用于制造绝缘元件的方法与流程

本发明涉及一种用于制造用于使机动车中的结构元件绝缘的绝缘元件的方法。

背景技术：

1、在许多情况下，组件(例如交通和运输模具、尤其是水上交通模具或陆上交通模具或空中交通模具的车身和/或框架)具有带空腔的结构，以便能实现轻量化结构。但这些空腔引起各种问题。根据空腔的类型，必须将其密封以防止能导致组件腐蚀的水分和污物进入。通常还希望显著增强空腔和因此组件，但保持低的重量。通常还需要使空腔和因此组件稳定，以减少否则会沿着空腔或穿过空腔传递的噪声。这些空腔中的许多空腔具有不规则的形状或窄小的尺寸，使得其难以正确密封、增强和阻尼。

2、因此，尤其是在汽车制造中以及飞机和船艇制造中使用密封元件(英文：baffle)来密封和/或在声学上隔离空腔，或使用增强元件(英文：reinforcer)来增强空腔。

3、在图1中示意性示出汽车的车身。车身10在此具有多个带空腔的不同结构、如柱14和梁或支撑体12。这种带空腔的结构元件12、14通常用密封和/或增强元件16来密封或增强。

4、迄今为止已知的密封和/或增强元件的缺点是，必须为每个车身形状和为车身的每个空腔制造单独适配的元件。这导致高的开发和制造成本并且在小的车辆系列中尤为不利。

技术实现思路

1、因此，本发明的任务是提供一种改进的用于使机动车中的结构元件绝缘的绝缘元件，其避免了现有技术的缺点。绝缘元件尤其是应在较小的系列的情况下带来经济上的优点并且总体上降低绝缘元件的开发和制造费用。

2、该任务通过一种用于制造用于使机动车中的结构元件绝缘的绝缘元件的方法来解决，该方法包括以下步骤：在挤出方向上挤出载体和可膨胀材料，挤出物的垂直于挤出方向的横截面具有基本上矩形的基本形状，挤出物的最大宽度比挤出物的最小宽度大至多20％，并且挤出物的最大高度比挤出物的最小高度大至多20％；定长切割挤出物；并且从定长切割的挤出物去除载体的和/或可膨胀材料的组成部分以形成单独的绝缘元件。

3、该解决方案具有如下优点，即通过这种制造方法可以制造不同类型的绝缘元件，而在此不必为制造模具花费高成本。

4、本发明的核心思想尤其是在于，通过从定长切割的挤出物去除载体的和/或可膨胀材料的组成部分，可制造不同形状的绝缘元件，而在此不必改变挤出设备或制造模具。因此，通过事后成形定长切割的挤出物，可以成形适用于不同应用目的的绝缘元件，这些绝缘元件最初由具有相同横截面的相同挤出物产生。这尤其是为小的系列或原型提供了成本优势，对于小的系列或原型而言往往不值得投资单独的模具。

5、此外，通过在此提出的方法在许多情况下也可以节省开发成本，因为该方法通过事后的去除成形步骤是非常可变的且可调整的。由此，首先可以制造和测试初始绝缘元件并且在连续的过程中改进或调整绝缘元件。

6、通过设置基本上矩形的挤出物横截面，定长切割的挤出物的下游成形可以以许多不同的方式进行。由于横截面在其宽度和其高度上都恒定地构造，通过下游去除，保留绝缘元件的基本特性。因此可以调整绝缘元件的尺寸，而在此不会失去预期的绝缘特性。

7、术语“绝缘元件”或“绝缘”或“绝缘的”在本发明范围中包括用于隔离和/或封闭和/或增强和/或绝缘结构元件的元件或结构或方法步骤。这种绝缘元件的这些不同特性在此可以单独地或彼此组合地出现。

8、在一种示例性实施方式中，所述挤出物在定长切割时基本上垂直于挤出方向被切割。

9、在一种替代实施方式中，所述挤出物在定长切割时倾斜于挤出方向或弧形地或波浪形地或沿锯齿状的线被切割。

10、在一种示例性实施方式中，挤出具有第一壁和第二壁的载体，所述壁基本上彼此平行地延伸并且通过至少一个肋相互连接。

11、在第一种扩展方案中，在此所述可膨胀材料被挤出到这两个壁之间。

12、在第二种示例性扩展方案中，在此将所述可膨胀材料挤出到各所述壁的外侧上，各所述壁之间的区域保持没有可膨胀材料。

13、根据绝热元件的哪些功能被更强地加权，可膨胀材料可以以不同的方式设置在载体上。因此，例如可膨胀材料在两个壁之间的设置尤其适合于形成主要用于隔离和/或封闭结构元件的绝缘元件。

14、可膨胀材料在两个平行延伸的壁的外侧上的设置尤其适合于主要应用于增强结构元件的绝缘元件。

15、在一种示例性实施方式中，挤出的载体还挤出成具有保护壁，所述保护壁设置在这两个壁的外侧上和可膨胀材料旁。

16、设置这种保护壁的优点是由此可以确保对可膨胀材料的机械保护。这对于运输和操作绝热元件是特别有利的。

17、在一种示例性实施方式中，在这两个壁之间挤出多个肋，从而由此形成可承受机械负荷的载体。

18、在一种示例性实施方式中，所述载体作为板被挤出，并且可膨胀材料被挤出到所述板的一侧或两侧。

19、在一种示例性实施例中，至少一个卡夹与载体一体地被挤出，所述卡夹突出于挤出物横截面的矩形基本形状。

20、在一种示例性扩展方案中，在去除时在挤出方向上以如此程度减小卡夹的深度，使得由此成形一个或多个深度小于1cm、尤其是小于0.6cm的卡夹。

21、将卡夹与载体材料一体地挤出并且事后成形的优点是不再需要下游步骤来制成绝缘元件。

22、在一种替代实施方式中，该方法包括附加步骤：在挤出的载体中成形至少一个开口；并且将预制的卡夹引入到所述开口中。

23、在一种示例性扩展方案中，所述预制的卡夹由与挤出的载体不同的材料制成。

24、为卡夹和载体使用不同材料的优点是由此可以优化用于相应组成部件的材料。例如更硬的材料可以有利于载体的使用，并且更软的柔性材料可以有利于卡夹的形成。

25、在一种示例性实施方式中，在去除时使定长切割的挤出物的位于挤出方向和挤出物宽度的平面中的矩形基本轮廓变为非矩形形状。

26、在一种示例性实施方式中，在去除时尤其是减小挤出物横截面的宽度。

27、在一种示例性实施方式中，在去除时尤其是使定长切割的挤出物的矩形基本轮廓的边缘变成不规则形状的线。

28、在一种示例性实施方式中，在挤出时这样集成至少一个膜，使得所述至少一个膜将载体的第一壁和第二壁相互连接。

29、设置这种膜的优点是由此可以防止绝缘元件在可膨胀材料膨胀期间变形，其方式是，所述膜将两个壁保持在一起。

30、在一种示例性扩展方案中，所述膜是金属膜或塑料膜。

31、在一种示例性扩展方案中，所述膜具有小于0.8mm、尤其是小于0.5mm、尤其是小于0.3mm的厚度。

32、在一种示例性扩展方案中，所述膜不仅锚固在第一壁中而且锚固在第二壁中。

33、在一种示例性扩展方案中，在挤出时集成至少两个或至少三个膜。

34、在一种示例性实施方式中，在挤出时成形超出部，这些超出部设置在载体上并且伸入到可膨胀材料中。

35、这种超出部的优点是：通过改进膨胀的或已膨胀的材料在载体上的连接，可以防止可膨胀材料在膨胀期间和/或膨胀之后分层。

36、在一种示例性扩展方案中，所述超出部由与载体相同的材料制成，和/或所述超出部与载体一体地构造。

37、在一种示例性扩展方案中，所述超出部以在2和20mm之间、尤其是在3和15mm之间、尤其是在4和12mm之间的尺寸从载体结构、尤其是从载体的壁或板伸入到可膨胀材料中。

38、在一种示例性扩展方案中，绝缘元件具有至少两个或至少三个或至少四个或至少五个或至少六个这种超出部。

39、在一种示例性扩展方案中，所述超出部基本上垂直于板和/或垂直于载体的壁设置。

40、作为可膨胀材料原则上可以使用不同的材料，这些材料可以进行发泡。在此该材料可以具有或不具有增强特性。通常，可膨胀材料通过热、湿度或电磁辐射而膨胀

41、这种可膨胀材料通常具有化学或物理发泡剂。化学发泡剂是在温度、湿度或电磁辐射的影响下分解的有机或无机化合物，其中至少一种分解产物是气体。作为物理发泡剂例如可以使用在温度升高时转化为气态聚集态的化合物。由此，化学和物理发泡剂都能够在聚合物中产生泡沫结构。

42、优选可膨胀材料是热发泡的，在此使用化学发泡剂。适合的化学发泡剂例如是偶氮二甲酰胺、磺酰肼、碳酸氢盐或碳酸盐。

43、适合的发泡剂例如也可以从荷兰阿克苏诺贝尔公司以商品名或从美国chemtura公司以商品名商购。发泡所需的热量可以通过外部热源或内部热源、如放热化学反应引入。可发泡材料优选可在≤250℃、尤其是100℃至250℃、优选120℃至240℃、优选130℃至230℃的温度下发泡。

44、适合的可膨胀材料例如是在室温下不流动的单组分环氧树脂体系，其尤其是具有增加的冲击韧性并且包含触变剂、如气溶胶或纳米粘土。此类环氧树脂体系例如包含20至50重量％的液态环氧树脂、0至30重量％的固体环氧树脂、5至30重量％的韧性改性剂、1至5重量％的物理或化学发泡剂、10至40重量％的填充剂、1至10重量％的触变剂和2至10重量％的热活化硬化剂。适合的韧性改性剂是基于丁腈橡胶或聚醚多元醇聚氨酯衍生物的反应性液体橡胶、核壳聚合物和技术人员已知的类似体系。

45、同样适合的可膨胀材料是含有发泡剂的单组分聚氨酯组合物，其由含有oh基团的结晶聚酯与其它多元醇、优选聚醚多元醇以及具有封端的异氰酸酯基团的多异氰酸酯混合而成。结晶聚酯的熔点应≥50℃。多异氰酸酯的异氰酸酯基团例如可以用亲核试剂如己内酰胺、苯酚或苯骈恶唑酮封端。此外，封端多异氰酸酯，例如用于粉末涂料技术并且可从德国degussa有限公司例如以商品名bf 1350和bf 1540商购获得的封端多异氰酸酯也是适合的。技术人员已知并且例如在ep 0 204 970中描述的所谓的包封或表面失活的多异氰酸酯也用作异氰酸酯。

46、此外，例如在wo 2005/080524 a1中描述的、含有发泡剂的双组分环氧树脂/聚氨酯组合物也适合作为可膨胀材料。

47、此外，含有发泡剂的乙烯醋酸乙烯酯组合物也适合作为可膨胀材料。

48、同样适合的可膨胀材料例如以商品名240、250或255由美国sika公司出售并在us 5,266,133和us 5,373,027中被描述。这种可膨胀材料对于本发明是特别优选的。

49、优选的具有增强特性的可膨胀材料例如是由美国sika公司以商品名941出售的材料。us 6,387,470中描述了这种材料。

50、在一种示例性实施方式中，可膨胀材料具有800％至5000％、优选1000％至4000％、更优选1500％至3000％的膨胀率。

51、具有这种膨胀率的可膨胀材料的优点是由此可以实现结构元件相对于液体和声音的可靠密封或绝缘。

52、在一种示例性实施方式中，可膨胀材料构造为温度诱导材料。

53、这具有以下优点：由此可以使用炉子来烘烤浸漆液体，以便使可膨胀材料膨胀并且由此将空腔绝缘。因此，不需要额外的工作步骤。

54、在一种示例性实施方式中，可膨胀材料在挤出时由两种不同的材料制成。

55、在一种示例性扩展方案中，两种可膨胀材料的不同之处尤其是在于膨胀率和/或膨胀温度范围。

56、载体可以由任意材料制成。优选的材料是塑料、尤其是聚氨酯、聚酰胺、聚酯和聚烯烃、优选耐高温聚合物如聚苯醚、聚砜或聚醚砜；或这些材料的任意组合。特别优选使用聚酰胺、尤其是聚酰胺6、聚酰胺6.6、聚酰胺11、聚酰胺12或它们的混合物。

57、在一种示例性的实施方式中，载体在挤出时完全或部分地由有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯或缩写为pmma)制成。

58、在一种示例性实施方式中，载体在挤出时完全或部分地由聚酰胺6、或聚酰胺6.6、或聚酰胺6.10、或聚酰胺11、或聚酰胺12或它们的混合物制成。

59、在一种示例性实施方式中，载体在挤出时完全或部分地由尼龙10制成。