DE3129145A1

DE3129145A1 - Leichter, biegesteifer und luftdurchlaessiger traegerwerkstoff aus thermisch reaktivier- und vernetzbarem bindemittel sowie lockeren faserfliesen unterschiedlichen aufbaus und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3129145A1
Application number: DE19813129145
Authority: DE
Inventors: Michael 2848 Vechta Bopp; Hans-Georg 2844 Lemförde Ring
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-23
Filing date: 1981-07-23
Publication date: 1983-02-03

Description

PATENTANMELDUNG
Leichter, biegesteifer und luftdurchlässiger Trägerwerkstoff aus thermisch reaktivier- und vernetzbarem Bindemittel (Matrix) sowie lockeren Faservliesen unterschiedlichen Aufbaues, der sich zu großen, flächigen und verformten Teilen - vorzugsweise Automobil-Dachhimmel - verarbeiten läßt und Verfahren zu seiner Herstellung.
Die Erfindung betrifft einen flächigen Trägerwerkstoff auf der Basis von Faservliesen, die durch ein spezielles thermisch reaktivierbares, in der ersten Phase aufschmelzendes und im weiteren Verlauf vernetzendes Bindemittel getränkt sind. Durch Rezeptureinstellung kann hierbei das Bindemittel mehr oder weniger stark aufschäumend eingestellt werden. Es lassen sich biegesteife, in Abhängigkeit vom Tränkgrad luftdurchlässige, leichte Trägerwerkstoffe herstellen. Verwendung finden diese vorzugsweise als Dachhimmel oder Innenverkleidungsteile für Automobile.
Bis jetzt bekannte Trägerwerkstoffe, die geeignet sind, zu Fertighimmel für Automobile verarbeitet zu werden, besitzen den Nachteil, entweder nicht genügend luftdurchlässig, biegesteif oder temperaturfest zu sein, außerdem müssen erforderliche Obelflächen-Dekorvliese oder -folien vor der Verarbeitung oder nach der Formgebung aufgeklebt werden. Das Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsverhalten, die akustische Wirksamkeit sowie die dimensionellen Stabilitäten waren bisher nicht zufriedenstellend.
Aufgabe der Erfindung war es daher, einen Trägerwerkstoff zu schaffen, der diese Nachteile nicht besitzt und der 1. kostengünstig herzustellen ist 2. ein sehr geringes Flächengewicht hat 3. zur besseren Luftschallabsorption luftdurchlässig eingestellt werden kann.
4. von guter Biegesteifigkeit ist, damit großflächige selbsttragende Teile von ca. 2-3m2 hergestellt werden können (Automobil-Dachhimmel z.B.).
5. unkomplizierte Teileherstellung erlaubt 6. auch in schwierige geometrische Figuren umformbar ist 7. bei Zerstörung keine Splitterwirkung zeigt 8. sich leicht mit den unterschiedlichen Oberflächendekorationsmaterialien kaschieren läßt 9. auch bei hohen Temperaturen von 100-1500C ausreichend steif bleibt 10. den Vorschriften über Brennbarkeit im Bereich Automobil (FMVSS) entspricht und 11. ausreichende Wärmedämmung besitzt Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die einstellbare Tränkung von Faservliesen aus Glas, Kohle, Kunststoff oder Naturstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Tränken der Matte eine Kunststoffmatrix zur Verwendung kommt, die eine Mischung aus Reaktionskunststoffen in Verbindung mit Duroplasten + Thermoplasten darstellt. D.h.. die aus 2 Reaktionspartnern bestehende Mischung wird auf eine Topfzeit von ca. 10 Min. eingestellt und mittels geeigneter 2-Komponenten-Dosiermaschinen in bekannter Weise auf eine Trägerfolie aufgetragen. Auf-die beschichtete Folie wird dann das entsprechende Wirrvlies und eine weitere obere Abdeckfolie gelegt und das Paket in einem kontinuierlichen Prozess über Anpresswalzen gefahren, die bewirken, daß die auf die Unterfolie aufgestrichene Matrix das Faservlies benetzt.
Hierbei werden die einzelnen Fäden mit der Matrix umhüllt und an den Kreuzungspunkten partiell verklebt. Das so getränkte Vlies wird anschließend gegebenenfalls durch einen Temperaturstoß soweit vorvernetzt, daß es als starre Platte auf Länge geschnitten und und zwischengelagert werden kann. Nach einer Reifezeit von 24 Stunden, in der die Vorvernetzung abgeschlossen wird, kann der jetzt wärmereaktive Trägerwerkstoff der Produktion zur Verformung zugeführt oder auf Lager genommen werden. Beim thermoplastischen Verformungsprozess wird die Platte in einem heizbaren Werkzeug auf 160 - 1800C aufgeheizt und mit geringem Druck verformt. Während dieser thermoreaktiven Verformungsphase schmilzt die verwendete Kunststoffmatrix und schäumt leicht auf, wodurch die mit der Matrix ummantelten Fäden des (z.B. Glas) Vlieses in ihrem Durchmesser wachsen und sich speziell an den Kreuzungspunkten verdichten, wodurch die Stabilität des Trägerwerkstoffes noch erhöht wird. Bei nicht allzu starken Verformungen kann das Oberflächendekor (Folie, Vlies etc.) auch gleich während der thermoplastischen Verformung mitaufdoubliert und verklebt werden, wobei man die guten Klebeigenschaften der Matrix während des Schmelz- und Schaumprozesses ausnutzt.
Je nach eingestellter Aktivierung der Kunststoffmatrix und dem Grad der Verformung, liegt die Presszeit zwischen 1 bis 3 Minuten.
Der verformte Träger ist durch die Temperaturbehandlung im Werkzeug nunmehr zu einem duroplastischen Werkstoff geworden, d.h. eine wiederholte thermoplastische Verformung ist nicht möglich.
Der verformte, leichte (0,250g/cm3) sehr stabile biegesteife Trägerwerkstoff zeichnet sich durch eine gute Luftdurchlässigkeit, hohe Luftschallabsorption und hohe Wärmestandfestigkeit aus.
Er kann auf konventionellem Wege mit allen üblichen Textilien und Vliesen - + Schaumstoffen zur besseren Luftschallabsorption -auf der Rückseite kaschiert werden.
Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE t Leichter, luftdurchlässiger, biegesteifer Trägerwerkstoff zur Produktion von großflächigen Formteilen - vorzugsweise Automobil-Dachhimmel und Verfahren zu seiner Herstellung, dadurch gekennzeichnet, daß ein lockeres Faservlies (Wirrvlies) unterschiedlichen Aufbaus wie Glas, Kohle, Kunststoffe oder Naturfaser mit einer speziellen Kunststoffmatrix partiell zwischen zwei abhäsiven Folien getränkt und gepresst wird (s. Skizze 1). Diese Tränkung wird so bemessen, daß das Faservlies nur benetzt wird und im übrigen seine lockere Struktur beibehält.

~2 Leichter, luftdurchlässiger, biegesteifer Trägerwerkstoff zur Produktion von großflächigen Formteilen - vorzugsweise Automobil-Dachhimmel und Verfahren zu seiner Herstellung, nach §1 dadurch gekennzeichnet, daß als Matrix eine Mischung aus Reaktionskunststoffen auf Basis niedermolekularer Glykole und/oder gesättigter Polyester und/oder Epoxidharzen und linearer bis teilverzweigter Isocyanate als Reaktionspartner, ggf. mit zugemischten anorganischen oder organischen Füllstoffen gemäß nachstehender Rezeptur verwendet wird.

R e z e p t u r 20 - 60 Gew.-Teile eines Diols mit einem MG (Molekulargewicht)von 60 - 1200, jedoch vorzugsweise im MG-Bereich von 100 - 400, und einen Anteil von 40-60% sekundärer OH-Gruppen 40 - 0 Gew.-Teile eines Füllstoffes auf anorganischer Basis wie CaCO3 Glimmer, Mg-Silikate, Al (OH3) o.ä. die auch als Flammschutzmittel wirken können und/oder eines Füllstoffes auf organischer Basis wie Baumwollmehl, gemahlene Kunststoffabfälle vorzugsweise aus Hart-PVC-Abfällen, PVC-Suspensions- oder Emulsionspulver o.ä.

10 - 0 Gew.-Teile eines Flammschutzmittels auf Basis organischer Phosphor-Säureverbindungen wie Trischlort thyl phosphat o0ä;.

0 - 1 Gew.-Teile eines Verdickungsmittels wie pyrogene Kieselsäure Chryostilasbest, Polyvinylalkohol o.ä.

0 - 5 Gew.-Teile einer Epoxidverbindung auf Basis Glycidiläther und/ oder Bisphenol A 0 - 1 Gew.-Teile eines Katalysators auf Basis bicyclischer Amidinverbindungen und/oder deren Salze 0 - 1 Gew.- Teile eines Katalysators auf Basis von Salzen aus Mono-und/oder Dicarbonsäuren wie Acetaten, Oxalaten, Propionaten mit Elementen vorzugsweise der 3. und 4. Periode aus der 1 und II Gruppe 20 - 60 Gew.-Teile eine 5 linearen und/oder teilverzweigten Polyisocyanates auf Basis 4,4 - Diphenylmethandiisocyant sowie auch Quasi-prepolymere aus 4,4-Dipheny!-methandiicocyanat und niedermolekularen Diolen und/oder Triolen Es lassen sich in gleicher Weise jedoch auch andere arcenatische oder aliphatische Diisocyante verwenden.

Durch die partielle Tränkung des Faservlieses auf einer kontinuierlich arbeitenden Anlage mit der vorbeschriebenen Matrix, erhält man nach kurzer Aushärtezeit ein stabilisiertes leichtes gut handhabbares Flächenelement, das nach einer Reifezeit von 24 Stunden bei Raumtemperatur für ca. 8 Wochen zur thermoreaktiven Verformung gebrnuchsfähig ist.

Es kann, als Platte oder Zuschnitt angeliefert, in geheizten Metall -werkzeugen (160 - 180° C) wie ein Thermoplast mit geringem Druck verformt werden. Während der thermoreaktiven Verformung von 1--5Min.

- je nach Einstellung der Aktivität = schäumt das Matrixmaterial leicht auf (1 : 2 bis 1 : 4 = 0,25 bis 0,5g/cm3 ) und stabilisiert das nunmehr verformte Vlies speziell an den Knotenpunkten der Einzelfasern (s. Skizze 2). Nach der thermoreaktiven Verformung verhält sich das Formteil wie ein Duroplast1 d.h: es ist bei gleicher Temperatur nicht wieder zu erweichen Leichter, luftdurchlässigere biegesteifer Trägerwerkstoff zur Produktion von grnssflächigen Formteilen - vorzugsweise Automobil-Dachhimmel und Verfahren zu seiner Herstellung, nach § 1, 2 dadurch gekennzeichnet, dass während der thermoreaktiven Verformung im Werkzeug ein entspr.

Dekormaterial wie Folie, Textil oder bedrucktes Vlies in einem Arbeitsgang mitverklebt werden kann. Durch das Schmelzen u. leichte Aufschäumen der Matrix wird eine gute Verklebung mit der Dekorrückseite erzielt (s. Skizze 3).

Leichter, luftdurchlässiger, biegesteifer Trägerwerkstoff zur Produktion von grossf läch ig en Formteilen - vorzugsweise Automobil-Dachhimmei und Verfahren zu seiner Herstellung, nach § 1, 2, 3 dadurch gekennzeichnet1 dass zur Befestigung des nach dem vorbeschriebenen Verfahren gefertigten Formteils (z.B. Pkw- Dachhimme 1) Befestigungselemente wie Klammern, Klipse, Schrauben etc. mit eingegossen werden können (s. Skizze 4).

/5 Leichter, luftdurchlässiger, biegesteifer Trägerwerkstoff zur Produktion von grnssflächigen Formteilen - vorzugsweise Automobil-Dachhimmel und Verfahren zu seiner Herstellung, nach § 1,2,3,4 dadurch gekennzeichnet, dass die Randzonen und vorgesehenen Stanzlöcher höher verdichtet (verpresst) werden als das übrige Formteil. Hierdurch wird erreicht, dass eine grössere Rondstabilitöt und ein sauberer Stanzschnitt erzielt werden (s. Skizze 5).

Leichter, luftdurchlässiger, biegesteifer Trägerwerkstoff zur Produkten von grossflächigen Formteilen - vorzugsweise Automobil- Dachh immal und Verfahren zu seiner Herstellung, nalch § 1,2,3,4,5 dadurch gekennzeichnet, dass auf die Rückseite ein luftschaliabsorbierender Schaum, Vlies oder Filzplatte aufdoubliert werden kann. Durch die luftdurchlässige Struktur des Trägerwerks toffes können diese Absorptionsstoffe ohne Dämpfung wirksam werden (s. Skizze 6).