[发明专利]用于制造泡沫材料的设备及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2008年3月24提交的美国临时申请No.61/038,873的权益，该申请的公开内容通过引用而整体并入到本文中。

技术领域

本发明总的涉及用于制造泡沫材料的设备及方法。

背景技术

单一组分的流体材料，如，像热塑性热熔粘合剂和聚合物涂料的聚合材料，可在分配之前起泡。为此，常规分配系统可将诸如氮气的气体注入具有单一组分的聚合材料的溶液中，以便将聚合材料转变成材料起泡沫的形式。压缩的一定量可压缩气体被夹带在不可压缩的聚合材料中。当分配聚合材料且消除对膨胀的约束时，所夹带的一定量气体快速膨胀，且被俘获在聚合材料内，从而生成泡沫流体材料。这些被俘获的单元包括分布于聚合材料各处的小气泡。所产生的泡沫聚合材料然后可被分配到目标应用区域上。

泡沫聚合材料的益处在于，在体积相等厚度相同的情况下减轻了重量。该益处在若干种应用中是有利的，如，诸如汽车的机动车辆的制造和航空器的制造。

其它类型的泡沫材料可由例如在组合时会起化学反应的两种或多种组分形成。此类材料例如可包括两种组分的粘合剂和三种组分的粘合剂。多组分泡沫材料可由常规技术制造，该常规技术依靠化学反应来产生夹带的大量气体。

所期望的是能够使多组分材料起泡沫而不需要化学反应的设备和方法。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种用于由含有催化剂的组分、含有交联剂的组分和气体来制造泡沫材料的方法。所述方法包括：将含有催化剂的组分和含有交联剂的组分相混合来形成混合物，使气体与所述混合物机械地混合，以及将所述混合物分配为泡沫材料。气体被夹带于所述混合物中，并且当分配时膨胀，形成泡沫材料。通过引入气体来使含有催化剂的组分和含有交联剂的组分起泡沫的这种纯机械途径克服了依靠化学反应来形成夹带的气体的常规途径的多种缺点。通常，多组分泡沫材料例如在航空器制造中可为所期望的，这是因为它们用作等同的非泡沫材料的替代品会减轻用于结合航空器部件的材料的重量。

在另一实施例中，提供了一种用于由第一流体组分和第二流体组分以及气体来制造泡沫材料的设备。所述设备包括混合装置，所述混合装置具有混合腔室、与混合腔室连通的第一入口、与混合腔室连通的第二入口、与混合腔室连通的气体端口以及在混合腔室内的混合元件。第一入口和第二入口构造用以分别容许第一流体组分和第二流体组分进入混合腔室中。所述设备还包括气流控制阀，所述气流控制阀联接到气体端口，且构造用于将气体经由气体端口引入混合腔室中。混合元件构造用以在混合腔室内使第一流体组分和第二流体组分与气体相混合来形成混合物，所述混合物在分配时产生泡沫材料。混合装置使气体与第一流体组分和第二流体组分机械地混合，这消除了对依靠化学反应来提供夹带的气体的需要。

在又一实施例中，提供了一种用于由第一流体组分和第二流体组分以及气体来制造泡沫材料的设备。所述设备包括第一混合装置，所述第一混合装置具有第一混合腔室和第一混合腔室内的第一混合元件。第一混合元件构造用以混合第一流体组分和第二流体组分。所述设备还包括第二混合装置，所述第二混合装置具有联接成与第一混合装置流体连通来用于接收来自第一混合装置中的第一流体组分和第二流体组分的第二混合腔室、在第二混合腔室内的第二混合元件、以及构造用以提供进入混合腔室的通路的端口。气流控制阀与所述端口相联接，且构造用于将气体引入第二混合腔室中的第一流体组分和第二流体组分。第二混合元件构造用以在第二混合腔室内使第一流体组分和第二流体组分与气体相混合来形成混合物，所述混合物在分配时产生泡沫材料。

附图说明

图1为根据本发明实施例的分配系统的示意图；

图2为根据本发明另一实施例的分配系统的示意图；

图3为可用于图2的分配系统中的示例性混合装置的透视图；

图4为大致沿图3中的线4-4截取的截面视图；

图5为可用于图2的系统中的另一示例性混合装置的剖开的截面视图；

图6为图5的混合装置的气体供送装置的透视图；

图6A为大致沿图6中的线6A-6A截取的截面视图；

图7为图6和图6A的气体供送装置的一部分的剖开的放大截面视图；

图8为图6、图6A和图7的气体供送装置的中部的剖开的放大截面视图，示出了其处于相对于密封支座的第一位置上的针尖；

图9为类似于图8的视图，示出了处于不同于图8中所示的第二位置上的针尖；

图10为图6至图9的气体注入模块的端部的剖开的放大截面视图；以及