DE102019111374A1

DE102019111374A1 - Verstärktes reifengummipolymer kompatibel mit strukturschaumformverfahren

Info

Publication number: DE102019111374A1
Application number: DE102019111374.1A
Authority: DE
Inventors: Talat Karmo; Alper Kiziltas; Paul Kenneth Dellock; Stuart C. Salter; Richard Gall
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-05-04
Filing date: 2019-05-02
Publication date: 2019-11-07
Also published as: CN110437531A; US20190337271A1

Abstract

Die Offenbarung stellt ein verstärktes Reifengummipolymer kompatibel mit Strukturschaumformverfahren bereit. Es wird ein Verbundmaterial bereitgestellt, das ein Polypropylenmaterial, ein Gummimaterial, einen Wärmestabilisator in einer Menge zwischen 0,25 Gew.-% und 3,0 Gew.-%, einen Haftvermittler in einer Menge zwischen 1,0 Gew.-% und 5,0 Gew.-% und Verstärkungen in einer Menge zwischen 5,0 Gew.-% und 40 Gew.-% beinhaltet. Das Polypropylenmaterial ist ein recyceltes Polypropylenmaterial in einer Menge zwischen 50 Gew.-% und 85 Gew.-%, während das Gummimaterial ein recyceltes Reifengummimaterial in einer Menge zwischen 2,0 Gew.-% und 30 Gew.-% ist. Die Verstärkungen können Glasfasern, Kohlenstofffasern und recycelte Kohlenstofffasern beinhalten. Andere Formen des Verbundmaterials beinhalten ferner einen Fließverbesserer in einer Menge zwischen 0,01 Gew.-% und 2,0 Gew.-%.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Polypropylenverbundmaterialien und Verfahren zum Bilden von Teilen aus solchen Materialien mit einem Strukturschaumformverfahren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung und stellen möglicherweise keinen Stand der Technik dar.
Die Kraftstoffeffizienz ist seit einigen Jahren eine treibende Kraft hinter dem Fahrzeugdesign und dies wird wahrscheinlich auch in absehbarer Zukunft so sein. Reduzierung des Fahrzeuggewichts, Verbesserung der Aerodynamik und Verbesserung der Konstruktionsleistung haben somit weiterhin Priorität für Fahrzeugentwickler. Neben der Kraftstoffeffizienz ist die Senkung der Kosten für Komponenten, einschließlich Teile, Baugruppen und Subsysteme, eine weitere Priorität für Fahrzeugentwickler und -hersteller.
Leider führen viele Umsetzungen zur Gewichtsreduzierung auch zu einer lauteren Fahrzeugkabine. Kunden wünschen ein sparsames Fahrzeug, das relativ leise ist, und daher sind Geräusche, Vibrationen und Rauigkeit (noise, vibration, and harshness - NVH) von Fahrzeugen bei der Gestaltung von Fahrzeugen ebenfalls von zunehmender Bedeutung. Die Schallisolierung eines Fahrzeugs verbessert sowohl die Fahrzeugqualität als auch das Kundenerlebnis.
Was die Verbesserung der Kraftstoffeffizienz weiter kompliziert, ist die Tatsache, dass Fahrzeugentwickler und -hersteller Kostensenkungen im Lebenszyklus (z. B. CO2-Bilanz, Ausgaben) einführen, einschließlich der Erhöhung des Prozentanteils recycelten Inhalts in Teilen, indem mehr recyceltes Post-Consumer-Produkt und/oder recyceltes Pre-Consumer-Produkt verwendet wird.
Einige Fahrzeugteile werden aus billigen Harzpolymeren (d. h. Basis- oder Matrixmaterial) wie Polypropylen hergestellt. Materialfüllstoffe (z. B. Biomaterialien, Fasern, Glas, Talk) werden dem Harz hinzugefügt, um die Materialeigenschaften einschließlich der Dimensionsfähigkeit, Wärmebeständigkeit und Steifigkeit zu verbessern. Diese Materialmischungen aus Harz und Füllstoff sind traditionelle kommerzielle Lösungen, zum Teil deshalb, weil die Materialmischungen kostengünstig sind und gleichzeitig eine angemessene Struktur bereitstellen. Leider fehlen diesen traditionellen kommerziellen Lösungen die gewünschten NVH-Eigenschaften, einschließlich Schalldämpfung und Wärmeableitung.
Fahrzeugentwickler und -hersteller bemühen sich, die NVH-Leistung zu verbessern, während sie kleinere Blockmotoren (z. B. Benzin- und Dieselmotoren mit Turbolader) implementieren, die mehr Wärme und Vibration erzeugen. Diese heißeren Motoren verbessern den Kraftstoffverbrauch, erfordern jedoch Kombinationen aus Hitzeschildern und NVH-Pads, die hinzugefügt werden, um die Nachteile dieser kostengünstigeren Materialien zu beheben. Hitzeschilder und NVH-Pads verursachen jedoch erhebliche Kosten und Gewicht für das Fahrzeug.
Probleme mit aktuellen, kommerziell realisierbaren Materialien beinhalten Wärmeablenkung und Geräuschübertragung. Die Wärmeformbeständigkeit von Polypropylen beträgt bei einer Last von 1,8 MPa etwa 125 °C. Häufig werden Teile in der Nähe von heißen Motorkomponenten verpackt, was zusätzliche Wärmeabweiser und/oder eine thermische Isolierung erfordert, um die Teile vor den erhöhten Temperaturen zu schützen. Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur oder Hitzeverformungstemperatur (HDT, HDTUL oder DTUL) ist die Temperatur, bei der sich eine Polymer- oder Kunststoffprobe unter einer bestimmten Belastung verformt. Die HDT wird häufig durch entweder ASTM D648 oder ISO 75 bestimmt. Derzeit wirtschaftlich rentable Materialfüllstoffe, wie Glas und Talk, leiten den Schall leicht an ihre Umgebung weiter. Gegenwärtige Schalldämpfer haben eine begrenzte Wirtschaftlichkeit für niedrige bis mittlere Fahrzeugproduktion gezeigt.
Die vorliegende Offenbarung befasst sich mit diesen Problemen und anderen Problemen, die mit der Aufrechterhaltung oder Verbesserung der Fahrzeuglebenszykluskosten zusammenhängen, einschließlich Kostenaufwand, Kraftstoffeffizienz, Qualität, Recyclingmaterialgehalt und Gewicht.
KURZDARSTELLUNG
In einer Form der vorliegenden Offenbarung wird ein Verbundmaterial bereitgestellt, das ein recyceltes Polypropylenmaterial in einer Menge zwischen 50 Gew.-% und 85 Gew.-%, ein recyceltes Reifengummimaterial in einer Menge zwischen 2,0 Gew.-% und 30 Gew.-%, einen Wärmestabilisator in einer Menge zwischen 0,25 Gew.-% und 3,0 Gew.-%, einen Haftvermittler in einer Menge zwischen 1,0 Gew.-% und 5,0 Gew.-% und Verstärkungen in einer Menge zwischen 5,0 Gew.-% und 40 Gew.-% umfasst.
Die Verstärkungen können Fasern sein, die aus der aus Glas-, Kohlenstoff- und recycelten Kohlenstofffasern bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
In anderen Formen umfasst das Verbundmaterial ferner mindestens eines von einem Fließverbesserer in einer Menge zwischen 0,01 Gew.-% und 2,0 Gew.-%, einem UV-Stabilisator in einer Menge zwischen 0,2 Gew.-% and 3,0 Gew.-%, ein Flammschutzmittel, ein Farbkonzentrat in einer Menge zwischen 1,0 Gew.-% und 3,0 Gew.-% und ein chemisches Schäummittel in einer Menge zwischen 0,5 Gew.-% und 3,5 Gew.-%.
In einer bestimmten Form des Verbundmaterials beträgt das recycelte Polypropylenmaterial etwa 71 Gew.-%, das recycelte Reifengummimaterial beträgt etwa 5 Gew.-%, der Wärmestabilisator beträgt etwa 0,75 Gew.-%, der Haftvermittler beträgt etwa 1,5 Gew.-%, die Verstärkungen sind Glasfasern in einer Menge von 20 Gew.-% und das Farbkonzentrat beträgt etwa 1,5 Gew.-%.
In einer noch anderen Form des Verbundmaterials der vorliegenden Offenbarung beträgt das recycelte Polypropylenmaterial alternativ etwa 61 Gew.-%, das recycelte Reifengummimaterial beträgt etwa 2,5 Gew.-% und der Wärmestabilisator etwa 0,75 Gew.-%, der Haftvermittler beträgt etwa 1,5 Gew.-%, die Verstärkungen sind Glasfasern in einer Menge von 35 Gew.-% und das Farbkonzentrat beträgt etwa 1,5 Gew.-%.
In noch einer anderen Form beträgt das recycelte Polypropylenmaterial etwa 76 Gew.-%, das recycelte Reifengummimaterial beträgt etwa 10 Gew.-%, der Wärmestabilisator beträgt etwa 0,75 Gew.-%, der Haftvermittler beträgt etwa 1,5 Gew.-%, die Verstärkungen sind recycelte Kohlenstofffasern in einer Menge von 10 Gew.-% und das Farbkonzentrat beträgt etwa 1,5 Gew.-%.
In noch einer anderen Form beträgt das recycelte Polypropylenmaterial etwa 65 Gew.-%, das recycelte Reifengummimaterial beträgt etwa 15 Gew.-%, der Wärmestabilisator beträgt etwa 0,75 Gew.-%, der Haftvermittler beträgt etwa 1,5 Gew.-%, die Verstärkungen sind Glasfasern in einer Menge von 5 Gew.-% und recycelte Kohlenstofffasern in einer Menge von 5 Gew.-% und das Farbkonzentrat beträgt etwa 1,5 Gew.-%. Das Verbundmaterial enthält weiterhin ein chemisches Schäummittel in einer Menge von etwa 6 Gew.-%.
Mindestens ein Teil ist aus den Verbundmaterialien der vorliegenden Offenbarung gebildet, der einen Schaumkern umfasst.
In einer weiteren Form der vorliegenden Offenbarung wird ein Verbundmaterial bereitgestellt, das recyceltes Polypropylenmaterial in einer Menge von etwa 71 Gew.-%, recyceltes Reifengummimaterial in einer Menge von etwa 5 Gew.-%, einen Wärmestabilisator in einer Menge von etwa 0,75 Gew.-%, einen Haftvermittler in einer Menge von etwa 1,5 Gew.-%, einen Fließverbesserer in einer Menge von etwa 0,03%, Glasfaserverstärkungen in einer Menge von 20 Gew.-% und ein Farbkonzentrat in einer Menge von etwa 1,5 Gew.-% umfasst. Aus diesem Verbundmaterial wird auch ein Teil gebildet, das einen Schaumkern umfasst.
In noch einer anderen Form der vorliegenden Offenbarung wird ein Teil bereitgestellt, das einen Schaumkern und ein den Schaumkern bedeckendes Verbundmaterial umfasst. Das Verbundmaterial besteht aus einem recycelten Polypropylenmaterial in einer Menge zwischen 50 Gew.-% und 85 Gew.-%, einem recycelten Reifengummimaterial in einer Menge zwischen 2,0 Gew.-% und 30 Gew.-%, einem Wärmestabilisator in einer Menge zwischen 0,25 Gew.-% und 3,0 Gew.-%, einem Haftvermittler in einer Menge zwischen 1,0 Gew.-% und 5,0 Gew.-% und Verstärkungen in einer Menge zwischen 5,0 Gew.-% und 40 Gew.-%.
Der Schaumkern der vorliegenden Offenbarung kann durch ein mikrozelluläres Formverfahren oder ein chemisches Schäumungsverfahren gebildet werden. Beim chemischen Schäumungsverfahren umfasst das Verbundmaterial ferner ein chemisches Schäummittel in einer Menge von etwa 6 Gew.-%.
In einer Form des Teils richten sich der recycelte Reifengummi und die Verstärkungen entlang der Außenwände des Teils in eine Richtung des Materialflusses in einem Verfahren aus, das den Schaumkern bildet. Ferner wird in einem Teil ein Farbkonzentrat in einer Menge von etwa 1,5 Gew.-% eingesetzt.
Weitere Anwendungsgebiete erschließen sich aus der hier bereitgestellten Beschreibung. Es versteht sich, dass die Beschreibung und spezifische Beispiele allein der Veranschaulichung dienen und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
Figurenliste
Zum besseren Verständnis werden nun verschiedene beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen Folgendes gilt:

1A veranschaulicht einen beispielhaften Schnittflorteppich, der in einem Verbundmaterial gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung verwendet wird;
1B veranschaulicht einen beispielhaften geschlungenen Florteppich, der in einem Verbundmaterial gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung verwendet wird;
2 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren zum Recyceln eines Nylon-Teppichs gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung;
3 ist ein Querschnitt eines beispielhaften Verbundmaterials und eines Schaumkerns eines Teils gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung;
4 ist eine grafische Darstellung beispielhafter Schmelzflussindizes (melt flow indices - MFI) als Funktion von Fließverbesserern gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung.

Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen allein der Veranschaulichung sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Beschreibung ist rein beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen nicht einschränken. Es versteht sich, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale kennzeichnen.
Um auf Probleme im Zusammenhang mit der Aufrechterhaltung oder Verbesserung von Fahrzeuglebenszykluskosten (z. B. Umweltauswirkungen, Kostenaufwand, Kraftstoffeffizienz, Qualität, Recyclingmaterialgehalt und Gewicht) einzugehen, stellt die vorliegende Offenbarung ein neues Verbundmaterial mit einer verbesserten Kombination aus Lebenszykluskosten und Materialeigenschaften bereit. Dieser neue Verbundwerkstoff besteht aus Polypropylen, Gummi, Strukturfüllstoffen und verschiedenen Zusatzstoffen und ist mit einem Strukturschaumformverfahren kompatibel.
Harze oder Matrixmaterialien
Polypropylen ist ein kristallines, thermoplastisches Harz, das durch Polymerisation von Propylen (C₃H₆) hergestellt wird und zu verschiedenen Gegenständen formbar ist. Polypropylen ist hart und zäh und widersteht Feuchtigkeit, Ölen und Entlüftungen, während es Temperaturen bis etwa 170 °C standhält. Die vorliegende Offenbarung verwendet sowohl reines Polypropylen als auch recyceltes Polypropylen.
Den Erfinder ist ein überraschender Erfolg mit einem recycelten Polypropylen gelungen, das vom Rücken von Nylon-Teppichen stammt, beispielhaft in 1A als Schnittflorteppich und in 1B als geschlungener Florteppich veranschaulicht. Um Nylon-Teppich zu recyceln, wie in 2 gezeigt, werden die Nylonbüschel (z. B. geschnittene oder geschlungene Büschel) vom primären Polypropylenrücken abgeschabt. Der Polypropylenrücken, der Zweitrücken und Latexbindemittel werden geschnitten oder segmentiert (etwa 1" (25,4 mm) × etwa 1" (25,4 mm) × Rückendicke) und dann zu einem groben Pulver gemahlen. Das grobe Pulver wird geschmolzen, während der Schmutz und die Füllstoffe durch Dichte von dem Polypropylen getrennt werden. Restliche Verunreinigungen in der Schmelze werden entfernt, wenn die Schmelze extrudiert und vom Polypropylen abfiltriert wird. Das gereinigte, filtrierte, wiedergewonnene und recycelte Polypropylen wird dann pelletisiert.
Eine erfolgreiche Polypropylenintegration in ein Verbundmaterial gelang mit bis zu etwa 90 Gew.-% recyceltem Polypropylenmaterial, mit einem alternativen Bereich in einer Menge zwischen etwa 50 Gew.-% und etwa 87 Gew.-% recyceltem Polypropylenmaterial. Spezifische Zusammensetzungen erzielten bei etwa 61 Gew.-%, etwa 65 Gew.-%, etwa 71 Gew.-% und etwa 76 Gew.-% recyceltem Polypropylenmaterial Erfolg.
Strukturelle Verstärkungen
Die Erfinder haben mindestens ein Art Verstärkung (z. B. Kohlenstoff, Glas, Basalt, unter anderem) oder eine Kombination von Verstärkungen hinzugefügt, um mechanische Eigenschaften des Verbundmaterials der vorliegenden Offenbarung zu verbessern. Die Verstärkungen können in Form von Fasern sein, die das Harz im Verbundmaterial verstärken, hauptsächlich zum Bereitstellen verbesserter mechanischer Eigenschaften. Die verbesserten mechanischen Eigenschaften beinhalten Dimensionsstabilität, Wärmeformbeständigkeit (HDT), Biegemodul (Steifheit), Zugfestigkeit und Dehngrenze. Im Allgemeinen umfasst das Verbundmaterial der vorliegenden Offenbarung strukturelle Verstärkungen im Bereich von bis zu etwa 50 Gew.-%, mit einem alternativen Bereich in einer Menge zwischen etwa 5 Gew.-% und etwa 45 Gew.-% Verstärkungen, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben. Ferner können die Verstärkungen unter andrem in Form von Fasern oder Blasen vorliegen.
Kohlenstofffasern werden in einer Form der vorliegenden Offenbarung zur Gewichtsreduzierung eingesetzt, sind jedoch allgemein teurer. Mit Zunahme des Gew.-% von Kohlenstofffasern verbessern sich auch die meisten Materialeigenschaften des Verbundmaterials. Leider reduziert die Hinzufügung von Kohlenstofffasern oft die Duktilität des Verbundmaterials. Überdies sind Kohlenstofffasern teuer als Glasfasern, doch Kohlenstofffasern sind effizienter im Verbessern der Materialeigenschaften des Verbundmaterial als Glasfasern. Die Kosten für Kohlenstofffasern lassen sich durch Verwendung von recycelten Kohlenstofffasern senken. Verbundmaterialzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung haben gewünschte Materialeigenschaften bei etwa 5 Gew.-% und etwa 10 Gew.-% recycelter Kohlenstofffasern erreicht.
Glasfasern werden in verschiedenen Formen der vorliegenden Offenbarung eingesetzt, wie nachstehend ausführlicher beschrieben. Mit Zunahme des Gew.-% von Glasfaser verbessern sich auch die meisten Materialeigenschaften des Verbundmaterials. Leider reduziert die Hinzufügung von Glasfasern die Duktilität des Verbundmaterials und hat auch das Potenzial, das Aussehen des Verbundmaterials zu beeinflussen. Während Glasfasern weniger teuer sind, können recycelte Glasfasern die Kosten weiter senken. Verbundmaterialzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung haben gewünschte Materialeigenschaften bei etwa 5 Gew.-%, etwa 20 Gew.-%, etwa 30 Gew.-% und etwa 35 Gew.-% Glasfaser erreicht. Ferner ergab auch die Kombination von etwa 5,0 Gew.-% Glasfaser und etwa 5,0 Gew.-% Kohlenstofffaser gewünschte Materialeigenschaften, wie nachstehend näher beschrieben.
Ein anderer struktureller Füllstoff, der verwendet werden kann, ist Basaltfaser. Basaltfaser ist ein Material aus extrem feinen Basaltfasern, das aus den Mineralien Plagioklas, Pyroxen und Olivin besteht. Basaltfasern und Glasfasern sind ähnlich, jedoch haben Basaltfasern im Vergleich zu Glasfasern verbesserte Materialeigenschaften und sind wesentlich weniger teuer als Kohlefasern. Verbundmaterialzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung haben gewünschte Materialeigenschaften bei etwa 5 Gew.-%, etwa 10 Gew.-% Basaltfaser erreicht.
Zusätzliche Füllstoffe/Zusatzstoffe
Gummi wird gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung verwendet und ist ein kostengünstiger natürlicher Schalldämpfer mindestens für Niedrig- bis Mittelfrequenztöne. Bei dem Gummi handelt es sich um mikronisiertes Kautschukpulver (micronized rubber power - MRP), das aus recycelten Reifen hergestellt und häufig als ASTM D5603-01 bezeichnet wird. Reifengummi hat die Vorteile von Gummi zusätzlich dazu, dass es die Wärmebeständigkeit von Matrixmaterialien, einschließlich Polypropylen, zu einem niedrigeren Preis als Neugummi erhöht.
MRP ist ein feines, trockenes, pulverisiertes elastomeres Gummigranulat, das im Allgemeinen frei von Fremdpartikeln (z. B. Metall, Fasern) ist, was seine Verwendung in einem breiten Bereich fortschrittlicher Produkte ermöglicht. MRP ist ein kostengünstiger, leistungsstarker und nachhaltiger Rohstoff, der Materialien auf Öl- und Kautschukbasis ersetzt. Die Verteilung der MRP-Teilchengröße reicht von etwa 10 µm bis 180 µm, wobei ein signifikanter Anteil der MRP-Teilchen kleiner oder gleich etwa 100 µm ist. Die vorliegende Offenbarung sieht eine durchschnittliche Teilchengröße von 75 µm vor. Je nach Anwendung wird die vorliegende Offenbarung durch mehr als oder gleich etwa 1 Gew.-% MRP ermöglicht. Im Allgemeinen haben die Erfinder festgestellt, dass Erhöhungen des Gew.-% MRP Verbesserungen der Verbundmaterialeigenschaften (z. B. Wärmebeständigkeit, NVH-Eigenschaften) und der Gesamtkosten des Produkts ermöglichen, während zugleich die Menge an MRP-Füllstoff im Vergleich zu herkömmlichen Füllstoffen gesenkt wird. Die Erfinder haben jedoch wünschenswerte Ergebnisse im Bereich von etwa 2 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% erzielt. Im Allgemeinen weist das Verbundmaterial der vorliegenden Offenbarung Gummi im Bereich von bis zu etwa 40 Gew.-% auf, wobei ein alternativer Bereich in einer Menge zwischen etwa 2 Gew.-% und etwa 25 Gew.-% aus recyceltem Reifengummimaterial besteht. Verbundmaterialzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung haben gewünschte Materialeigenschaften bei etwa 2,5 Gew.-%, etwa 5 Gew.-%, etwa 10 Gew.-% und etwa 15 Gew.-% Recycling-Gummimaterial erreicht.
Antioxidationsmittel oder Wärmestabilisatoren werden gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung eingesetzt, die im Allgemeinen die Oxidation während der Verarbeitung hemmen. Wärmestabilisatoren wirken als Schmelzverarbeitungsstabilisatoren und verbessern die Wärmestabilität und Oxidationsbeständigkeit. Polypropylen, das starker Hitze ausgesetzt ist, wie etwa in der Nähe des Motorraums eines Fahrzeugs, unterliegt der Oxidation. Oxidation führt zu einer Verschlechterung der Materialeigenschaften und zu Verfärbung. Verschiedene Wärmestabilisatoren einschließlich gehinderter phenolischer Antioxidationsmittel kombiniert mit Thioestersynergisten bekämpfen die Oxidation in dem Verbundmaterial der vorliegenden Offenbarung. Im Allgemeinen weist das Verbundmaterial der vorliegenden Offenbarung Wärmestabilisatoren im Bereich von bis zu etwa 11 Gew.-% auf, wobei ein alternativer Bereich bei einer Menge zwischen etwa 0,15 Gew.-% und etwa 5,0 Gew.-% Wärmestabilisator liegt. Verbundmaterialzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung haben gewünschte Materialeigenschaften im Bereich zwischen etwa 0,25 Gew.-% und etwa 3,0 Gew.-%, bei etwa 0,55 Gew.-%, etwa 0,75 Gew.-% und etwa 0,9 Gew.-% Wärmestabilisator erreicht..
Farbstoffe (z. B. Farbzusätze, Farbkonzentrate) werden dem Verbundmaterial in Abhängigkeit von der gewünschten Farbe für Farbstoffe gegebene Anwendung hinzugefügt. Im Handel erhältliche Polypropylen-kompatible Färbemittel sind geeignet. Im Allgemeinen hat das Verbundmaterial der vorliegenden Offenbarung Farbkonzentrate im Bereich von bis zu etwa 12 Gew.-%, mit einem alternativen Bereich in einer Menge zwischen etwa 1,0 Gew.-% und etwa 3,0 Gew.-% Farbkonzentrat. Verbundmaterialzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung haben die gewünschten Materialeigenschaften bei etwa 1,5 Gew.-%, etwa 2,0 Gew.-% und etwa 2,25 Gew.-% Farbkonzentrat erreicht, das in einer Form ein schwarzer Farbstoff ist, beispielsweise in einer Anwendung eines Hitzeschildes oder eines NVH-Pads.
Flammschutzmittel werden ebenfalls als optionaler Zusatzstoff für das Verbundmaterial der vorliegenden Offenbarung in Betracht gezogen, abhängig von dem gewünschten Grad an Flammfestigkeit für eine gegebene Anwendung. Zu den flammhemmenden Zusatzstoffen gehören: bromiertes Halogen, chloriertes Halogen, Phosphorbasis- oder Metalloxid (endotherm).
Schaumkerne
Vorteilhafterweise können die Verbundmaterialien gemäß der vorliegenden Offenbarung mit einem Schaumkern in verschiedenen Strukturschaumformverfahren geformt werden. Sowohl die herkömmliche als auch die mikrozelluläre Schaumtechnologie ermöglicht die Verwendung von Schaumkernen mit den Verbundmaterialien der vorliegenden Offenbarung.
Bei einem chemischen Schäumungsverfahren verbessern chemische Schäummittel die Schalldämpfungseigenschaften von MRP und Kautschuken weiter, wodurch die Kosten und das Gewicht des Endprodukts reduziert werden. Schäumen erzeugt winzige Hohlräume, die Schall einschließen, wodurch die Schallübertragung verringert und die Schalldämpfung verbessert wird.
Mikrozelluläre Formtechnologie und -verfahren ermöglichen einen Schaumkern innerhalb der Wände des Verbundmaterials. Mikrozellulärer Schaumstoff (d. h. mikrozellulärer Kunststoff) ist eine Form von gefertigtem Kunststoff, der speziell hergestellt wurde, um Milliarden winziger Blasen mit einer Größe von weniger als etwa 50 µm (regelmäßig von etwa 0,02 bis etwa 100 µm) zu enthalten. Mikrozelluläre Schaumstoffe werden durch Auflösen von Gas unter hohem Druck in verschiedene Polymere gebildet, wobei auf „thermodynamische Instabilitätsphänomene“ gebaut wird, um die gleichförmige Anordnung der Gasblasen zu bewirken, die auch als Nukleation bezeichnet wird. Verfahren zum Formen eines mikrozellularen Kerns in einem dünnwandigen Spritzgussteil beinhalten das Verwenden eines Schäummittels, das mit Polypropylenmaterialien kompatibel ist, und das Formen des Teils in einem Verfahren wie etwa dem MuCell^®-Spritzgussverfahren. Im Allgemeinen führt dieses Verfahren Gas (z. B. Stickstoff) in einem überkritischen Zustand ein und löst das Gas unter hohem Druck in das Basispolymer oder das Polypropylen auf.
Die Erfinder haben experimentell bis zu 16 Gew.-% Stickstoff in das Verbundmaterial eingebracht, was die Dichte des Harzes und die eingesetzte Harzmenge bei Verwendung von Spritzgieß- und Blasformverfahren um etwa 16 % verringerte, und dies mit geringfügigen oder nominellem Auswirkungen auf die Oberflächenqualität des Verbundmaterials. Je nach Anwendung ist ein Abbau der Oberfläche statthaft, und mehr Schaum (> 16 Vol.-% N) ist zulässig. Im Allgemeinen weist das Verbundmaterial der vorliegenden Offenbarung chemische Schäummittel im Bereich von bis zu etwa 16 Gew.-% auf, mit einem alternativen Bereich in einer Menge zwischen etwa 0,5 Gew.-% und etwa 9,5 Gew.-% chemischen Schäummitteln. Verbundmaterialzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung haben auch gewünschte Materialeigenschaften bei etwa 1,0 Gew.-%, etwa 3,5 Gew.-% und etwa 6 Gew.-% chemischem Schäummittel erreicht.
Nun unter Bezugnahme auf 3 veranschaulicht ein Querschnitt eines beispielhaften Teils mit dem Verbundmaterial und einem Schaumkern der vorliegenden Offenbarung den mikrozellulären Schaumkern 30, das MRP 32 und Fasern 34. Sowohl das MRP 32 als auch die Fasern 34 richten sich entlang der Außenwände des Teils in die Richtung des Materialflusses aus, wodurch eine schalldämpfende NVH-Barriere gebildet wird. Zusammen verbessern der mikrozelluläre Schaumkern 30, das MRP 32 und die Fasern 34 die Leistung des Polypropylens, indem sie sowohl für Struktur als auch für eine NVH-Barriere sorgen.
Wenn Spritzgießen mit Schäummitteln durchgeführt wird, wird die „Pack and Hold“-Phase durch eine Zellwachstumsphase ersetzt. Die „geschäumten“ Teile mit geringerer Spannung weisen eine verbesserte Dimensionsstabilität auf und reduzieren den Verzug erheblich. Zellwachstum verringert oder minimiert Einfallstellen. Weitere Vorteile beim Schäumen sind reduzierte Kosten und verbesserte Gestaltungsfreiheit. Die verringerten Kosten beinhalten unter anderem schnellere Formzykluszeit, höherer Ausstoß von Teilen, geringerer Harzverbrauch und reduzierte Tonnage. Die verbesserte Gestaltungsfreiheit umfasst unter anderem eine verbesserte Zusammenlegung von Material zu analytischen Modellen, verbesserte Dimensionsstabilität, reduzierter Verzug, Wandströmung von dünn zu dick und Wandstärkenverhältnisse von bis zu etwa 1 zu 1 (1: 1).
Fließverbesserer zur kontrollierten Viskositätsunterdrückung (z. B. Wasserstoffperoxid) werden hinzugefügt, um die Viskosität (Schmelzfluss) der Schmelze zu verbessern und das Herabgleiten (d. h. Verringerung der Teiledicke) zu erleichtern. Diese Fettsäurederivate zerreißen die Polymerkette der Polypropylenmoleküle und erhöhen den Schmelzfluss des Materials und wirken auch als Entformungsmittel. Die Schmelzfließrate misst indirekt das Molekulargewicht, wobei höhere Schmelzfließgraten niedrigeren Molekulargewichten entsprechen. Gleichzeitig ist die Schmelzfließrate ein Maß für die Fähigkeit der Materialschmelze, unter Druck zu fließen. Die Schmelzfließrate ist unter den Testbedingungen umgekehrt proportional zur Viskosität der Schmelze. Es sei darauf hingewiesen, dass die Viskosität eines solchen Materials von der aufgebrachten Kraft abhängt.
Der Schmelzflussindex (MFI) ist ein Maß für die Leichtigkeit des Fließens der Schmelze eines Polymers. Man definiert ihn als die Masse des Polymers in Gramm, die in zehn Minuten durch eine Kapillare mit einem bestimmten Durchmesser und einer bestimmten Länge bei einem Druck fließt, der über vorgeschriebene alternative gravimetrische Gewichte für alternative vorgeschriebene Temperaturen ausgeübt wird. MFI-Messungen sind sowohl in ASTM D1238 als auch in ISO 1133 beschrieben. Für die vorliegende Offenbarung beträgt der gewünschte MFI 20 (g/10 min). Um den gewünschten Gew.-% des Verarbeitungsmittels zu bestimmen, das dem Verbundmaterial hinzugefügt werden soll, haben die Erfinder den anfänglichen MFI des Harzmaterials gemessen. Polypropylen aus recycelten Teppichen hat einen niedrigen MFI von etwa 0,5.
Unter Bezugnahme auf 5 hat das Verbundmaterial der vorliegenden Offenbarung Fließverbesserer im Bereich von bis zu etwa 10 Gew.-% zur deutlichen Verbesserung der Viskosität und Zähigkeit des Polypropylens, mit einem alternativen Bereich in einer Menge zwischen etwa 0,01 Gew.-% und etwa 2 Gew-% Fließverbesserer. Verbundmaterialzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung haben die gewünschten Materialeigenschaften bei etwa 0,03 Gew.-%, etwa 0,75 Gew.-%, etwa 1,1 Gew.-% und etwa 1,2 Gew.-% Fließverbesserer erreicht.
Polymer-Haftvermittler (Haftschichtharze), wie etwa Maleinsäureanhydrid gepfropftes Polypropylen (MAPP), werden in einigen Formen der vorliegenden Offenbarung eingesetzt, um die Schlagfestigkeitseigenschaften des Verbundmaterials zu verbessern. Das MAPP beschichtet die Materialfüllstoffe und erhöht die Haftfestigkeit zwischen den Faserfüllstoffen. Im Allgemeinen weist das Verbundmaterial der vorliegenden Offenbarung Haftvermittler in einer Menge von bis zu etwa 5 Gew.-% auf, mit einem alternativen Bereich in einer Menge zwischen etwa 1,0 Gew.-% und etwa 5,0 Gew.-% Haftvermittler. Verbundmaterialzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung haben die gewünschten Materialeigenschaften bei etwa 1,25 Gew.-%, etwa 1,5 Gew.-% und etwa 2 Gew.-% Haftvermittler erreicht.
Ultraviolett(UV)-Lichtstabilisatoren werden dem Verbundmaterial in Abhängigkeit von dem gewünschten Maß an UV-Stabilität für eine bestimmte Anwendung hinzugefügt. Lichtstabilisatoren aus gehindertem Amin und Lichtstabilisatoren aus gehindertem Amin mit hohem Molekulargewicht und minimaler Wechselwirkung mit Zusatzstoffen sind in Polypropylen enthaltenden Färbemitteln sehr wirksam. Andere UV-Inhibitoren (z. B. UV-Absorber, Benzophenone und Benzotriazole), die mit dem Polypropylen kompatibel sind und diesem hinzugefügt werden, erreichen ebenfalls die gewünschten Eigenschaften. Im Allgemeinen weist das Verbundmaterial der vorliegenden Offenbarung UV-Stabilisatoren in einer Menge von bis zu etwa 5 Gew.-% auf, mit einem alternativen Bereich in einer Menge zwischen etwa 0,2 Gew.-% und etwa 3,0 Gew.-% UV-Stabilisatoren. Verbundmaterialzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung haben die gewünschten Materialeigenschaften bei etwa 1,25 Gew.-%, etwa 1,5 Gew.-% und etwa 1,75 Gew.-% UV-Stabilisatoren erreicht.
Die folgenden spezifischen Zusammensetzungen werden angegeben, um das einzigartige Verbundmaterial, die Eigenschaften und Verwendung von Verbundmaterialien zu veranschaulichen, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung hergestellt wurden, und sollten nicht als den Umfang der Offenbarung einschränkend aufgefasst werden. Der Fachmann wird im Licht der vorliegenden Offenbarung erkennen, dass geringfügige Änderungen in den spezifischen Zusammensetzungen vorgenommen werden können, um Äquivalente zu erzielen, die zu ähnlichen oder gleichartigen Ergebnisse führen, ohne vom Geist oder Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen oder diesen zu überschreiten.

Beispielhafte Zusammensetzungen gemäß experimentellen Tests sind nachstehend in den Tabellen 1 und 2 aufgeführt. Tabelle 1 beinhaltet die Zusammensetzung einer Basislinien-/Vergleichszusammensetzung gegen vier (4) Zusammensetzungen/Formulierungen (A bis D) gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung, und Tabelle 2 beinhaltet die mechanischen Eigenschaften jeder dieser Zusammensetzungen. TABELLE 1: Beispielhafte Zusammensetzungen

MATERIALIEN	BASIS-LINIE	ZUSAMMENSETZUNG	ZUSAMMENSETZUNG	ZUSAMMENSETZUNG	ZUSAMMENSETZUNG
	(Gew.-%)	A	B	C	D
	(Gew.-%)	(Gew.-%)	(Gew.-%)	(Gew.-%)	(Gew.-%)
Fabrikneues Polypropylen	66,22 %	0%	0%	0%	0%
Recyceltes Polypropylen	0%	60,72 %	71,22 %	76,22 %	65,22 %
Recyceltes Reifengummi	0%	2,5 %	5 %	10%	15 %
Farbkonzentrat mit niedriger Dichte	1,50 %	1,50 %	1,50 %	1,50 %	1,50 %
Stabilisator (Wärme)	0,75 %	0,75 %	0,75 %	0,75 %	0,75 %
Haftvermittler	1,50 %	1,50 %	1,50 %	1,50 %	1,50 %
Fließverbesserer	0,03 %	0,03 %	0,03 %	0,03 %	0,03 %
Glas	30%	35 %	20%	0%	5 %
Recycelter Kohlenstoff	0%	0%	0%	10%	5 %
Chemisches Schäummittel	0%	0%	0%	0%	6%

TABELLE 2: Beispielhafte Materialeigenschaften

MATERIALEIGENSCHAFTEN	BASIS-LINIE	ZUSAMMENSETZUNG	ZUSAMMENSETZUNG	ZUSAMMENSETZUNG	ZUSAMMENSETZUNG
MATERIALEIGENSCHAFTEN	BASIS-LINIE	A	B	C	D
Dichte (g/cm³)	1.21	1.07	1.18	1.003	0.98
Biegemodul (MPa)	3,500	3,500	5,240	5,500	3,500
Wanddicke (mm)	3	3	3	2.5	2.5
HDT (°C)	≤130	≤130	≤130	≤130	≤130
Schlagzähigkeit IZOD (KJ/m²)	5.3	5.75	4.62	TBD	TBD
Dehnung (%)	3	2.4	2.3	TBD	TBD
Zugfestigkeit (MPa)	46	52.6	67.7	TBD	TBD
Gewichtersparnis - Material (%)	0%	12%	3 %	17%	19%
Gewichtersparnis - Verfahren (%)	0%	10%	10%	10%	10%
Gesamtgewichtersparnis	0%	22%	13%	27%	29%
Schalldämpfung (%)	0%	15-20 %	5-10%	20-30 %	30-35 %

Wie gezeigt, sind die Verbesserungen der mechanischen Eigenschaften in Bezug auf die Basislinien-Zusammensetzungen bemerkenswert und beinhalten eine geringere Dichte, während gleichzeitig Kosten und NVH-Effekte reduziert werden. Ferner können die mechanischen Eigenschaften um +/- 5 % variieren und innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung bleiben. Dies kann unter anderem auf Materialchargen- und Fertigungsschwankungen sowie auf andere Faktoren und Konstruktionsspezifikationen zurückzuführen sein. Dieses sorgfältige Gleichgewicht zwischen erhöhten mechanischen Eigenschaften, geringerem Gewicht und Materialeinsparungen wurde von den Erfindern durch umfangreiche Tests und Analysen überraschender Ergebnisse erreicht.
Dementsprechend wurde von den Erfindern ein neuartiges Verbundmaterial entwickelt, das recycelte Bestandteile verwendet, um die Dichte des Verbundmaterials signifikant zu reduzieren, während es eine kostengünstigere Lösung liefert, um NVH und Festigkeit von Verbundmaterialien zu erschwinglichen Kosten zu verbessern. Die Erfinder waren überrascht zu entdecken, dass die Verwendung von Zusatzstoffen, recycelten Materialien und die Hinzufügung kleiner Mengen von Materialfüllstoffen die Verschlechterung der Eigenschaften wieder wettmachte, die eintritt, wenn man Glasblasen mit Talk ersetzt. Daher ergeben die Lehren der vorliegenden Offenbarung ein Material mit niedriger Dichte, das kostengünstiger ist als Materialien des Stands der Technik. Ferner kann die Menge jedes Bestandteils des neuen Verbundmaterials +/- 10 % variieren und innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung bleiben.
Eine beispielhafte Anwendung des neuen Verbundmaterials ist die Verlängerungsblende eines Fahrzeugs. Verlängerungsblenden sind entfernbare strukturelle Komponenten, die sich unter dem Windlaufsieb eines Fahrzeugs befinden und zahlreichen Zwecken dienen, einschließlich der Bereitstellung der Befestigungsstruktur für den Windlaufsieb und des Umleitens von Flüssigkeiten um das Fahrzeug. Die Verlängerungsblende kanalisiert Luft in Bezug auf das Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystem (HLK-System) der Fahrzeugkabine (d. h. des Fahrgastraums) (d. h. weg von, um und in dessen Richtung). Des Weiteren kanalisiert die Verlängerungsblende Wasser in Bezug auf das HLK-System im Fahrgastraum. Darüber hinaus verhindert die Verlängerungsblende auch, dass Wärme und Geräusche, die durch den Motorraum erzeugt werden, den Fahrgastraum beeinträchtigen.
Wie hier verwendet, sollte eine „strukturelle Komponente“ so ausgelegt werden, dass sie ein Teil oder eine Komponente bezeichnet, das bzw. die strukturelle Lasten (z. B. Zug, Kompression, Biegung) trägt und diese Lasten an und von benachbarten Komponenten überträgt, im Gegensatz zu einem Teil, das lediglich als Verkleidung oder Abdeckung dient und keine nennenswerten Lasten trägt. Ein Fachmann auf dem Gebiet des Fahrzeugkonstruktion versteht diese Unterscheidung.
Soweit hierin nicht ausdrücklich anders angegeben, sind alle numerischen Werte, die mechanische/thermische Eigenschaften, Prozentsätze der Zusammensetzung, Abmessungen und/oder Toleranzen oder andere Eigenschaften angeben, als bei der Beschreibung des Umfangs der vorliegenden Offenbarung durch das Wort „etwa“ oder „ungefähr“ modifiziert zu verstehen. Diese Modifikation ist aus verschiedenen Gründen erwünscht, einschließlich industrieller Praxis, Fertigungstechnologie und Testfähigkeit.
Die Beschreibung der Offenbarung ist rein beispielhaft und es ist deshalb beabsichtigt, dass Variationen, die nicht vom Wesen der Offenbarung abweichen, innerhalb des Umfangs der Offenbarung liegen. Derartige Variationen sind nicht als Abweichung vom Geist und Umfang der Offenbarung anzusehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verbundmaterial bereitgestellt, das Folgendes umfasst: ein recyceltes Polypropylenmaterial in einer Menge zwischen 50 Gew.-% und 85 Gew.-%, ein recyceltes Reifengummimaterial in einer Menge zwischen 2,0 Gew.-% und 30 Gew.-%, einen Wärmestabilisator in einer Menge zwischen 0,25 Gew.-% und 3,0 Gew.-%, einen Haftvermittler in einer Menge zwischen 1,0 Gew.-% und 5,0 Gew.-%; und Verstärkungen in einer Menge zwischen 5,0 Gew.-% und 40 Gew.-%.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Verstärkungen Fasern, die aus der aus Glas und Kohlenstoff bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Verstärkungen recycelte Kohlenstofffasern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch einen Fließverbesserer in einer Menge zwischen 0,01 Gew.-% und 2,0 Gew.-% gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch einen UV-Stabilisator in einer Menge zwischen 0,2 Gew.-% and 3,0 Gew.-% gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch ein Flammschutzmittel gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch ein Farbkonzentrat in einer Menge zwischen 1,0 Gew.-% und 3,0 Gew.-% gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch ein chemisches Schäummittel in einer Menge zwischen 0,5 Gew.-% und 3,5 Gew.-% gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt das recycelte Polypropylenmaterial etwa 71 Gew.-%; das recycelte Reifengummimaterial beträgt etwa 5 Gew.-%; der Wärmestabilisator beträgt etwa 0,75 Gew.-%; der Haftvermittler beträgt etwa 1,5 Gew.-%; die Verstärkungen sind Glasfasern in einer Menge von 20 Gew.-%; und ferner umfassend ein Farbkonzentrat in einer Menge von etwa 1,5 Gew.-%.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt das recycelte Polypropylenmaterial etwa 61 Gew.-%; das recycelte Reifengummimaterial beträgt etwa 2,5 Gew.-%; der Wärmestabilisator beträgt etwa 0,75 Gew.-%; der Haftvermittler beträgt etwa 1,5 Gew.-%; die Verstärkungen sind Glasfasern in einer Menge von 35 Gew.-%; und ferner umfassend ein Farbkonzentrat in einer Menge von etwa 1,5 Gew.-%.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt das recycelte Polypropylenmaterial etwa 76 Gew.-%; das recycelte Reifengummimaterial beträgt etwa 10 Gew.-%; der Wärmestabilisator beträgt etwa 0,75 Gew.-%; der Haftvermittler beträgt etwa 1,5 Gew.-%; die Verstärkungen sind recycelte Kohlenstofffasern in einer Menge von 10 Gew.-%; und ferner umfassend ein Farbkonzentrat in einer Menge von etwa 1,5 Gew.-%.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt das recycelte Polypropylenmaterial etwa 65 Gew.-%; das recycelte Reifengummimaterial beträgt etwa 15 Gew.-%; der Wärmestabilisator beträgt etwa 0,75 Gew.-%; der Haftvermittler beträgt etwa 1,5 Gew.-%; die Verstärkungen sind Glasfasern in einer Menge von 5 Gew.-% und recycelte Kohlenstofffasern in einer Menge von 5 Gew.-%; und ferner umfassend: ein Farbkonzentrat in einer Menge von etwa 1,5 Gew.-%; und ein chemisches Schäummittel in einer Menge von etwa 6 Gew.-%.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Teil einen Schaumkern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verbundmaterial bereitgestellt, das Folgendes aufweist: recyceltes Polypropylenmaterial in einer Menge von etwa 71 Gew.-%; recyceltes Reifengummimaterial in einer Menge von etwa 5 Gew.-%; einen Wärmestabilisator in einer Menge von etwa 0,75 Gew.-%; einen Haftvermittler in einer Menge von etwa 1,5 Gew.-%; einen Fließverbesserer in einer Menge von etwa 0,03%; Glasfaserverstärkungen in einer Menge von 20 Gew.-%; und ein Farbkonzentrat in einer Menge von etwa 1,5 Gew.-%.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Teil einen Schaumkern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Teil bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Schaumkern; und ein den Schaumkern bedeckendes Verbundmaterial, wobei das Verbundmaterial Folgendes umfasst: ein recyceltes Polypropylenmaterial in einer Menge zwischen 50 Gew.-% und 85 Gew.-%; ein recyceltes Reifengummimaterial in einer Menge zwischen 2,0 Gew.-% und 30 Gew.-%; einen Wärmestabilisator in einer Menge zwischen 0,25 Gew.-% und 3,0 Gew.-%; einen Haftvermittler in einer Menge zwischen 1,0 Gew.-% und 5,0 Gew.-%; und Verstärkungen in einer Menge zwischen 5,0 Gew.-% und 40 Gew.-%.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Schaumkern durch ein mikrozelluläres Formverfahren gebildet.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Schaumkern durch ein chemisches Schäumungsverfahren gebildet, und das Verbundmaterial umfasst ferner ein chemisches Schäummittel in einer Menge von etwa 6 Gew.-%.
Gemäß einer Ausführungsform richten sich der recycelte Reifengummi und die Verstärkungen entlang der Außenwände des Teils in eine Richtung des Materialflusses in einem Verfahren aus, das den Schaumkern bildet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch ein Farbkonzentrat in einer Menge von etwa 1,5 Gew.-% gekennzeichnet.

Claims

Verbundmaterial, umfassend: ein recyceltes Polypropylenmaterial in einer Menge zwischen 50 Gew.-% und 85 Gew.-%; ein recyceltes Reifengummimaterial in einer Menge zwischen 2,0 Gew.-% und 30 Gew.-%; einen Wärmestabilisator in einer Menge zwischen 0,25 Gew.-% und 3,0 Gew.-%; einen Haftvermittler in einer Menge zwischen 1,0 Gew.-% und 5,0 Gew.-%; und Verstärkungen in einer Menge zwischen 5,0 Gew.-% und 40 Gew.-%.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, wobei die Verstärkungen Fasern sind, die aus der aus Glas und Kohlenstoff bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
Verbundmaterial nach Anspruch 2, wobei die Verstärkungen recycelte Kohlenstofffasern sind.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Fließverbesserer in einer Menge zwischen 0,01 Gew.-% und 2,0 Gew.-%.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, ferner umfassend einen UV-Stabilisator in einer Menge zwischen 0,2 Gew.-% and 3,0 Gew.-%.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Flammschutzmittel.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Farbkonzentrat in einer Menge zwischen 1,0 Gew.-% und 3,0 Gew.-%.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, ferner umfassend ein chemisches Schäummittel in einer Menge zwischen 0,5 Gew.-% und 3,5 Gew.-%.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, wobei: das recycelte Polypropylenmaterial etwa 71 Gew.-% beträgt; das recycelte Reifengummimaterial etwa 5 Gew.-% beträgt; der Wärmestabilisator etwa 0,75 Gew.-% beträgt; der Haftvermittler etwa 1,5 Gew.-% beträgt; die Verstärkungen Glasfasern in einer Menge von 20 Gew.-% sind; und ferner umfassend ein Farbkonzentrat in einer Menge von etwa 1,5 Gew.-%.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, wobei: das recycelte Polypropylenmaterial etwa 61 Gew.-% beträgt; das recycelte Reifengummimaterial etwa 2,5 Gew.-% beträgt; der Wärmestabilisator etwa 0,75 Gew.-% beträgt; der Haftvermittler etwa 1,5 Gew.-% beträgt; die Verstärkungen Glasfasern in einer Menge von 35 Gew.-% sind; und ferner umfassend ein Farbkonzentrat in einer Menge von etwa 1,5 Gew.-%.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, wobei: das recycelte Polypropylenmaterial etwa 76 Gew.-% beträgt; das recycelte Reifengummimaterial etwa 10 Gew.-% beträgt; der Wärmestabilisator etwa 0,75 Gew.-% beträgt; der Haftvermittler etwa 1,5 Gew.-% beträgt; die Verstärkungen recycelte Kohlenstofffasern in einer Menge von 10 Gew.-% sind; und ferner umfassend ein Farbkonzentrat in einer Menge von etwa 1,5 Gew.-%.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, wobei: das recycelte Polypropylenmaterial etwa 65 Gew.-% beträgt; das recycelte Reifengummimaterial etwa 15 Gew.-% beträgt; der Wärmestabilisator etwa 0,75 Gew.-% beträgt; der Haftvermittler etwa 1,5 Gew.-% beträgt; die Verstärkungen Glasfasern in einer Menge von 5 Gew.-% und recycelte Kohlenstofffasern in einer Menge von 5 Gew.-% sind; und ferner umfassend: ein Farbkonzentrat in einer Menge von etwa 1,5 Gew.-%; und ein chemisches Schäummittel in einer Menge von etwa 6 Gew.-%.
Teil, das aus dem Verbundmaterial nach Anspruch 1 gebildet ist, wobei das Teil einen Schaumkern umfasst.
Teil nach Anspruch 13, wobei der Schaumkern durch ein mikrozelluläres Formverfahren gebildet wird.
Teil nach Anspruch 13, wobei der recycelte Reifengummi und die Verstärkungen sich entlang der Außenwände des Teils in eine Richtung des Materialflusses in einem Verfahren ausrichten, das den Schaumkern bildet.