DE2131472C3

DE2131472C3 - Verfaaren zur Herstellung von Gegenständen aus wärmehärtbaren Harzen

Info

Publication number: DE2131472C3
Application number: DE2131472A
Authority: DE
Inventors: Peter Richard Delft Chant
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1970-06-26
Filing date: 1971-06-24
Publication date: 1981-03-12
Also published as: NO135235B; DE2131472B2; NL7108762A; AT321564B; BE768625A; SE370042B; GB1266097A; NO135235C; DE2131472A1; CH552655A; JPS5412510B1; CA947924A

Description

Die Erfindung bc/ieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus wärmehärtbaren Harzen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Gegenstände aus wärmehärtbaren Harzen können in oder auf einer Form hergestellt werden, deren Formfläche vorzugsweise mit einem Gleit- oder Trennmittel überzogen wurde. Dabei wird auf die Formfläche eine Schicht aus faserigem Verstärkungsmaterial, z. B. Glasfaser, aufgebracht und diese Schicht wird dann mit einem nicht gehärteten, flüssigen Wärmehärtbaren Harz getränkt, das man dann aushär len läßt. Das flüssige Harz wird gewöhnlich von Hand aufgebracht, eine Methode, die als Aufbringung von Hand bekannt ist. Die Aufbringung des Harzes von Hand ist zeitraubend und teuer: außerdem ist die Qualität der getränkten Schuht nicht gleichmäßig innerhalb verschiedener Bereiche, was auf einer nicht einheitlichen Tränkung mit dem Harz beruht.

Mit wärmehärtbarem Harz imprägnierte Schaumstoffe werden bereits in der Bauindustrie sowie zur Herstellung von Karosserieteilen, Bootskörpern und anderen Erzeugnissen verwendet. Das l.eichtbaumaterial der CH-PS 4 54 440 besteht aus einem Schaumstoffschwamm, dessen Zellkammerwände durch aufgelager-

ίο

'■>

tes und erhärtetes Kunstharz verfestigt sind. Dieses durch Tränken des Schaumstoffs und Auspressen des überschüssigen Harzes erhaltene Schaumstoffmaterial kann zwischen Festmaterialplatten, z. B. AIu- oder Stahlbleche eingelegt und mit diesen durch leichten Druck verklebt werden. Auf die freien Oberflächen des gehärteten Schwammalerials kann auch nachträglich als Schutzbelag ein Gemisch aus Glasfasern und Polyesterharz aufgebracht werden.

Gemäß der DE-AS 15 44 901 werden die Oberflächen von mit Glasfasern verstärkten Erzeugnissen durch eine Schutzschicht geschützt, die durch Tränken eines Schaumstoffes mit Harz und Aushärten des Harzes im verdichteten Zustand des Schaumstoffs erhalten wird. Dieses Bahnmaterial kann auch als Deckschicht für Bauteile aus Holz, Kunststoff, Metall, Gips oder Beton verwendet werden. Reliefartiges Aussebi-vder Schutzschicht erhält man mit Hilfe einer entsprechend ausgebildeten Formoberfläche, an die der Schaumstoff während dem Aushärten des Harzes angedrückt wird.

Der Erfindung iiegi die Aufgabe zugrunde ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem Gegenstände aus mit Harz getränkten Verstärkungsschichten schneller und leichter als bisher hergestellt werden können, wobei die Gegenstände eine besonders gleichmäßige Qualität über die ganze Oberfläche aufweisen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dargelegten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe beruht auf der Verwendung einer Bahn aus Schaumstoff als Träger für das Aufbringen des Harzes. Es bereitet keine Schwierigkeiten, die verschiedensten Arten von Schaumstoffbahnen gleichmäßig mit flüssigem Harz zu tränken, und die getränkte Bahn kann dann auf die faserige Verstärkungsschicht aufgepreßt werden, wobei das Harz ausgequetscht wird und die Faserschicht vollkommen imprägniert.

Als wärmehärtbares Harz dient beispielsweise ein Epoxyharz oder ein Polyesterharz. jcd<x-h können auch anderen Arten von wärmehärtbarem Harz verwendet werden. Die Schaumstoffbahn mit offenzelliger Struktur besteht beispielsweise aus thermoplastischem Kunststoff. Andere für die Bahn verwendbare Stoffe sind Polyurethane und F.lastomere.

Die Bahn kann gegebenenfalls aus einem starren Schaumstoff geformt werden, jedoch ist es im allgemeinen zweckmäßiger, flexible Stoffe zu verwenden, die leichter zu tränken vnd. Eine flexible Schaumstoffbahn kann in ein Bad eingetaucht werden, welches das flüssige Harz enthält und kann dann innerhalb des Bades dadurch zusammengepreßt wer den, daß man sie zwischen Druckwalzen hindurchführt, um aus den /ellenräumen des Schaumstoffes die Luft auszutreiben. Gegebenenfalls kann die getränkte Schaumstoffbahn nach Durchgang durch die Walzen zwischen einem anderen Walzensatz hindurchgeführt werden, um das dann zurückgehaltene Harzvolumen zu verringern. Im allgemeinen ist es jedoch wünschenswert, daß die Schaumstoffbahn mit so viel Harz getränkt wird, daß mindestens 25% des vor Druckanwendting verfügbaren offenen Zcllenraums ausgefüllt sind; dieser Proz.entsatz beträgt vortcilhaflerweise etwa 35% oder mehr.

Nachdem die Schaumstoffbahn im gewünschten Grad getränkt wurde, bringt man auf eine Seite der Bahn eine Schicht aus fascrartigem Verstärkungsmaterial auf. In der Praxis kann das Laminat aus Schaumstoffbahn und

Faserschicht außerhalb einer Form hergestellt und dann in die Form überführt werden» in der es mit der Formfläche in Kontakt gebracht wird. Man kann auch zuerst die Verstärkungsschicht auf die Formflächen auflegen und darauf die getränkte Schaumstoffbahn aufbringen. In beiden Fällen hat es sich als wünschenswert erwiesen, daß man das Harz in der Schaumstoffbahn teilweise aushärten läßt, bevor diese in die Form eingebracht wird. Wenn das Harz teilweise gehärtet, z. B. im B-Zustand ist, erleichtert die höhere Viskosität des Harzes die Handhabung der Schaumstoffbahn.

Als nächster Verfahrensschritt folgt die Anwendung von Druck auf das Laminat, indem man beispielsweise eine andere Formfläche dagegen preßt. Der Druck sollte dazu ausreichen, die Schaumstoffbahn so weit zu verdichten, daß Harz aus der Bahn aus- und in die Verstärkungsschicht hineingepreßt wird, wodurch diese in ihrer gesamten Dicke gleichmäßig mit Harz getränkt wird. Der Grad des auf die Schaumstoffbahn ausgeübten Druckes hängt ab von dem Harzvolumen, das beim Tränken aufgenommen wurde und von dem Harzvoiumen, das zur Tränkung der Verstärkungsschicht benötigt wird. Gewöhnlich wird es notwendig sein, die Schaumstoffbahn auf 30% oder weniger ihrer ursprünglichen Dicke zusammenzupressen. Man läßt dann, während der Druck aufrechterhaltn wird, das Harz in dem komprimierten Laminat aushärten, bis dieses hart ist, worauf der Druck aufgehoben und das gehärtete Laminat aus der Form entnommen werden kann. Es sei erwähnt, daß manchmal die zusammengepreßte und gehärtete Schau Stoffbahn im fertigen Gegenstand keine offenzellige Struktur mehr aufweist, sondern stattdessen in eine dichte und dem Aussehen nach feste Schicht ohne Zwischenräume übergegangen ist, die daher nicht vergleichbar ist mit den mit Harz imprägnierten verschäumten Kunststoffen, die ohne Anwendung von Druck ausgehärtet worden sind.

Anstatt nur einer Verstärkungsschicht können auf die Schaumstoffbahn auf beide Seiten zwei derartige Schichten aufgebracht werden. Die Schaumstoffbahn muß dann so viel Harz enthalten und so weit zusammengepreßt werden, daß beide Verstärkungsschichten gleichmäßig getränkt werden. Der betreffende Gegenstand kann auch ausgeformt werden aus einem Laminat aus zwei oder mehr getränkten Schaumstoffbahnen, die mit Verstärkungsschichten abwechseln.

Das Zusammenpressen tier Schaumstoffbahn und der Verstärkungsschicht kann selektiv über die Oberflächen erfolgen, so daß die kombinierte Dicke des zusammengepreßten Laminats nicht gleichmäßig ist. Man kann also unter Verwendung einer .Schaumstoffbahn und einer Verstärkungsschiiht von ursprünglich einheitlicher Dicke einen Gegenstand ausformen, der Vertiefungen oder Erhöhungen aufweist, je nachdem dies zur Formgebung oder zur Festigkeit erwünscht ist.

Die Verstärkungsschicht aus faserartigem Material ist ■> gewöhnlich eine Glasfasermatte oder eine nicht gewebte, z. B. filzartige Glasfaserschicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird normalerweise mit Hilfe einer Form durchgeführt, die je nach Bedarf eine gerade, gebogene oder profilierte Fomifläche

in aufweist. Ist der herzustellende Gegenstand eine starre Bahn oder Platte, so kann man die mit Harz getränkte Schaumstoffbahn zusammen mit der Verstärkungsschicht zwischen Einrichtungen hindurchführen, die auf das Laminat den gewünschten Druck ausüben, wobei

I^ während des Durchgangs gleichzeitig das Harz gehärtet wird. Entsprechende Druckeinrichtungen können in Walzen oder in zwei sich entgegenstehenden endlosen Laufbändern bestehen. Um sicherzustellen, daß das Harz, bevor das Laminat die Druckeinrichtung verlaßt, ausgehärtet ist, kann man entweder ein rasch härtendes Harz, wählen oder bzw. und man läßt auf das Harz Wärme einwirken, indem man beispielsweise erwärmte Druckeinrichtungen anwendet, um die Härtungszeit zu verkürzen.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von großen Objekten in relativ kurzer Zeit, z. B. zur Erzeugung von Bootshüllen, da große Flächen des faserartigen Verstärkungsmaterials auf einmal mit Harz imprägniert werden können.

JO Das Tränken der Schaumstoffbahn erfolgt leicht und rasch in einem das Harz enthaltendem Bad, durch welches die Schaumsioffbahn von einer Vorratsrolle her kontinuierlich hindurchgezogen wird. Das fertige Laminat aus getränkter Schaumstoffbahn und Faserig schicht kann auch maschinell hergestellt werden.

Beispiel

Eine 10 mm dicke Bahn aus flexiblen Polyuretnan-

schaumstoff wurde in einem Epoxyha./system getränkt

•»n und zwischen Walzen hindurchgeschickt, um den Harzüberscbuß abzuquetschen, so daß darin etwa 2 kg Harz je m² der Oberfläche zurückblieben.

Nach dem Abquetschen wurde die Bahn 75 Sekunden bei 180" C vorbehandelt, wobei der Härtezustand »B« ■*> erreicht wurde.

Nun wurde auf eine Seite der Bahn eine Glasfasermatte aufgebracht und das vereinigte Laminat in eine auf 180 C erwärmte Form eingebracht und 80 Sekunden zusammengepreßt.

"'» Zum Schluß hatte das Laminat eine Dicke von 2 bis 3 mm.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus wärmehärtbaren Harzen, wobei man eine Schaumstoffbahn mit offenzeüiger Struktur mit einem wärmehärtbaren Harz tränkt, auf eine Seite oder auf beide Seiten der Schaumstoffbahn eine Verstärkungsschicht aus faserartigem Material aufbringt und die Schaumstoffbahn und die Verstärkungsschicht bzw. -schichten in eine Preßform einbringt und das Harz aushärtet, dadurch gekennzeichnet, daß man derart zusammenpreßt, daß die Verstärkungsschicht bzw. -schichten in ihrer ganzen Dicke mit dem aus der Schaumstoffbahn ausgepreßten Harz imprägniert wird bzw. werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pressen zum Imprägnieren der Verstärkungsschicht bzw. -schichten in der Preßform vornimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Harz in der Schaumstoffbahn teilweise aushärten läßt, bevor man die Schaumstoffbahn und die Verstärkungsschicht bzw. -schichten unter Druck setzt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schaumstoffbahn auf 30% oder weniger ihrer ursprünglichen Dicke zusammenpreßt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Pressen an verschiedenen Stellen verschiedenen Druck anwendet, so daß die Gesamtdicke der komprimierten Schaumstoffbahn und der Verstärkungsschicht bzw. -schichten nicht überall gleich ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß man die Schaumstoffbahn derart mit dem Harz tränkt, daß das Harz mindestens 25% des offenen Zellenr.uimes der Schaumstoffbf.hn ausfüllt.