[发明专利]用于轻质构造中应用的PEI或PEI-PEEK粒子泡沫

说明书

基于聚醚酰亚胺(PEI)或由聚醚酰亚胺和聚醚醚酮(PEEK)形成的共混物的聚合物泡沫也满足由航空工业对飞行器内部构件和飞行器外部构件所要求的法律规范。

技术领域

用于制备泡沫的包含聚醚酰亚胺和聚醚醚酮以及至少一种成核剂的聚合物混合物。

基于由聚醚酰亚胺(PEI)和聚醚醚酮(PEEK)形成的共混物的聚合物泡沫也满足由航空工业对飞行器内部构件和飞行器外部构件所要求的法律规范。具体而言，对燃烧特性、介质稳定性和机械性能的要求在此构成了巨大的挑战。根据现有技术，合适的聚合物泡沫是作为半成品制备的。就所用时间和材料而言，后加工成成型制品是不经济的，原因例如是大量的切割废料。本发明通过允许将原则上适合的材料加工成粒子泡沫模制品解决了这个问题。这些模制品可在短周期时间内制备而无需后加工，并且因此可被经济地制备。另外，这为功能整合(例如通过向泡沫中直接引入插件等)以及关于设计自由度带来了新的可选方案。

背景技术

适用于在航空工业中安装的泡沫材料是公知的。然而，为此目的所描述的大多数泡沫仅由纯PMI(聚甲基丙烯酰亚胺)、PPSU(聚苯砜)或PES(聚醚砜)组成。文献中还发现了PI(聚芳酰亚胺)，然而从毒理学角度来看这是不合适的。迄今为止，所有这些材料目前仅作为块状或板状材料形式使用。

其它材料也已被描述为用于在航空工业中安装的板状材料，但不太详细。例如，聚(氧基-1,4-苯基磺酰基-1,4-苯基)(PESU)是这样一种材料的实例。这例如以商品名Divinycell F由DIAB销售。然而，这些挤出的泡沫板的进一步加工却不经济地产生大量的边角料。

在三维泡沫模制品的制备中避免切割废料的一种经济的方法是使用泡沫粒子(珠粒泡沫)而不是板块状泡沫。根据现有技术可获得的所有粒子泡沫要么当在高温下使用时具有缺点，要么总体上机械性能欠佳，并且尤其是在这些高温下。另外，只有极少数已知的泡沫不是高度易燃的，并且因此可以例如安装在公路车辆、轨道车辆或飞行器的内部构件中。例如，基于聚丙烯(EPP)、聚苯乙烯(EPS)、热塑性聚氨酯弹性体(E-TPU)或PMI(ROHACELLTriple F)的粒子泡沫因此具有不充分的阻燃性，而原则上适用的所有固有阻燃聚合物，例如PES、PEI、PEEK或PPSU，在目前的现有技术中仅被加工成板块状泡沫。

发明内容

要解决的技术问题

鉴于现有技术，本发明要解决的问题是提供一种组合物，其用于制备在飞行器构造中使用的新泡沫。所得的泡沫应具有以下性能的良好结合：在高温下的可用性、良好的机械性能(尤其是关于断裂伸长率)和对于在车辆和飞行器构造中的许多应用至少足够的阻燃性。此外，所述泡沫应可通过多种不同的方法由待开发的组合物并且以多种三维形状实现，并且在最终组件的制备中仅产生非常少的边角料或者根本没有。

其它未明确说明的要解决的问题可从本文的说明书、权利要求书或实施例中显然得出，而在此不再为此目的对其进行明确叙述。

解决方案

所述问题通过提供一种新组合物得到解决，所述组合物用于制备热稳定的低可燃性泡沫材料，该泡沫材料用于航空工业。

特别地，这些问题通过提供包含聚醚酰亚胺(PEI)和聚醚醚酮(PEEK)以及至少一种成核剂的聚合物混合物而解决，所述聚合物混合物用于制备泡沫，该泡沫具有根据DINEN ISO 1183测定的40至≤200kg/m³的密度和根据DIN EN ISO 6721-1测量的在140至230℃之间的玻璃化转变温度。

合适的聚合物混合物的特征在于，它们含有50重量％至99.999重量％的PEI和0重量％至49.999重量％的PEEK，0.001重量％至2重量％的成核剂，0重量％至25重量％的发泡剂和0重量％至20重量％的添加剂。