DE102014113752A1

DE102014113752A1 - Schlagzähmodifizierter Spritzgussformkörper und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102014113752A1
Application number: DE102014113752.3A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Fischer
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2014-09-23
Filing date: 2014-09-23
Publication date: 2016-03-24
Anticipated expiration: 2034-09-24
Also published as: CN105440434B; US20160083534A1; US9650478B2; DE102014113752B4; CN105440434A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen schlagzähmodifizierten Spritzgussformkörper (1) umfassend eine thermoplastische Polymermatrix (2), zumindest bereichsweise ein zweites (3) und ein drittes polymeres Material (4), wobei die Polymermatrix (2) und das zweite polymere Material (3) unterschiedliche gewichtsmittlere Molekulargewichte und Polaritäten aufweisen und das zweite polymere Material (3) als Haftvermittler für das dritte polymere Material (4) geeignet ist, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen schlagzähverbesserten Spritzgussformkörper umfassend eine thermoplastische Polymermatrix, und zumindest bereichsweise ein zweites und ein drittes polymeres Material, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Kunststoffe nehmen im Automobilbau inzwischen einen Anteil zwischen 15 und 20 Gewichtsprozent mit steigender Tendenz ein. Dabei handelt es sich häufig um Exterieur- und Interieurteile, wobei letztere ihre entsprechenden optischen, haptischen und funktionalen Eigenschaften durch Verkleben von Spritzgussbauteilen mit unterschiedlichen Oberflächendekoren erhalten. Die steigenden Anforderungen an Qualität und Wirtschaftlichkeit sowie Ressourceneffizienz, aber auch der globale Wettbewerbsdruck erfordern dabei zunehmend den Einsatz von Kunststoffrecyclaten.
Insbesondere werden Kunststoffteile als Spritzgussformkörper für den Automobilinnenraum, beispielsweise Instrumententafeln, Türverkleidung oder Mittelkonsolen, eingesetzt. Diese können sowohl mit einem Dekor versehen oder lackiert werden. Kostendruck und die Verknappung der petrochemischen Ressourcen führen bei vielen Anwendungen im Automobilbereich zu einer erhöhten Akzeptanz des Recyclateinsatzes.
Beim Einsatz von Kunststoffen, die thermoplastische und/oder duroplastische Recyclate, faserverstärkt oder unverstärkt, oder recyclierte Fasern enthalten, müssen diese eine sehr gute Anbindung an die umgebende Polymermatrix aufweisen, damit keine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften auftritt.
Eine Anbindung beispielsweise von Fasern erfolgt üblicherweise durch aufwändige Oberflächenbehandlung und -Aktivierung der jeweiligen Faser (z. B. Glasfaser, Carbonfaser, Naturfaser). Beim Einsatz von Recyclaten werden diese entweder mit einem Polymer vermischt und über einen Extruder compoundiert oder im Fertigungsbetrieb direkt dem reinen Polymer zugemischt und in der Spritzgussmaschine gemeinsam aufgeschmolzen, wobei sich eine homogene Mischung bildet.
Die besondere Herausforderung besteht dabei meist in der ausgesprochen schlechten thermodynamischen Verträglichkeit der Werkstoffkomponenten, die auf ihre unterschiedlichen Polaritäten zurückzuführen ist.
Stand der Technik
Derzeit erfreut sich der Trend, Kunststoffrecyclate einem unrecyclierten Kunststoff zuzumischen, auch bei Anbauteilen aus Kunststoff großer Beliebtheit, ist aber auch mit technischen Nachteilen behaftet. Hierbei wird das Recyclat direkt an der Spritzgussmaschine zum unbehandelten Kunststoff in einem bestimmten Anteil zugemischt oder zuvor compoundiert.
Polypropylen und verstärktes Polypropylen sind preiswerte und häufig eingesetzte Kunststoffe für Spritzgussteile. Durch die apolaren Eigenschaften des Polypropylens erweist sich eine Zumischung beispielsweise von duroplastischen Kunststoffrecyclaten problematisch, da diese in der Regel im Molekül polare Anteile aufweisen. Die Anbindung des duroplastischen Anteils an die Polymermatrix, wie z. B. Polypropylen, ist oftmals unzureichend, so dass eine partielle oder teilpartielle Entmischung auftritt. Die mangelhafte Anbindung der beiden Komponenten äußert sich in verschlechterten mechanischen Eigenschaften, insbesondere reduzierten Schlagzähigkeiten und Kerbschlagzähigkeiten. Die Schlagzähigkeit ist ein Maß für die Fähigkeit des Werkstoffes, Stoßenergie und Schlagenergie zu absorbieren, ohne zu brechen.
Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, einen Spritzgussformkörper bzw. Kunststoffformkörper bereitzustellen, in welchem die Anbindung bzw. Kompatibilität thermoplastischer und/oder duroplastischer Recyclate, fasergefüllt oder ungefüllt, derart verbessert ist, dass die resultierenden mechanischen Eigenschaften des Formkörpers anspruchsvollen Kundenvorgaben genügen und gleichzeitig die Qualitätsanforderungen an den Formkörper erfüllt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Spritzgussformkörper mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß Anspruch 14 und dessen Verwendung gemäß Anspruch 16 gelöst.
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der Spritzgussformkörper eine thermoplastische Polymermatrix und zumindest bereichsweise ein zweites und ein drittes polymeres Material umfasst, wobei die Polymermatrix und das zweite polymere Material unterschiedliche gewichtsmittlere Molekulargewichte und Polaritäten aufweisen. Dabei dient das zweite polymere Material als Haftvermittler für das dritte polymere Material und als Schlagzähigkeitsverbesserer für den Formkörper.
Mit anderen Worten ist das zweite polymere Material als interner Haftungsvermittler bereits im Spritzgussformkörper mit einer thermoplastischen Polymermatrix integriert. Im fertigen, abgekühlten Zustand ummantelt die haftungsvermittelnde Komponente zumindest bereichsweise das dritte polymere Material, d. h. den Recyclatanteil, und stellt eine aufgrund der Polaritätsunterschiede des ersten und zweiten Polymers und des Recyclats eine feste, schlagzähverbessernde Verbindung zwischen diesen Komponenten her. Dies macht sich einerseits in einer festen Einbindung des Recyclatanteils, d. h. des dritten polymeren Materials in der Polymermatrix vermittels des zweiten polymeren Materials als auch in einer Erhöhung der Schlagzähigkeiten und Kerbschlagzähigkeiten des Formkörpers bemerkbar, da die polare Komponente die Recyclatanteile ummantelt und in der Polymermatrix bindet.
Mit Blick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann nicht vorhersehbar, dass die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrundelag, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Spritzgussformkörpers und des Verfahrens zu seiner Herstellung gelöst werden konnte.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht nämlich darin, dass mit dem Spritzgussformkörper und in dem vorgeschlagenen Verfahren gänzlich auf den Schritt einer gesonderten Aktivierung des Recyclats verzichtet wird und dieses unmittelbar in den Spritzgussformkörper eingearbeitet wird. Zudem war es überraschend, dass insbesondere duroplastische Recyclate auf Basis von Epoxidharz, Phenolharz, Polyesterharz oder Melaminharz in eine apolare Polymermatrix wie Polypropylen in einem Verfahrensschritt eingearbeitet werden können.
Damit entfallen vorteilhaft nicht nur Investitionskosten für die Aktivierungs- oder Vorbehandlungseinheiten beim Compoundieren für das Recyclat, sondern auch Entsorgungskosten von nicht oder nur schwer wiederverwertbaren duroplastischen Recyclaten.
Bevorzugt ist die thermoplastische Polymermatrix ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Styrol-Acrylnitril (SAN), Polystyrol (PS), Polycarbonat (PC), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyamide (PA) oder Mischungen daraus. Diese können auch faserverstärkt sein.
Bevorzugt ist das zweite polymere Material ein funktionalisiertes thermoplastisches Polyolefin-Elastomer (POE), ein olefinisches Block-Copolymer (OBC) oder eine Mischung daraus.
Vorzugsweise ist das dritte polymere Material ein duroplastischer oder thermoplastischer Werkstoff, insbesondere ein Recyclat, auf Basis von Epoxid-, Polyester-, Phenol/Formaldehyd- oder Melaminharzen, oder ein Kohlefasermaterial.
Die Basis der duroplastischen Recyclate bilden Epoxidharze, Phenolharze, Polyesterharze oder Melaminharze. Diese Recyclate fallen beispielsweise bei carbon- oder glasfaserverstärkten duroplastischen Werkstoffen aus der Fertigung von CFK-Kunststoffen in der Automobilindustrie an. Das duroplastische Recyclat kann somit bevorzugt selbst faserverstärkt sein, insbesondere mittels Glasfasern, Kohlefasern und/oder Naturfasern.
Der schlagzähmodifizierte Spritzgussformkörper enthält das dritte polymere Material bevorzugt in einem Mengenanteil von 10–40 Ma-%.
Bevorzugt weist der Spritzgussformkörper eine Charpy-Schlagzähigkeit nach ISO 179-1/eA bei 23°C ≥ 20 kJ/m² und/oder eine Charpy-Schlagzähigkeit nach ISO 179-1/eA bei –30°C ≥ 11 kJ/m² auf.
Bevorzugt weist der Spritzgussformkörper Charpy-Kerbschlagzähigkeit nach ISO 179-1/eU bei 23°C ≥ 15 kJ/m² und/oder Charpy-Kerbschlagzähigkeit nach ISO 179-1/eU bei –30°C ≥ 6 kJ/m² auf.
Vorzugsweise ist das zweite polymere Material aufschmelz- und wiederverfestigbar.
Das zweite polymere Material ist bevorzugt in einem Mengenanteil von 5–40 Ma-% weiter bevorzugt 10–30 Ma besonders bevorzugt 10–25 Ma-% im Spritzgussformkörper enthalten. Dabei weist das zweite polymere Material bevorzugt ein mittleres Molekulargewicht von 11000 bis 37000 g/mol auf.
Vorzugsweise weist die thermoplastische Polymermatrix und/oder das zweite polymere Material mikrowellenkoppelbare Additive auf, wobei die mikrowellenkoppelbaren Additive bevorzugt Carbonfasern, Carbon-Nanotubes, Graphen oder dgl. enthalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines schlagzähmodifizierten Spritzgussformkörpers beinhaltet folgende Schritte:

a) Compoundieren eines thermoplastischen Polymermatrixmaterials mit zumindest einem thermoplastischen und/oder duroplastischen Recyclat;
b) Extrusion;
c) Granulieren;
d) Spritzgießen des Granulats in einem Spritzgießwerkzeug, wobei in Schritt a) oder in Schritt d) ein zweites polymeres Material zugemischt wird, wobei die Polymermatrix und das zweite polymere Material unterschiedliche gewichtsmittlere Molekulargewichte und Polaritäten aufweisen und das zweite polymere Material als Haftvermittler geeignet ist;
e) Entfernen des erhaltenen Formkörpers aus dem Spritzgießwerkzeug.

Dies bedeutet, dass die Herstellung des schlagzähverbesserten Formkörpers entweder durch Zumischung des Haftvermittlers über das Granulat oder erst beim Vermischen an der Spritzgussmaschine erfolgt.
Bevorzugt wird dabei in dem Schritt a) oder d) durch die Zugabe des zweiten polymeren Materials die Kompatibilität des dritten polymeren Materials mit der thermoplastischen Polymermatrix und die Schlagzähigkeit des Spritzgussformkörpers erhöht.
Eine erfindungsgemäße Verwendung des Spritzgussformkörpers, neben der Aufnahme von Recyclaten, beinhaltet folgende Schritte:

a) Aufschmelzen und Wiederverfestigen des Spritzgussformkörpers, wobei die thermoplastische Polymermatrix und das zweite polymere Material zumindest teilweise eine Phasentrennung unter Anreicherung des zweiten polymeren Materials an der Oberfläche des Spritzgussformkörpers ausbilden; und
b) Verkleben des Spritzgussformkörpers mit einem weiteren Bauteil, insbesondere einem flächigen Dekor, wobei das zweite polymere Material als Klebstoff zur Verbindung des Spritzgussformkörpers mit dem weiteren Bauteil wirkt.

Dies bedeutet, dass vor und während des Spritzgießens die thermoplastische Polymermatrix und die zweite Polymerkomponente zunächst als weitgehend homogene Mischung im Spritzguss vorliegen. Eine Veränderung des schlagzähmodifizierten, oberflächenmodifizierbaren Spritzgussformkörpers erfolgt unter Wärmeeinfluss, beispielsweise durch Hitze oder Strahlung, und anschließendem Abkühlen. Durch die niedrigen mittleren Molekularmassen und Dichten der zweiten Polymerkomponente, aber auch durch deren gegenüber dem Matrixmaterial erhöhte Polarität, bewegt sich diese beim Erwärmen relativ frei innerhalb der Polymermatrix. Beim Abkühlen erfolgt eine thermodynamisch kontrollierte Phasentrennung, die als Klebstofffunktion genutzt werden kann.
Beispiele
Im Folgenden wird die Erfindung durch einige Beispiele näher erläutert, ohne die Erfindung damit einschränken zu wollen.
Die Beispiele zeigen tabellarisch verschiedene funktionalisierte Polyolefin-Elastomere (POE), olefinische Block-Copolymere (OBC) oder deren Mischung als erfindungsgemäßes zweites polymeres Material zur Verwendung als Schlagzähmodifier.
Die im Handel seit Kurzem erhältlichen sogenannten ”Infuse^TM” (Dow Chemical Company) Olefin Block-Copolymere (OBC) und die ”Affinity^TM” GA (Dow Chemical Company) Polyolefin Elastomere (POE, TPO) bilden beispielhaft den schlagzähverbessernden Ausgangspunkt zur Verwendung im Spritzgussteil.
Grundsätzlich weisen beide Polymere im Vergleich zu herkömmlichen Polyolefinen außerordentlich niedrige mittlere Molekularmassen und Dichten, aber auch eine hohe Polarität auf. Die weiteren besonderen physikochemischen Eigenschaften wurden an anderer Stelle diskutiert.
Bei den ”Infuse^TM” (Dow Chemical Company) Olefin Block-Copolymeren (OBC) handelt es sich um Ethylen und α-Olefin Copolymere, die aus wechselnden semikristallinen und elastomeren Blöcken oder Segmenten bestehen, die in einer Multiblockarchitektur statistisch verteilt sind und entscheidend zu ihrer Hotmelt-Klebefunktionalität beitragen.
Die folgenden Tabellen zeigen beispielhaft verschiedene Eigenschaften der ”Affinity^TM” GA (Dow Chemical Company) Polyolefin Elastomere (POE, TPO).
Tabelle 1. Funktionalisiertes Polyolefin Elastomer ”Affinity^TM GA 1000R”
Rohstoffe der Beispiele:

a) Polymermatrix aus Polypropylen (PP)
b) ”Infuse 9817”: Copolymer aus Ethylen mit Octen, Schmelzpunkt 120°C, Biegemodul 23 MPa, Dichte 0,877 g/m³, Schmelzindex 15 g/10 min vor der Pfropfung und nach der Pfropfung 4 g/10 min
c) ”Affinity^TM GA” Polyolefin Elastomer
d) CFK(Carbonfaser verstärkter Kunststoff)-Recyclat

Beispiel 1:
Infuse 9817 wird auf einer Spritzgussmaschine in einem Mengenanteil von 5–10 Ma-% mit PP und 30% CFK-Recyclat in der Schmelze gemischt und als flächiger Formkörper aufgetragen.
”Affinity^TM GA” Polyolefin Elastomer wird auf einer Spritzgussmaschine in einem Mengenanteil von 5–10 Ma-% mit PP und 30% CFK-Recyclat in der Schmelze gemischt und als flächiger Formkörper aufgetragen.

Anschließend werden mit dem erkalteten Spritzgußteil mechanische Prüfungen durchgeführt:

	Polypropylen + 30% CFK	Polypropylen + 30% CFK + 5% Affinity	Polypropylen + 30% CFK + 10% Affinity	Polypropylen + 30% CFK + 5% Infuse	Polypropylen + 30% CFK + 10% Infuse
Schlagzähigkeit 23 kJ/m²	19	24	20	23	21
Schlagzähigkeit 30 kJ/m²	11	13	13	11	15
Kerbschlagzähigkeit 23 kJ/m²	14	17	18	16	14
Kerbschlagzähigkeit –30 kJ/m²	6	7	11	6	12

Tabelle 3. Schlagzähigkeiten des Recyclat enthaltenden Spritzgussformkörpers mit Infuse oder Affinity

Der Tabelle 3 ist zu entnehmen, dass die Zumischung von ”Infuse” oder ”Affinity” als zweites polymeres Material eine signifikante Erhöhung der Schlagzähigkeit des Spritzgussformkörpers bewirkt.
Beispiel 3:
Luvocom, ein mit Kohlefaser bzw. Carbonfaser verstärktes PP (Fa. Lehmann und Voss) wird auf einer Spritzgussmaschine in einem Mengenanteil von 5 Ma-% Affinity in der Schmelze gemischt und als flächiger Formkörper aufgetragen.

Anschließend werden mit dem erkalteten Spritzgussteil mechanische Prüfungen durchgeführt:

	Polypropylen + 20% Kohlefasern	Polypropylen + 20% Kohlefasern + 5% Affinity
Schlagzähigkeit 23 kJ/m²	12	13
Schlagzähigkeit –30 kJ/m²	21	23
Kerbschlagzähigkeit 23 kJ/m²	4	7
Kerbschlagzähigkeit –30 kJ/m²	4	4

Tabelle 4. Schlagzähigkeiten bei rein kohlefaserverstärkten Polypropylenen

Der Tabelle 4 ist zu entnehmen, dass auch bei lediglich faserverstärktem Polypropylen, das heißt ohne duroplastisches Recyclat, die Zumischung von ”Infuse” oder ”Affinity” als zweites polymeres Material eine signifikante Erhöhung der Schlagzähigkeit des Spritzgussformkörpers bewirkt.

	Polypropylen + 30% CFK	Polypropylen + 30% CFK + 5% Affinity	Polypropylen + 30% CFK + 10% Affinity	Polypropylen + 30% CFK + 5% Infuse	Polypropylen + 30% CFK + 10% Infuse
Zug-E-Modul in N/mm²	2385	1757	1392	2143	1726
Biege-E-Modul in N/mm²	2175	1746	1937	1931	2485
Zugfestigkeit in N/mm²	16	14	12	14	12
Biegefestigkeit in N/mm²	26	22	19	24	21

Tabelle 5. E-Moduli, Zugfestigkeit und Biegefestigkeit des CFK-Recyclat enthaltenden Spritzgussformkörpers mit Infuse oder Affinity.

	Polypropylen + 20% Kohlefasern	Polypropylen + 20% Kohlefasern + 5% Affinity
Zug-E-Modul in N/mm²	7462	6439
Biege-E-Modul in N/mm²	6159	5377
Zugfestigkeit in N/mm²	56	51
Biegefestigkeit in N/mm²	70	62

Tabelle 6. E-Moduli, Zugfestigkeit und Biegefestigkeit bei rein kohlefaserverstärkten Polypropylenen.

Der Tabelle 5 ist zu entnehmen, dass die Zumischung von ”Infuse” oder ”Affinity” als zweites polymeres Material eine signifikante Abnahme der E-Moduli sowie der Zugfestigkeit und Biegefestigkeit des CFK-Recyclat enthaltenden Spritzgussformkörpers bewirkt. Mit anderen Worten nimmt die Steifigkeit des Formkörpers ab.
In gleicher Weise ist Tabelle 6 zu entnehmen, dass auch bei lediglich faserverstärktem Polypropylen, das heißt ohne duroplastisches Recyclat, die Zumischung von ”Infuse” oder ”Affinity” als zweites polymeres Material eine signifikante Abnahme der E-Moduli, d. h. der Steifigkeit sowie der Zugfestigkeit und Biegefestigkeit des Spritzgussformkörpers bewirkt.
Die Fasern in Kunststoffen erhöhen Steifigkeit, Festigkeit und E-Moduli. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wirken die Fasern indirekt, da diese fest in die Duroplastmatrix eingebunden sind. Das Eigenschaftsprofil des Formkörpers wird im Wesentlichen durch den kompatibilisierten duroplastischen Werkstoff, d. h. das Recyclat, festgelegt. Allerdings kann der erhaltene Formkörper durch das Vorhandensein von Kohlefasern mit Mikrowellenstrahlung aufgeheizt werden.
Kurze Figurenbeschreibung
Nachfolgend seien einzelne Ausführungsformen des Spritzgussformkörpers bzw. seiner Herstellung und Verwendung anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Darin zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Spritzgussformkörpers mit einer thermoplastischen Polymermatrix, einem duroplastischen oder thermoplastischen Recyclatanteil und zumindest bereichsweise einem zweiten polymeren Material.
1 zeigt als Schema den Aufbau eines Spritzgussformkörpers nach dem Spritzgießen.
Die generelle Struktur ergibt sich aus einer thermoplastischen Polymermatrix 2, dargestellt als große Knäuel. Die Matrix kann aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Styrol-Acrylnitril (SAN), Polystyrol (PS), Polycarbonat (PC), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyamide (PA) oder deren Mischungen bestehen.
In diese Matrix eingearbeitet sind ”InfuseTM” (Dow Chemical Company) Olefin Block-Copolymere (OBC) und/oder ”AffinityTM” GA (Dow Chemical Company) Polyolefin Elastomere (POE), die als kleine unregelmäßige Knäuelringe 3 dargestellt sind. Diese unterscheiden sich vom Matrixmaterial 2 insbesondere durch ein niedrigeres mittleres Molekulargewicht sowie eine vergleichsweise hohe Polarität. Weiterhin sind in der Matrix Recyclatanteile 4 enthalten, die von den zweiten Polymeren 3 (OBC/POE) umhüllt und in der Grundpolymermatrix 2 fest eingebunden sind.
Vor dem Spritzgießen liegen die thermoplastische Polymermatrix 2 und die Olefin Block-Copolymere (OBC) und/oder Polyolefin Elastomere (POE) 2 zunächst als weitgehend homogene Mischung im Spritzgussgranulat vor.
Während des Spritzgießens werden durch die niedrigen mittleren Molekularmassen und Dichten der Olefin Block-Copolymere (OBC) und der Polyolefin Elastomere 3, aber auch durch deren gegenüber dem Matrixmaterial 2 erhöhte Polarität diese thermodynamisch kontrolliert an den Grenzflächen zu den Recyclatteilchen 4 bzw. an den Oberflächen des Spritzgussformkörpers 1 angereichert. Dies führt zur Kompatibilisierung des Recyclats 4 mit der Polymermatrix 2 und äußert sich in der verbesserten Schlagzähigkeit des Formkörpers 1.
Eine Nutzbarmachung der Hotmelt-Klebefunktionalität der nunmehr auch an der Formkörperoberfläche angereicherten Olefin Block-Copolymere (OBC) und/oder thermoplastischen Polyolefin Elastomere (POE) 3 erfolgt durch erneutes Erwärmen und anschließendes Verklebens des erwärmten Spritzgussformkörpers 1 mit einem geeigneten Dekorteil. Das Erwärmen kann ausschließlich durch Mikrowellenbehandlung erfolgen, bevorzugt mit Unterstützung durch eingearbeitete mikrowellenkoppelbare Additive. Ein gesonderter Klebeauftrag entfällt. Bei dem Dekorteil handelt es sich insbesondere um ein elastisches, flächiges Kaschierungselement, beispielsweise Leder oder Kunstleder.
Der erfindungsgemäße Spritzgussformkörper 1 stellt damit ein einfach und kostengünstig herstellbares Formteil mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften dar, in welchem Abfallteile, insbesondere aus CFK, umweltschonend wiederverwertet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 179-1/eA [0021]
ISO 179-1/eU [0022]

Claims

Spritzgussformkörper (1) umfassend eine thermoplastische Polymermatrix (2), und zumindest bereichsweise ein zweites (3) und ein drittes polymeres Material (4), wobei die Polymermatrix (2) und das zweite polymere Material (3) unterschiedliche gewichtsmittlere Molekulargewichte und Polaritäten aufweisen und das zweite polymere Material (3) als Haftvermittler für das dritte polymere Material (4) und als Schlagzähigkeitsverbesserer geeignet ist.
Spritzgussformkörper (1) nach Anspruch 1, wobei die thermoplastische Polymermatrix (2) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Styrol-Acrylnitril (SAN), Polystyrol (PS), Polycarbonat (PC), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyamide (PA), oder Mischungen daraus.
Spritzgussformkörper (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite polymere Material (3) ein funktionalisiertes thermoplastisches Polyolefin-Elastomer (POE), ein olefinisches Block-Copolymer (OBC) oder eine Mischung daraus ist.
Spritzgussformkörper (1) nach einem der Ansprüche 1–3, wobei das dritte polymere Material (4) ein duroplastischer und/oder thermoplastischer Werkstoff, insbesondere ein Recyclat, auf Basis von Epoxid-, Polyester-, Phenol/Formaldehyd- oder Melaminharzen, oder ein Kohlefasermaterial ist.
Spritzgussformkörper (1) nach Anspruch 4, wobei das duroplastische Recyclat (4) faserverstärkt ist, insbesondere mittels Glasfasern, Kohlefasern und/oder Naturfasern.
Spritzgussformkörper (1) nach einem der Ansprüche 1–5, wobei das dritte polymere Material (4) in einem Mengenanteil von 10–40 Ma-% enthalten ist.
Spritzgussformkörper (1) nach einem der Ansprüche 1–6, welcher eine Charpy-Schlagzähigkeit nach ISO 179-1/eA bei 23°C ≥ 20 kJ/m² und/oder eine Charpy-Schlagzähigkeit nach ISO 179-1/eA bei –30°C ≥ 11 kJ/m² aufweist.
Spritzgussformkörper (1) nach einem der Ansprüche 1–7, welcher eine Charpy-Kerbschlagzähigkeit nach ISO 179-1/eU bei 23°C ≥ 15 kJ/m² und/oder Charpy-Kerbschlagzähigkeit nach ISO 179-1/eU bei –30°C ≥ 6 kJ/m² aufweist.
Spritzgussformkörper (1) nach einem der Ansprüche 1–8, wobei das zweite polymere Material (3) aufschmelz- und wiederverfestigbar ist.
Spritzgussformkörper (1) nach einem der Ansprüche 1–9, wobei das zweite polymere Material in einem Mengenanteil von 5–40 Ma-% bevorzugt 10–30 Ma besonders bevorzugt 10–25 Ma-% enthalten ist.
Spritzgussformkörper (1) nach einem der Ansprüche 1–10, wobei das zweite polymere Material ein mittleres Molekulargewicht von 11000 bis 37000 g/mol aufweist.
Spritzgussformkörper (1) nach einem der Ansprüche 1–11, wobei die thermoplastische Polymermatrix (2) und/oder das zweite polymere Material (3) mikrowellenkoppelbare Additive aufweist.
Spritzgussformkörper (1) nach einem der Ansprüche 1–12, wobei die mikrowellenkoppelbaren Additive Carbonfasern, Carbon-Nanotubes, Graphen oder dgl. enthalten.
Verfahren zur Herstellung eines schlagzähmodifizierten Spritzgussformkörpers (1) gemäß einem der Ansprüche 1–13 mit folgenden Schritten: a) Compoundieren eines thermoplastischen Polymermatrixmaterials (2) mit zumindest einem thermoplastischen und/oder duroplastischen Recyclat (4); b) Extrusion; c) Granulieren; d) Spritzgießen des Granulats in einem Spritzgießwerkzeug, wobei in Schritt a) oder in Schritt d) ein zweites polymeres Material (3) zugemischt wird und wobei die Polymermatrix (2) und das zweite polymere Material (3) unterschiedliche gewichtsmittlere Molekulargewichte und Polaritäten aufweisen und das zweite polymere Material als Haftvermittler geeignet ist; e) Entfernen des erhaltenen Formkörpers aus dem Spritzgießwerkzeug.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei in dem Schritt b) das zweite polymere Material (3) die Kompatibilität des dritten polymeren Materials (4) mit der thermoplastischen Polymermatrix (2) und die Schlagzähigkeit des Spritzgussformkörpers (1) erhöht.
Verwendung eines schlagzähmodifizierten Spritzgussformkörper (1) nach einem der Ansprüche 1–13 für ein Fahrzeuginterieurteil, insbesondere eine Mittelkonsole, eine Instrumententafel oder eine Türverkleidung, mit folgenden Schritten: a) Aufschmelzen und Wiederverfestigen des Spritzgussformkörpers (1), wobei die thermoplastische Polymermatrix (2) und das zweite polymere Material (3) zumindest teilweise eine Phasentrennung unter Anreicherung des zweiten polymeren Materials (3) an der Oberfläche des Spritzgussformkörpers (1) ausbilden; und b) Verkleben des Spritzgussformkörpers (1) mit einem weiteren Bauteil, insbesondere einem flächigen Dekor, wobei das zweite polymere Material als Klebstoff zur Verbindung des Spritzgussformkörpers (1) mit dem weiteren Bauteil wirkt.