專利名稱：具有聚氨酯泡沫填料的中空型材及其制備方法
技術領域：
本發明涉及具有聚氨酯泡沫填料的中空型材及其制備方法。
為了隔熱，中空型材例如窗框型材具有泡沫填料，或者普通管材如滑雪杖填充有加強泡沫材料。很早就已知道了具有布置在夾壁間的隔熱泡沫材料的套管。在這種情況下，借助穿過管壁間隙的混合頭加入反應混合物，或者在供給管外將混合物涂到一個紙帶上，該紙帶被均勻地送入待填充泡沫的孔隙中(《塑料手冊》，第7卷，《聚氨酯》，第3版，Carl Hanser Verlag Munechen-Wien，第283頁；ISBN3-446-16263-1)。此外，在填充泡沫材料前在該中空制品中加入滲有反應混合物的增強無紡材料是眾所周知的，從而在該區域中獲得高密度和因而高強度的泡沫材料。
在中空型材狹窄的情況下，事實已經證明，很難加入液態反應混合物來用泡沫材料填充孔隙。特別是，如果使用例如由PVC制成的塑料型材，則還存在型材因泡沫材料壓力而不理想地變形的危險。
因此，本發明的任務是提供一種中空型材，其泡沫填料在型材長度范圍內具有一致的密度和低的泡沫壓力，此外，該泡沫填料可以很好地粘附在中空型材內壁上。
本發明的任務通過滲有聚氨酯泡沫的載體襯布來完成，所述載體襯布在從把液態反應混合物送給載體襯布直到把載體襯布和反應混合物一起送入中空型材這段時間內的無泡沫的預先起始狀態中不允許反應混合物滲透，它在被加入中空型材后但仍在出現的泡沫的粘度開始升高前允許反應混合物滲透。
由此實現了，起載帶作用的且和反應混合物一起被拉進中空型材的載體襯布由于其在延遲了上述時間的滲透性而防止了載體襯布在反應混合物被拉入中空型材前被反應混合物滲透。因而，可以在型材入口處擦掉未弄臟的反應混合物。另一方面，存在的但延遲了上述時間的滲透性保證了反應混合物在被拉入中空型材后在發泡時或甚至在發泡前就滲透載體襯布，因而在固化時，其另一側也獲得與孔隙內壁很好的粘合。在這種情況下，由于在填充泡沫時重要地僅在于有利地引入反應混合物和或許隔熱(因為該載體襯布無加強功能)，所以，載體襯布是否漂浮或者略微變形是不重要的。
雖然由引用的《塑料手冊》第7卷的第283頁中知道了，在泡沫材料填充管材時，“當發泡反應開始時，紙帶必須完全被拉進”。然而，在這里沒有提供任何有關紙帶滲透性的信息，或者說既沒有提到液態反應混合物的滲透的開始，也沒有提到紙帶究竟是否滲透發泡的反應混合物。與已知的襯布帶相比，這種新穎的載體襯布完成完全不同的任務。對載體襯布來說，在其變成允許滲透前將其完全引入中空型材中也是不必要的。相反地，只需要必須總在其變成可滲透前將載體襯布攜帶反應混合物的那部分引入中空型材中就行。
該載體襯布優選地由具有適當延遲的滲透性的纖維無紡材料、紡織物如亞麻或棉織物或紙組成。
由于許多影響因素，合適的載體襯布最好是根據試驗確定的。如果以這樣的條件為前提，即反應混合物根據試驗在其被引入孔隙前或者直到被引入孔隙中時具有100mPs-800mPs的粘度，那么已經證明特別適合的載體材料是那些由基重為30克/平方米-60克/平方米和厚度是0.4毫米-0.6毫米的聚酯無紡材料組成的材料。當然，纖維厚度在這里也有影響。基重為200克/平方米-300克/平方米的致密織物例如漂白和洗滌的棉織物也是適合的。試驗已經表明，在上述條件下，在反應混合物開始滴穿載體材料前，載體材料可以擋住反應混合物約5秒-20秒。在選擇正確的拉入速度和正確的混合物供應位置和距型材入口距離方面不存在任何困難。
另一個特殊實施方式的特征在于，載體襯布的外側邊呈槽狀地向上卷起。
在具有彎曲內截面的管狀中空型材的情況下，載體襯布在其被引入孔隙之前已經適當地彎曲了。在矩形內截面的情況下且特別是在型材較窄時，外側邊被向上折疊。這可以防止反應混合物在其引入孔隙前從載體襯布的邊緣流出。該外側邊不能太高，否則的話，存在著正在發起的泡沫由于其粘度升高而將不能再透過外側邊上半部的危險并因此在該區域內出現泡沫填料與型材內壁不粘合。在型材內截面寬的情況下，由于反應混合物沿著中間送入并且到被引入為止不能向外側流出，所以通常不會產生這種危險。在這種情況下，不需要將外側邊向上卷起。在窄的矩形中空型材的情況下，為了填充泡沫，也可以使其寬的光滑內壁朝下布置，以避免向上卷起外側邊。這樣一來，或許必須在其最終使用時將中空型材旋轉90°。在這種情況下，不需要最終垂直設置載體襯布。
在獲知這種新穎的載體襯布后，對聚氨酯領域的專業人員來說，可以毫無困難地從眾多適于產生絕熱泡沫填料的反應混合物中進行選擇。
然而，特別有利的是，制備泡沫填料的反應混合物的原材料包括高含量的長鏈多元醇和/或二-或異氰酸酯-聚合物。
在適當選擇反應混合物劑量時，這些反應組分的選擇可以有利地促成低泡沫壓力和耐型材上漆熱處理的泡沫穩定性。鋁制型材通常需要這樣的上漆；而對于例如由PVC制備的塑料型材來說，上漆是不必要的，這是因為，在大多數情況下，塑料本身具有所需的顏色。
制備這種新穎中空型材的方法的出發點在于聚氨酯泡沫填充的中空型材，其中將液態反應混合物涂覆在載體襯布上，同時將載體襯布連同反應混合物一起以均勻速度拉進中空型材中。該方法的新穎之處在于，使用對反應混合物具有延遲滲透性的載體襯布，其中延遲時間間隔是從供給反應混合物時刻到引入中空型材時刻，隨后，載體襯布可允許反應混合物滲透并且所形成的泡沫材料在整個型材截面范圍內與型材內壁粘結。
為了拉進載體材料，例如使用了借助后設齒條架上的從動小齒輪而可往復移動的桿。可纏繞的環鏈也是可行的，當在型材的底內壁上滑動時，所述環鏈在其鏈接點如通過突出的接板而具有足夠的剛度。
最好拉入由纖維無紡材料、紡織物如亞麻或棉織物或紙構成的載體襯布。
在特別有利的方式中，在供給反應混合物之前，使載體襯布的外側邊朝上。
最好作為制備泡沫材料的反應混合物原材料地使用那些具有高含量的長鏈多元醇和/或二-或異氰酸酯-聚合物。
已經在前面與這種新穎的中空型材結構相關聯地描述了該方法方案的優點。
附圖僅示意性地示出一個實施例的新穎中空型材及其制備方法，以下將詳細進行描述。
圖1是中空型材的縱剖面圖。
圖2是中空型材的橫剖面圖。
圖3是中空型材生產設備的局剖側視圖。
在圖1、2中，大致呈矩形的中空型材由塑料或確切地說由染色PVC制成的窗框型材構成。在這里，為清楚起見，該中空型材僅如圖所示地成簡單的矩形型材形狀。將由聚氨酯泡沫構成的隔熱泡沫填料2布置在中空型材內。在填料下部是由聚酯無紡材料構成的載體襯布3，初始狀態下的襯布基重是40克/平方米并且厚0.5毫米。與中空型材的平滑底內壁4和垂直內側壁5相應地，載體襯布3的外側邊垂直向上折疊約8毫米。載體襯布3和外側邊6一起完全被泡沫材料滲透，從而泡沫填料在任何地方都良好地附著在中空型材1內壁4上。所用的聚氨酯反應混合物具有長鏈多元醇和/或二-和/或異氰酸酯-聚合物。
根據圖3，齒條7與由一個電動機8驅動的小齒輪9配合工作。在小齒輪9的軸10上設置了剛性牽引桿11，其穿過一個要用泡沫填充的且可向一側移動的中空型材1并且其另一端具有夾住從供料卷13送出的載體襯布3的夾子12。載體襯布3的外側邊6尤其是在反應混合物15借助混合器16被放置在載體襯布上之前借助折彎裝置14向上彎曲。從動小齒輪9以恒定速度沿齒條7移動。在這里，其速度可以這樣確定，即當送來的反應混合物15被拉入中空型材1時，它才可滲透載體襯布3。另一方面，滲透應更早地發生，以便反應混合物15具有對此而言仍足夠低的粘度。如果載體襯布3連同反應混合物15一起根據一段型材長度被拉入中空型材中，則松開夾子12，設置在中空型材1入口側的切割裝置17將載體襯布3切斷。現在，借助設置在其下方的運輸車18將中空型材移走并用擋板將其兩端密封。反應混合物15現在發泡并固化成泡沫填料2，其在任何位置上都良好地粘附在中空型材1內壁4上。在發泡時，載體襯布3改變其位置，但這并不重要。在泡沫材料2固化后，打開擋板19，取出填充有泡沫材料的中空型材1。將一個新的中空型材1放在運輸車18上，它和中空型材1一起被重新送到填充位置等。
權利要求
1.一種具有聚氨酯泡沫填料(2)的中空型材(1)，其特征在于，它具有滲有聚氨酯的載體襯布(3)，所述載體襯布在從把液態反應混合物(15)送給載體襯布(3)直到把載體襯布(3)和反應混合物(15)一起送入中空型材(1)這段時間內的無泡沫的預先起始狀態中不允許反應混合物(15)滲透，它在被加入中空型材(1)后但仍在出現的泡沫的粘度開始升高前允許反應混合物滲透。
2.如權利要求1所述的中空型材，其特征在于，載體襯布(3)由具有適當延遲的滲透性的纖維無紡材料、紡織物如亞麻或棉織物或紙組成。
3.如權利要求1或2所述的中空型材，其特征在于，載體襯布(3)的外側邊(6)成槽狀地向上卷起。
4.如權利要求1、2或3所述的中空型材，其特征在于，用于產生泡沫填料(2)的反應混合物(15)的原材料包括高含量的長鏈多元醇和/或二-和/或異氰酸酯聚合物。
5.一種制備填充有聚氨酯泡沫的中空型材(1)的方法，其中將液態反應混合物(15)涂覆在載體襯布(3)上，同時將載體襯布(3)和反應混合物(15)一起以均勻速度拉入中空型材中，其特征在于，使用對反應混合物具有延遲滲透性的載體襯布，其中延遲時間間隔是從供給反應混合物時刻一直到引入中空型材中，隨后，所述載體襯布允許反應混合物滲透并且所形成的泡沫材料在整個型材截面范圍內與型材內壁粘結。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，載體襯布(3)由具有適當延遲的滲透性的纖維無紡材料、紡織物如亞麻或棉織物或紙構成。
7.如權利要求5或6所述的方法，其特征在于，載體襯布(3)的外側邊(6)成槽狀地向上卷起。
8.如權利要求5、6或7的方法，其特征在于，用于產生泡沫填料(2)的反應混合物(15)的原材料包括高含量的長鏈多元醇和/二-和/或異氰酸酯聚合物。
全文摘要
本發明涉及具有聚氨酯泡沫填料(2)的中空型材(1),它可以通過特別有利的方式制成,即把液態反應混合物(15)涂覆在載體襯布(3)上,同時將載體襯布(3)連同反應混合物(15)一起以均勻速度拉進中空型材中,其中使用對反應混合物具有延遲滲透性的載體襯布,延遲時間間隔是從供給反應混合物的時刻到引入中空型材的時刻,隨后,載體襯布允許反應混合物滲透并且所形成的泡沫材料在整個型材截面范圍內與型材內壁粘附。
文檔編號B29C44/02GK1377308SQ00813666
公開日2002年10月30日 申請日期2000年9月18日 優先權日1999年9月30日
發明者P·奧里沃爾, K·D·克羅伊爾 申請人:拜爾公司