DE60019503T2 - Blähbares Verstärkungsplattenmaterial für äussere Fahrzeugpanele - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft expandierbares Verstärkungsblattmaterial, insbesondere expandierbares Verstärkungsblattmaterial für Kraftfahrzeug-Außenbleche bzw. Außenpanele, welches Nitrilbutadienkautschuk-modifiziertes Epoxyharz, Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ, Wärmestabilisator, Expansionsmittel, Expansionsbeschleuniger, Haftung vorsehendes Mittel, Härtungsmittel vom Wärmeaktivierungstyp und Füllmaterial, welches durch Wärme und dessen Schwerkraft reduziert werden kann, umfasst. Das expandierbare Verstärkungsblattmaterial besitzt ein hervorragendes Haftvermögen am Außenblech des Kraftfahrzeugs, die gute Verarbeitbarkeit, die vibrationsdämpfende Fähigkeit können für das Aufbringen auf das Außenblech des Kraftfahrzeugs zweckmäßig sein. Das Außenblech des Kraftfahrzeugs, auf dessen Rückseite das Verstärkungsmaterial festgemacht wird, kann leichter und dünner werden.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Bei Kraftfahrzeugen war die Verwendung dünnerer Bleche zum Energiesparen notwendig. Dies führt zu einer verminderten Festigkeit, die eine ungenügende Oberflächenspannungssteifigkeit und ungenügendes Ganzkörperaussehen verursacht.
  • Um die Probleme zu lösen, wurden verschiedene Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Außenblechstruktur mit leichtem Gewicht vorgeschlagen. Zum Beispiel wurde in der offen gelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 1988-272 515 ein Verfahren vorgeschlagen, welches das Anbringen auf der Rückseite eines Verkleidungsblattmaterials mit einer dreischichtigen Struktur, bestehend aus einer ersten Schicht, die eine schäumbare Zusammenetzung ist, welche als eine wesentliche Komponente ein Vinylchloridharz, ein Plastifizierungsmittel, ein Expansionsmittel vom Hochtemperatur-Zer setzungs-Typ, ein Epoxyharz und ein Härtungsmittel vom Wärmeaktivierungstyp für Epoxyharz umfasst, einer zweiten Schicht, bei der es sich um ein Tuch handelt, und einer dritten Schicht, die ein Dünnmetallfilm ist, und das anschließende Erwärmen des erhaltenen Blechs umfasst, um das Blattmaterial zum Expandieren und Härten zu bringen.
  • In diesem Verfahren jedoch enthält die schäumbare Zusammensetzung ein Vinylchloridharz als ein thermoplastisches Harz und besitzt daher eine schlechte Adhäsion an einer öligen Oberfläche, und führt, wenn sie erwärmt wird zum Expandieren und Härten, zu einem Blatt mit schlechter Wärmebeständigkeit.
  • Damit ist das Verfahren auf Kraftfahrzeug-Außenbleche nach der galvanischen Aufbringung bzw. Elektroabscheidung anwendbar, aber nicht auf Kraftfahrzeug-Außenbleche vor der galvanischen Aufbringung anwendbar.
  • In der Automobilindustrie ist das Aufbringen von Verstärkungsblattmaterial auf Kraftfahrzeug-Außenblech vor der galvanischen Aufbringung für eine höhere Produktivität oder für die Verwendung eines derartigen Verstärkungsblattmaterials für so viele Anwendungen wie möglich stark erwünscht.
  • Insbesondere verwendet das Verstärkungsmaterial für das Blech bzw. Panel und das Türschutzschwellenteil von Kraftfahrzeugen einen nichtrostenden Stahl oder ein Fiberglas als Beschränkungsschicht und ein nicht expandierbares Pad bzw. Polster wird mit der Rückseite der Beschränkungsschicht mit einer Dicke von 1,5 ~ 2,5 mm verbunden. Und schließlich wird das Pad vom nichtexpandierbaren Typ mit Trennpapier bedeckt, um das nichtexpandierbare Pad zu schützen.
  • Das bedeutet, da das Seitenteil und das Türschutzschwellenteil des Kraftfahrzeugs eine gekrümmte Gestalt aufweisen, dass das expandierbare Pad als Verstärkungsblattmaterial des gekrümmten Teils des Kraftfahrzeugs verwendet wird. Danach wird das Verstärkungsblattmaterial für das Seitenteil und das Türschutzschwellenteil teilweise nach der galvanischen Aufbringung abgetrennt. Und es wird Wasser oder eine Fremdsub stanz in den Zwischenraum zwischen dem Seitenteil und dem Verstärkungsblatt eingeführt, was das Blech des Kraftfahrzeugs rostig werden lässt.
  • Andererseits wird zur Lösung des Problems die Glaswolle als Beschränkungsschicht verwendet, und auch die Glaswolle kann keine ausreichende Lösung bringen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines expandierbaren Verstärkungsblattmaterials für das gekrümmte Außenblech eines Kraftfahrzeugs, welches einen Nitrilbutadienkautschuk, der als Basismaterial verwendet wird, und Polyvinylchlorid umfasst und welches eine ausgezeichnete Haftung an das Außenblech des Kraftfahrzeugs, eine gute Verarbeitbarkeit und Vibrationsdämpfungsvermögen besitzt.
  • Das andere Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verstärkungsblatts, welches das oben beschriebene Verstärkungsblattmaterial umfasst, das leicht und dicker geworden ist.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst zur Erreichung des oben genannten Ziels ein expandierbares Verstärkungsblattmaterial für Kraftfahrzeug-Außenbleche, welches Nitrilbutadienkautschuk (NBR)-modifiziertes Epoxyharz, Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ, Kalium-Zink-Thermostabilisator, Calciumcarbonat, Polyvinylchlorid, Ruß, Azodicarbonamide-Expansionsmittel, Expansionsbeschleuniger, Haftung vorsehendes Mittel und Dicyandiamid umfasst. Dieses Verstärkungsblattmaterial weist ein hohes Expansionsverhältnis auf und das Außenblech eines Kraftfahrzeugs, auf welches das Verstärkungsblattmaterial aufgebracht wird, wird leichter und dünner.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Das oben genannte Ziel und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlicher, in welchen:
  • die 1 eine Schnittansicht des Verstärkungsblatts ist, welches ein expandierbares Verstärkungsblattmaterial, eine Beschränkungsschicht zur Beschränkung des Verstärkungsblattmaterials und ein Trennpapier zur Bedeckung des Verstärkungsblattmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
  • Das expandierbare Verstärkungsblattmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst 10 ~ 14 Gew.-% Nitrilbutadienkautschuk (NBR)-modifiziertes Epoxyharz alleine oder Nitrilbutadienkautschuk (NBR)-modifiziertes Epoxyharz, gemischt mit einem anderen modifizierten Epoxyharz, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Carboxyl-terminiertem Butadienacrylnitrilpolymer (CTBN), Amin-terminiertem Butadienacrylnitrilpolymer (ATBN) und Methacrylatvinyl-terminiertem Butadienacrylnitrilpolymer (VTBN), 5 20 Gew.-% Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ, 0,3 ~ 4 Gew.-% Kalium-Zink-Thermostabilisator, 17 ~ 30 Gew.-% Calciumcarbonat, 10 ~ 20 Gew.-% Polyvinylchlorid, 1 ~ 2 Gew.-% Ruß, 3 ~ 5 Gew.-% Azodicarbonamide-Expansionsmittel, 0,3 ~ 2 Gew.-% Expansionsbeschleuniger und 4 ~ 7 Gew.-% Haftung vorsehendes Mittel, 0,1 ~ 2 Gew.-% Dicyandiamid.
  • Das expandierbare Vestärkungsblattmaterial, welches die oben genannten Materialien umfasst, weist eine hervorragende Haftung an dem öligen Stahlblech eines Kraftfahrzeugs auf. Das Verstärkungsblattmaterial wird durch Wärme expandiert und gehärtet und haftet fest an der Oberfläche des öligen Blechs an. Ferner wird das Verstärkungsblattmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung in etwa 100 % oder mehr seines Ursprungsvolumens expandiert und besitzt ein hervorragendes Verstärkungsvermögen und Vibrationsdämpfungsvermögen.
  • Das expandierbare Verstärkungsblattmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst NBR-modifiziertes Epoxyharz, Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ, Thermostabilisator, Füllmaterial mit Calciumcarbonat, Polyvinylchlorid, Ruß, Expansionsmittel, Expansionsbeschleuniger, Haftung vorsehendes Mittel und Härtungsmittel vom eingeschlossenen Typ.
  • 10 ~ 14 Gew.-% des NBR-modifizierten Epoxyharzes allein oder Nitrilbutadienkautschuk (NBR)-modifiziertes Epoxyharz, vermischt mit einem anderen modifizierten Epoxyharz, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Carboxyl-terminiertem Butadienacrylnitrilpolymer (CTBN), Amin-terminiertem Butadienacrylnitrilpolymer (ATBN) und Methacrylatvinyl-terminiertem Butadienacrylnitrilpolymer (VTBN) und 5 ~ 20 Gew.-% Epoxyharz vom Bisphenol-A-Typ werden verwendet, um die Adhäsionsfestigkeit und das Schlagbeständigkeitsvermögen vorzusehen. Dann ist es, wenn die Menge des verwendeten NBR-modifizierten Epoxyharzes außerhalb des oben genannten Bereichs liegt, nicht bevorzugt, weil es Probleme bei der Abtrennung des Verstärkungsblatts und dem Schlagbeständigkeitsvermögen gibt.
  • Und wenn das Epoxy vom Bisphenol-A-Typ weniger als 5 Gew.-% beträgt, wird das Adhäsionsvermögen des Verstärkungsblattmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung gering. Wenn dagegen die Menge des Epoxyharzes vom Bisphenol-A-Typ mehr als 20 Gew.-% beträgt, nimmt die Adhäsionsfestigkeit zu, was zu Problemen bei der Abtrennung und Rissbildung in dem Verstärkungsblattmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung führt.
  • Der Kalium-Zink-Thermostabilisator wird zur Erhöhung der Thermostabilität verwendet. Dann wird, wenn die Menge des Kalium-Zink-Thermostabilisators weniger als 0,3 Gew.-% beträgt, das Wärmebeständigkeitsvermögen verringert. Dagegen, wenn die Menge des Kalium-Zink-Thermostabilisators mehr als 4 Gew.-% beträgt, werden das Adhäsionsvermögen und die Lagerstabilität verringert.
  • Das Calciumcarbonat wird als Füllmaterial verwendet, das dem Verstärkungsblatts gemäß der vorliegenden Erfindung Volumen verleiht. Dann ist es, wenn die Menge des Calciumcarbonats außerhalb des obigen Bereichs liegts, schwierig, dass das Volumen des Verstärkungsblatts beibehalten wird, und die Verarbeitbarkeit und das Adhäsionsvermögen nehmen ab.
  • Das Polyvinylchlorid wird verwendet, um dem Verstärkungsblattmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung Expansionsvermögen zu verleihen. Dann nimmt, wenn die Menge des Polyvinylchlorids weniger als 10 Gew.-% beträgt, das Wärmebeständigkeitsvermö gen ab. Dagegen nehmen, wenn die Menge des Polyvinylchlorids mehr als 20 Gew.-% beträgt, das Expansionsvermögen und die Haftfestigkeit zu, doch die Wärmebeständigkeit nimmt ab und die Alterung wird unterstützt.
  • Der Ruß wird für den Erhalt von Färbung und Steifigkeit verwendet. Dann nimmt, wenn die Menge des Rußes außerhalb des oben genannten Bereichs liegt, die Steifigkeit ab oder wird überschritten.
  • Das Azodicarbonamide-Expansionsmittel wird verwendet, um dem Verstärkungsblatt gemäß der vorliegenden Erfindung Expansionsvermögen zu verleihen. Dann gibt es, wenn das Azodicarbonamide-Expansionsmittel weniger als 0,3 Gew.-% ausmacht, das Problem, dass das Verstärkungsblattmaterial nicht expandiert wird, weil die Zersetzungstemperatur des Expansionsmittels nicht verringert wird. Dagegen beschränkt, wenn die Menge des Azodicarbonamide-Expansionsmittels mehr als 2 Gew.-% beträgt, der restliche Reaktant die Expansionsrate und die Expansionsform des Verstärkungsblattmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Der Expansionsbeschleuniger wird selektiv zwischen ZnO und Zn-St verwendet.
  • Die Expansionsrate des Verstärkungsblattmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt 150 ~ 200 % seines ursprünglichen Volumens.
  • 4 ~ 7 Gew.-% des Haftmittels werden verwendet, um dem Verstärkungsblatt Haftvermögen und Verarbeitbarkeit zu verleihen. Dann nimmt, wenn die Menge des Adhäsionsmittels weniger als 4 Gew.-% beträgt, die Verarbeitbarkeit ab. Dagegen werden, wenn die Menge des Adhäsionsmittels 7 Gew.-% übersteigt, die Verarbeitbarkeit und das Anfangsadhäsionsvermögen niedrig.
  • Das Haftmittel kann durch Kneten von monomerem Interpolymerisationsharz (K-Wert 50 oder um diesen Wert herum), von Interpolyerisationsharz (PVC) von 50 ~ 100 μm Korngröße und von DOP (Dioctylphthalat) und DOA (Dioctyladipat), welche das gemischte Plastifizierungsmittel sind, mit Hilfe eines bekannten Kneters, wie eines Planetenmischers, Kneters, einer Walze oder dergleichen hergestellt werden.
  • Die vorliegende Erfindung kann 0,1 ~ 2 Gew.-% Dicyandiamid als Härtungsmittel verwenden, um die unverzügliche Abnahme des Penetrationsgrades bei Lagerung des Verstärkungsblattmaterials bei Raumtemperatur zu verhindern. Dann erfolgt, wenn die Menge des Dicyandiamids weniger als 0,1 Gew.-% beträgt, der Härtungsvorgang nicht vollständig und die Härte und die Adhäsionsfestigkeit werden gering. Dagegen wenn die Menge des Dicandiamids 2 Gew.-% überschreitet, nehmen das Trennvermögen der Adhäsionsoberfläche und das Eindringvermögen der Lagerstabilität ab.
  • Das Verstärkungsblattmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch das folgende Verfahren hergestellt.
  • Die 1 zeigt den Teilquerschnitt der Verstärkungsblattanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein expandierbares Verstärkungsblatt 2 wird aus der expandierbaren Harzzusammensetzung gebildet, die durch die oben beschriebene Zusammensetzung hergestellt wird, welche durch eine Extrudiermaschine extrudiert wird und zwischen zwei Walzen hindurchgeführt wird, um eine bestimmte Dicke zu erhalten.
  • Eine Beschränkungsschicht 1 wird auf der einen Oberfläche des expandierbaren Blatts 2 festgemacht und ein Trennpapier 3 wird auf der anderen Oberfläche des expandierbaren Blatts 2 befestigt. Die Blattanordnung wird kontinuierlich hergestellt und durch eine Schneideeinrichtung auf eine geeignete Größe zurechtgeschnitten, um die richtige an das gekrümmte Außenblech des Kraftfahrzeugs angepasste Größe zu bekommen.
  • Das expandierbare Blatt 2 wird durch Erwärmen bei einer Temperatur von 150 ~ 190°C während 15 ~ 40 Minuten expandiert, was die Bedingung der galvanischen Aufbringung der Kraftfahrzeugmontierstraße ist, und kann ein ausgezeichnetes Haftvermögen an dem gekrümmten Außenblech des Kraftfahrzeugs aufweisen.
  • Daher wird das expandierbare Verstärkungsblattmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung geeigneter Weise für die Verstärkung eines Metallblechs vor der galvanischen Aufbringung im Besonderen verwendet.
  • Im Folgenden wird das expandierbare Verstärkungsblattmaterial ausführlicher durch die Beispiele beschrieben.
  • PRAKTISCHES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
  • Das Praxisbeispiel des expandierbaren Blattmaterials, welches die Zusammensetzung und die in Tabelle 1 aufgeführte Menge umfasst, wird hergestellt.
  • NBR-modifiziertes Epoxyharz, Epoxyharz vom Bisphenol A-Typ, Thermostabilisator, Polyvinylchlorid, Ruß, Expansionsmittel und Expansionsbeschleuniger werden in den Kneter eingeführt.
  • Als Nächstes wird das Haftmittel durch Schmelzen des monomeren Interpolymerisationsharzes von Vinylacetat und Vinylchlorid in das gemischte Plastifizierungsmittel hergestellt. Und eine verstärkende Zusammensetzung wird durch zusätzliche Zugabe in das oben hergestellte Haftmittel in dem Kneter hergestellt und Dicyandiamid wird zugegeben und durch den Kneter oder Hochgeschwindigkeitsmischer gemischt.
  • Die verstärkende Zusammensetzung wird durch die Extrusionsmaschine extrudiert und das Verstärkungsblatt gemäß der vorliegenden Erfindung wird hergestellt. Dann wird die Glasfaser auf der einen Oberfläche des expandierbaren Blatts 2 festgemacht und das Trennpapier wird auf der anderen Oberfläche des expandierbaren Blatts 2 befestigt.
  • TESTBEISPIEL
  • Das Testbeispiel des expandierbaren Blatts 2 wird unter Anwendung des oben beschriebenen Praxisbeispiels hergestellt.
  • Bei einer Temperatur von 20°C wird die Beschränkungsschicht 1, welche nichtrostenden Stahl oder Glaswolle umfasst, auf der einen Oberfläche des expandierbaren Blatts 2 festgemacht, dessen Farbe graue Farbe oder Schwarz ist, und das Trennpapier 3 wird auf der anderen Oberfläche des Verstärkungsmaterials 2 befestigt. Als eine Folge davon wird das Verstärkungsblatt für Kraftfahrzeug-Außenbleche gemäß der vorliegenden Erfindung hergstellt.
  • Als Nächstes wird das Trennpapier entfernt, und die Oberfläche des expandierbaren Blatts 2 wird auf der Rückseite des Außenblechs des Kraftfahrzeugs festgemacht. Das auf der Rückseite des Außenblechs des Kraftfahrzeugs festgemachte expandierbare Blatt 2 wird bei einer Temperatur von 170°C 30 Minuten lang erwärmt. Dann wird das expandierbare Material 2 auf natürliche Weise expandiert, verhaftet und schließlich gehärtet.
  • Hiermit wird der Test für das Expansionsverhältnis durch das Verfahren gemäß dem KS M 2095 10-Artikel durchgeführt.
  • TABELLE 1
    Figure 00090001
  • Wie anhand von Tabelle 1 deutlich wird, besitzen die Verstärkungsblattmaterialien für Kraftfahrzeug-Außenbleche gemäß der vorliegenden Erfindung ein ausgezeichnetes Haftvermögen. Und Außenbleche für Kraftfahrzeuge mit dem Verstärkungsblatt werden leichter und dünner.

Claims (2)

  1. Expandierbares Verstärkungsblattmaterial, umfassend: 10–14 Gew.-% Nitrilbutadienkautschuk (NBR)-modifiziertes Epoxyharz alleine oder Nitrilbutadienkautschuk (NBR)-modifiziertes Epoxyharz gemischt mit einem anderen modifizierten Epoxyharz, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Carboxyl-terminiertem Butadienacrylnitrilpolymer (CTBM), Amin-terminiertem Butadienacrylnitrilpolymer (ATBN) und Methacrylatvinyl-terminiertem Butadienacrylnitrilpolymer (VTBN), 5–20 Gew.-% Epoxyharz vom Bisphenol A-Typ, 0,3–4 Gew.-% Kalium-Zink-Thermostabilisator, 17–30 Gew.-% Calciumcarbonat, 10–20 Gew.-% Polyvinylchlorid, 1–2 Gew.-% Ruß, 3–5 Gew.-% Azodicarbonamide-Expansionsmittel, 0,3–2 Gew.-% Expansionsbeschleuniger, 4–7 Gew.-% Haftung vorsehendes Mittel, und 0,1–2 Gew.-% Dicyandiamid.
  2. Expandierbares Verstärkungsblatt, umfassend das Verstärkungsblattmaterial hergestellt nach Anspruch 1, einen zurückgehaltenen Bestandteil, gewählt zwischen einem nichtrostenden Stahl und Glaswolle, festgemacht auf einer Oberfläche des Verstärkungsblattmaterials, und ein Trennpapier, das auf der anderen Oberfläche des Verstärkungsblattmaterials befestigt ist.
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