PANEL DE MATERIAL COMPUESTO.
Panel de material compuesto que comprende una capa de material espumado que tiene una densidad inferior a 100 kg/m 3 ,
capa que está intercalada entre 2 capas de material reforzado con fibras, caracterizado porque el material reforzado con fibras es material de poliisocianurato reforzado con fibras
Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W07055490EP.
Solicitante: HUNTSMAN INTERNATIONAL LLC.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 500 HUNTSMAN WAY,SALT LAKE CITY, UT 84108.
Inventor/es: VAN ESSCHE, LUC, LAYCOCK,MERVYN, STEVENS,JAN CHRISTIAAN, WEGGELAAR,ROBERT.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B29C44/56H
- B32B5/28 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B32 PRODUCTOS ESTRATIFICADOS. › B32B PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS CAPAS DE FORMA PLANA O NO PLANA, p. ej. CELULAR O EN NIDO DE ABEJA. › B32B 5/00 Productos estratificados caracterizados por la heterogeneidad o estructura física de una de las capas (B32B 9/00 - B32B 29/00 tienen prioridad). › impregnada de materia plástica o cubierta con una materia plástica.
Clasificación PCT:
- B29C37/00 B […] › B29 TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL. › B29C CONFORMACIÓN O UNIÓN DE MATERIAS PLÁSTICAS; CONFORMACIÓN DE MATERIALES EN ESTADO PLÁSTICO, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR; POSTRATAMIENTO DE PRODUCTOS CONFORMADOS, p. ej. REPARACIÓN (fabricación de preformas B29B 11/00; fabricación de productos estratificados combinando capas previamente no unidas para convertirse en un producto cuyas capas permanecerán unidas B32B 37/00 - B32B 41/00). › Elementos constitutivos, detalles, accesorios u operaciones auxiliares no cubiertas por el grupo B29C 33/00 ó B29C 35/00.
- B29C44/12 B29C […] › B29C 44/00 Conformación por presión interna generada en el material, p. ej. por hinchamiento o por espumación. › Incorporando o moldeando sobre partes preformadas, p. ej. inserciones o refuerzos.
- B32B5/18 B32B 5/00 […] › caracterizados por el hecho de que una de las capas contiene un material en forma de esponja o esencialmente poroso.
- B32B5/28 B32B 5/00 […] › impregnada de materia plástica o cubierta con una materia plástica.
Fragmento de la descripción:
Panel de material compuesto.
La presente invención se refiere a un panel de material compuesto que comprende una capa de material espumado que tiene una densidad inferior a 100 kg/m3, capa que está intercalada entre 2 capas de material reforzado con fibras.
El uso de poliisocianurato en la unión de varios materiales se conoce y está ampliamente descrito; entre otros materiales se han mencionado las fibras de vidrio. Referencias que merecen mencionarse son los documentos WO 2006/008780, JP 58-034832, JP 58-145431, JP 58-011529, JP 57-131276, US 6509392, EP 304005 y WO 04/111101.
Se han dado a conocer paneles de material compuesto en el documento US 5928772 en el que se prepara una espuma rígida que tiene una densidad relativamente alta entre 2 láminas de plástico reforzado con fibras que se fabrica a partir de al menos una capa de fibra de refuerzo y una resina termocurable, como una resina insaturada polimerizable por radicales. Cuando la densidad de la espuma rígida es inferior a 200 kg/m3, se reduce la resistencia de la espuma, por tanto se reducen el módulo de flexión, la resistencia a la flexión, etc., del material del panel y, además, se produce el pandeo en la capa de espuma bajo cargas concentradas.
Además, en el documento US 5662996 se da a conocer un material compuesto que es una parte sintética de ajuste que incluye un revestimiento de poliuretano elastomérico, una capa de espuma de poliuretano de células abiertas sobre el mismo y un soporte sintético rígido de poliuretano o poliisocianurato sobre dicha capa. El soporte puede estar reforzado.
Todavía adicionalmente, el documento US 4871612 da a conocer un sustrato que contiene un poliisocianurato reforzado con estera de fibras con una capa de superficie formada de manera integrada sobre el sustrato. La capa de superficie puede incluir plástico no espumado como capa externa y plástico espumado como capa interna o capas de un material textil, una espuma flexible y una lámina de resina termoplástica. El documento EP 1346819 da a conocer un material compuesto que está fabricado mediante el moldeo en caliente de un sustrato que se ha dotado de una resina de poliuretano en uno o ambos lados.
Finalmente, el documento EP 1199154 da a conocer un producto de múltiples capas. Según el documento EP 1199154, productos conocidos, que son productos de intercalación que comprenden una capa de poliuretano insertada entre dos capas de fibra de vidrio y/o fibra natural impregnada con resina de poliuretano, se moldean en caliente posteriormente para obtener el elemento deseado. Para esto se necesita una resina de poliuretano termosensible. El documento EP 1199154 propone un producto de múltiples capas con una variación de la rigidez. Este producto comprende un primer elemento que consiste en una capa de polímero semirrígido, esponjoso acoplada en uno o ambos lados con una capa de resina de poliuretano, e insertada entre dos capas de fibra de vidrio y/o fibra natural, estando acoplado dicho primer elemento con al menos un segundo elemento. El polímero semirrígido, esponjoso es preferiblemente poliuretano con una densidad de 20 a 40 kg/m3. Los materiales compuestos propuestos tienen una estructura de capas complicada.
Sorprendentemente, se ha encontrado un panel de material compuesto novedoso que tiene un peso muy ligero junto con una resistencia muy alta y buenas propiedades en caso de incendio.
Por tanto, la presente invención se refiere a un panel de material compuesto que comprende una capa de material espumado que tiene una densidad inferior a 100 kg/m3, preferiblemente 10-50 kg/m3, más preferiblemente 10-35 kg/m3 y lo más preferiblemente 10-25 kg/m3, capa que está intercalada entre 2 capas de material de poliisocianurato reforzado con fibras. La capa de material espumado que tiene una densidad inferior a 100 kg/m3 (a continuación en el presente documento "la capa de peso ligero") tiene preferiblemente un espesor que es mayor que el espesor de las dos capas de material de poliisocianurato reforzado con fibras (a continuación en el presente documento "capa PIR") juntas. Pueden usarse como paneles estructurales de peso ligero para paredes de división en viviendas, especialmente en casos en los que también es importante la absorción acústica y como partes del automóvil.
Una o más capas de material espumado pueden estar intercaladas entre capas PIR; el material compuesto puede comprender n capas de peso ligero intercaladas entre n+1 capas PIR. Preferiblemente n es 1-3, más preferiblemente 1-2 y lo más preferiblemente 1.
El material espumado puede ser cualquier material conocido, como poliestireno espumado, polietileno espumado, polipropileno espumado y poliuretano espumado. Se prefieren espumas de poliuretano, como espumas de poliuretano flexibles, rígidas y semirrígidas.
Las espumas de poliuretano pueden ser hidrófilas o hidrófobas. Pueden ser espumas acústicas, espumas viscoelásticas, espumas de alta flexibilidad o espumas de aislamiento. Los paneles tendrán ciertas propiedades específicas dependiendo del tipo de espuma elegida junto con excelentes resistencia y propiedades en caso de incendio a pesar de la muy baja densidad de la espuma.
Las espumas preferidas son espumas rígidas de células abiertas, como las dadas a conocer en el documento EP 830419, y espumas flexibles de células abiertas, en particular las espumas rígidas y flexibles de células abiertas que tienen en el área entre 1000 y 2000 Hz y absorción entre 0,7 y 1,0, al menos un área del 30% bajo la curva de absorción y que tienen una absorción acústica máxima > 0,8 (medida según la norma ASTM E1050-98 en un tubo de Kundt y en un espesor de espuma de 20 mm), alcanzándose esta absorción máxima a una frecuencia entre 1000 y 2000 Hz. Los paneles de material compuesto según la invención fabricados a partir de estas espumas son muy adecuados para aplicaciones en las que es importante la absorción acústica y/o el aislamiento acústico.
Las fibras usadas para fabricar las capas reforzadas con fibras de material de poliisocianurato pueden ser fibras naturales como lino, cáñamo y sisal; fibras sintéticas como fibras de poliamida, poliolefina, poliaramida, poliéster y carbono; y fibras minerales como fibras de vidrio y lana de roca. Pueden usarse combinaciones de fibras.
El espesor de las capas puede variar entre amplios intervalos. Las capas PIR pueden variar entre 0,1 mm y 10 cm y preferiblemente entre 0,2 mm y 2 cm. La capa de peso ligero puede variar desde 1 mm hasta 1 m y preferiblemente desde 0,5 cm hasta 10 cm. La anchura y la longitud de las capas se determinan por el tamaño del molde en el que se fabrican los paneles.
Preferiblemente, el material espumado está unido y más preferiblemente unido directamente a las 2 capas de material de poliisocianurato reforzado con fibras.
El panel según la invención se fabrica dejando que una composición que comprende un poliisocianato y un poliol reaccione a temperatura elevada en un molde y en presencia de un catalizador de trimerización, en el que esta composición está en estrecho contacto con 2 capas de fibra entre las que está intercalada una capa de material espumado.
El material de poliisocianurato reforzado con fibras se prepara mediante un procedimiento que comprende combinar un poliisocianato, un poliéter poliol y un catalizador de trimerización, denominándose de manera colectiva estos tres componentes "composición aglutinante reactiva", con una fibra para formar un material compuesto reactivo, y dejar en una etapa siguiente que este material compuesto reactivo reaccione a temperatura elevada, en el que la cantidad de la composición aglutinante reactiva es del 1-80% en peso y la cantidad de fibra es del 20-99% en peso, calculadas ambas con respecto a la cantidad de la composición aglutinante reactiva más la cantidad de fibra, y en el que la cantidad del poliisocianato y el poliol es de manera que el índice de la composición aglutinante reactiva sea 140-2000.
En el contexto de la presente invención, los siguientes términos tienen el siguiente significado:
- 1) índice de isocianato o índice de NCO o índice:
Reivindicaciones:
1. Panel de material compuesto que comprende una capa de material espumado que tiene una densidad inferior a 100 kg/m3, capa que está intercalada entre 2 capas de material reforzado con fibras, caracterizado porque el material reforzado con fibras es material de poliisocianurato reforzado con fibras.
2. Panel según la reivindicación 1, en el que el material espumado tiene una densidad de 10-50 kg/m3.
3. Panel según las reivindicaciones 1-2, en el que el espesor del material espumado es mayor que el espesor de las 2 capas de material de poliisocianurato reforzado con fibras juntas.
4. Panel según las reivindicaciones 1-3, en el que el material espumado es una espuma de poliuretano, la fibra es una estera de fibras y el poliisocianurato se ha preparado haciendo reaccionar un poliisocianato y un poliol en presencia de un catalizador de trimerización.
5. Panel según las reivindicaciones 1-4, en el que el material espumado está unido a las 2 capas de material de poliisocianurato reforzado.
6. Panel según las reivindicaciones 1-5, en el que el material espumado está unido directamente a las 2 capas de material de poliisocianurato reforzado.
7. Procedimiento para fabricar un panel según las reivindicaciones 1-6, que comprende dejar que una composición que comprende un poliisocianato y un poliol reaccione a temperatura elevada en un molde y en presencia de un catalizador de trimerización, en el que esta composición está en estrecho contacto con 2 capas de fibra entre las que está intercalada una capa de material espumado.
8. Procedimiento para preparar un panel según la reivindicación 7, en el que se realizan las siguientes etapas:
- 1. se aplica un agente de desmoldeo externo sobre al menos las superficies del molde que estarán en contacto con los componentes usados para preparar el panel;
- 2. se ponen los componentes que van a usarse para preparar el panel dentro del molde;
- 3. se deja que los componentes reaccionen y formen el panel;
- 4. se retira el panel así formado del molde y
- 5. se repiten las etapas 2, 3 y 4 al menos 10 veces sin repetir la etapa 1.
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