13为纺织物或为至少双向取向的无纺织物。加强织布13可以包括多于一层的纤维层。层与层之间的纤维取向也可以不同。例如，可考虑其中单向层或纺织层彼此堆叠的多向纤维层。
复合型材在其纵向上通常具有至少为三角形的截面。在型材具有这种横截面的情况下，可构建弯曲体，而不产生不想要的空隙(如使用轻木的情况)，额外的树脂会聚集在所述空隙中，增加总重量。
泡沫芯12与加强织布13之间的结合，如对于纤维加强复合体所常规要求的，应能够传递作用在复合体上的机械力。因此，优选物-物连接。需适当注意的是，可使用粘合剂。
对于泡沫芯12与加强织布13之间的接触，本文中提供的泡沫芯不渗入或不完全渗入加强织布13中。由此实现织物中的空隙或间隙不被泡沫密封。在理想情况下，仅存在不延伸至织布深度内的表面接触。
在本发明中，泡沫芯1暴露在复合型材的至少一个侧面3上。术语“暴露”应以这样的方式理解：在型材中，侧面(一个或多个)不被永久性地覆盖，尤其是不被加强织布或其他纺织或无纺织物覆盖。例如，如图2中所示，在复合体型材的向下取向的侧面中，泡沫芯12暴露。
根据上述内容，在本发明方法的一个实施方案中，第一型材11和/或第二型材14为复合型材，其包括如下的至少一个：
-泡沫芯12，其具有相对的正面16和多个侧面17；和
-加强织布13，其与至少两个相邻的侧面17至少部分直接接触；
其中，
加强织布13为纺织织物或为至少双向取向的无纺织物；
泡沫芯12不渗入或不完全渗入到加强织布13中；且
泡沫芯12在复合型材的至少一个侧面17上暴露。
应理解，本发明中的术语“包括至少一个”具有“各自包括至少一个”的含义。还应理解，加强织布13与所述泡沫芯12的至少两个相邻的侧面17至少部分直接接触。由于泡沫芯12不渗入或不完全渗入到加强织布13中，因而能够实现织物中的空隙和间隙不被泡沫密封。在理想情况下，仅存在不延伸至织物深度内的表面接触。
优选地，在复合型材中，泡沫芯12具有三角形截面，且其长宽比为至少5∶1，优选20∶1。还优选由截面12限定的三角形为等腰三角形或等边三角形。
还优选的是，在第一型材11和/或第二型材14中，泡沫芯12包括聚氨酯泡沫(PU泡沫)、环氧树脂泡沫(EP泡沫)、聚酯树脂泡沫(特别是不饱和聚酯树脂泡沫；UP泡沫)、膨胀型聚苯乙烯泡沫(EPS泡沫)和/或膨胀型聚丙烯泡沫(EPP泡沫)。还可以是其他膨胀型聚烯烃泡沫或其他热塑性塑料泡沫或硬质塑料泡沫。
聚氨酯泡沫通常为已知的，且可通过多异氰酸酯与具有至少两个对NCO呈反应性的氢原子的化合物(例如多元醇、多元硫醇和/或多胺)在化学发泡剂和/或物理发泡剂的存在下反应获得或通过机械发泡获得。
本文中可用的多元醇组分包括一种或多种分子量为约60-7000g/mol且含有2-8个反应性基团的多元醇。这种多元醇是本领域公知的，包括聚醚、聚醚胺、聚酯、聚酯酰胺和聚碳酸酯。通常优选聚醚多元醇和/或聚酯多元醇。
聚醚为本领域已知，通常由二醇、三醇和更高官能度的多元醇和/或多胺的环氧烷加合物制备。这种二醇、三醇和更高官能度的多元醇包括乙二醇、丙二醇、乙二胺、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、二乙三胺、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、甲苯二胺、氢醌双(2-羟乙基)醚、二苯基甲烷二胺、丙三醇、三羟甲基丙烷、二乙三胺、三乙醇胺、1，2，4-丁三醇、季戊四醇、二聚丙三醇、糖和其他低分子量多元醇，以上为非限制性的实例。合适的环氧烷包括环氧乙烷、1，2-环氧丙烷或1，2-环氧丁烷或其混合物，以上为非限制性的实例。本文中可用的其他聚醚为本领域已知，如聚甲醛(POM)、聚四氢呋喃(PTHF)、聚苯醚(PPE)或聚对苯氧化物(PPO)。
聚酯同样为本领域已知的，通常通过二醇、三醇或更高官能度的多元醇与脂族二元羧酸和/或芳族二元羧酸的缩合制备，所述脂族二元羧酸和/或芳族二元羧酸包括己二酸、丁二酸、戊二酸、壬二酸、癸二酸、丙二酸、马来酸、富马酸、己内酯、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氯邻苯二酸、氯菌酸以及这些酸的酸酐和酰基卤，以上为非限制性的实例。合适的二醇、三醇和更高官能度的多元醇及其结合物可以为乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、1，2-环戊二醇、1，2-环己二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、氢醌双(2-羟乙基)醚、丙三醇、1，2，4-丁三醇、二聚丙三醇、糖和其他低分子量多元醇，以上为非限制性的实例。本文中可使用的其他聚酯为蓖麻油及其衍生物。
聚氨酯组合物中可使用一种或多种交联剂和/或扩链剂。合适的交联剂和/或扩链剂为本领域已知的。非限制性的实例包括乙二醇、丙二醇、乙二胺、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、二乙三胺、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、甲苯二胺、氢醌双(2-羟乙基)醚、二苯基甲烷二胺、丙三醇、三羟甲基丙烷、二乙三胺、三乙醇胺、1，2，4-丁三醇、季戊四醇、二聚丙三醇、糖和其他低分子量多元醇。
还可使用一种或多种阻燃剂。合适的阻燃剂为本领域已知的。非限制性的实例包括磷酸三氯丙酯、膦酸二甲基甲酯、膦酸二乙基乙酯、二甲基苯基哌嗪、磷酸三乙酯及其他膦酸酯、磷酸酯以及卤代多元醇。
还可使用一种或多种催化剂。合适的叔胺催化剂和/或有机金属催化剂和/或羧酸盐氨基甲酸酯催化剂为本领域已知的。非限制性的实例包括三乙二胺、N，N-二甲基环己胺、四甲基己二胺、三-(3-二甲基氨基)-丙胺、二月桂酸二丁基锡、二甲基乙醇胺、双-(十二烷基硫)-二丁基锡烷、2-乙基己醇钾、月桂酸二丁基锡、1，3，5-三-(二甲基氨基丙基)-六氢三嗪、二甲基氨基乙醇、二乙基氨基乙醇、五甲基二亚乙基三胺、甲基吗啉、乙基吗啉、季铵盐、1，2-二甲基咪唑。
还可使用一种或多种表面活性剂。多种表面活性剂均为本领域已知的，其用于在聚氨酯制备过程中稳定和/或控制泡沫性能。非限制性的实例包括泡孔稳定剂、润湿剂、降粘剂、触变剂、消泡剂。
还可使用本领域已知的一种或多种物理发泡剂和/或化学发泡剂。非限制性的实例包括水、甲酸、二甲氧基甲烷、异戊烷、正戊烷、环戊烷、HCFC(氯氟烃)化合物、HFC(氟烃)化合物及其混合物。
合适的多异氰酸酯组分包括已知的脂族、环脂族和芳族二异氰酸酯和/或多异氰酸酯。实例为1，4-亚丁基二异氰酸酯、1，5-戊烷二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2，2，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯和/或2，4，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、双(4，4′-异氰酸酯基环己基)甲烷或与其他异构体的混合物、1，4-环己基二异氰酸酯、1，4-亚苯基二异氰酸酯、2，4-甲苯二异氰酸酯和/或2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、1，5-萘二异氰酸酯、2，2′-二苯基甲烷二异氰酸酯和/或2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯和/或4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和/或高级同系物(pMDI)、1，3-双-(2-异氰酸酯基-丙-2-基)-苯和/或1，4-双-(2-异氰酸酯基-丙-2-基)-苯(TMXDI)和1，3-双-(异氰酸酯基甲基)苯(XDI)。
优选的多异氰酸酯为MDI，且特别是MDI与聚合MDI的混合物。MDI与pMDI的混合物优选具有40重量％至100重量％的单体含量。所用的多异氰酸酯的NCO含量应高于25重量％、优选高于31.4重量％。还优选所用的MDI所含2，2′异构体和2，4′异构体的结合含量为至少3重量％、优选为至少20重量％、且更优选为至少40重量％。
聚氨酯反应混合物还可包含已知的添加剂，例如填料。优选的填料为碳纳米管、硫酸钡、二氧化钛、玻璃短纤维或天然纤维或粒状矿物质如硅灰石或白云母(muskowite)。
还优选的是，在第一型材11和/或第二型材14中，泡沫芯12包括可通过含有如下组分的混合物的反应而得到的聚氨酯泡沫：
组分A：多元醇配方，其包含：
(a)一种或多种聚醚多元醇和/或一种或多种聚酯多元醇和/或多胺，其羟值介于12至1200mg KOH/g之间，分子量介于60至7000g/mol之间，且官能度介于2至8之间，优选地，羟值介于150至600mg KOH/g之间，分子量介于300至1200g/mol之间，官能度介于2至4之间；
(b)无交联剂和/或链转移剂或一种或多种交联剂和/或链转移剂，其羟值介于500至2000mg KOH/g之间，分子量介于60至400g/mol之间，且官能度介于2至8之间，优选地，羟值介于1000至2000mg KOH/g之间，分子量介于60至160g/mol之间，官能度介于2至3之间；
(c)一种或多种胺催化剂和/或有机金属催化剂和/或金属催化剂，优选有机叔胺；
(d)无阻燃剂或一种或多种阻燃剂，其可被卤化，优选为卤化的磷酸盐/膦酸盐；
(e)一种或多种表面活性剂，优选至少一种泡孔稳定剂；
(f)一种或多种化学发泡剂和/或物理发泡剂，优选水、和/或羧酸、和/或烃、和/或卤代烃，更优选水和/或甲酸和/或烃；
和
组分B：异氰酸酯，其包含：
(a)二苯基甲烷二异氰酸酯和/或聚合二苯基甲烷二异氰酸酯，单体含量优选介于40重量％和100重量％之间，且NCO-含量介于25重量％至35重量％之间，优选为约30重量％，更优选为约31.4重量％；和
(b)优选地，MDI的2，2′-二苯基甲烷二异氰酸酯和2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的含量为至少3重量％、优选为至少20重量％、更优选为至少40重量％。
同样优选的是，在第一型材11和/或第二型材14中，加强织布13包括玻璃纤维、碳纤维和/或芳纶纤维。
如上所述，加强织布13为一种纺织织物或一种至少双向取向的无纺织物。加强织布13还可以包含多于一个的纤维层。这样层与层之间纤维的取向也可以不同。例如，可考虑其中单向层或纺织层彼此堆叠的多向纤维层。优选地，加强织布13为双轴无纺织布，其中至少一部分纤维相对于该型材的纵轴的取向角为40°至50°。
对于加强织布，还优选的是，在第一型材11和/或第二型材14中，加强织布13是一体式。其优点包括型材边缘更高的机械稳定性。优选地，加强织布13未破坏，但处于不会破坏或弄皱织布纤维的最弯曲的形状。还易于实现用织物13覆盖泡沫芯12的两个相邻侧面。
同样优选的是，在第一型材11和/或第二型材14中，泡沫芯12在不使用其他粘合剂的情况下结合至加强织布13上。这可通过使加强织布13与未完全固化的仍具有残留粘性的泡沫接触，然后使泡沫进一步固化而实现。同时，所述泡沫应具有高粘度，从而不渗入织物13中。这一实施方案的优势在于，在随后的树脂灌注中，在使用所述型材作为中空体中的距离元件时，所述树脂可与织布13和泡沫芯12接触。
图3示出本发明的方法中使用的另一复合型材。本文中，在所述型材中存在多于一个泡沫芯12，且独立地，加强织布13的最外侧壁与内侧壁成不同的角度。就此而言，在本发明方法的另一实施方案中，第一型材11和/或第二型材14包括多个与加强织布13接触的泡沫芯12。还可以看出，加强织布13为单片加强织布。
在本发明方法的另一个实施方案中，还包括以下步骤：
g)提供泡沫芯12；
h)在形成第一型材11和/或第二型材14时，使泡沫芯12与预制的加强织布13接触。
这应以如下方式理解：不使用预制的第一型材11和/或第二型材14，而是它们(参见图1)在本发明方法的过程中直接制造。
在本发明方法的另一个实施方案中，在步骤e)中，以如下方式将至少一个第二型材14置于两个第一型材11之间：在两个第一型材11之间提供泡沫，所述泡沫与彼此相对的这些第一型材11的加强织布13区域接触，且所述泡沫不渗入或不完全渗入这些第一型材11的加强织布13内。这示于图4中，其中，泡沫芯12与加强织布13连接地排布，以得到第一型材，所述第一型材之间具有例如“V”形空腔。泡沫通过发泡设备25引入这些向上开口的空腔中。由于所述泡沫不渗入或不完全渗入加强织布13内，因而织布中的空隙或间隙未被泡沫密封。在理想情况下，仅存在不延伸至织布深度内的表面接触。
优选地，泡沫为得自反应混合物的可铺展的泡沫，且在反应混合物的乳白时间之后提供至第一型材11之间。还优选的是，泡沫包括聚氨酯泡沫(PU泡沫)、环氧树脂泡沫(EP泡沫)、聚酯树脂泡沫(特别是不饱和聚酯树脂；UP泡沫)、膨胀型聚苯乙烯泡沫(EPS泡沫)和/或膨胀型聚丙烯泡沫(EPP泡沫)。还可以是其他发泡聚烯烃泡沫或其他热塑性塑料泡沫或硬质塑料泡沫。
更优选的是，反应混合物为聚氨酯反应混合物，例如上文已描述的聚氨酯反应混合物。在各组分的混合与将泡沫引入至一个或多个空腔之间的时间延迟可通过反应混合物用混合头之后的合适的长喷嘴实现。或者，除此之外，可使用快速反应(聚氨酯)体系。
还可以在反应混合物的起发时间之后引入泡沫。然而，极优选泡沫仍未达到表干时间。
乳白时间为从开始混合反应物至看到混合物开始发泡的时间段。这在许多情况下可以通过颜色变化明显地观察到。伸展时间(stringtime)或纤化时间(fiber time)为反应混合物从液态向固态的转变。这大致对应于凝胶点。当到达该时间点时，反应完成全部的约50％。纤化时间通过如下方式测定，例如，将木棒反复浸入已完全膨胀的反应混合物中并将其取出，在木棒可拉动纤维时确定。时间测定从混合开始。纤化时间后，泡沫起发的速度减慢。
从混合开始至视觉可观察到的起发结束的时间为起发时间。在起发过程完成后，泡沫的表面仍发粘。通过用木棒反复测试泡沫表面，确定不发粘的时间点。从混合开始至表面不再发粘的时间段称作表干时间。
图5示出可通过本发明的方法得到的复合板。所述复合板包括第一织物层12和第二织物层15。在这些层之间，布置有具有泡沫芯12和加强织布13的交替的复合型材。这些型材已在关于图2的描述中得以描述。为了清楚，图5未示出所述型材与织物层10和15之间的粘合层。优选地，粘合剂结合存在于加强织布13与第一织物层10和/或第二织物层15之间的接触点处。
图6示出可由本发明的方法得到的另一种复合板。该图中，同样存在第一织物层10和第二织物层15。所述结构可通过将具有泡沫芯12和加强织布13的复合型材(如已在图2中描述的)彼此相邻且保持顶点向上地放置而得到。由此形成向上开口的“V”型空腔。可向所述空腔提供泡沫反应混合物或已固化的泡沫。就此而言，可参考针对图4描述的方法。为了清楚，图6未示出在所述型材与织物层10和15之间的粘合层。优选粘合剂存在于加强织布13与第一织物层10和/或第二织物层15之间的接触点处。
图7示出可通过本发明的方法得到的另一种复合板。该图中，同样存在第一织物层10和第二织物层15。所述结构可通过将包括泡沫芯12和加强织布13的复合型材(如已在图3中描述的)置于第一织物层上而得到。由此形成向上开口的“V”型空腔。可向所述空腔提供泡沫反应混合物或已固化的泡沫。就此而言，可参考针对图4描述的方法。为了清楚，图7未示出所述型材与织物层10和15之间的粘合层。优选粘合剂存在于加强织布13与第一织物层10和/或第二织物层15之间的接触点处。当然，也可以使用若干复合型材。

Claims (15)

1.一种制造复合板的方法，所述方法包括如下步骤：
a)提供第一织物层(10)；
b)将第一粘合剂施用于所述第一织物层(10)的至少一部分上；
c)将多个彼此相邻的第一型材(11)置于已与所述第一粘合剂接触的所述第一织物层的至少一部分上；
其中，每个第一型材(11)包括泡沫芯(12)和置于所述泡沫芯(12)上的加强织布(13)，且
其中，每个第一型材(11)通过将各自的泡沫芯(12)结合至各自的预制的加强织布(13)上而得到；
d)将第二粘合剂施用于所述第一型材(11)的加强织布(13)的至少一部分上；
e)将至少一个第二型材(14)至少一次地置于两个第一型材(11)之间；和
f)在所述至少一个第二型材(14)上提供第二织物层(15)。
2.权利要求1所述的方法，其中，所述第一型材(11)和/或第二型材(14)为复合型材，所述复合型材包括如下的至少一个：
-泡沫芯(12)，其具有相对的正面(16)和多个侧面(17)；
和
-加强织布(13)，其与至少两个相邻的侧面(17)至少部分直接接触；
其中，
加强织布(13)为纺织织物或为至少双向取向的无纺织物；
泡沫芯(12)不渗入或不完全渗入加强织布(13)中；且
泡沫芯(12)至少在复合型材的一个侧面(17)上暴露。
3.权利要求2所述的方法，其中，在所述第一型材(11)和/或第二型材(14)中，泡沫芯(12)包括聚氨酯泡沫、环氧树脂泡沫、聚酯树脂泡沫、膨胀型聚苯乙烯泡沫和/或膨胀型聚丙烯泡沫。
4.权利要求2所述的方法，其中，在所述第一型材(11)和/或第二型材(14)中，泡沫芯(12)包含聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫由包含下列组分的混合物的反应获得：
组分A：多元醇制剂，其包含：
(a)一种或多种聚醚多元醇和/或一种或多种聚酯多元醇和/或多胺，其羟值介于12至1200mg KOH/g之间，分子量介于60至7000g/mol之间，且官能度介于2至8之间；
(b)无交联剂和/或链转移剂或一种或多种交联剂和/或链转移剂，其羟值介于500至2000mg KOH/g之间，分子量介于60至400g/mol之间，且官能度介于2至8之间；
(c)一种或多种胺催化剂和/或有机金属催化剂和/或金属催化剂，优选有机叔胺；
(d)无阻燃剂或一种或多种阻燃剂，其可被卤化；
(e)一种或多种表面活性剂；
(f)一种或多种化学发泡剂和/或物理发泡剂；
和
组分B：异氰酸酯，其包含：
(a)二苯基甲烷二异氰酸酯和/或聚合二苯基甲烷二异氰酸酯，单体含量优选介于40重量％和100重量％之间，且NCO含量介于25重量％至35重量％之间。
5.权利要求2所述的方法，其中，在所述第一型材(11)和/或第二型材(14)中，加强织布(13)包括玻璃纤维、碳纤维和/或芳纶纤维。
6.权利要求2所述的方法，其中，在所述第一型材(11)和/或第二型材(14)中，加强织布(13)为双轴无纺织布，其至少一部分纤维以相对于泡沫芯(12)的纵轴成40°至50°的角度取向。
7.权利要求2所述的方法，其中，在所述第一型材(11)和/或第二型材(14)中，加强织布(13)为一体式。
8.权利要求2所述的方法，其中，在所述第一型材(11)和/或第二型材(14)中，泡沫芯(12)在不使用其他粘合剂的情况下结合至加强织布(13)上。
9.权利要求2所述的方法，其中，所述第一型材(11)和/或第二型材(14)包括多个与加强织布(13)接触的泡沫芯(12)。
10.权利要求1所述的方法，其还包括如下步骤：
g)提供泡沫芯(12)；
h)在形成第一型材(11)和/或第二型材(14)时，使泡沫芯(12)与预制的加强织布(13)接触。
11.权利要求1所述方法，其中，在步骤e)中，以如下方式将至少一个第二型材(14)置于两个第一型材(11)之间：在两个第一型材(11)之间提供泡沫，所述泡沫与彼此相对的这些第一型材(11)的加强织布(13)区域接触，且所述泡沫不渗入或不完全渗入这些第一型材(11)的加强织布(13)中。
12.权利要求11所述的方法，其中，所述泡沫为得自反应混合物的可铺展的泡沫，且在反应混合物的乳白时间之后提供至所述两个第一型材(11)之间。
13.权利要求11所述的方法，其中，所述泡沫包括聚氨酯泡沫、环氧树脂泡沫、聚酯树脂泡沫、膨胀型聚苯乙烯泡沫和/或膨胀型聚丙烯泡沫。
14.一种复合板，其由权利要求1至13之一所述的方法得到。
15.权利要求14所述的复合板用于制造风能系统用转动叶片、冷藏集装箱用板或拖车用板的用途。
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