DE102013102725A1

DE102013102725A1 - Reaktionsharzsystem

Info

Publication number: DE102013102725A1
Application number: DE102013102725.3A
Authority: DE
Inventors: Steffen Opitz; Imke Roese-Koerner
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2014-09-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Reaktionsharzsystem zur Herstellung von Kunststoffbauteilen, insbesondere Faserverbund-Bauteilen, bei dem während der Aushärtung des Reaktionsharzsystems zur Herstellung des Kunststoffbauteils eine exotherme Reaktion abläuft, wobei ein thermisch aktivierbares und endotherm prozessierbares Material hinzugegeben wird, das während der Aushärtung des Reaktionsharzsystems zur Aufnahme von Wärmeenergie thermisch aktiviert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Reaktionsharzsystem zur Herstellung eines Kunststoffbauteils sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Reaktionsharzsystems. Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils und eine Verwendung.
Die Verwendung von Reaktionsharzsystemen im industriellen Bereich ist sehr vielfältig. Zur Herstellung von Kunststoffbauteilen können thermoplastische Kunststoffe oder duroplastische Kunststoffe verwendet werden, sowie Elastomere. Denkbar sind auch Mischformen hiervon. Während des Herstellungsprozesses werden dann die meist flüssig, zähflüssig, oder gelförmig vorliegenden Reaktionsharzsysteme in die entsprechende Bauteilform des Kunststoffbauteils gebracht und ausgehärtet, beispielsweise durch Temperierung des Reaktionsharzsystems. Die meisten Reaktionsharzsysteme zeigen eine beschleunigte exotherme chemische Reaktion unter erhöhter Temperatur.
Durch einen geeigneten Anlagenaufbau muss dabei sichergestellt werden, dass die Prozessparameter der Temperierung zur Aushärtung des Reaktionsharzsystems eingehalten werden, wobei aufgrund der exothermen chemischen Reaktion des Harzsystems berücksichtigt werden muss, dass die hierbei abgegebene Wärmeenergie nicht zu einer Beschädigung des Bauteils führt.
Bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen, bei denen ein textiles Faserhalbzeug mit einem solchen Reaktionsharzsystem infiltriert und anschließend ausgehärtet wird, so dass sich eine besonders hohe richtungsabhängige Steifigkeit und Festigkeit des Bauteils ergibt, kann eine zu hohe Temperatur während des Herstellungsprozesses zu einer Beschädigung des späteren Bauteils führen. Da mittlerweile in der Luft- und Raumfahrt auch sicherheitskritische Bauelemente aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt werden, die ggf. auch in Serie herstellbar sein sollten, ist die Kontrollierung der Prozessparameter insbesondere hinsichtlich der Temperierung notwendig, um Fehlstellen an sicherheitskritischen Bauelementen zu vermeiden.
Durch die bei der exothermen Vernetzungsreaktion des Reaktionsharzsystems freiwerdende Wärmeenergie steigt die Temperatur innerhalb des Werkstoffes an, was wiederum zu einer Beschleunigung der exothermen Vernetzungsreaktion und damit zu einer noch größeren Wärmefreisetzung führt. Im schlimmsten Fall kann sich das Material dabei bis zu seiner vollständigen Zersetzung erwärmen. Insbesondere bei komplexen Bauteilen mit unterschiedlichen Wandstärken kann dies problematisch werden, da bei höheren Wandstärken die freiwerdende Wärmeenergie nicht über geeignete, wärmeleitende Werkzeuge aus dem Bauteil abgeführt werden kann. Um dies zu vermeiden, kann alternativ eine geringere Aufheizrate verwendet werden, was jedoch den Prozess länger und somit auch kostenintensiver macht.
So ist beispielsweise aus der nachveröffentlichten DE 10 2012 103 674.8 ein Formwerkzeug zur Herstellung eines Faserverbundbauteils bekannt, bei dem das Formwerkzeug aus einer Mehrzahl von Modulen besteht, die im Inneren einen zu temperierenden Hohlraum aufweisen, der wiederum mit der Heizkammer eines Ofens, in dem das Faserverbundbauteil ausgehärtet werden soll, in Verbindung steht. Die in den Hohlraum des Formwerkzeuges einströmende heiße Luft erwärmt dabei das Formwerkzeug gleichmäßig, so dass eine Temperierung insbesondere des Reaktionsharzsystems kontrolliert durchgeführt werden kann. Bei komplexen Bauteilen mit einer Vielzahl von verschiedenen Wandstärken stößt diese Vorrichtung jedoch an ihre Grenzen.
Aus der nachveröffentlichten DE 10 2011 054 465.8 ist darüber hinaus ein Formwerkzeug zur Herstellung eines Faserverbundbauteils bekannt, bei dem ein in dem Formwerkzeug vorgesehener Hohlraum einen autarken Latentwärmespeicher und/oder einen thermochemischen Wärmespeicher aufweist. Die in dem Latentwärmespeicher und/oder thermochemischen Wärmespeicher gespeicherte Wärmeenergie wird während des Herstellungsprozesses an das Bauteil freigesetzt, um so insbesondere bei Hinterschneidungen eine gute Temperierung zu erhalten. Insbesondere der Latentwärmespeicher hat darüber hinaus die Eigenschaft, nach Abgabe seiner gespeicherten Wärmeenergie wiederum überschüssige Wärmeenergie, die durch die exotherme Vernetzungsreaktion des Harzes entsteht, aufzunehmen, um so Überhitzungen im Bauteil zu vermeiden.
Allerdings hat dieses Vorgehen den Nachteil, dass je nach Bauteilform das zugrundeliegende Formwerkzeug entsprechend angepasst werden muss, um so an den exponierten Positionen, an denen eine Überhitzung drohen könnte, entsprechende Gegenmaßnahmen vorzusehen. Dies führt letztlich zu einem komplexeren Werkzeugdesign und somit wiederum zu einer Erhöhung der Herstellungskosten.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Möglichkeit zu schaffen, die bei der Herstellung von Kunststoffbauteilen aus Reaktionsharzsystemen entstehenden Temperierungsprobleme aufgrund der exothermen Harzvernetzungsreaktion prozesssicher kontrollieren zu können. Es ist insbesondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren anzugeben, mit dem Kunststoffbauteile aus Reaktionsharzsystemen, insbesondere Faserverbundbauteile, hinsichtlich der Temperierung prozesssicher herstellen zu können.
Die Aufgabe wird mit dem Reaktionsharzsystem gemäß Anspruch 1 und dem Verfahren zur Herstellung eines solchen Reaktionsharzsystems gemäß Anspruch 7 erfindungsgemäß gelöst. Die Aufgabe wird im Übrigen auch mit dem Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils aus einem solchen Reaktionsharzsystem gemäß Anspruch 10 sowie einer Verwendung eines Reaktionsharzsystems gemäß Anspruch 15 erfindungsgemäß gelöst.
Gemäß Anspruch 1 wird ein Reaktionsharzsystem zur Herstellung eines Kunststoffbauteils vorgeschlagen, bei dem während der Aushärtung des Reaktionsharzsystems zur Herstellung des Kunststoffbauteils eine exotherme Reaktion abläuft. Aufgrund der Exothermie der chemischen Vernetzungsreaktion des Reaktionsharzsystems während der Aushärtung im Fertigungsprozess wird Wärmeenergie im Bauteil frei. Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, dass das Reaktionsharzsystem ein thermisch aktivierbares und endotherm prozessierbares Material enthält bzw. hinzugegeben wurde, das während der Aushärtung des Reaktionsharzsystems zur Aufnahme von Wärmeenergie aktiviert wird und dann einen endothermen Prozess durchläuft. Durch eine Aktivierung des thermisch aktivierbaren und endotherm prozessierbaren Materials während der Aushärtung des Reaktionsharzsystems läuft in dem Material eine chemische Reaktion und/oder ein physikalischer Prozess ab, wodurch die Wärmeenergie aus dem Reaktionsharz von dem Material aufgenommen wird.
Durch die Aufnahme von Wärmeenergie mittels des thermisch aktivierbaren und endotherm prozessierbaren Materials in dem Reaktionsharzsystem kann die bei der Aushärtung des Reaktionsharzsystems die freiwerdende überschüssige Wärmeenergie zumindest teilweise aufgenommen werden, so dass sich eine einfache und flexible Temperaturregulierung während der Aushärtung ergibt. Mit Hilfe eines solchen Reaktionsharzsystems, das ein solches thermisch aktivierbares und endotherm prozessierbares Material aufweist, lässt sich unabhängig von der Bauteilgeometrie des herzustellenden Kunststoffbauteils ohne zusätzliche Maßnahmen an dem Formwerkzeug oder der gesamten Herstellungsanlage eine entsprechend sichere Temperaturregulierung erzielen, so dass Überhitzungen aufgrund beschleunigter Vernetzungsreaktionen des Reaktionsharzsystems vermieden werden können. Dies erhöht letztendlich die Prozesssicherheit bezüglich der Temperatur und führt zu einer Kostensenkung im Bereich der Fertigung.
Darüber hinaus wird das Reaktionsharzsystem weniger empfindlich gegenüber Temperaturerhöhungen im Prozess, z. B. bei schnelleren Aufheizraten. Auch anlagenbedingte Temperaturschwankungen von mehreren Grad Celsius können mit Hilfe eines solchen erfindungsgemäßen Reaktionsharzsystems kompensiert werden. Hierdurch wird nicht nur der Herstellungsprozess sicherer, sondern auch schneller, da mit höheren Temperaturen gearbeitet werden kann.
Vorteilhafterweise ist die Aktivierungstemperatur, mit der das thermisch aktivierbare und endotherm prozessierbare Material aktiviert wird, gleich oder größer als die Aushärtungstemperatur des Reaktionsharzsystems, bei der in der Regel eine exotherme Reaktion abläuft, die zur Vernetzung des Harzes und somit zum Aushärten des Harzes führt. Dadurch wird es möglich, während der Aufheizperiode bis zur Aktivierungstemperatur zu verhindern, dass bereits das thermisch aktivierbare und endotherm prozessierbare Material thermisch aktiviert wird, was zu einer Wärmeaufnahme und somit auch zu einem Verlust von zugeführter Wärmeenergie und Verlängerung des Prozesses führt.
Bei dem zusätzlichen bzw. hinzugefügten Material im Reaktionsharzsystems kann es sich um eine Metalllegierung, beispielsweise um eine Zinn-Blei-Legierung oder um einen Thermoplast handeln. Bei dem Reaktionsharzsystem kann es sich um einen Duroplast und/oder einen Elastomer handeln.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem thermisch aktivierbaren und endotherm prozessierbaren Material um ein rieselfähiges oder körniges Material, beispielsweise in Form von schmelzbaren Partikeln, die dem Reaktionsharzsystem hinzugegeben werden können. Eine weitere Ausführungsform wäre ein Vlies oder ein Netz, welches gemeinsam mit den Faserlagen in die Bauteilform eingelegt wird. Dadurch kann auch lokal auf Bereiche mit höherer Exothermie (z.B. Bauteilaufdickung) reagiert werden.
Handelt es sich bei dem Material um ein schmelzbares Material, so ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schmelztemperatur die Aktivierungstemperatur ist, ab der das Material aktiviert und dadurch die Wärmeenergieaufnahme beginnt. Vorteilhafterweise ist dann die Schmelztemperatur des Materials gleich oder größer als die Aushärtungstemperatur des Reaktionsharzsystems, so dass das Material erst zu schmelzen beginnt (und somit die Wärmeenergieaufnahme stattfindet), wenn die für den Prozess gewählte Aushärtungstemperatur aufgrund der Exothermie des Reaktionsharzsystems überschritten wurde.
Das Verhältnis zwischen dem Reaktionsharzsystem und dem endotherm prozessierbaren Material kann 1 bis 30 Gew.-% Material bezogen auf das gesamte Reaktionsharzsystem betragen, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-%.
Die Wärmeenergieaufnahme des thermisch aktivierbaren und endotherm prozessierbares Materials kann bspw. durch Ablauf einer chemischen endothermen Reaktion oder durch Ablauf eines physikalischen Prozesses erfolgen. Bei einer endothermen Reaktion wird aufgrund der chemischen Reaktion des Materials Wärmeenergie aufgenommen. Bei einem physikalischen Prozess, bspw. die Änderung von Aggregatzuständen, ist die Wärmeenergieaufnahme bedingt durch den ablaufenden physikalischen Prozess.
Unter dem Begriff „thermisch aktivierbares und endotherm prozessierbares Material“ wird somit ein Material verstanden, dass bei thermischer Aktivierung in der Lage ist, Wärmeenergie aufzunehmen, sei es mittels einer chemischen Reaktion, sei es mittels eines physikalischen Prozesses.
Vorteilhafterweise ist das thermisch aktivierbare und endotherm prozessierbares Material von dem Reaktionsharzsystem umschlossen und somit integraler Bestandteil von diesem.
Gemäß Anspruch 7 wird erfindungsgemäß ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines Reaktionsharzsystems vorgeschlagen, wobei einem bekannten Reaktionsharzsystem, das bei der Aushärtung zur Herstellung eines Kunststoffbauteils eine exotherme Reaktion ausführt, ein thermisch aktivierbares und endotherm prozessierbares Material hinzugefügt wird, das während der Aushärtung des Reaktionsharzsystems zur Aufnahme von Wärmeenergie thermisch aktiviert wird und dann einen endothermen Prozess durchläuft.
Die Auswahl des thermisch aktivierbaren und endotherm prozessierbaren Materials kann vorteilhafterweise in Abhängigkeit von seiner Aktivierungstemperatur (beispielsweise Schmelztemperatur) zur Aktivierung der Wärmeenergieaufnahme und der Aushärtungstemperatur des Reaktionsharzsystems erfolgen. Die Menge des thermisch aktivierbaren und endotherm prozessierbaren Materials kann dabei in Abhängigkeit von der Menge der abgegebenen Wärmeenergie während der exothermen Reaktion des Reaktionsharzsystems gewählt werden.
Vorteilhafterweise hat das Material eine Aktivierungstemperatur, die gleich oder größer ist als die Aushärtungstemperatur des Reaktionsharzsystems, wie vorstehend bereits beschrieben.
Darüber hinaus wird die vorstehend genannte Aufgabe auch mit dem Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils aus einem Reaktionsharzsystem gemäß Anspruch 10 erfindungsgemäß gelöst, wobei das Reaktionsharzsystem bei der Aushärtung zur Herstellung eines Kunststoffbauteils eine exotherme Reaktion ausführt. Erfindungsgemäß wird dem Reaktionsharzsystem ein thermisch aktivierbares und endotherm prozessierbares Material hinzugefügt, das während der Aushärtung des Reaktionsharzsystems zur Aufnahme von Wärmeenergie thermisch aktiviert wird. Anschließend wird das Kunststoffbauteil durch Aushärten des Reaktionsharzsystems hergestellt, wobei bei thermischer Aktivierung (bspw. durch Überschreiten der Aktivierungstemperatur) das Material Wärmeenergie aufnimmt und so während des Herstellungsprozesses temperaturregulierend wirkt, indem das Material einen endothermen Prozess durchläuft.
Vorteilhafterweise kann vor dem Hinzufügen des endotherm prozessierbaren Materials das Reaktionsharzsystem, das die Basis zur Herstellung des Kunststoffbauteils bildet, auf Verarbeitungstemperatur gebracht, so dass es beispielsweise in ein Faserhalbzeug injiziert werden kann. Nachdem das Reaktionsharzsystem auf Verarbeitungstemperatur gebracht wurde, kann dann das thermisch aktivierbare und endotherm prozessierbare Material hinzugefügt werden. Die Verarbeitungstemperatur liegt dabei in der Regel unterhalb der Aushärtungstemperatur. Denkbar ist aber auch, dass das Material vorher dem Reaktionsharz hinzugegeben und dann das Reaktionsharz auf Verarbeitungstemperatur gebracht wird.
Vorteilhafterweise wird das thermisch aktivierbare und endotherm prozessierbare Material in Abhängigkeit von seiner Aktivierungstemperatur und der Aushärtungstemperatur des Reaktionsharzsystems ausgewählt. So ist es meist vorteilhaft, wenn die Aktivierungstemperatur des Materials nur einige wenige Grad, beispielsweise 1 bis 10 °C, vorzugsweise 3 °C, über der Aushärtungstemperatur des Reaktionsharzsystems liegt.
Die Aushärtung des Reaktionsharzsystems zusammen mit dem thermisch aktivierbaren und endotherm prozessierbaren Material erfolgt dabei durch Temperierung des Reaktionsharzsystems auf die Aushärtungstemperatur, beispielsweise in einem Ofen oder Autoklav, wodurch die Vernetzungsreaktion des Harzes beginnt und die exotherme Reaktion des Reaktionsharzsystems unter Abgabe von Wärmeenergie stattfindet.
Darüber hinaus wird die Aufgabe im Übrigen auch gelöst mit der Verwendung eines solchen Reaktionsharzsystems wie vorstehend genannt zur Herstellung eines Kunststoffbauteils durch Temperieren des Reaktionsharzsystems gemäß Anspruch 15.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figur beispielhaft erläutert. Es zeigt:
1 schematische Darstellung der Herstellung eines Kunststoffbauteils mit dem erfindungsgemäßen Reaktionsharzsystem;
2 schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Die 1 zeigt einen Behälter 10, in dem sich ein Reaktionsharzsystem 1 befindet. Dem Reaktionsharzsystem 1 wurden schmelzbare Partikel 2 als thermisch aktivierbares und endotherm prozessierbares Material hinzugefügt, so dass sich ein Reaktionsharzsystem 1 mit einem thermisch aktivierbaren und endotherm prozessierbares Material 2 ergibt. In 1 wurde das Reaktionsharzsystem 1 mit dem Material 2 bereits auf Verarbeitungstemperatur gebracht.
Der Behälter 10 ist mit einer Form 11 verbunden, die eine Kavität 12 aufweist. In die Kavität 12 wird nun das Reaktionsharzsystem 1 zusammen mit den schmelzbaren Partikeln 2 (das thermisch aktivierbare und endotherm prozessierbare Material) geleitet, um das Kunststoffbauteil herzustellen.
Nachdem die Kavität 12 mit dem Reaktionsharzsystem 1 gefüllt ist, wird das Formwerkzeug 11 oder das in der Kavität 12 befindliche Reaktionsharzsystem 1 so temperiert, dass der Aushärtungsprozess des Reaktionsharzsystems 1 erfolgt. Während des Aushärtungsprozesses des Reaktionsharzsystems 1 erfolgt dabei eine exotherme Reaktion, bei der Wärmeenergie freigesetzt wird. Beim Überschreiten der Aktivierungstemperatur des thermisch aktivierbaren endothermen Materials 2, das sich in dem Reaktionsharzsystem 1 befindet, beginnen die Partikel 2 aufzuschmelzen, wodurch Wärmeenergie durch den endothermen Prozess, den das Material 2 durchläuft, aufgenommen wird. Hierdurch kann eine Überhitzung des herzustellenden Kunststoffbauteils und somit Beschädigungen vermieden werden.
In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Wärmeenergieaufnahme aufgrund eines physikalischen Prozesses (Aggregatzustandsänderung), nämlich dem Übergang vom festen Aggregatzustand zum flüssigen Aggregatzustand, wobei während dieses physikalischen Prozesses das Material Wärmeenergie aufnimmt.
Es ist daher vorteilhaft, wenn das Material schmelzbare Partikel aufweist oder aus diesen besteht. Es ist auch vorteilhaft, wenn das Material ein körniges oder rieselfähiges Material ist oder aus diesem besteht.
Durch das Aufschmelzen des Materials kann darüber hinaus verhindert werden, dass Materialrückstände in Form von Partikeln oder Körnern in dem Kunststoffbauteil zurückbleiben, was beispielsweise zu Beeinträchtigungen hinsichtlich der Festigkeit und Stabilität führen könnte.
Beispiel 1:
Einem Harzsystem RTM6 der Fa. Hexcel Composites, das ein Epoxidharz ist, wurde eine Zinn-Blei-Legierung (Bezeichnung: SN63Pb37) beigemengt. Der Aushärtezyklus des Harzsystems RTM6 beträgt hier 2 Stunden, wobei die Aushärtungstemperatur 180 °C beträgt. Die verwendete Zinn-Blei-Legierung, die diesem Harzsystem beigefügt wurde, hat eine Schmelztemperatur von 183 °C.
Durch das Temperieren des Harzsystem RTM6 der Fa. Hexcel Composites auf 180 °C wird die exotherme Vernetzungsreaktion des Reaktionsharzsystems beschleunigt. Die hierbei freiwerdende Wärmeenergie führte zu einer weiteren Temperaturerhöhung innerhalb des Bauteils auf über 183 °C, wodurch die Schmelztemperatur der Zinn-Blei-Legierung als thermisch aktivierbares und endotherm prozessierbares Material überschritten wurde und der Schmelzprozess beginnt. Hierdurch konnte Wärmeenergie, die durch die exotherme Reaktion des Harzsystems innerhalb des Bauteils entstanden ist, durch das Aufschmelzen des endothermen Materials gebunden werden.
Beispiel 2:
Ein Reaktionsharzsystem wird aus den drei Komponenten Harz, Härter und Beschleuniger angemischt, wobei als Harzsystem ein Araldit^® LY556, als Härter ein HY917 und als Beschleuniger ein DY070 verwendet wird. Ein solches Reaktionsharzsystem wird erst für 2 bis 4 Stunden bei 80 °C angeliert. Danach wird dem so angemischten Reaktionsharzsystem Polyoxymethylen (POM) als ein teilkristalliner Thermoplast beigemischt, beispielsweise ein RAU-POM 500 Copolymerisat der Fa. Rehau. Ein solches teilkristallines Thermoplast hat einen Schmelzbereich von 164 bis 174 °C. Die Aushärtungstemperatur des Harzsystems wie oben beschrieben liegt bei 160 °C. Das Reaktionsharzsystem wird für 2 bis 8 Stunden ausgehärtet.
Bei den beiden o. g. Beispielen wurde bei einer Temperaturüberhöhung im Bauteil von etwa 3 bis 5 °C überschüssige Wärmeenergie aus dem Harzsystem abgeführt, so dass eine entsprechend gleichmäßige Temperaturregulierung erreicht wurde. Es bedarf dabei keiner zusätzlichen, mechanisch wärmeabführenden Elemente in dem Bauteil.
2 zeigt schematisch ein Formwerkzeug 20, in das zwei Faserlagen 21a und 21b eingebracht wurden. Zwischen den beiden Faserlagen 21a und 21b, die das spätere Faserverbundbauteil bilden sollen, ist ein Materialvlies gelegt, welches aus einem thermisch aktivierbaren und endotherm prozessierbaren Material besteht oder zumindest ein solches Material enthält. Erfolgt nun der Aushärtungsprozess, so wird das thermisch aktivierbare und endotherm prozessierbare Material thermisch aktiviert, so dass es einen endothermen Prozess durchläuft, durch den überschüssige Wärmeenergie aus den Fasergelegen 21a und 21b, die mit einem Reaktionsharzsystem getränkt sind, abgeführt werden kann.
Mit der vorliegenden Erfindung wird es somit möglich, ein Reaktionsharzsystem zu schaffen, das bezüglich der Temperatur selbstregulierend ist. Komplexe Formwerkzeuge mit entsprechender Wärmeabführung sind somit nicht erforderlich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012103674 [0006]
DE 102011054465 [0007]

Claims

Reaktionsharzsystem (1) zur Herstellung eines Kunststoffbauteils, bei dem während der Aushärtung des Reaktionsharzsystems (1) zur Herstellung des Kunststoffbauteils eine exotherme Reaktion abläuft, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsharzsystem (1) ein thermisch aktivierbares und endotherm prozessierbares Material (2) enthält, das während der Aushärtung des Reaktionsharzsystems (1) zur Aufnahme von Wärmeenergie thermisch aktiviert wird und dann einen endothermen Prozess durchläuft.
Reaktionsharzsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungstemperatur des thermisch aktivierbaren und endotherm prozessierbaren Materials (2) gleich oder größer ist als die Aushärtungstemperatur des Reaktionsharzsystems (1).
Reaktionsharzsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch aktivierbare und endotherm prozessierbare Material eine Metalllegierung oder einen Thermoplast enthält und/oder dass das Reaktionsharzsystem (1) ein Duroplast, Thermoplast und/oder Elastomer enthält.
Reaktionsharzsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch aktivierbare und endotherm prozessierbare Material (2) ein rieselfähiges oder körniges Material ist oder in Form eines Vlies oder Netz vorliegt.
Reaktionsharzsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch aktivierbare und endotherm prozessierbare Material bei thermischer Aktivierung zur Aufnahme von Wärmeenergie eine chemische Reaktion und/oder einen physikalischen Prozess als endothermen Prozess durchläuft.
Reaktionsharzsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch aktivierbare und endotherm prozessierbare Material von dem Reaktionsharzsystem umschlossen ist.
Verfahren zur Herstellung eines Reaktionsharzsystems (1), das bei der Aushärtung zur Herstellung eines Kunststoffbauteils eine exotherme Reaktion durchläuft, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reaktionsharzsystem (1) ein thermisch aktivierbares und endotherm prozessierbares Material (2) hinzugefügt wird, das während der Aushärtung des Reaktionsharzsystems (1) zur Aufnahme von Wärmeenergie thermisch aktiviert wird und dann einen endothermen Prozess durchläuft.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch aktivierbare und endotherm prozessierbare Material (2) in Abhängigkeit von seiner Aktivierungstemperatur und der Aushärtungstemperatur des Reaktionsharzsystems (1) ausgewählt wird und/oder dass die Menge des thermisch aktivierbaren und endotherm prozessierbaren Materials (2) in Abhängigkeit von der Höhe der abgegebenen Wärmeenergie durch die exotherme Reaktion während der Aushärtung ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch aktivierbare und endotherm prozessierbare Material (2) eine Metalllegierung oder einen Thermoplast enthält und/oder dass das Reaktionsharzsystem (1) ein Duroplast, Thermoplast und/oder Elastomer enthält.
Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils aus einem Reaktionsharzsystem (1), das bei Aushärtung zur Herstellung des Kunststoffbauteils eine exotherme Reaktion ausführt, gekennzeichnet durch – Hinzufügen eines thermisch aktivierbaren und endotherm prozessierbaren Materials (2) zu dem Reaktionsharzsystem (1), das während der Aushärtung des Reaktionsharzsystems (1) zur Aufnahme von Wärmeenergie thermisch aktiviert wird und dann einen endothermen Prozess durchläuft, und – Herstellen des Kunststoffbauteils durch Aushärten des Reaktionsharzsystems (1).
Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Auswählen des thermisch aktivierbaren und endotherm prozessierbaren Materials (2) in Abhängigkeit von seiner Aktivierungstemperatur und der Aushärtungstemperatur zur Aushärtung des Reakionsharzsystems (1).
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsharzsystem (1) durch Temperierung in Abhängigkeit von der Aushärtungstemperatur zur Herstellung des Kunststoffbauteils ausgehärtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das thermisch aktivierbare und endotherm prozessierbare Material (2) eine Metalllegierung oder einen Thermoplast enthält und/oder dass das Reaktionsharzsystem (1) ein Duroplast, Thermoplast und/oder Elastomer enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch Herstellen eines Faserverbund-Kunststoffbauteils aus einem mit dem Reaktionsharzsystem (1) infiltrierten Faserhalbzeug durch Temperieren des mit dem Reaktionsharzsystem (1) infiltrierten Faserhalbzeuges.
Verwendung eines Reaktionsharzsystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung eines Kunststoffbauteils durch Temperieren des Reaktionsharzsystems (1).
Verwendung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch Verwenden des Reaktionsharzsystems (1) zur Herstellung eines Faserverbund-Kunststoffbauteils aus einem mit dem Reaktionsharzsystem (1) infiltrierten Faserhalbzeug durch Temperieren des mit dem Reaktionsharzsystem (1) infiltrierten Faserhalbzeuges.