[发明专利]用聚合物泡沫填充中空空腔的方法

说明书

本发明涉及用聚合物泡沫填充中空空腔的方法。

聚合物泡沫经常用来填充中空结构。这些泡沫能够用来，例如，封闭一段管道、防止渗漏或为了其他原因。在汽车工业中，聚合物泡沫用于结构增强、防止腐蚀以及消音和减振。在许多情况中，如果泡沫能够在需要的地方现场形成，而不是将预先发泡的部件组装到结构的其余部分，则制造是最简单和最便宜的。由于这种原因，已经发展了各种类型的可发泡组合物。将所述制剂插入到需要泡沫的空腔中并现场膨胀以填充至少部分所述空腔。

各种类型的可膨胀聚合物体系已经用于这些应用中。这些聚合物体系区别在于它们含有的聚合物类型和它们的物理形式。其中能够使用的聚合物是聚氨酯、环氧树脂和各种聚烯烃组合物。聚氨酯是最常见以前体的液体混合物的形式供给，其在所述空腔中固化和膨胀以制造所述泡沫。另一方面，大多数可膨胀环氧树脂制剂和所有的可膨胀聚烯烃组合物是固体物质，其必须加热至某些升高的温度，在该温度下所述组合物软化到足以在一些发泡剂的作用下膨胀。

所述液体类型和固体类型在某些制造状况下各自具有优点。固体类型往往在所述空腔不能保留液体时使用。所述固体类型的另一个优点在于它往往能够保持或粘附在空腔内的特定位置，并能够膨胀入仅一部分的所述空腔中提供局部密封或增强。所述固体类型具有许多缺点。往往需要手动工作以将所述固体类型定位在所述空腔内，且在许多情况中将它们粘附在所述空腔内的位置。所述固体类型往往需要某种载体或支架，这显著增加了成本和部件的复杂性。在许多情况下，整个制造方法使得对于将固体可膨胀组合物插入所述空腔而言没有方便之处。为了膨胀固体类型，需要将它们加热至往往超过80℃且可能高达120-160℃的温度。这在所有的情况下是不可能的，由于结构的材料限制和/或特殊制造方法所施加的约束。

所述液体类型，特别是所述聚氨酯类型，具有容易操作的优点。所述液体组分能够使用自动设备计量和泵入所述空腔。所述空腔填充步骤容易并入许多制造方法中。此外，往往无需为了使其膨胀而加热所述液体类型，因为许多所述液体类型放热性地膨胀和固化。如果需要热来推动所述膨胀和固化反应，往往可以通过在将所述组分在引入所述空腔之前预热它们来提供。出于这一原因，当使用可发泡液体混合物时，往往可能避免单独的加热步骤。

所述液体类型的主要缺点在于它们在所述空腔不能保留液体时，或不打算完全填充所述空腔时难以使用。在许多情况下部分空腔填充是有用的。例如，在一些场合中通过用所述泡沫填充仅部分空腔可以达到足够的性能。在其他一些情况中出于各种原因保持所述空腔可进入可能是重要的。在这些情况下，填充整个空腔增加了成本和重量却提供了很小的附加益处，并且甚至可能是有害的。

期望提供简单且廉价的方法，从而可以使用可膨胀液体聚合物组合物来填充不能保持液体的空腔，或仅部分填充空腔。

已经尝试通过用袋子适配所述空腔，并将所述液体聚合物组合物引入所述袋子来解决这一问题。所述袋子限定了所述聚合物泡沫的体积和其在所述空腔内的位置。这种方式的例子描述于US专利3,310,615、WO2006/098745和EP 0 268 416中。采用这种方式的问题在于所述袋子插在所述聚合物泡沫和所述空腔的壁之间，并妨碍了所述聚合物泡沫粘着于所述空腔壁。这种粘着对于良好的性能往往是必需的。没有充分的粘着，可能发生诸如渗漏、噪音传播或聚合物泡沫在所述空腔内移动的问题。在EP 0 268 416中，通过在所述袋子的有限区域提供穿孔来部分解决这一问题。这允许所述可膨胀聚合物组合物在所述固化方法期间渗透通过所述开口，在此它可以接触所述空腔壁并形成粘性结合。所述袋子在这种情况下具有比所述空腔更大的截面面积。由于所述袋子的尺寸，和其相对于所述空腔内部尺寸的大尺寸，所述膨胀聚合物从所述穿孔流出的能力受到限制。所述聚合物泡沫和所述空腔壁之间的粘附仅能够发生在有限区域。由于这点，粘附往往是不完全的或不充分的。

本发明是在中空空腔内提供聚合物泡沫的方法，所述方法包括：

a）将网管至少部分地引入所述空腔，所述网管的特征在于：（1）所述网管的体积小于所述中空空腔的体积，（2）所述网管具有将含有至少一种发泡剂和至少一种有机聚合物或有机聚合物前体的可发泡液体混合物引入所述网管的入口，和（3）所述网管包含每个具有0.01cm²至5cm²的面积的开口，这些开口合计构成在所述空腔内的所述网管部分的表面积的至少50％；

b）然后用所述可发泡液体混合物至少部分填充所述网管，以及然后