DE10259597B4 - Method for covering defects and pores on the surface of fiber-reinforced plastic components - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Abdecken von Fehlstellen und Poren auf der Oberfläche von
Bauteilen aus faserverstärktem
Kunststoff durch eine Polymerbeschichtung, wobei
– ein Prepolymer
mit elektrisch leitenden Substanzen auf das Bauteil oder zu einer
Folie extrudiert und die Folie auf das Bauteil aufgebracht wird
– im folgenden
Schritt das Prepolymer vorvernetzt wird
– das Prepolymer in einem zweiten
Schritt durch Beaufschlagung mit Wärmestrahlung und/oder elektromagnetischer
Strahlung während
einer nachfolgenden Lackierung ausgehärtet wird.Method for covering defects and pores on the surface of fiber-reinforced plastic components by a polymer coating, wherein
- Extruded a prepolymer with electrically conductive substances on the component or to a film and the film is applied to the component
- In the following step, the prepolymer is precrosslinked
- The prepolymer is cured in a second step by applying heat radiation and / or electromagnetic radiation during a subsequent painting.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Bauteilen aus faserverstärktem Kunststoff, die noch lackiert werden.The The invention relates to a method for coating components made of fiber-reinforced plastic, which are still being painted.
Solche Bauteile treten in immer größerem Umfang beispielsweise im Automobilbau auf, da faserverstärkte Kunststoffteile leicht formbar sind und vor allem ein im Vergleich mit Materialien ähnlicher Stabilität geringes Gewicht aufweisen.Such Components are becoming increasingly common For example, in the automotive industry, as fiber-reinforced plastic parts are easily moldable and above all, in comparison with materials of similar stability low Have weight.
Ein dabei auftretendes Problem ist in bezug auf die heute geforderte hohe optische Wertanmutung im Automobilbau, die Oberflächenbeschaffenheit von Bauteilen aus faserverstärktem Kunststoff. Aufgrund der im Kunststoff befindlichen Fasern können an der Bauteiloberfläche Faserabzeichnungen, Poren und andere Fehlstellen auftreten, die auch nach der Auftragung des Lacks sichtbar sind. Diese Fehlstellen treten insbesondere auch dort auf, wo die Bauteile im Pressverfahren hergestellt werden und dabei entstehende Grate an dem Bauteil mechanisch durch Schleifen oder ähnliches entfernt werden müssen.One this problem is in relation to today required high optical value appearance in the automotive industry, the surface condition of components made of fiber-reinforced Plastic. Due to the fibers in the plastic can on the component surface Fiber marks, pores and other imperfections that occur are visible even after the application of the paint. These defects Especially occur where the components in the pressing process be prepared and thereby resulting burrs on the component mechanically Grinding or similar must be removed.
Zur Beseitigung dieser Fehlstellen ist ein erheblicher Zusatzaufwand in Form von Schleifen der Oberfläche und/oder Mehrfachlackierungen notwendig.to Elimination of these defects is a considerable additional expense in the form of grinding the surface and / or multiple coatings necessary.
Die
Aus
der
Aus
der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem Fehlstellen an Bauteilen aus faserverstärktem Kunststoff ohne Beeinträchtigung einer nachfolgenden Lackierung beseitigt werden können.Of the The present invention is based on the object, a method to develop, with the defects on components made of fiber reinforced plastic without impairment a subsequent paint can be eliminated.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen.to solution This object is a method with the features of the claim 1 proposed.
Mit dem Polymer werden die Poren und anderen Fehlstellen der Oberfläche des Bauteils ausgeglichen bzw. abgedeckt. Der zweistufige Vernetzungs- und Aushärtungsprozess bietet die Möglichkeit, das Polymer erst durch eine erste Vernetzung zu fixieren und dann die endgültige Aushärtung in einem separaten Schritt durchzuführen, der zeitsparend mit einem weiteren Verarbeitungsschritt verbunden werden kann. Durch die Vernetzung weist das Polymer dann zwar noch nicht die für den Betrieb notwendige Härte auf, ist aber an dem Bauteil ortsfest angeordnet. Das Polymer weist eine hinreichende Festigkeit auf, so dass aus dem Substrat emittierende Gase nicht zu Blasen, Kochern o.ä. führen. Gleichzeitig ist die Oberfläche des Bauteils bis zur endgültigen Lackierung vor Beschädigungen geschützt.With the polymer will be the pores and other imperfections of the surface of the Component balanced or covered. The two-stage networking and curing process offers the possibility, first fix the polymer by a first cross-linking and then the final curing in a separate step, the time-saving with a further processing step can be connected. By networking although the polymer does not yet have the hardness necessary for operation, but is stationary on the component. The polymer has a sufficient strength so that emitting from the substrate Do not blister gases, stoves or similar. to lead. At the same time is the surface of the component to the final Painting against damage protected.
Mit Vorteil erfolgt die endgültige Aushärtung des gegebenenfalls elektrisch leitenden Polymers während der elektrostatischen Lackierung, so dass die Gesamtproduktionszeit reduziert werden kann. Die Aushärtung erfolgt dabei durch die Temperatur während der Lackierung.With Advantage is the final one Curing the optionally electrically conductive polymer during the electrostatic Painting, so that the total production time can be reduced. The curing takes place by the temperature during painting.
Im Polymer enthaltene, elektrisch leitende Substanzen ermöglichen eine elektrostatische Lackierung an sich elektrisch nicht leitfähiger Kunststoffe.in the Polymer containing, electrically conductive substances allow an electrostatic coating on electrically non-conductive plastics.
In einer günstigen Ausbildungsform des Verfahrens erfolgt in einer vor der elektrostatischen Lackierung durchgeführten kathodischen Tauchlackierung, die sich aus Kostengründen wie auch aus Gründen des Umweltschutzes im Automobilbau in immer stärkerem Maße durchsetzt, die endgültige Vernetzung des Polymers.In a cheap one Form of training of the process takes place in a before the electrostatic Paint done cathodic dip painting, which, for cost reasons, like also for reasons environmental protection in the automotive industry is increasingly interspersed, the final networking of the polymer.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens wird das Prepolymer erst zu einem Folienhalbzeug verarbeitet, das in großer Menge hergestellt, gelagert und im Bedarfsfall auf ein Bauteil aufgebracht werden kann.According to a development of the method the prepolymer is first processed into a semifinished product which can be produced in large quantities, stored and, if necessary, applied to a component.
In einem alternativen Verfahrensschritt kann das Polymer auch direkt auf das zu beschichtende Bauteil gegeben werden, wodurch ein Verfahrensschritt eingespart werden kann.In In an alternative process step, the polymer can also directly be given to the component to be coated, creating a process step can be saved.
Mit dem Überdecken der Kanten des zu beschichtenden Bauteils durch das Polymer kann in vorteilhafter Weise auf weitere Maßnahmen zur Sicherstellung eines Kantenschutzes verzichtet werden.With the covering the edges of the component to be coated by the polymer can in an advantageous manner to further measures to ensure an edge protection can be dispensed with.
Weiter ist es sinnvoll, die Vernetzung des Prepolymers mittels elektromagnetischer Wellen und damit kalt durchzuführen, um gerade im Hinblick auf eine möglichst makellose Oberfläche die Bildung von Blasen beim Vernetzen zu verhindern.Further it makes sense, the crosslinking of the prepolymer by means of electromagnetic Waves and to do it cold, in order to be as possible immaculate surface to prevent the formation of bubbles during crosslinking.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung des Verfahrens sowie den einzelnen Patentansprüchen entnommen werden.Further Advantages and features of the invention can be found in the following description of the method and the individual claims.
Im Automobilbau besteht bei der Verwendung von faserverstärkten Kunststoffbauteilen in sichtbaren Bereichen das Problem, dass an der Oberfläche der Bauteile Fehlstellen und Poren durch an die Oberfläche tretende Faserenden der Glasfaserstärkung auftreten. Um weitere mechanische Nachbehandlungen dieser Oberflächen unnötig zu machen, werden diese mit einer Kunststoffschicht überdeckt.in the Automotive engineering involves the use of fiber-reinforced plastic components in visible areas the problem is that on the surface of the Components defects and pores passing through to the surface Fiber ends of fiberglass reinforcement occur. To make further mechanical aftertreatments of these surfaces unnecessary, These are covered with a plastic layer.
Als besonders geeignet haben sich dabei Polymermischungen auf Basis von Polyurethan, Polyester oder Polyacryl herausgestellt.When Polymer mixtures based on this are particularly suitable of polyurethane, polyester or polyacrylic exposed.
Die Polymermasse wird extrudiert und entweder direkt auf das zu beschichtende Kunststoffbauteil aufgebracht oder zuerst zu einer Folie in Form eines flächigen Halbzeugs verarbeitet, die dann in einem weiteren Schritt auf das Bauteil aufgebracht wird.The Polymer mass is extruded and either directly onto the to be coated Applied plastic component or first to a film in the form of a flat Processed semi-finished, which then in a further step on the Component is applied.
Bei beiden Verfahren erfolgt die Vernetzung des Polymers während oder nach dem Extrudieren. Das Herstellen einer vernetzten Folie hat gegenüber dem direkten Aufbringen auf das Bauteil den Vorteil der Lagerfähigkeit, macht aber auch einen weiteren Verarbeitungsschritt notwendig.at both methods, the crosslinking of the polymer during or after the extrusion. Making a crosslinked film has compared to the direct application to the component the advantage of shelf life, But also makes a further processing step necessary.
Der Energieeintrag zur Vernetzung erfolgt so, dass eine Erwärmung, die zu einer die spätere Optik beeinträchtigenden Blasenbildung führen könnte, vermieden wird. Eine Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen, beispielsweise in Form von UV-Licht hat sich dabei als besonders günstig herausgestellt, wobei das Polymer natürlich auch einer kurzzeitigen Erwärmung unterzogen werden kann.Of the Energy input for networking is done so that a warming, the to a later optics debilitating Blistering could result, avoided becomes. Irradiation with electromagnetic waves, for example in the form of UV light has proved to be particularly favorable the polymer being natural also a short-term warming can be subjected.
Wird eine vernetzte Folie aus einem Prepolymer auf ein Kunststoffbauteil aufgebracht, haftet diese aufgrund von Adhäsionskräften an diesem. Eine festere Verbindung zwischen dem Polymer und dem Kunststoffbauteil kann beim Aushärten gebildet werden.Becomes a crosslinked film of a prepolymer on a plastic component applied, this adheres due to adhesion forces on this. A firmer Connection between the polymer and the plastic component can during Harden be formed.
Sowohl mittels einer zuerst als Halbzeug hergestellten Folie als auch bei einem direkt auf das Kunststoffbauteil extrudierten Polymer werden auch gegebenenfalls vorhandene Kanten mit der Polymerschicht überdeckt. Auf diese Weise ist ein weiterer Kantenschutz nicht notwendig.Either by means of a first produced as a semifinished film and at a polymer extruded directly onto the plastic component also possibly existing edges covered with the polymer layer. In this way, another edge protection is not necessary.
Um die auf der Oberfläche des beschichteten Kunststoffbauteils befindliche Polymerschicht in gleicher Weise wie die anderen Teile des Fahrzeugs lackieren zu können, können dem Polymer bereits vor dem Extrudieren elektrisch leitfähige Substanzen wie Ruß oder Aluminiumpartikel zugesetzt werden. Damit ist auf jeden Fall die Möglichkeit gegeben, die Polymerschicht mit einer elektrostatischen Lackierung zu beschichten. Diese elektrostatische Lackierung kann auch eine kathodische Tauchlackierung sein, wobei die Aushärtung des Polymers vor dem Lackiervorgang beispielsweise durch UV-Strahlung oder auch während der Tauchlackierung erfolgen kann. Das Vorsehen einer zusätzlichen Primerschicht zur Vorbereitung der Lackierung ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entbehrlich.Around the on the surface of the coated plastic component located polymer layer in the same way as the other parts of the vehicle to be able to can the polymer before the extrusion of electrically conductive substances like soot or Aluminum particles are added. This is definitely the possibility given to the polymer layer with an electrostatic coating coat. This electrostatic painting can also be a cathodic Dipcoating be, wherein the curing of the polymer before the Painting process, for example, by UV radiation or during the Dip painting can be done. Providing an additional Primer layer for the preparation of the coating is with the method according to the invention dispensable.
Statt dem Zusatz elektrisch leitender Partikel zu dem Polymer kann auch ein an sich elektrisch leitfähiges Polymer eingesetzt werden.Instead of the addition of electrically conductive particles to the polymer may also be a per se electrically conductive Polymer can be used.
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