BR112021008681A2 - remendo de reforço para enrijecimento de painel e método para enrijecimento de uma estampagem de carroceria de veículo - Google Patents
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Abstract
REMENDO DE REFORÇO PARA ENRIJECIMENTO DE PAINEL E MÉTODO PARA ENRIJECIMENTO DE UMA ESTAMPAGEM DE CARROCERIA DE VEÍCULO. Os presentes ensinamentos em geral fornecem um remendo de reforço para enrijecer painéis de veículos. O remendo de reforço pode ser livre de tecido (por exemplo, livre de qualquer camada de reforço). O remendo de reforço pode ser cortado em formatos pequenos, formatos complexos ou ambos. O material de enrijecimento pode estar livre de malha ou tecido, o que pode permitir que o material do remendo de reforço seja facilmente produzido e reprocessado. O remendo de reforço pode incluir um ou mais particulados de reforço em combinação com um ou mais componentes de fibra descontínua para obter rigidez comparável aos remendos tradicionais que incluem uma camada de malha/tecido.
Description
[001] Os presentes ensinamentos se referem em geral a um remendo de reforço e de enrijecimento autoadesivo monocamada, bem como ao seu uso no reforço de chapas metálicas de calibre fino e outras estruturas leves e finas. A construção de camada única permite a fabricação simplificada e minimiza o desperdício na produção do remendo.
[002] Devido aos desafios contínuos com os requisitos de economia de combustível, o calibre do metal usado na indústria automotiva foi reduzido drasticamente nos últimos anos. Especificamente, o calibre do metal usado para fazer portas, portas deslizantes, portas traseiras e laterais da carroceria diminuiu de cerca de 1,2 mm para cerca de 0,7 mm nos últimos cinco ano. Como um exemplo, os materiais de alumínio são utilizados em maior extensão devido ao seu peso reduzido em comparação com outros materiais metálicos. Para atender aos requisitos de resistência em certas áreas do veículo, o uso de remendos de reforço para reforçar áreas específicas do metal mais fino se tornou mais comum. Uma classe de materiais conhecida como reforçadores de painel (por exemplo, remendos de reforço) foi usada para ajudar a enrijecer essas áreas do veículo. Esses remendos de reforço evitam a deformação da chapa metálica, incluindo amassados, ondas, “abaulamento do material” e outras modificações indesejáveis na superfície externa de um veículo. Os locais comuns de uso de remendos de reforço são em portas, especialmente em torno de maçanetas, capôs, porta- malas e painéis laterais. O reforço de áreas-chave, minimizando o ganho de peso adicional, muitas vezes requer remendos de formas complexas.
[003] Os remendos de reforço para reforço do painel são tipicamente de uma construção de camada dupla que consiste em uma camada de adesivo termoendurecível juntamente com uma camada de reforço não reagente. O adesivo pode ser qualquer adesivo termoendurecível que forneça adesão em estado verde suficiente antes da ativação por calor. Além disso, o adesivo deve evitar descaimento durante a expansão e cura, uma vez que qualquer descaimento pode causar a exposição de metal descoberto não tratado e subsequente corrosão indesejável. O adesivo deve ainda ter propriedades curadas suficientes, como alto módulo e durabilidade de adesão de longo prazo. A camada termoendurecível é frequentemente laminada na camada de reforço para obter as propriedades de reforço necessárias. A camada de reforço é geralmente composta de um material inerte não endurecido, tipicamente um tecido ou malha de fibra de vidro. O tecido ou malha de fibra de vidro pode apresentar desafios, tornando o material do remendo difícil de cortar. Além disso, o material sucatado formado a partir do corte de formas complexas pode ser muito difícil de recuperar para reutilização.
[004] Adesivos à base de epóxi são frequentemente utilizados devido à sua adesão ao metal e alto módulo. A camada de reforço pode ser metal, vidro ou chapas termoplásticas, para citar alguns. No entanto, os tecidos de vidro tendem a fornecer o módulo mais alto para o reforço do painel, mantendo a conformabilidade antes da cura do adesivo. Adesivos com capacidade de formação de espuma são particularmente desejáveis, dado que a espessura curada aumenta o momento da seção transversal de inércia e, em última análise, diminui a deflexão temporária e permanente do painel causada por forças externas.
[005] Os presentes ensinamentos sanam as preocupações atuais com a fabricação e produção de remendos, incluindo uma malha ou camada de reforço de fibra, fornecendo um remendo de reforço autoadesivo monocamada para uso no reforço de chapas metálicas de espessura fina e painéis compostos de paredes finas. O remendo autoadesivo cura com calor em temperaturas normalmente usadas em fornos de pintura automotiva. O remendo autoadesivo não tem uma segunda camada de reforço, tal como tecido de fibra de vidro. O material sem camada de reforço oferece baixo custo e flexibilidade no projeto da peça bem como recuperação e reutilização simplificada de resíduos gerados no processo de fabricação da peça.
[006] Os ensinamentos na presente invenção contemplam um remendo de reforço (por exemplo, um remendo de enrijecimento e de reforço) e método para o reforço estrutural de painéis metálicos e peças estampadas com um remendo de reforço. O remendo de reforço divulgado neste documento pode estar livre de um tecido ou malha ou qualquer camada de suporte estrutural ou camada de reforço e pode permitir o reforço eficaz de uma cavidade ou painel onde poucas ou nenhuma etapa de fixação adicional ou meios de fixação sejam necessários. O remendo de reforço pode ser de natureza pegajosa antes da cura, de modo que pode ficar localizado em um painel sem meios de fixação adicionais. O material de reforço dos presentes ensinamentos pode utilizar um componente de fibra descontínua (por exemplo, um componente de fibra longa) e um particulado de reforço para fornecer um remendo de reforço que está livre de um tecido ou malha, permitindo que o material seja facilmente reprocessado (por exemplo, reciclado). Os remendos de reforço com um tecido de reforço podem criar problemas com a reutilização ou reciclagem de miudezas ao cortar remendos menores ou formas complexas, pois o tecido pode não se reciclar efetivamente no adesivo. Desse modo, sem o tecido, o material deve poder ser reprocessado. Ao incorporar a combinação de partículas de reforço e componentes de fibra descontínua, o remendo de reforço pode atingir alta rigidez com um deslocamento até a ruptura suficiente comparável aos remendos de reforço com uma camada de tecido/malha.
[007] Os presentes ensinamentos atendem a uma ou mais necessidades presentes ao fornecer um remendo de reforço para reforço do painel que compreende um adesivo incluindo: um ou mais particulados de reforço; e um ou mais componentes de fibra descontínua; em que o remendo de reforço está livre de qualquer camada de reforço.
[008] O adesivo pode ainda incluir um ou mais sistemas funcionais epóxido (o polímero contém funcionalidade epóxido reativa (contém um anel oxirano)), um ou mais agentes de cura, um ou mais modificadores, um ou mais aceleradores de agente de cura e um ou mais agentes de expansão. Um ou mais particulados de reforço podem ser mica. O remendo de reforço pode ser de cerca de 10% a cerca de 60%
em peso de um ou mais particulados de reforço. O remendo de reforço pode ter cerca de 1% a cerca de 10% em peso de um ou mais componentes de fibra descontínua. Um ou mais componentes de fibra descontínua podem ser vidro picado, aramida picada, polpa de aramida ou alguma combinação dos mesmos. Um ou mais componentes de fibra descontínua têm um comprimento médio de cerca de 1 mm a cerca de 30 mm, cerca de 3 mm a cerca de 15 mm ou cerca de 4 mm a cerca de 10 mm.
[009] O remendo de reforço pode ser espumável. O remendo de reforço pode ter uma expansão vertical de cerca de uma (expansão de 0%) a cerca de três vezes sua altura inicial em seu estado verde. O remendo de reforço pode ter um pico de carga superior a 90N ou até superior 120N (quando testado em uma configuração de flexão de 3 pontos). O remendo de reforço pode ter um alongamento até a ruptura superior a 5 mm. O remendo de reforço pode ser de cerca de 20% a cerca de 50% em peso de um ou mais particulados de reforço. O remendo de reforço pode ter cerca de 2% a cerca de 6% em peso de um ou mais componentes de fibra descontínua. O remendo de reforço pode não ser flexível após a ativação. O remendo de reforço pode ser adaptado para ser reprocessado após ser cortado em um formato. O remendo de reforço pode ter uma espessura inicial de cerca de 0,1 mm a cerca de 5 mm. O remendo de reforço pode ter uma espessura inicial de cerca de 1 mm a cerca de 3 mm. O remendo de reforço pode ter uma espessura pós-cura de cerca de 0,5 mm a cerca de 7 mm. O remendo de reforço pode ter uma espessura pós-cura de cerca de 1 mm a cerca de 4 m.
[010] A razão entre a espessura inicial e a espessura pós-cura do remendo de reforço é de cerca de 1:1 a cerca de 1:5. O remendo pode ter uma elevação vertical de cerca de 110% a cerca de 400%. O remendo pode ser gravado. O adesivo pode incluir um ou mais de um epóxi líquido e um aduto de epóxi líquido. O adesivo pode incluir um epóxi líquido e um aduto de epóxi líquido. O adesivo pode incluir pelo menos 20% de particulado. O adesivo pode incluir pelo menos 30% de particulado. O remendo de reforço pode ficar rígido após a ativação. O remendo de reforço pode ser pegajoso antes da ativação e não pegajoso após a ativação. O remendo de reforço pode ser flexível antes da ativação e rígido após a ativação. O particulado de reforço pode ser mica. O adesivo pode compreender um material de matriz polimérica. O particulado de reforço pode aumentar o módulo de elasticidade do adesivo. O adesivo pode estar livre de qualquer formação de espuma durante a cura.
[011] Os ensinamentos na presente invenção contemplam ainda um método para enrijecer uma estampagem de carroceria de veículo que compreende: formação de um remendo de reforço compreendendo um material adesivo; corte do remendo de reforço em um formato desejado; instalação do remendo de reforço na estampagem da carroceria do veículo ou outro painel; e ativação do material de reforço. O remendo de reforço pode incluir um ou mais componentes de fibra descontínua e um ou mais particulados de reforço. Qualquer excesso do remendo de reforço deixado pelo corte pode ser reprocessado.
[012] O método pode incluir expor o remendo ao calor para ativar o remendo. O método pode incluir a formação de espuma do remendo de reforço com um estímulo para causar ativação e um aumento na elevação vertical (por exemplo,
altura ou espessura) de cerca de 50% a cerca de 300% em comparação com o remendo no estado verde. O método pode estar livre de qualquer etapa de fixação separada para conectar o dispositivo de reforço automotivo à estampagem da carroceria. O método pode incluir flexionar o dispositivo de reforço automotivo para se conformar ao formato da estampagem da carroceria antes de ativar o material de reforço. A etapa de formação do remendo de reforço pegajoso e autoadesivo pode estar livre de qualquer processo de moldagem. O método pode incluir a instalação de uma ou mais camadas de manuseio no remendo. A etapa de ativação pode incluir expansão volumétrica de cerca de 50% a cerca de 300% em volume.
[013] A Figura 1 mostra a capacidade dos remendos de reforço de serem reprocessados e as propriedades físicas associadas após o reprocessamento subsequente.
[014] As explicações e ilustrações apresentadas neste documento se destinam a familiarizar outros versados na técnica com os ensinamentos, seus princípios e sua aplicação prática. Os versados na técnica podem adaptar e aplicar os ensinamentos em suas numerosas formas, de como eles podem ser mais adequados para os requisitos de um uso específico. Consequentemente, os exemplos específicos dos presentes ensinamentos conforme apresentados não se destinam a ser exaustivos ou limitativos dos ensinamentos. O escopo dos ensinamentos deve, portanto, ser determinado não com referência à descrição acima, mas em vez disso, deve ser determinado com referência às reivindicações anexas,
juntamente com o escopo completo de equivalentes aos quais tais reivindicações têm direito. As divulgações de todos os artigos e referências, incluindo pedidos de patentes e publicações, são incorporadas por referência para todos os fins. Outras combinações também são possíveis, como será compilado a partir das reivindicações seguintes, que também são incorporadas por meio deste por referência a esta descrição.
[015] Este pedido reivindica o benefício da data de depósito do pedido provisório dos US 62/755,798, depositado em 5 de novembro de 2018, sendo o conteúdo desse pedido aqui incorporado por referência para todos os fins.
[016] Os presentes ensinamentos em geral fornecem um remendo de reforço para enrijecimento de painéis (por exemplo, reforço) (por exemplo, painéis de carroceria de automóveis, portas traseiras etc.). O remendo de reforço pode ser livre de tecido (por exemplo, livre de qualquer camada constritora ou de reforço). Um remendo de reforço sem tecido pode fornecer um remendo de reforço que pode ser cortado em formas pequenas, formas complexas ou ambas. O remendo de reforço pode estar livre de qualquer camada de reforço, o que pode permitir que o material do remendo de reforço seja facilmente reprocessado. O remendo de reforço pode incluir um ou mais particulados de reforço em combinação com um ou mais componentes de fibra descontínua para obter rigidez comparável aos remendos tradicionais que incluem uma camada de reforço.
[017] O remendo de reforço dos presentes ensinamentos pode incluir um material adesivo. O remendo de reforço pode ser formulado para aderir em seu estado verde
(por exemplo, antes da ativação), apesar da presença de uma série de fatores que desafiam a adesão suficiente. Incluído entre esses fatores está o contato com as condições de calor, frio e umidade em uma fábrica e em um forno de pintura. Além disso, as superfícies das cavidades dos veículos são tipicamente revestidas com uma série de lubrificantes que apresentam desafios significativos para a adesão de estruturas de reforço sem meios de fixação adicionais. Por último, a maioria dos veículos está sujeita a um processo de revestimento eletroforético (e-coat), incluindo etapas de limpeza, que também tendem a fazer com que com o remendo de reforço o painel seja afastado pela lavagem, contaminando o banho de e-coat. Desse modo, os adesivos na presente invenção descritos podem aderir suficientemente no estado verde a fim de evitar a necessidade de fixadores separados. Os remendos de reforço descritos neste documento podem ser particularmente adequados para adesão no estado verde a uma variedade de materiais, incluindo metais tais como aço e alumínio comumente utilizados na fabricação de veículos.
[018] O remendo de reforço dos presentes ensinamentos pode ser suficientemente pegajoso à temperatura ambiente (por exemplo, cerca de 23°C) para permitir a auto- adesão e também pode ser pegajoso a temperaturas entre cerca de 0°C e cerca de 80°C.
[019] O remendo de reforço pode exibir características de reforço (por exemplo, transmite rigidez/enrijecimento), resistência ou uma combinação das mesmas a um membro. O remendo de reforço pode ser ativado por calor para formar espuma ou de outra forma ativar e superfícies molhadas (após exposição ao calor) com as quais o remendo de reforço entra em contato. O material de reforço, após a ativação, pode ter uma expansão volumétrica de cerca de 0%, cerca de 100%, cerca de 300% ou até mais. O remendo de reforço pode ter uma expansão vertical de cerca de 1 vez a cerca de 3 vezes a altura inicial (por exemplo, espessura) do adesivo em seu estado verde. Após a expansão ou ativação, o remendo de reforço pode curar, endurecer e continuar a aderir às superfícies com as quais entra em contato. Para fins de aplicação, o remendo de reforço exibe flexibilidade, particularmente quando o remendo de reforço deve ser aplicado a uma superfície contornada de uma carroceria de veículo. Uma vez aplicado, no entanto, o remendo de reforço pode ser ativável para amolecer, expandir (por exemplo, espumar), curar, endurecer ou uma combinação dos mesmos. Por exemplo, e sem limitação, um remendo de reforço típico incluirá um material polimérico, tal como uma resina epóxi ou polímero à base de etileno que, quando misturado formando composto com ingredientes apropriados (tipicamente um agente de expansão e agente de cura), espuma e cura de uma forma confiável e de maneira previsível mediante a aplicação de calor ou a ocorrência de uma determinada condição ambiental. Do ponto de vista químico para um material ativado termicamente, o remendo de reforço pode ser inicialmente material escoável de processo antes da cura. Depois disso, o material de base pode se reticular após a cura, o que torna o material substancialmente incapaz de continuar escoável.
[020] O remendo de reforço autoadesivo dos presentes ensinamentos é composto por um sistema de resina termoendurecível ativada por calor, que pode ser um sistema funcional epóxido, contendo particulados e fibras de reforço. O sistema de resina pode consistir em qualquer sistema termoendurecível incluindo fenólico, acrilato, metacrilato, uretano ou epóxi ou alguma combinação dos mesmos. Em uma modalidade preferida, o sistema de resina é composto substancialmente por sistemas funcionais epóxido, resinas, oligômeros ou polímeros. Os sistemas funcionais epóxido podem ser monofuncionais (contendo um único grupo epóxi), bifuncionais (contendo dois grupos epóxi) ou multifuncionais (contendo 3 ou mais grupos funcionais). Uma combinação de sistemas funcionais epóxido de vários pesos moleculares pode ser escolhida, incluindo aqueles que são sólidos, semissólidos ou líquidos. A quantidade de resina sólida, semissólida ou líquida é selecionada de modo a auxiliar na obtenção de uma consistência macia e flexível junto com propriedades autoadesivos. Em uma modalidade preferida, os sistemas funcionais epóxido podem incluir uma ou mais resinas epóxi que podem ser selecionadas a partir de resinas de diglicidil éter de bisfenol A de diferentes pesos moleculares. Em uma modalidade preferida, mais de 75% do sistema de resina consiste em diglicidil éter de bisfenol A.
[021] Se um sistema funcional epóxido for utilizado, o sistema poderá incluir um epóxido que pode ser alifático, cicloalifático, aromático ou semelhante. O epóxi pode ser fornecido como um sólido (por exemplo, como grânulos, partes, pedaços ou semelhantes), semissólido ou um líquido. O epóxi pode incluir um copolímero de etileno ou terpolímero que pode possuir uma alfa-olefina. Como um copolímero ou terpolímero, o polímero é composto por dois ou três monômeros diferentes, ou seja, pequenas moléculas com alta reatividade química que são capazes de se ligar a moléculas semelhantes. Um exemplo de resina epóxi pode ser uma resina fenólica, que pode ser do tipo novolac ou outro tipo de resina. Outros exemplos de materiais para inclusão no sistema funcional epóxido incluem um polímero de éter de epicloridrina bisfenol A ou uma resina epóxi bisfenol A que pode ser modificada com butadieno ou outro aditivo polimérico. O material de base (por exemplo, adesivo) pode incluir cerca de 40% em peso, cerca de 50% ou mais em peso, cerca de 65% ou mais, ou mesmo cerca de 80% em peso de resinas epóxi.
[022] Uma porção substancial dos materiais no remendo de reforço pode ter pesos moleculares e/ou funcionalidade que são baixos o suficiente para manter a capacidade autoadesiva do material de base quando em seu estado verde. O remendo de reforço também pode incluir componentes de flexibilização e/ou elastoméricos que podem melhorar as propriedades autoadesivas do remendo de reforço, especialmente em superfícies contaminadas (por exemplo, painéis metálicos contaminados com lubrificantes de estampagem). Os componentes flexibilizadores e/ou elastoméricos também podem ajudar a minimizar a distorção superficial para uma superfície oposta de um painel que recebe o remendo de reforço. Flexibilizadores hidrofóbicos com função epóxido são preferidos para melhorar as propriedades autoadesivas em superfícies contaminadas. Altamente preferidos são o líquido de casca de castanha de caju com função epóxido da Cardolite, como NC-513 (monoepoxi) e NC-514 (diepoxi) ou ácido graxo dimérico com função epóxido, tal como Erisys GS-120 da CVC Speciality Chemicals ou Epokukdo YD-171 disponível pela Kukdo Chemical Co., Ltd.
Flexibilizadores hidrofóbicos com função epóxido também melhoram a resistência à lavagem de um painel quando o painel é exposto a condições normalmente encontradas em um processo de montagem automotiva.
A resistência à lavagem é medida em painéis de aço galvanizado revestidos fortemente com lubrificante de estampagem (por exemplo, Quaker Ferrocote 61A-US). 36 gotas grandes de lubrificante são aplicadas em um painel de 12” x 12” e o painel é deixado na horizontal por 1 hora para permitir que o lubrificante escoe uniformemente sobre o painel.
Em seguida, remendos de 3 por 5 polegadas do material de reforço do painel são colocados no painel lubrificado e deixados em uma posição horizontal por 2 horas para permitir que o remendo absorva o lubrificante e adira ao painel.
O painel é então colocado em um ângulo de 45 graus sob um fluxo de 0,25 L/s de 38 a 43°C de água.
O fluxo de água é direcionado no painel metálico 1 polegada acima do remendo e 1 polegada para dentro da borda lateral do remendo de reforço.
O tempo é medido até que ocorra o levantamento do remendo do painel metálico.
O desempenho aceitável é considerado um tempo superior a 45 segundos antes que a delaminação do remendo comece a ocorrer.
Para alcançar resistência de lavagem melhorada, a quantidade de flexibilizadores hidrofóbicos com função epóxido pode ser de cerca de 2 por cento a cerca de 5 por cento em peso ou mais.
Para um material de base a base de elastômero ou epóxi, o remendo de reforço pode ter pelo menos cerca de 5% em peso do elastômero ou materiais epóxi com um peso molecular inferior a cerca de 1000 g/mol.
O remendo de reforço pode incluir pelo menos cerca de 10% em peso do elastômero ou materiais epóxi com um peso molecular inferior a cerca de
1000 g/mol. O remendo de reforço pode ter pelo menos cerca de 1% em peso, cerca de 5% em peso, ou mesmo pelo menos cerca de 10% dos componentes com um peso molecular baixo o suficiente para ser um líquido a cerca de 23°C. Também é considerado que, para manter a capacidade adesiva, componentes como plastificantes ou óleos de processamento podem ser adicionados a materiais a base de elastômero ou epóxi. O remendo de reforço também pode conter um elastômero de alto peso molecular que pode contribuir para a auto-adesão e reduzir o fluxo frio no estado não curado e ajudar a minimizar a distorção superficial no estado curado. Os elastômeros adequados podem incluir borracha natural epoxidada, como Epoxyprene-25 ou Epoxyprene-50, ambas disponíveis pela Muang Mai Guthrie Public Company Limited.
[023] Alguns sistemas de resina de acordo com os presentes ensinamentos podem ser auto-reticulantes. Por exemplo, sistemas de resina fenólica e de resina uretano podem ser selecionados para serem auto-reticulantes com calor, embora aceleradores possam ser adicionados para controlar a temperatura de ativação e a velocidade de cura. Os sistemas de resina de acrilato e metacrilato podem exigir o uso de um catalisador, normalmente um gerador de radical livre. Os catalisadores preferidos são os peróxidos orgânicos termicamente ativados. Um exemplo de um peróxido orgânico ativado por calor capaz de iniciar a cura de resinas de acrilato ou metacrilato em temperatura elevada é o peróxido de dicumila.
[024] Os sistemas com função epóxido dos ensinamentos atuais podem incluir catalisadores latentes capazes de iniciar a auto-reticulação dos sistemas com função epóxido incluem, mas não estão limitados a superácidos, imidazóis, ureias e aminas terciárias. Os agentes de cura adequados para a reação de adição com resinas epóxi a temperaturas elevadas incluem poliaminas bloqueadas e poliaminas sólidas que se fundem ou se dissolvem na resina epóxi a temperaturas elevadas. As poliaminas sólidas podem ser aromáticas ou alifáticas. Um exemplo de uma poliamina aromática adequada para curar os sistemas com função epóxido dos presentes ensinamentos é 4,4’diaminodifenil sulfona. Em uma modalidade preferida, o agente de cura ativado por calor é a dicianodiamida.
[025] Aceleradores opcionais podem ser adicionados para diminuir a temperatura ou o tempo necessário para reticular os sistemas com função epóxido com agentes de cura epóxido. Aceleradores adequados para agentes de cura epóxidos incluem, mas não estão limitados a imidazóis, aminas bloqueadas, aminas terciárias e ureias substituídas. Um acelerador preferido é 4,4’-metileno bis (fenil dimetil ureia). O nível de acelerador do agente de cura é selecionado para curar em tempo reduzido e/ou temperatura reduzida (isto é, mais de 95% dos grupos epóxi reagidos) a temperaturas de cerca de 150°C a cerca de 200°C por cerca de 20 a 30 minutos.
[026] O remendo de reforço auto-adesivo dos presentes ensinamentos pode conter um alto nível de partículas de reforço. Uma característica de alguns particulados de reforço é uma razão de aspecto maior que 1. A razão de aspecto é definida como a razão da maior dimensão da partícula particulada dividida pela menor dimensão da partícula particulada. Os particulados de alta razão de aspecto incluem particulados com formatos de partícula, tais como flocos, placas, hastes, agulhas, retângulos. Materiais particulados com razões de aspecto elevadas incluem talco, algumas argilas, tais como caulinita, flocos de vidro, montmorilonita e sepiolita, micas, tais como flogopita e muscovita e volastonita. O particulado pode ser um material de volastonita com uma razão de aspecto de 3-4 ou superior. O particulado pode ser uma mica flogopita ou muscovita com uma razão de aspecto de 30-40 ou superior. Para a volastonita, flogopita ou muscovita, o nível de carga pode ser superior a 25% em peso e mais preferivelmente superior a 30% em peso da formulação total. A finalidade dessas cargas pode ser aumentar o módulo de elasticidade aparente do material da matriz polimérica.
[027] Outra característica de alguns particulados de reforço é uma alta área de superfície para relação de volume do particulado. Isto é obtido por ter uma razão de aspecto elevada ou preferivelmente por ter um tamanho de partícula muito pequeno (por exemplo, cerca de 20 nm a cerca de 1000 nm ou menos do que cerca de 4 mícrons). Por exemplo, se a mica for selecionada como um particulado de reforço, a razão de aspecto poderá ser de pelo menos cerca de 40 (por exemplo, de pelo menos 40 a cerca de 100). Se a volastonita for utilizada, a razão de aspecto será de pelo menos cerca de 3 (por exemplo, de cerca de 3 a cerca de 20). Partículas de reforço de tamanho muito pequeno incluem negro de carbono, sílica precipitada, carbonato de cálcio precipitado e sílica pirogênica. Tais particulados são adequados para uso nos presentes ensinamentos individualmente ou em combinação com um particulado de alta razão de aspecto.
[028] Quando empregados, os particulados de reforço no remendo de reforço podem variar de cerca de 10% ou menos a cerca de 90% ou mais, de cerca de 25% a cerca de 55%, ou mesmo 30% a cerca de 45% em peso do adesivo para formar o remendo. As partículas de tipo mineral em pó (por exemplo, cerca de 0,01 a cerca de 50 mícrons, cerca de 1 a 25 mícrons de diâmetro médio de partícula) podem compreender entre cerca de 5% ou menos a cerca de 70% ou mais em peso, ou mesmo cerca de 10% a cerca de 50% em peso pode estar presente no material de reforço. Um ou mais particulados juntamente com um ou mais componentes de fibra descontínua podem fornecer rigidez excepcional e podem aumentar a resistência geral após a ativação, permitindo que o reforço seja cortado em pequenas formas, formas complexas ou ambas, mantendo a capacidade de reprocessar o material de reforço. Na ausência do componente de fibra descontínua, o material pode manter sua rigidez em baixo deslocamento, mas um grande alongamento antes da ruptura e uma alta carga de pico podem não ser alcançados.
[029] O remendo de reforço pode incluir um componente de fibra descontínua. O componente de fibra descontínua pode funcionar para enrijecer o material e o painel ao qual o remendo de reforço é fixado, mas sua contribuição mais importante é aumentar o deslocamento de deformação antes da falha (por exemplo, após a fratura do material geralmente indicado quando o pico de carga é atingido). O componente de fibra descontínua do remendo de reforço pode ser feito de um ou mais tipos de cargas de reforço. As fibras descontínuas podem ter um comprimento médio de cerca de 1 mm a cerca de 30 mm, cerca de 3 mm a cerca de 15 mm, ou mesmo cerca de 4 mm a cerca de 10 mm. O componente de fibra descontínua pode ser agregado, material oco, material picado ou outro, ou qualquer combinação dos mesmos. O componente de fibra descontínua pode ser composto, por exemplo, de fibras de vidro (por exemplo, E-glass ou S- glass), fibra de vidro, poliamida (Nylon), poliéster, carbono, aramida, plásticos, polímeros (por exemplo, termoplásticos, tais como poliamidas (por exemplo, náilon), policarbonato, polietileno, polipropileno, polibutileno (por exemplo, tereftalato de polibutileno), poliestireno, poliuretano, vinil ou qualquer combinação dos mesmos) ou outros materiais.
[030] O material fibroso pode estar na forma de uma fibra reta ou na forma de uma polpa (por exemplo, fraturada ao longo do eixo longitudinal). As fibras também podem ser onduladas. A fibra pode compreender fibra de vidro picada. A fibra de vidro pode ser moída (por exemplo, vidro moído). O material fibroso pode ser uma fibra de aramida ou polpa. Também são possíveis combinações de fibra de vidro picada e fibra de aramida ou polpa.
[031] Geralmente, comprimentos de fibra mais longos são preferidos e o comprimento da fibra é limitado pela capacidade de se misturar completamente e formar o remendo durante o processo de fabricação. Comprimentos de fibra de cerca de ¼ polegada ou 6 mm podem normalmente ser processados sem dificuldade e fibras de ½ polegada ou mais são benéficas se puderem ser usadas. O conteúdo total de fibra pode ser de cerca de 2% a cerca de 15%. O conteúdo total de fibra pode ser de cerca de 6% a cerca de 8%.
[032] O remendo de reforço autoadesivo dos presentes ensinamentos pode conter opcionalmente outros aditivos, tais como modificadores, endurecedores, modificadores de impacto, agentes de expansão e pigmentos. O remendo autoadesivo pode formar espuma após aquecimento e cura até cerca de 1,5 a 3 vezes sua espessura original, ou mesmo cerca de duas vezes sua espessura original. Os agentes de expansão adequados incluem agentes de expansão físicos, tais como aqueles disponíveis pela Akzo Nobel sob o nome comercial Expancel. Os agentes de expansão químicos também são adequados e podem incluir bicarbonatos alcalinos e alcalino-terrosos e hidrazidas, N,N’-dinitrosopentametileno triamina e/ou OBSH. Um agente de expansão preferido é a azodicarbonamida. Opcionalmente, um ou mais ativadores podem ser adicionados para diminuir a temperatura na qual o agente de expansão se decompõe e libera gás.
[033] Opcionalmente, um modificador de impacto pode ser adicionado. O modificador de impacto pode estar na forma de uma partícula de núcleo-casca consistindo em um material de núcleo de borracha macia e casca externa mais dura que é mais compatível com os sistemas com função epóxido dos ensinamentos atuais. As partículas núcleo-casca podem ser não aglomeradas em resina epóxi e disponíveis sob o nome comercial KaneAce e disponíveis pela Kaneka Texas Corporation.
[034] O adesivo pode ainda incluir um componente que plastifica e/ou causa separação de fases. O plastificante pode ser uma borracha sólida ou líquida que após a cura forma uma fase distinta com uma temperatura de transição vítrea reduzida (Tg). A borracha pode ser adicionada sozinha ou na forma de um aduto (que foi reagido com um componente com função epóxido). Os modificadores de impacto preferidos deste tipo são os produtos de borracha nitrílica terminados com carboxila disponíveis sob o nome comercial HyPox e disponíveis pela Emerald Performance Materials.
[035] O remendo de reforço pode incluir um ou mais modificadores que podem melhorar a deformação até a ruptura. A presença de certos polímeros sem reatividade epóxi no remendo de reforço pode levar ao aumento do alongamento na ruptura e/ou flexibilidade do material adesivo estrutural curado. Para efeitos de especificação, os polímeros deste tipo são referidos como “modificadores”. Este termo também inclui aditivos que promovem o alongamento. Para efeitos de especificação, o termo “modificador” se refere a um único modificador ou a uma combinação de vários modificadores diferentes. Os modificadores podem atuar como agente plastificante que é compatível com sistemas com função epóxido, mas forma domínios nas moléculas de epóxi reticuladas que promovem a capacidade do material de se deformar sem quebrar e/ou reduzir a tendência à propagação de trincas. Os modificadores são úteis para aumentar a plasticidade geral da matriz polimérica o que, por sua vez, torna a adição de outros tipos de agente de cura mais eficaz, por exemplo, separação de fase de epóxis modificados com borracha e o uso de modificadores de impacto de núcleo/casca. O remendo de reforço compreende, em relação ao peso total do material de reforço, cerca de 2% ou mais, cerca de 3% ou mais, ou mesmo cerca de 5% ou mais em peso de modificador. O remendo de reforço compreende, em relação ao peso total do material de reforço, cerca de 50% ou menos, cerca de 35% ou menos, ou mesmo cerca de 20% ou menos em peso de modificador. Exemplos de modificadores que podem estar contidos no remendo de reforço são polímeros ou pré-polímeros de uretano terminados com hidroxi e isocianatos bloqueados. A terminação de isocianato pode ser evitada, entretanto, isso pode produzir materiais de componentes simples que têm estabilidade de prateleira limitada devido à reação da funcionalidade isocianato com umidade, seja atmosférica ou dentro do material. Outros exemplos de modificadores incluem, mas não estão limitados a polímeros que são modificados com amina, modificados com epóxi ou ambos. Estes polímeros podem incluir, mas não estão limitados a termoplásticos, termofixos ou termoendurecíveis, elastômeros, combinações dos mesmos ou semelhantes. Estes polímeros podem ser modificados com epóxi aromático ou não aromático e/ou podem ser modificados com epóxi tipo bisfenol F, tipo bisfenol A, combinações dos mesmos ou outro tipo epóxi. O remendo de reforço pode estar livre de um ou mais modificadores.
[036] O material de remendo de reforço autoadesivo, quando totalmente curado, pode ter um módulo de elasticidade de cerca de zero a cerca de 20 GPa. O material do remendo de reforço autoadesivo pode ter um módulo de elasticidade de cerca de 2 a cerca de 12 GPa. O módulo de elasticidade pode ser > 2 GPa, ou mesmo > 3 GPa.
[037] O material de remendo de reforço autoadesivo dos presentes ensinamentos pode ser misturado formando composto em um lote ou processo de mistura contínua. O equipamento adequado para um processo de mistura em lote é um misturador de braço duplo de lâmina sigma.
Alternativamente, o material pode ser misturado formando composto por um processamento contínuo usando uma extrusora de dupla rosca. O processo de extrusão de dupla rosca oferece a possibilidade de conversão direta em produto em chapa por meio de matriz de extrusão. Tanto o processo em lote quanto o contínuo podem ser usados para produzir pedaços de material que podem ser usados para formar chapas do material do remendo em um processo subsequente. Pedaços de material podem ser alimentados em uma extrusora de parafuso único e formados em uma chapa de material através do uso de uma matriz de extrusão apropriada. Devido ao caráter autoadesivo do remendo de reforço, o material adesivo pode ser extrudado sobre ou entre papel ou filme polimérico com propriedades de liberação. Prevê-se também que as chapas de material do processo de extrusão possam ser passadas através de um conjunto de rolos de calandragem para garantir uniformidade e suavidade das superfícies. Pedaços de material também podem ser formados em chapas pelo uso de uma prensa.
[038] A espessura da chapa, seja formada por extrusão ou prensagem é determinada pelos requisitos de reforço da aplicação, mas se situa tipicamente na faixa de cerca de 0,2 mm a 6 mm, ou mesmo de cerca de 1 mm a cerca de 3 mm. O tamanho e a forma otimizados desejados do remendo podem ser determinados por modelagem CAE ou experimentação e são tipicamente escolhidos para minimizar o peso, enquanto fornece o reforço necessário do painel ao qual é aplicado. Chapas de material de remendo de reforço autoadesivo são tipicamente cortadas em um tamanho e forma predeterminados para formar o remendo de reforço autoadesivo final usando um processo de corte e vinco. Um processo de corte adequado usa uma matriz de lâmina de aço. O remendo de reforço autoadesivo pode ser formado em um processo contínuo usando uma matriz rotativa, por exemplo.
[039] A construção de camada única permite o projeto de formas de peças complexas sem desperdício de material, uma vez que o material não utilizado pode ser reformado em novas chapas utilizáveis na fabricação de remendos adicionais. Furos podem ser cortados no adesivo e o material removido pode ser facilmente reutilizado sem qualquer tratamento para remover a camada constritora. O remendo pode ser projetado com uma borda irregular, como um padrão recortado ou padrão em zigue-zague. Essas bordas padronizadas são benéficas na redução de linhas de tensão que são evidenciadas como distorção superficial, que de outra forma, podem se formar durante a cura, especialmente em painéis muito finos.
[040] A falta de uma camada constritora ou de reforço pode minimizar ainda mais a distorção superficial ou outros problemas de deformação da superfície do painel que recebe o remendo de reforço. O adesivo pode ser formulado para minimizar o encolhimento do adesivo (em resposta a mudanças de temperatura ou de outra forma) em um esforço para evitar problemas de distorção superficial. O adesivo pode ser formulado de modo que o coeficiente de expansão térmica do adesivo curado seja semelhante ao do material para formar o painel que recebe o remendo de reforço.
[041] Um filme fino pode ser aplicado ao material do remendo de reforço autoadesivo para melhorar o processo de corte e auxiliar no manuseio do remendo. No entanto, o filme fino pode ser apenas para fins de manuseio e não age como uma camada constritora ou de reforço. O filme fino pode ser composto por ingredientes semelhantes ou idênticos aos do adesivo ou pode ser feito de um único material polimérico. Os materiais poliméricos adequados para uso como um filme de não reforço incluem copolímeros de etileno ou outras olefinas, mas existe uma grande variedade de composições potenciais. O filme deve ser de uma composição que amoleça ou derreta facilmente para reincorporação ao material adesivo. Se usado, o filme pode estar na faixa de cerca de 25 a 50 mícrons. A espessura do remendo de reforço autoadesivo pode ser pelo menos 40 vezes mais espessa do que qualquer filme aplicado para ajudar no manuseio. O filme não é essencial para a função de reforço do material do remendo de reforço e não interfere no reprocessamento do material do remendo de reforço autoadesivo em chapas.
[042] Formulações exemplificativas não limitativas 1 a 10 e suas propriedades físicas associadas são apresentadas na Tabela 1 abaixo. A Tabela exibe exemplos de remendos feitos do adesivo fornecido pelos presentes ensinamentos compreendendo um adesivo que pode ser expandido com qualquer combinação de um ou mais particulados de reforço e um ou mais componentes de fibra descontínua. A combinação de um ou mais particulados de reforço e de um ou mais componentes de fibra descontínua atinge uma alta rigidez com um alto deslocamento até a ruptura.
[043] O teste de flexão de 3 pontos referenciado abaixo é realizado de acordo com a norma ASTM D790. As amostras são preparadas laminando o remendo de reforço em toda a superfície de um corpo de prova de metal de 1 polegada por 6 polegadas de aço laminado a frio com 0,8 mm de espessura. Outros materiais de corpo de prova podem ser avaliados conforme apropriado. O material é aquecido por um tempo e temperatura apropriados para curar totalmente o remendo de reforço (por exemplo, 325°F por 30 minutos). A amostra é deixada esfriar e então avaliada em uma configuração de flexão de 3 pontos usando um vão de 4 polegadas colocado no meio. A amostra é apoiada nas extremidades do vão contra o remendo curado e colocada na face não revestida oposta do corpo de prova de metal no centro do vão. Os suportes e a ponta de carregamento consistem em uma sonda hemisférica com raio de 3,15 mm e a amostra é carregada a uma taxa de 5 mm/min. A carga medida sob baixo deslocamento (por exemplo, deslocamento de 1-3 mm) é influenciada pela rigidez do remendo de reforço.
TABELA 1 Exemplo 1 Exemplo 2 Exemplo 3 Aduto de epóxi A 15,0 15,0 15,0 Modificador de impacto A 15,0 15,0 Modificador de impacto B 15,0 Resina Epoxi Líquida A 25,5 25,5 18,0 Tixotropo Mineral Misto 2,0 2,0 2,0 Carbonato de cálcio 38,0 Wollastonita 38,0 37,3 Vidro picado 8,0 Agente de cura 2,0 2,0 2,5 dicianodiamida Acelerador de agente de 0,6 0,6 0,6 cura Agente de sopro A 1,5 Agente de sopro B 1,8 1,8 Pigmento 0,1 0,1 0,1 Total 100,0 100,0 100,0
Resultados do teste de flexão de 3 pontos, largura de 1 polegada, vão de 4 polegadas sobre aço laminado a frio de 0,8 mm de espessura Espessura inicial, mm 1,8 1,8 1,4 Espessura Curada, mm 5,0 4,2 3,1 Aumento Vertical 280% 280% 200% Carga a 1 mm, N 43,7 50,6 38,0 Carga a 2 mm, N 77,6 96,5 67,0 Carga a 2,5 mm, N 75,0 114,6 79,0 Carga a 5 mm, N 120,0 Pico de carga, N 90,8 125,5 130,0 Alongamento até a ruptura, mm
Exemplo 4 Exemplo 5 Exemplo 6 Exemplo 7 Flexibilizador/ Endurecedor de 4,0 poliuretano Aduto de epóxi A 15,0 14,6 10,0 Aduto de epóxi B 6,0 Borracha natural 5,0 epoxidada Epóxi modificado com CTBN 4,6 Modificador de impacto A 15,0 14,6 14,6 12,0 Resina epóxi líquida A 20,0 22,6 21,0 26,4 Diluente trióxido 5,0 alifático reativo Epóxi modificado com 2,3 2,5 ácido dimérico Tixotropo Mineral Misto 2,0 1,5 Wollastonita 31,8 Mica Flogopita A 41,4 mica Flogopita B 33,6 Mica moscovita 33,6 Vidro picado 4,0 3,9 4,0 Fibras de aramida 4,0 3,9
Polpa de kevlar 2,0 Agente de cura 2,5 2,3 2,3 3,3 Agente de cura de 0,5 peróxido Acelerador de agente de 0,6 0,4 0,4 0,4 cura Agente de sopro A 2,0 2,0 1,8 Agente de sopro B 0,2 Pigmento 0,1 0,1 0,1 0,1 Total 100,0 100,0 100,0 100,0
Resultados do teste de flexão de 3 pontos, 1 polegada de largura, 4 polegadas de vão em aço laminado a frio de 0,8 mm de espessura Espessura inicial, mm 1,4 1,2 1,28 1,42 Espessura Curada, mm 3,19 2,65 2,1 2,46 Aumento Vertical 200% 221% 162% 173% Carga a 1 mm, N 34,0 35,0 36,0 42,6 Carga a 2 mm, N 60,0 60,0 63,0 74,3 Carga a 2,5 mm, N 72,0 75,0 88,5 Carga a 5 mm, N 104,0 126,0 Pico de carga, N 106,0 67,0 155,0 131,6 Alongamento até a 4,582 ruptura, mm
Exemplo 8 Exemplo 9 Exemplo 10 Exemplo 11 Flexibilizador/ Endurecedor de 4,0 4,0 4,0 poliuretano Aduto de epóxi B 6,0 6,0 6,0 Aduto de epóxi C 14,6 Borracha natural 5,0 5,0 5,0 epoxidada Modificador de impacto A 14,6 14,0 14,0 14,0 Resina epóxi líquida A 21,9 21,9 21,9
Resina epóxi líquida B 23,6 Epóxi modificado com 5,0 5,0 5,0 ácido dimérico Carbonato de cálcio de 2 33,6 mícron Carbonato de cálcio de 4 33,6 mícrons Mica Flogopita B 41,6 Mica moscovita 33,6 Vidro picado 4,0 4,0 4,0 Polpa de kevlar 2,0 2,0 2,0 Agente de cura de 0,5 0,5 0,5 peróxido Agente de cura 3,3 3,3 3,3 3,3 Acelerador de agente de 0,4 0,4 0,4 0,4 cura Agente de sopro B 1,8 0,2 0,2 0,2 Pigmento 0,1 0,1 0,1 0,1 Total 100,0 100,0 100,0 100,0
Resultados do teste de flexão de 3 pontos, 1 polegada de largura, 4 polegadas de vão em aço laminado a frio de 0,8 mm de espessura Espessura inicial, mm 1,04 1,45 1,42 1,47 Espessura Curada, mm 3,87 2,32 2,24 2,42 Aumento Vertical 372% 160% 158% 165% Carga a 1 mm, N 37,6 37,0 30,2 32,0 Carga a 2 mm, N 46,7 64,0 52,0 56,0 Carga a 2,5 mm, N 76,0 63,0 68,0 Carga a 5 mm, N 121,0 109,0 117,0 Pico de carga, N 51,1 129,0 144,0 145,0 Alongamento até a 5,69 7,86 7,072 ruptura, mm
[044] A Figura 1 mostra a capacidade dos materiais descritos neste documento de serem reprocessados várias vezes, mas ainda manter características físicas suficientes. Neste caso, o material é inicialmente prensado e posteriormente extrudado (assinalado como “ext”) três vezes e as propriedades físicas são medidas conforme estabelecido acima após cada extrusão. O material foi extrudado em uma extrusora de parafuso único e formado em chapas de 1,5 mm de espessura com o uso de uma matriz de extrusão.
[045] Na maioria das aplicações, é indesejável que o remendo de reforço seja reativo à temperatura ambiente ou de outra forma à temperatura ambiente em um ambiente de fabricação (por exemplo, até cerca de 40°C ou superior). Mais tipicamente, o material adesivo se torna reativo em temperaturas de processamento mais altas, como aquelas encontradas em uma fábrica de montagem de automóveis. O remendo de reforço pode ser espumado sobre os componentes do automóvel a temperaturas elevadas ou em níveis de energia aplicados mais elevados, por exemplo, durante as etapas de preparação de pintura. Embora as temperaturas encontradas em uma operação de montagem de automóveis possam estar na faixa de cerca de 148,89°C a 204,44°C (cerca de 300°F a 400°F), as aplicações de carroceria e pintura são comumente cerca de 93,33°C (cerca de 200°F) ou ligeiramente superiores. Se necessário, ativadores de agente de expansão podem ser incorporados ao material de base para produzir expansão em diferentes temperaturas fora das faixas acima. Geralmente, os materiais adesivos ou espumas adequados para o remendo de reforço apresentam uma faixa de expansão que varia de aproximadamente 0 a cerca de 500 por cento.
[046] Vantajosamente, o remendo de reforço dos presentes ensinamentos pode ser formado ou de outra forma processado de uma variedade de maneiras. Por exemplo, os materiais de reforço podem ser formados por extrusão tradicional ou com uma extrusora controlada por robôs, como um mini-aplicador. Isso permite a formação e criação de projetos de peças que excedem a capacidade da maioria dos materiais do estado da técnica. Esta abordagem permite a estampagem do remendo de modo que algumas áreas do remendo sejam elevadas acima de outras áreas, de modo a incluir um desenho ou padrão no remendo. O padrão estampado também pode ter uma forma mais complexa. Os dispositivos reivindicados permitem ainda a formação de remendos de espessura não uniforme ao longo do remendo (antes e depois da ativação). É possível que o remendo tenha uma espessura média de 1,5 mm, mas pode apresentar apenas 0,5 mm de espessura em alguns pontos, mas 2,0-3,0 mm em outras áreas do remendo.
[047] Quaisquer valores numéricos indicados neste documento incluem todos os valores do valor inferior ao valor superior em incrementos de uma unidade, desde que haja uma separação de pelo menos 2 unidades entre qualquer valor inferior e qualquer valor superior. A título de exemplo, se for declarado que a quantidade de um componente ou um valor de uma variável de processo, como, por exemplo, temperatura, pressão, tempo e semelhantes é, por exemplo, de 1 a 90, de 20 a 80, ou mesmo de 30 a 70, é proposto que valores como 15 a 85, 22 a 68, 43 a 51, 30 a 32 etc. sejam expressamente enumerados nesta especificação. Para valores menores que um, uma unidade é considerada 0,0001, 0,001, 0,01 ou 0,1, conforme apropriado. Estes são apenas exemplos do que é especificamente pretendido e todas as combinações possíveis de valores numéricos entre o valor mais baixo e o valor mais alto enumerado devem ser consideradas expressamente declaradas neste pedido de maneira semelhante. Como pode ser visto, o ensino de quantidades expressas como “partes em peso” aqui também contempla as mesmas faixas expressas em termos de porcentagem em peso. Desse modo, uma expressão na Descrição Detalhada dos ensinamentos de uma faixa em termos de “’x’ partes em peso da composição de mistura polimérica resultante” também contempla um ensinamento de faixas da mesma quantidade indicada de “’x’ em porcentagem em peso da composição de mistura polimérica resultante”.
[048] Salvo indicação em contrário, todas as faixas incluem ambos os pontos finais e todos os números entre os pontos finais. O uso de “cerca de” ou “aproximadamente” em conexão com uma faixa se aplica a ambas as extremidades da faixa. Assim, “cerca de 20 a 30” se destina a cobrir “cerca de 20 a cerca de 30”, incluindo pelo menos os pontos finais especificados.
[049] As divulgações de todos os artigos e referências, incluindo pedidos de patentes e publicações, são incorporadas por referência para todos os fins. O termo “consistindo essencialmente em” para descrever uma combinação deve incluir os elementos, ingredientes, componentes ou etapas identificados, e tais outros elementos ingredientes, componentes ou etapas que não afetam materialmente as características básicas e novas da combinação. O uso dos termos “compreendendo” ou “incluindo” para descrever combinações de elementos, ingredientes, componentes ou etapas neste documento também contempla exemplos que consistem essencialmente nos elementos, ingredientes, componentes ou etapas. Pelo uso do termo “pode” neste documento, é proposto que quaisquer atributos descritos que “podem” ser incluídos sejam opcionais.
[050] Elementos, ingredientes, componentes ou etapas no plural podem ser fornecidos por um único elemento, ingrediente, componente ou etapa integrados. Alternativamente, um único elemento, ingrediente, componente ou etapa integrados pode ser dividido em vários elementos, ingredientes, componentes ou etapas separados. A divulgação de “um” ou “uma” para descrever um elemento, ingrediente, componente ou etapa não se destina a excluir elementos, ingredientes, componentes ou etapas adicionais.
[051] Naturalmente que a descrição acima se destina a ser ilustrativa e não restritiva. Muitas modalidades, bem como muitas aplicações além dos exemplos fornecidos, serão evidentes para aqueles versados na técnica após a leitura da descrição acima. O escopo dos ensinamentos deve, portanto, ser determinado não com referência à descrição acima, mas deve, em vez disso, ser determinado com referência às reivindicações anexas, juntamente com o escopo completo de equivalentes aos quais tais reivindicações têm direito. As divulgações de todos os artigos e referências, incluindo pedidos de patentes e publicações, são incorporadas por referência para todos os fins. A omissão nas seguintes reivindicações de qualquer aspecto do objeto divulgado neste documento não é uma isenção de responsabilidade em relação ao mesmo, nem deve ser considerado que os inventores não consideraram tal objeto como parte do objeto inventivo divulgado.
Claims (41)
1. REMENDO DE REFORÇO PARA ENRIJECIMENTO DE PAINEL, caracterizado por compreender: um adesivo incluindo: i) um ou mais particulados de reforço; e ii) um ou mais componentes de fibra descontínua; em que o remendo de reforço está livre de qualquer camada de reforço.
2. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo adesivo incluir ainda um ou mais sistemas com função epóxido, um ou mais agentes de cura, um ou mais modificadores, um ou mais aceleradores de agente de cura e um ou mais agentes de expansão.
3. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado pelo um ou mais particulados de reforço serem mica.
4. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo de reforço apresentar de cerca de 10% a cerca de 60% em peso de um ou mais particulados de reforço.
5. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo de reforço apresentar cerca de 1% a cerca de 10% em peso de um ou mais componentes de fibra descontínua.
6. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo um ou mais componentes de fibra descontínua serem vidro picado,
aramida picada, polpa de aramida ou alguma combinação dos mesmos.
7. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo um ou mais componentes de fibra descontínua apresentarem um comprimento médio de cerca de 1 mm a cerca de 30 mm, cerca de 3 mm a cerca de 15 mm, ou cerca de 4 mm a cerca de 10 mm.
8. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo de reforço ser espumável.
9. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo de reforço apresentar uma expansão vertical de cerca de uma a cerca de 3 vezes sua altura inicial em seu estado verde.
10. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo de reforço apresentar um pico de carga maior do que 90N ou até mesmo maior do que 120N.
11. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo de reforço apresentar uma ruptura ao alongamento superior a 5 mm.
12. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo de reforço apresentar de cerca de 20% a cerca de 50% em peso de um ou mais particulados de reforço.
13. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo de reforço apresentar cerca de 2% a cerca de 6% em peso de um ou mais componentes de fibra descontínua.
14. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo de reforço não ser flexível após a ativação.
15. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo de reforço estar adaptado para ser reprocessado após ser cortado em um formato.
16. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo de reforço apresentar uma espessura inicial de cerca de 0,1 mm a cerca de 5 mm.
17. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo de reforço apresentar uma espessura inicial de cerca de 1 mm a cerca de 3 mm.
18. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo de reforço apresentar uma espessura pós-cura de cerca de 0,5 mm a cerca de 7 mm.
19. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo de reforço apresentar uma espessura pós-cura de cerca de 1 mm a cerca de 4 mm.
20. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela razão entre a espessura inicial e a espessura pós-cura do remendo de reforço ser de cerca de 1:1 a cerca de 1:5.
21. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo apresentar uma elevação vertical de cerca de 110% a cerca de 400%.
22. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo ser estampado.
23. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo adesivo incluir um ou mais de um epóxi líquido e um aduto de epóxi líquido.
24. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo adesivo incluir tanto um epóxi líquido quanto um aduto de epóxi líquido.
25. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo adesivo incluir pelo menos 20% de particulado.
26. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo adesivo incluir pelo menos 30% de particulado.
27. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo de reforço ser rígido após a ativação.
28. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo remendo de reforço ser pegajoso antes da ativação e não pegajoso após a ativação.
29. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo adesivo de reforço ser flexível antes da ativação e rígido após a ativação.
30. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo particulado de reforço ser mica.
31. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo adesivo compreender um material de matriz polimérica.
32. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo particulado de reforço aumentar o módulo de elasticidade do adesivo.
33. REMENDO DE REFORÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo adesivo estar livre de qualquer formação de espuma durante a cura.
34. MÉTODO PARA ENRIJECIMENTO DE UMA ESTAMPAGEM DE CARROCERIA DE VEÍCULO, caracterizado pelo compreender: i) formação de um remendo de reforço que compreende um material adesivo; ii) corte do remendo de reforço em uma forma desejada; iii) instalação do remendo de reforço na estampagem da carroceria do veículo; e iv) ativação do material de reforço; em que o remendo de reforço inclui um ou mais componentes de fibra descontínua e um ou mais particulados de reforço; e em que qualquer excedente do remendo de reforço deixado do corte é reprocessado.
35. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado por incluir a exposição do remendo ao calor para ativar o remendo.
36. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 34 ou reivindicação 35, caracterizado por incluir a espumação do remendo de reforço com um estímulo para produzir a ativação e um aumento na elevação vertical (por exemplo, altura ou espessura) de cerca de 50% a cerca de 300% em comparação com o remendo no estado verde.
37. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 34 a 36, caracterizado pelo método ser isento de qualquer etapa de fixação separada para conectar o dispositivo de reforço automotivo à estampagem da carroceria.
38. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 34 a 37, caracterizado por incluir flexionar o dispositivo de reforço automotivo para se conformar ao formato da estampagem da carroceria antes de ativar o material de reforço.
39. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 34 a 38, caracterizado pela etapa de formação do remendo de reforço autoadesivo pegajoso ser livre de qualquer processo de moldagem.
40. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 34 a 39, caracterizado por incluir a instalação de uma ou mais camadas de manuseio no remendo.
41. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 34 a 40, caracterizado pela etapa de ativação incluir expansão volumétrica de cerca de 50% a cerca de 300% em volume.
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