專利名稱：具有接合的峰和槽的層壓泡沫的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及層壓聚合泡沫板制品，其包含兩個(gè)或更多個(gè)層壓在一起的聚合泡沫板以增加泡沫板厚度，以及制備這樣的層壓泡沫板制品的方法。
背景技術(shù)：
在聚合泡沫板領(lǐng)域有制備厚度超過200毫米的板并且這樣做時(shí)不使用氯氟烴發(fā)泡劑的需求。這種厚度的泡沫板適宜制備具有高水平熱絕緣的建筑結(jié)構(gòu)以及其他結(jié)構(gòu)例如停車場(chǎng)結(jié)構(gòu)。不幸的是，利用非氯氟烴發(fā)泡劑很難擠壓出厚度超過200毫米的優(yōu)質(zhì)聚合泡沫。自由堆疊較薄的板是達(dá)到更大厚度的一種方法，但是因?yàn)檫@樣的板在裝配期間可能滑移并且如果沒有裝牢的話甚至在就位時(shí)也可能滑移，所以它是不理想的。滑移是停車場(chǎng)應(yīng)用的特別顧慮，泡沫板在這種應(yīng)用中隨著車輛在它們上面移動(dòng)而可能經(jīng)歷頻繁的剪切力。此外，在建筑工地將許多板堆疊在一起增加了操作和安裝許多板的勞動(dòng)難度，并且還產(chǎn)生水分在板之間蓄積并從而增加導(dǎo)熱性的機(jī)會(huì)。將多個(gè)板膠粘在一起，可獲得理想厚度的單個(gè)層壓板。然而，在應(yīng)用中經(jīng)常需要泡沫板具有水蒸汽滲透性，希望均勻的水蒸汽滲透性，以避免結(jié)構(gòu)構(gòu)架捕集水分。除非多個(gè)板以保持透過泡沫板的水蒸汽滲透性的方式膠合，否則膠合界面的水分積蓄可能是成問題的。歐洲專利(EP) 1213118公開了將板層壓在一起同時(shí)保持透過所述泡沫和膠界面的水蒸汽滲透性的解決方案。EP 1213118需要從彼此鄰接的泡沫板的整個(gè)表面去除泡沫外皮，然后用擴(kuò)散開放粘合劑(diffusion open adhesive)將它們粘附在一起。提供與兩個(gè)粘合面上包含外皮的層壓泡沫板相比保持或增加水蒸汽滲透性(降低水蒸氣擴(kuò)散阻力)、但是不需要去除泡沫表面的全部外皮的層壓泡沫板，是理想的，并將推進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)。如果所述泡沫板層壓特別耐受高剪切強(qiáng)度，將是更加有利的，這樣它們將很適合地板和停車場(chǎng)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)提供具有相對(duì)于兩個(gè)粘附表面上包含外皮的層壓泡沫板保持或增加的水蒸汽滲透性(降低水蒸汽擴(kuò)散阻力)、而在所述泡沫材料粘合在一起之前不需要清除它們的全部表皮的層壓泡沫板的問題，本發(fā)明提供了解決方案。此外，本發(fā)明進(jìn)一步提供了相應(yīng)獲得層壓泡沫制品的高剪切強(qiáng)度的解決方案。在第一方面，本發(fā)明是如下的層壓泡沫制品，其包含具有接合的峰和槽表面輪廓的至少兩個(gè)泡沫板，其中在所述輪廓的至少一部分上保留表皮，并且其中所述泡沫板用所述泡沫的接合表面之間的粘合劑以使一個(gè)泡沫表面的峰在鄰接泡沫表面的槽內(nèi)的接合定位而彼此層壓，并且其中所述層壓泡沫制品具有超過200毫米的厚度。在第二方面，本發(fā)明是將泡沫板層壓在一起的方法，其包含以下步驟(a)在所述泡沫板的表面中限定接合的峰和槽表面輪廓；(b)向具有接合的峰和槽表面輪廓的至少一個(gè)表面施加粘合劑；和(C)通過將一個(gè)板表面的峰定位在另一個(gè)泡沫表面的槽中，使得所述粘合劑在泡沫表面之間并接觸這兩個(gè)表面，從而將泡沫板的接合的峰和槽表面輪廓粘貼在一起。本發(fā)明的方法可用于制造本發(fā)明的制品。本發(fā)明的制品可用于絕緣建筑結(jié)構(gòu)例如家居、商業(yè)和停車場(chǎng)。


圖I示出了具有接合的輪廓構(gòu)造的兩個(gè)聚合泡沫板。
圖2示出了圖I的兩個(gè)聚合泡沫板處于接合的定位。圖3示出了兩個(gè)聚合泡沫板以偏置接合定位層壓在一起以在相對(duì)邊緣上產(chǎn)生高低縫(ship-lap)輪廓。圖4示出了三個(gè)聚合泡沫板以偏置接合定位層壓在一起以在相對(duì)邊緣上產(chǎn)生接合的舌槽式輪廓。圖5示出了具有梯形的峰和槽的聚合泡沫板。圖6示出了三個(gè)聚合泡沫板以接合的配置形成具有沿著層壓泡沫制品邊緣的高低縫的層壓泡沫制品。
具體實(shí)施例方式試驗(yàn)方法是指到本文獻(xiàn)的優(yōu)先權(quán)日為止最新近的試驗(yàn)方法，除非用試驗(yàn)方法編號(hào)標(biāo)明了日期。引用試驗(yàn)方法包含提及試驗(yàn)協(xié)會(huì)和試驗(yàn)方法編號(hào)。試驗(yàn)方法組織由下列縮寫之一指代ASTM是指美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(American Society for Testing andMaterials) ;EN是指歐洲標(biāo)準(zhǔn)(European Norm) ;DIN是指德國(guó)工業(yè)協(xié)會(huì)(DeutschesInstitute fiir Normung);和 ISO 是指國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織(International Organization forStandards)。泡沫制品具有三個(gè)互相垂直的尺寸長(zhǎng)度，寬度和厚度。長(zhǎng)度尺寸位于沿著泡沫制品的最長(zhǎng)尺寸并通常沿著擠出泡沫制品的擠出方向。厚度尺寸是量值最小的尺寸，但是在例如立方體中可以等于長(zhǎng)度。寬度共同垂直于長(zhǎng)度和厚度，并可以具有等于或小于長(zhǎng)度并且等于或大于厚度的量值?！昂?或”是指“和，或者作為一種替換”。所有的范圍包括端點(diǎn)，除非另外指明。本發(fā)明利用和/或包含聚合泡沫板(泡沫板)。所述泡沫板沒有限制，可以是任何聚合泡沫板。通常，泡沫板選自聚氨酯泡沫板、膨脹泡沫珠板和擠出泡沫板。雖然聚合泡沫板的組成沒有限制，但所述泡沫板必需具有接合的峰和槽表面輪廓?！敖雍系姆搴筒圯喞笔欠遢喞筒圯喞溲b配在一起使得峰輪廓裝配進(jìn)槽中，并且其中所述槽基本是峰的陰像——亦即，所述槽是大小和形狀與峰基本相同的空間，于是所述峰(和峰與槽之間的任何粘合劑)基本填滿所述槽輪廓。技術(shù)人員了解，將泡沫塊完美裝配在一起是有挑戰(zhàn)性的，因此在限定接合的峰和槽輪廓中使用“基本上”來允許峰輪廓不太完美地接合和/或填充所述槽輪廓。理想地，95%以上、優(yōu)選98%以上、更加優(yōu)選99%以上和最優(yōu)選100%的槽空間被接合的峰和用來粘合包含峰的板與限定了所述槽的板的任何粘合劑填充。通常槽的深度(以及接合的峰輪廓的高度)為2毫米(mm)或更多、優(yōu)選5mm或更多和15mm或更少、優(yōu)選IOmm或更少。所述至少兩個(gè)泡沫板以一個(gè)泡沫板表面的峰在相鄰泡沫板表面的槽內(nèi)的接合定位彼此層壓。“接合的定位”是使一個(gè)輪廓的峰裝配在另一個(gè)輪廓的槽內(nèi)的位置。以接合的定位放置泡沫板使一個(gè)板以自身為中心并相對(duì)于配對(duì)中的另一個(gè)板自我校準(zhǔn)。每個(gè)接合的泡沫板表面可以具有僅峰輪廓、僅槽輪廓、或者峰與槽輪廓的組合。在一個(gè)特別理想的實(shí)施方式中，至少一些、優(yōu)選所有的峰都具有梯形輪廓，最優(yōu)選等腰梯形輪廓。梯形輪廓類似具有峰的頂部和底部作為平行邊的梯形。通常，梯形輪廓將在鄰近泡沫板底部具有較大的平行邊。然而，所述輪廓可以類似于燕尾榫，其中較大的平行邊是離鄰近泡沫板底部最遠(yuǎn)的邊。梯形峰的接合槽將同樣具有梯形輪廓。圖I和2示出了具有接合的梯形峰和槽輪廓的板。板20具有梯形槽22和梯形峰24。板30具有梯形槽32 和梯形峰34。峰24與槽32接合，峰34與槽22接合，形成圖2中示出的層壓泡沫制品10。圖2示出了接合定位中的板20和30。非特征性的，例如EP1213118的層狀結(jié)構(gòu)，在相互膠粘附著的表面的至少一部分上留有表皮。通常，表皮保留在峰輪廓的頂部。EP1213118特別需要在將泡沫板粘附在一起形成層壓板之前去除所有表皮。本發(fā)明不需要在泡沫板層壓在一起之前從其去除所有表皮，然而本發(fā)明卻仍然可以達(dá)到可比擬的水蒸汽擴(kuò)散滲透性系數(shù)并可以甚至比它們的外皮完整而一起層壓的結(jié)構(gòu)(外皮對(duì)外皮的定位)更高。所述至少兩個(gè)相鄰的泡沫板在所述泡沫的接合表面之間具有粘合劑。理想的是，所述粘合劑是“擴(kuò)散開放(diffusion open)”粘合劑?！皵U(kuò)散開放”具有DIN 4108-3(2001)中的定義，為具有O. 5米或更少的水蒸汽擴(kuò)散等效空氣厚度(water vapor Diffusionequivalent air thickness) (SD_值)。這是對(duì)本文中采取的“擴(kuò)散開放”的定義。按照DIN4108-3(2001)確定材料是否是擴(kuò)散開放的。利用擴(kuò)散開放粘合劑的優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)于類似的使用非擴(kuò)散開放粘合劑而言，層壓泡沫制品可獲得較高的水蒸汽滲透性(較低的水蒸汽擴(kuò)散阻力)。擴(kuò)散開放粘合劑可以覆蓋全部的相鄰表面或者可以只覆蓋少于全部相鄰表面的部分相鄰表面。在一種實(shí)施方式中，擴(kuò)散開放粘合劑主要位于峰輪廓的泡沫表皮上，也就是說，包含峰輪廓的表面上的大部分粘合劑是在仍然具有表皮的表面部分上。適合的擴(kuò)散開放粘合劑的例子包括單和雙組份聚氨酯、熱熔性粘合劑和反應(yīng)性粘合劑。所述擴(kuò)散開放粘合劑可以是可發(fā)泡的粘合劑，例如單或兩組份聚氨酯泡沫粘合劑。如果粘合劑不是擴(kuò)散開放的，那么用粘合劑涂覆每個(gè)相鄰泡沫板的不到全部表面是理想的，以便在所述泡沫板之間達(dá)到理想的水蒸汽滲透性。例如，施加粘合劑可以只限于包含表皮的泡沫板輪廓部分。盡管在層壓的泡沫板之間的界面上具有泡沫表皮，但本發(fā)明的層壓泡沫制品意想不到地具有高水蒸汽滲透性(低水蒸汽擴(kuò)散阻力)。本發(fā)明的層壓泡沫制品透過所述泡沫厚度的水蒸汽擴(kuò)散阻力系數(shù)(μ )理想地為135或更少，優(yōu)選130或更少，其包括即使相鄰泡沫板之間的界面上存在泡沫外皮時(shí)透過層壓泡沫板界面的滲透性。按照EN 12086的方法測(cè)量水蒸汽擴(kuò)散阻力系數(shù)。本發(fā)明的層壓泡沫板進(jìn)一步表現(xiàn)出較用包含相互粘合的平板表面的層壓板可達(dá)到的更高的泡沫板層之間的剪切強(qiáng)度。通過將峰插入相鄰板上的槽中，所述兩個(gè)板鎖定在構(gòu)型中，并且不能容易地相對(duì)彼此滑動(dòng)。結(jié)果，用本發(fā)明的層壓方法理想地增加了剪切強(qiáng)度。長(zhǎng)度尺寸中的剪切強(qiáng)度通常超過250千帕斯卡(kPa)，并且可以是300kPa或更多，甚至350kPa或更多。所述泡沫的橫向(寬度)尺寸的剪切強(qiáng)度通常超過175kPa并可以超過190kPa，甚至200kPa。因?yàn)樗雠菽迮懦吮舜嘶^，因此剪切強(qiáng)度通常由可能在剪切破壞時(shí)扯開的任何個(gè)體泡沫板層的剪切強(qiáng)度限制。剪切強(qiáng)度按照EN 12090的方法測(cè)定。所述層壓泡沫制品的厚度大于200毫米，并且可以具有250毫米或更大、300毫米以上或更大、400毫米以上或更大、甚至500毫米或更大的厚度。實(shí)際上對(duì)目前的層壓泡沫制品可以達(dá)到的可能厚度沒有技術(shù)限制。以同樣的方式，對(duì)可以層壓在一起形成本發(fā)明的層壓泡沫制品的泡沫板數(shù)量沒有技術(shù)限制。通常，所述層壓制品包含兩個(gè)或更多個(gè)層壓的泡沫板，但是它可以包含三個(gè)或更多個(gè)層壓的泡沫板、四個(gè)或更多個(gè)層壓的泡沫板、五個(gè)或更多個(gè)層壓的泡沫板。所有相鄰的板理相地、盡管不是必需的，在層壓結(jié)構(gòu)中具有接合的峰和槽輪廓。理想地，當(dāng)三個(gè)或更多個(gè)泡沫板構(gòu)成本發(fā)明的制品時(shí)，泡沫板處于夾心構(gòu)造，其 中相鄰泡沫板之間有一個(gè)或多個(gè)泡沫板(內(nèi)部板)。內(nèi)部泡沫板可以具有在兩個(gè)相對(duì)的表面上的峰輪廓、在兩個(gè)相對(duì)的表面上的槽輪廓、在一個(gè)表面上的槽輪廓和在相對(duì)表面上的峰輪廓、或者在兩個(gè)相對(duì)的表面上具有峰和槽輪廓的組合。以接合的配置與所述內(nèi)部板層壓的泡沫板具有可以與所述內(nèi)部板的表面輪廓接合的輪廓。在理想的實(shí)施方式中，層壓的泡沫制品在相對(duì)的邊緣上具有接合的搭接部分。接合的搭接部分包括高低縫和舌槽式輪廓。通過將一個(gè)或多個(gè)泡沫板構(gòu)件與層壓制品中的其他泡沫板構(gòu)件偏置，可以容易地在本發(fā)明的層壓泡沫制品中加入接合的搭接部分。例如，一個(gè)板相對(duì)于另一個(gè)偏置，在兩個(gè)邊緣上使得每個(gè)板延伸經(jīng)過另一個(gè)板，在相對(duì)的邊緣上產(chǎn)生搭接接頭。當(dāng)三個(gè)板層壓在一起時(shí)，將中央板與其它板偏置將產(chǎn)生相對(duì)的舌槽式輪廓。圖3示出了層壓泡沫制品100，其中泡沫板200和300處于接合的定位，但是彼此偏置以在相對(duì)的邊緣上形成接合的高低縫輪廓400。圖4示出了層壓泡沫制品1000，其中泡沫板2000、3000和4000處于接合的定位，但是彼此偏置以在相對(duì)的邊緣上分別形成接合的舌槽輪廓5000 和 5500。通過首先提供至少兩個(gè)在其中限定了接合的峰和槽表面輪廓的聚合泡沫板來制備本發(fā)明的層壓泡沫制品。以可想到的任何方式來限定接合的峰和槽表面輪廓，包括下列非窮舉的可能性列舉直接模制成泡沫板，切割掉泡沫，壓縮泡沫(例如將輪廓冷成形到泡沫板中)。當(dāng)限定峰輪廓時(shí)，在所述峰輪廓上留下至少一部分表皮——通常在所述峰的最頂端。向至少一個(gè)具有接合的峰和槽表面輪廓的表面并任選對(duì)兩個(gè)表面施加擴(kuò)散開放粘合劑。所述粘合劑可以主要位于峰輪廓的外皮部分，可以覆蓋一個(gè)表面的全部或者可以覆蓋一個(gè)表面的任何部分。通過將一個(gè)板表面的峰定位在另一個(gè)泡沫表面的槽中，使得所述粘合劑在泡沫表面之間并接觸這兩個(gè)表面，從而將兩個(gè)泡沫板的接合的峰和槽表面輪廓以接合的定位粘貼
在一起。
實(shí)施例下列實(shí)施例起到例證說明本發(fā)明的實(shí)施方式的作用。使用STYROFOAM FL00RMATE 200-A牌擠出聚苯乙烯絕緣板作為聚合泡沫板，制備下列各比較例和實(shí)施例(STYROFOAM和FL00RMATE是The Dow Chemical Company的商標(biāo))。所述聚合泡沫板是80mm厚、600mm寬和1200mm長(zhǎng)。使用MOR-AD 660M牌單組份粘合劑作為擴(kuò)散開放粘合劑(M0R-AD是Rohm and Haas Chemicals LLC的商標(biāo))。按照下面對(duì)各樣品的描述，以每平方米大約120克的負(fù)載量施加所述粘合劑。將板粘附在一起之后，讓其在壓力下固化12小時(shí)以確保最佳粘著。利用EN 12090的方法，檢驗(yàn)由此產(chǎn)生的每個(gè)層壓泡沫制品在擠出(長(zhǎng)度)和橫向(寬度)尺寸上的剪切強(qiáng)度和剪切模量。還按照EN 1607的方法檢驗(yàn)由此產(chǎn)生的層壓泡沫制品的拉伸強(qiáng)度拉伸模量。拉伸試驗(yàn)通過施加垂直于板的鄰接表面、垂直于接合表面的界面的力來進(jìn)行。最后，按照EN 12086的方法測(cè)量透過泡沫的厚度尺寸(垂直于層壓界面)的水蒸汽擴(kuò)散阻力系數(shù)(μ)。 下面描述層壓泡沫制品的樣品，并帶有表格，表明了剪切模量、剪切強(qiáng)度、拉伸模量、抗張強(qiáng)度和水蒸汽擴(kuò)散阻力系數(shù)(μ)的試驗(yàn)結(jié)果。比較例(Comp Εχ)Α :帶有外皮的平板將三個(gè)聚合泡沫板粘合在一起產(chǎn)生層壓泡沫制品比較例A (Comp Ex Α)，其中兩個(gè)粘附表面上都具有外皮。在將板粘附在一起之前在每對(duì)粘附表面的一個(gè)的全部表面上施加粘合劑。由此產(chǎn)生的層壓板，比較例Α，總厚度為240mm。比較例B :具有刨平表面的平板從粘附表面上刨去表皮之后，將三個(gè)聚合泡沫板粘合在一起，產(chǎn)生層壓泡沫制品比較例B (Comp Ex B)。在將板粘附在一起之前在每對(duì)粘附表面的一個(gè)的全部表面上施加粘合劑。由此產(chǎn)生的層壓板，比較例B，總厚度為220mm。比較例C :具有一個(gè)刨平表面和一個(gè)外皮的平板從一個(gè)粘附表面上刨去表皮之后，將刨平的表面與包含表皮的表面粘著，從而將三個(gè)聚合泡沫板粘合在一起，產(chǎn)生層壓泡沫制品比較例C (Comp Ex C)。在將板粘附在一起之前在每對(duì)粘附表面的一個(gè)的全部表面上施加粘合劑。由此產(chǎn)生的層壓板，比較例C，總厚度為220mm。實(shí)施例(Ex)I :梯形輪廓的接合表面將三個(gè)聚合泡沫板的表面打磨成圖5中顯示的具有六個(gè)接合的梯形峰和槽的類似板500、550和600，同時(shí)在每個(gè)峰的頂部(梯形峰的兩個(gè)平行邊的短邊)留下表皮。所述梯形峰大致具有下列尺寸峰高IOmm,峰頂部寬度45mm,峰底部寬度55mm。接合的槽具有恰好的負(fù)尺寸。打磨所述板，使得梯形峰和槽延伸泡沫板的全長(zhǎng)，但是如果所述峰和槽延伸了寬度而不是長(zhǎng)度，也預(yù)期有類似的結(jié)果。如圖6所示，將板550、550和600以接合的形態(tài)粘附在一起，使得在由此產(chǎn)生的層壓泡沫制品1500的相對(duì)邊緣上產(chǎn)生15毫米高低縫450。在所述板粘附在一起之前，僅向45毫米寬的峰輪廓施加粘合劑。由此產(chǎn)生的層壓板，實(shí)施例I，總厚度為220mm。這四個(gè)樣品的特征測(cè)試結(jié)果在表I中表I
權(quán)利要求
1.一種層壓泡沫制品，其包含具有接合的峰和槽表面輪廓的至少兩個(gè)泡沫板，其中在所述輪廓的至少一部分上保留表皮，并且其中所述泡沫板用所述泡沫的接合表面之間的粘合劑彼此層壓，所述彼此層壓的方式使得一個(gè)泡沫表面的峰在鄰接泡沫表面的槽內(nèi)接合定位，并且其中所述層壓泡沫制品具有超過200毫米的厚度。
2.權(quán)利要求I的層壓泡沫制品，其中所述粘合劑是擴(kuò)散開放粘合劑。
3.權(quán)利要求I的層壓泡沫制品，其中所述粘合劑覆蓋少于每個(gè)接合表面的全部的部分。
4.權(quán)利要求I的層壓泡沫制品，其中所述粘合劑主要位于泡沫表皮上。
5.權(quán)利要求I的層壓泡沫制品，其特征還在于水蒸汽擴(kuò)散阻力系數(shù)小于135，長(zhǎng)度尺寸上的剪切強(qiáng)度超過250千帕斯卡，和寬度尺寸上的剪切強(qiáng)度超過175千帕斯卡。
6.權(quán)利要求I的層壓泡沫制品，其中所述接合的峰和槽具有梯形輪廓。
7.權(quán)利要求I的層壓泡沫制品，其中所述泡沫板相對(duì)于彼此偏置，使得沿著所述層壓泡沫制品的相對(duì)邊緣產(chǎn)生相對(duì)的接合唇緣。
8.—種將泡沫板層壓在一起的方法，其包括以下步驟 a.在所述泡沫板的表面中限定接合的峰和槽表面輪廓； b.向具有接合的峰和槽表面輪廓的至少一個(gè)表面施加粘合劑；和 c.通過將一個(gè)板表面的峰定位在另一個(gè)泡沫表面的槽中，使得所述粘合劑在泡沫表面之間并接觸所述兩個(gè)表面，從而將泡沫板的接合的峰和槽表面輪廓粘貼在一起。
9.權(quán)利要求8的方法，其中所述粘合劑是單組份或兩組份可發(fā)泡的粘合劑。
10.權(quán)利要求8的方法，其中所述泡沫板相對(duì)于彼此偏置，使得沿著所述層壓泡沫制品的相對(duì)邊緣產(chǎn)生相對(duì)的接合唇緣。
全文摘要
一種層壓泡沫制品，其包含具有接合的峰和槽表面輪廓的至少兩個(gè)泡沫板，其中在所述輪廓的至少一部分上保留表皮，并且其中所述泡沫板通過所述泡沫的接合表面之間的粘合劑彼此層壓，彼此層壓的方式使得以使一個(gè)泡沫表面的峰在鄰接泡沫表面的槽內(nèi)接合定位，并且其中所述層壓泡沫制品具有超過200毫米的厚度。
文檔編號(hào)B32B5/32GK102869497SQ201180021713
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者J·戈登-達(dá)菲, A·博格瓦特 申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司