[发明专利]成型陶瓷/泡沫体的微波辅助固化

说明书

本发明涉及一种由泡沫颗粒制备成型泡沫体的方法和设备。

由泡沫颗粒(即颗粒泡沫)制成的成型泡沫体通过例如借助粘合剂连接单独的泡沫颗粒而制备。为此通常将其压缩，通过粘合剂的固化将单独的泡沫颗粒连接在一起。特别地，对于阻燃或耐热且耐火的泡沫体的制备，采用了使用预发泡颗粒的方法，耐热性和耐火性直接取决于粘合剂的选择。除了粘合剂的选择外，制备方法的操作参数也决定性地影响制备的成型泡沫体的强度和耐热性。

制备过程中的主要温度被认为是所述参数之一，用于加热材料的大量方法是已知的。大体而言，一方面，可采用接触式方法或红外辐射法加热，可将热源直接施用于待加热的材料，例如以加热板的形式，也可将红外辐射引至待加热的材料表面上。特别是在材料厚度大或热传递低的情况下，这会引起强的温度梯度，使得基本上只有材料表面被加热而内部区域仅仅通过热扩散而加热。为了达到近似均匀的温度分布，加热特别厚的层需要很长的等待时间以使热量充分分布。实际上，制备厚层的常规方法具有低的固化速度。因为对于本发明的泡沫体制备，待加工的泡沫体内部应当具有最均匀的温度条件，所以基本上只加热材料表面的这两种途径不适用于所有方法。

微波也常用于加热材料，其具有一定的穿透深度，因此会减小温度梯度问题。除了诸如食品加工领域广泛所知的多种应用之外，微波还在其它应用中用于加热。

一些应用涉及制备较薄的层的领域，所述的层的厚度仅是微波波长的一小部分，而微波波长又决定穿透深度。为此，在这些领域中所述技术并不基于微波辐射在深度上的作用，而是仅基于微波辐射作为加热方法的可能性，例如作为作用于表面的加热方法的另一种选择或与之结合。

在此可提及的实例为可加热的钢带，例如DE 197 18 772 A1使用的那些。但是，与本发明根本不同的是，在此情况下层状结构的木质板的层状结构形式的固体薄层借助微波能量可预热至≥85℃，而本发明领域是涉及成型泡沫体的领域，所述泡沫体的厚度大得多并且不能加热至如此高的温度。适用于成型泡沫体领域的方法标准，即与微波辐射长度有关的较大的层厚、较低的温度以及作用于材料上的数量级较小的操作压力，使之不可能将用于木质板的层压方法的那些适用至本发明的领域。

文献US 5,018,642涉及与层压木质板相似的应用领域，其中使用微波加热木材/树脂结构，例如胶合板。在此同样地，由于层厚度小，加热的均匀度和穿透深度一样都不重要。如在DE 196 27 024中一样，US 5,018,642所用的压力值也比本发明制备成型泡沫体的方法大若干数量级。类似地，DE 196 27 024 A1提出一种使单板胶合在一起形成层状胶合板的方法，其中在层的胶合过程中使用微波进行中间加热。

WO 2008/043700 A1提出了通过一种包含借助微波加热的方法将泡沫颗粒加工成成型泡沫体。该文件描述了通过将泡沫板压进两个金属带之间的间隙而生产环形(endless)泡沫板。为了对其加热，将微波横向辐射至金属带之间的间隙中。一方面，由于微波辐射的金属带的性质，这会形成强反射而阻碍中心的微波加热，另一方面，由于常规的层宽是波长(约15cm)的倍数，沿待加热的层的宽度的微波吸收也会阻碍周边区域之间的中心区域中的层的加热。

总而言之，现有技术已知的使用微波的方法产生了强的温度梯度，这对薄层不重要，因为其厚度小，但是对于厚层，这会导致中心区域比外部区域的加热温度低。厚层的这种不均匀的温度分布会导致所制备的层的材料性质极不均匀，特别是会导致中心层固化时间变长或者向其中引入微波辐射的周边区域具有不想要的高温。此外，所有的已知方法均未考虑到微波直接在待制备的层的压缩部位处加热而产生的影响。

因此本发明的一个目的是提供至少一种制备方法和至少一种用于该制备方法的设备，通过其可快速制备出质量高且生产成本低的泡沫板。

该目的通过本发明独立权利要求1的方法和独立权利要求的设备来实现。

本发明生产成型泡沫体的基本原则，是进行微波辐射的同时将压力施加至初始组合物。施加的压力和微波辐射优选地作用于组合物重叠区域或对其施用压力/微波的相同空间。压力和微波辐射优选地同时发生在含有组合物的相同空间上。根据本发明，使微波辐射穿过对初始组合物施加压力的表面。所述压力通过一个加压面或反向支撑面施加，同时使微波辐射穿过该面以加热起始组合物，尤其是起始组合物的压缩部位。压力可通过缩小空间体积而主动从外部经由表面施加，或者可通过组合物的回复力(例如由于先前的压缩)而产生。此外，作为反向支撑面的面也可施加压力。