DE60202349T2

DE60202349T2 - Bautechnischer schmelzkleber und entsprechende verfahren

Info

Publication number: DE60202349T2
Application number: DE2002602349
Authority: DE
Inventors: J. Michael CZAPLICKI; J. David KOSAL; Jeanne Antrim
Original assignee: L & L Products Inc Romeo; L&L Products Inc
Current assignee: L & L Products Inc Romeo; L&L Products Inc
Priority date: 2001-09-07
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2022-09-06
Also published as: JP2005508403A; MXPA03003579A; EP1334161B1; US20030069335A1; US6887914B2; EP1334161A1; WO2003022953A8; DE60202349D1; ES2230522T3; AU2002332839A1; WO2003022953A1; CA2427866A1; ATE285458T1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen epoxybasierte Strukturmaterialien, die zur Verstärkung von strukturellen Bauteilen, insbesondere Verbindungen, Flanschen und anderer Bereiche von Beförderungsfahrzeugen oder anderer Güter, die von einer verbesserten strukturellen Festigkeit und einer Verstärkung profitieren könnten. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein extrudiertes oder spritzgussgeformtes, nicht anfangshaftendes ("non-tacky"), epoxybasiertes Strukturmaterial, das verbesserte mechanische Eigenschaften (z. B. ein verbessertes Kantenscher- und ein verbessertes Winkelschälverhalten ("T-Peel performance") verglichen mit Produkten und Verfahren, die im Stand der Technik vorliegen) zeigt, das in eine beliebige geeignete Verbindung, Flansch oder andere anvisierte Abschnitte des Fahrzeugs getropft oder auf andere weise angebracht werden kann, um eine strukturelle Festigkeit und Unversehrtheit der ausgewählten Verbindung oder dem Abschnitt des Fahrzeugs zu verleihen. Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren oder einen Prozess, bei dem Wärme, die von einem E-Coat-Prozess, Farböfen oder anderen Wärmeenergiequellen herrührt, die in einem Automobilfertigungswerk vorgefunden werden, es dem Material erlaubt, an mindestens einem Abschnitt eines ausgewählten Substrats zum Aushärten am Ort anzuhaften, um eine strukturelle Festigkeit nach dem Härten zu verleihen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Herkömmliche Heißschmelzmaterialien, die im Stand der Technik zur Verstärkung struktureller Bauteile verwendet werden, wie etwa Bördelrandverbindungen, weisen verschiedene Beschränkungen auf. Allgemein gesprochen benötigen die Materialien gemäß dem Stand der Technik eine Haftverstärkung, mechanische Befestigungen und/oder ein unter Druck setzen zur Anordnung am gewünschten Ort. Diese Verfahren gemäß dem Stand der Technik können auch ein Fließen durch ein erneutes Schmelzen bei einer Wärmeexposition einleiten, entweder unerwartet oder unabsichtlich, dadurch ihre Fähigkeit zum Bereitstellen struktureller Verstärkungen reduzieren und, noch wichtiger, den Korrosionsschutz für die strukturellen Bauteile an dem gewünschten Ort zu einer gewünschten Zeit und an einer gewünschten Stelle während des Herstellungsprozesses reduzieren. Zusätzlich kann die Standardanwendung herkömmlicher Heißschmelzmaterialien unbeschichtete Abschnitte des Strukturbauteils einer Korrosion aussetzen und deren strukturelle Unversehrtheit reduzieren. Beispielsweise benötigt die Standardanwendung im Allgemeinen, dass das herkömmliche Heißschmelzmaterial in den Radius der äußeren Platte einer Bördelrandverbindung dispensiert wird. Danach wird die innere Platte der Bördelrandverbindung eingebracht oder auf andere Weise in Kontakt mit dem Bereich der äußeren Platte angeordnet. Die zwei Platten werden dann zusammengebördelt und laufen durch einen Gelofen, um teilweise die herkömmlichen Heißschmelzmaterialien auszuheizen, so dass sie nicht während der Säuberungs- und Elektroabscheidungsbeschichtungsprozesse (E-Coat) abgewaschen werden. Diese Verfahren und das herkömmliche Heißschmelzmaterial, das im Stand der Technik vorliegt, wird mindestens teilweise ausgehärtet, während es den Elektroabscheidungsbeschichtungsprozess und die Farböfen, die typischerweise in der Herstellungsumgebung angetroffen werden, durchläuft. Allgemein gesprochen enthalten die momentanen Materialien, Verfahren und Prozesse, die im Stand der Technik vorgefunden werden, die Verwendung eines Bördelrandadhäsivs (d. h. das Material, das aus dem ausgewählten Flansch ausgequetscht oder auf andere Weise hinausgetrieben wird) und eines Wachsstabmaterials, das innerhalb vorgesehen wird oder welches das Innere des ausgewählten Flansches bedeckt.
Diese Materialien und Prozesse gemäß dem Stand der Technik jedoch weisen eine Anzahl von Nachteilen und Mängeln auf, die letztendlich ihre Effizienz und Leistung in einem Herstellungswerk mindern können. Beispielsweise können während der Standardanwendung vor dem Elektroabscheidungsbeschichtungsprozess Metallspäne, Öl oder andere Arten von Verunreinigungen in der Bördelrandverbindung oder in einem anderen Abschnitt eines Beförderungsfahrzeugs oder einer Verbindung, die für eine Verstärkung vorgesehen sind, gefangen sein, was bewirken kann, dass die Elektroabscheidungsbeschichtung an der Metalloberfläche der Bördel randverbindung nicht sehr gut anhaftet, wodurch eine Stelle für einen Korrosionsbeginn geschaffen wird. Darüber hinaus kann der Bördelprozess, der im Stand der Technik vorliegt, dazu dienen, das Fließen oder das Anordnen des ausgewählten Materials (einschließlich des E-Coats) innerhalb der Verbindung oder des Flansches verhindern, da die jetzt gebördelte Scheibe als eine Barriere für ein einwandfreies Fließen des Materials fungieren kann und dadurch mit der Zeit zu einer Korrosion führen kann. Korrosion kann auch auftreten, wenn zu viel des Standardheißschmelzmaterials in die äußere Scheibe der Bördelrandverbindung dispensiert wird. Das überschüssige Standardheißschmelzmaterial wird während des Bördelprozesses ausgetrieben und kann auf die Bördelflanschplatten fließen und dazu führen, dass unerwünschte Bördelflanschadhäsiv- und Wachsstabmaterialien in dem Flansch und auf umgebende Gebiete abgeschieden werden, was ein Schmelzen und eine Versiegelung verhindern und zu einer Korrosion während die Lebenszeit des Fahrzeugs führen kann. Dieses überschüssige Standardheißschmelzmaterial ist schwierig zu entfernen und verursacht dadurch, dass im Herstellungswerk Wartungsprobleme auftreten. Es kann des weiteren zu einem unzureichenden Anhaften zwischen der Elektroabscheidungsbeschichtung und den Bördelrandplatten kommen und dadurch Stellen für einen Korrosionsbeginn geschaffen werden. Demgemäß kann sowohl ein Übermaß als auch ein Mangel an einer einwandfreien Anbringung von ausreichenden Mengen Heißschmelzmaterials innerhalb der ausgewählten Verbindung mit dem E-Coat-Prozess wechselwirken und zu einer Entwicklung von Korrosionsgebieten innerhalb des Fahrzeugs mit der Zeit führen. Eine andere Beschränkung der im Stand der Technik vorliegenden Techniken liegt darin, dass die Menge an herkömmlichem Heißschmelzmaterial, die in die äußere Platte der Bördelrandverbindung dispensiert wird, uneinheitlich und nicht gleichförmig sein kann. Wie oben diskutiert, kann, wenn dort zu viel herkömmliches Heißschmelzmaterial dispensiert wird, Korrosion als Ergebnis einer schlechten E-Coat-Abscheidung auftreten. In ähnlicher Weise ist, wenn eine ungenügende Menge herkömmlichen Heißschmelzmaterials in einen Flansch oder in einer Verbindung dispensiert wird, ebenfalls wahrscheinlich, dass Korrosion auftritt, da sich während der E-Coat-Abscheidung ein Spalt oder Spalte dispensierten Materials entwickeln können, was zu unbeschichtetem Metall in dem Bördelrand führt.
Demgemäß überwindet die vorliegende Anmeldung die Beeinträchtigungen und Nachteile, die im Stand der Technik bei Materialien und Prozessen vorliegen, indem ein Strukturheißschmelzmaterial in einem einzelnen Produkt zur Verfügung gestellt wird, das die Ansprüche bei Industrie- und Herstellungsvorgängen für ein Strukturmaterial zufrieden stellt, das direkt an einer bestimmten Anwendung ohne mechanische Befestigungen/ oder unter Druck setzen angewendet werden kann, um ein gewähltes Strukturbauteil, Verbindung oder Flansch zu verstärken. Es existiert auch ein Bedarf nach einem verbessertem Strukturmaterial, das bessere mechanische Leistungen zur Verfügung stellt und eine Thermoset-Heißschmelze ist, die nicht bei Wiedererwärmen fließt. Zusätzlich existiert ein Bedarf nach einem verbessertem Strukturmaterial, das bei Abschnitten eines Land-, See- oder Luftfahrzeugs eingebracht, angewendet oder auf andere Weise in Kontakt gebracht werden kann, derart, dass Korrosion verhindert wird. Durch Bereitstellen eines Strukturmaterials mit besseren mechanischen Eigenschaften und wün schenswerten Prozesseigenschaften, geht die vorliegende Erfindung die Mängel an, die im Stand der Technik vorliegen, und überwindet diese.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anwendung für strukturelle Verstärkungen von Verbindungen wie etwa Bördelrandverbindungen, Heckklappen, Hebetüren, Hecktüren und anderer Eingangs- und Ausgangsmittel oder -gebiete, die in Automobilfahrzeugen verwendet werden, die verbesserte mechanische Eigenschaften aufweisen und bei ausgewählten und vorgesehenen Abschnitten eines Beförderungs-, Luft- oder Seefahrzeugs ohne Befestigungsmittel oder unter Druck setzen angewendet werden können. In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung einen Prozess zur Strukturverstärkung zur Verfügung, der, in Gewichtsanteilen, weniger als zwanzig Prozent (< 20 %) Ethylencopolymer, weniger als fünfundvierzig Prozent (< 45 %) epoxybasiertes Harz (wie etwa ein Epoxy-/CTBN-Addukt), weniger als zwei Prozent (< 2 %) Blähmittel und zwischen einem Prozent (1 %) und fünf Prozent (5 %) eines Aushärtmittels verwendet. Das Material kann wahlweise auch einige der folgenden Komponenten umfassen: weniger als zwei Prozent (< 2 %) Aushärtmittelbeschleuniger oder einen Initiator, zwischen fünfundzwanzig Prozent (25 %) und fünfundfünfzig Prozent (55 %) Füllmittel und weniger als ein Prozent (< 1 %) eines Färbemittels.
In einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bilden eines Materials für Strukturverstärkungen zur Verfügung, das eine Kombination, in Gewichtsanteilen, von weniger als zwanzig Prozent (< 20 %) Ethylencopolymer, weniger als dreißig Prozent (< 30 %) epoxybasiertes Harz, weniger als zwei Prozent (< 2 %) Blähmittel und zwischen einem Prozent (1 %) und fünf Prozent (5 %) Aushärtmittel (und wahlweise einige der folgenden Komponenten: weniger als zwei Prozent (< 2 %) Aushärtmittelbeschleuniger, zwischen fünfundzwanzig Prozent (25 %) und fünfundfünfzig Prozent (55 %) Füllmittel und weniger als ein Prozent (< 1 %) eines Farbmittels.
In einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verstärken von Strukturbauteilen zur Verfügung, insbesondere von Verbindungen wie etwa einer Bördelrandverbindung in einem Automobilfahrzeug, das in einer bevorzugten Ausführungsform dazu dienen kann, den Schritt des Vorbördelns der ausgewählten Platten während des Herstellungsprozesses zu reduzieren und/oder zu beseitigen. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Strukturbauteils mit zwei Substraten, zwischen welchen ein mit einer Verbindung zu versehender Abstand vorliegt; Anordnen eines Strukturmaterials, das, in Gewichtsanteilen, weniger als zwanzig Prozent (< 20 %) Ethylencopolymer, weniger als dreißig Prozent (< 30 %) epoxybasiertes Harz, weniger als zwei Prozent (< 2 %) Blähmittel und zwischen einem Prozent (1 %) und fünf Prozent (5 %) Aushärtmittel, (und das wahlweise eine der folgenden Komponenten umfasst: weniger als zwei Prozent (< 2 %) Aushärtmittelbeschleuniger, zwischen fünfundzwanzig Prozent (25 %) und fünfundfünfzig Prozent (55 %) Füllmittel und weniger als ein Prozent (< 1 %) eines Färbemittels) in der Nähe des mit einer Verbindung zu versehenden oder einer auf andere Weise für eine Anwendung vorbereiteten Abstands umfasst; Aussetzen des Strukturmaterials einer Wärme oder einer anderen Ener giequelle, die ein Fließen des Strukturmaterials bewirkt, und in das definierte, zu verbindende Gebiet oder Raum fließt und aushärtet und dadurch nach dem Aushärten eine strukturelle Unversehrtheit und Festigkeit für das ausgewählte Gebiet oder Raum des Land-, See- oder Luftfahrzeugs zur Verfügung stellt. Das offenbarte Verfahren der vorliegenden Erfindung stellt eine verbesserte Anordnung oder Anbringung von Heißschmelzmaterial für den ausgewählten Flansch oder die ausgewählte Verbindung eines Automobilfahrzeugs zur Verfügung, wobei das Material auf eine gleichförmige Weise verteilt wird und in Verbindung mit dem E-Coat-Prozess zur Verhinderung von Korrosion zusammenarbeitet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Strukturbauteil mit zwei Bauteilen, die einen mit einer Verbindung zu versehenden Abstand (z. B. eine Bördelrandverbindung eines Automobils) bilden.
2 zeigt das in 1 veranschaulichte Strukturbauteil, wobei das Material der vorliegenden Erfindung in der Nähe des mit einer Verbindung zu versehenden Abstands angeordnet ist.
3 zeigt das in 2 gezeigte Strukturbauteil, nachdem das Material der vorliegenden Erfindung einer Wärmequelle ausgesetzt wurde und in den zu verbindenden Abstand geflossen ist und ihn ausfüllt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Alle hierin verwendeten Konzentrationen sollen in Gewichtsprozenten ausgedrückt sein, soweit nicht anders spezifiziert.
Das Material
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das in der vorliegenden Erfindung verwendete Material weniger als zwanzig Prozent (< 20 %) Ethylencopolymer einschließlich, ohne begrenzend zu wirken, Ethylenvinylacetatcopolymer (EVA-Copolymer), Ethylenvinylacrylat, Ethylenmethylacrylatcopolymer (EMA-Copolymer), Ethylenbutylacrylatcopolymer (EBA-Copolymer), EMA/GMA, Ethylen/α-Olefin und Ethylenethylacrylat (EEA). Es ist weiterhin bevorzugt, aber nicht notwendig, dass das Ethylencopolymer in einem festen oder halbfesten Zustand ist. Das Material der vorliegenden Erfindung kann auch weniger als vierzig Prozent (< 40 %) Epoxy umfassen, vorzugsweise im festen Zustand, wie etwa Bisphenol A, Bisphenol F, Novolac, modifiziertes Urethan oder ähnliches, einschließlich einem Addukt eines derartigen Epoxys, wie etwa ein Gummiaddukt. Weiterhin umfasst das in der vorliegenden Erfindung offenbarte Material weniger als fünfundvierzig Prozent (< 45 %) eines epoxybasierten Harzes, vorzugsweise ungefähr zwei Drittel in einem festen Zustand und der Rest in einem flüssigem Zustand oder eine beliebige Kombination daraus. Obwohl es bevorzugt ist, dass das feste epoxybasierte Harz ein Bisphenol-A-Epoxyharz oder ein Addukt daraus wie etwa ein Gummiaddukt ist, kann es auch so gewählt werden, dass es ein Bisphenol-F-Harz oder ähnliches ist, während das flüssige epoxybasierte Harz ein Epoxyphenol-Novolac-Harz umfasst, ein Epoxycurosol-Novalac-Harz oder ähnliches umfasst. Ein weiteres Material umfasst auch weniger als zwei Prozent (< 2 %) eines Blähmittels, vorzugsweise Azodiacarbonamid, p,p-Oxybisbenzensulfonylhydrazid, p-Toluensulfonylhydrazid und die Verwendung von Expancel, wie es vollständiger in der gemeinsam übertragenen U.S.-Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/847,252 für ein zweikomponentiges (Epoxy/Amin) Strukturschaumanordnungsmaterial beschrieben ist, die im 2. Mai 2001 eingereicht wurde, in der vorläufigen U.S.-Patenanmeldung mit der Seriennummer 60/324,495 zur Schaffung eines epoxybasierten Schaumanordnungsmaterials unter Verwendung gekapselter Metallcarbonate, die am 24. September 2001 eingereicht wurde und in der vorläufigen U.S.-Patentanmeldung mit der Seriennummer 60/324,486 für homopolymerisiertes epoxybasiertes Schaumanordnungsmaterial, die am 24. September 2001 eingereicht wurde, wobei alle hiermit ausdrücklich durch Bezugnahme eingefügt werden. Schließlich umfasst das Material zwischen einem Prozent (1 %) und fünf Prozent (5 %) Aushärtmittel wie etwa Dicyanamid, Imidazol oder ähnliches. Das Material kann wahlweise einen Aushärtmittelbeschleuniger wie einen modifizierten Harnstoff umfassen. Weiterhin kann das Material wahlweise zusätzliche Komponenten wie etwa Füllmittel und Färbemittel umfassen. Es ist bevorzugt, dass die Füllmittelkomponente des Materials zwischen fünfundzwanzig Prozent (25 %) und fünfundfünfzig Prozent (55 %) beträgt und ein beliebiger verwendeter Färbestoff weniger als ein Prozent (< 1 %) aufweist. Geeignete Füllmittel umfassen, ohne begrenzend zu sein, Kalziumcarbonat, Mica, Montmorillinit und andere, wie in dem gemeinsam übertragenen U.S.-Patent Nummer 5,648,401 beschrieben, das hiermit durch Bezug eingefügt ist. In dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auch ein thixotropes Füllmittel verwendet werden, um die Verarbeitungs-, Fließ- und/oder Steuereigenschaften des Materials zu verbessern. Beispiele eines derartigen thixotropen Füllmittels umfassen Aramidfaserstoff ("aramide pulp") (unter dem Handelsnamen Kevlar 1F543 vertrieben), Nanoclay (unter dem Handelsnamen Garamite 1958 vertrieben, Silica Fume, oder ähnliches). Ein beliebiges, im Stand der Technik offenbartes Färbemittel kann verwendet werden. Ein Beispiel eines derartigen Färbemittels ist Eisenoxid oder andere Metalloxide.
Es ist vorgesehen, dass das in der vorliegenden Erfindung verwendete Material eine Thermoset-Heißschmelze umfassen kann, die nicht bei Wiedererwärmung fließt. Das Material bietet auch eine verbesserte mechanische Leistung gegenüber herkömmlichen Heißschmelzmaterialien, einschließlich mindestens eines fünfzig Prozent (50 %) höheren Zuscher- und ein mindestens fünfzig Prozent (50 %) höheres Winkelschälverhalten.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform und Formulierung umfasst das üblicherweise in der vorliegenden Erfindung vorhandene Material die folgenden Komponenten:
Das Verfahren
In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung werden die obig erläuterten Komponenten (z. B., in Gewichtsprozent, weniger als zwanzig Prozent (< 20 %) Ethylencopolymer, weniger als vierzig Prozent (< 40 %) Epoxy, weniger als drei ßig Prozent (< 30 %) epoxybasiertes Harz, weniger als zwei Prozent (< 2 %) Blähmittel und zwischen einem Prozent (1 %) und fünf Prozent (5 %) Aushärtmittel (und wahlweise füge man einige der folgenden Komponenten hinzu: weniger als zwei Prozent (< 2 %) Aushärtmittelbeschleuniger, zwischen fünfundzwanzig Prozent (25 %) und fünfundfünfzig Prozent (55 %) Füllmittel und weniger als ein Prozent (< 1 %) eines Färbemittels.)) zusammen kombiniert, um das Material der vorliegenden Erfindung zu bilden. Die Komponenten können entweder statisch oder dynamisch kombiniert (z. B. gemischt) werden unter Verwendung geeigneter Gerätschaften, Verfahren und Werkzeuge, die im Stand der Technik vorliegen, wie etwa ein Doppelschneckenextruder, Einzelschneckenextruder, Doppelarmmischer, Intensivmischer oder ähnlichem. Es ist vorgesehen, dass das neugebildete Material bei einer Mehrzahl von Temperaturen (d. h. mit oder ohne externe Wärme), die typischerweise in der Umgebung eines Automobilwerks an angetroffen werden, ausgehärtet werden kann.
Die Anwendung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Verstärken von Strukturbauteilen zur Verfügung, insbesondere von Verbindungen wie etwa einer Bördelrandverbindung in einem Automobil und anderer Verbindungen, Gelenke oder Abschnitte von Automobilfahrzeugen, die aufgrund Außenelementen der Korrosion unterliegen könnten, die das oben beschriebene Material verwenden oder aufgrund eines uneinheitlichen und nicht gleichförmigen Auftrags des Materials in der ausgewählten Verbindung oder in dem ausgewählten Gelenk, was das Funktionieren des E-Coat-Prozesses verhindern kann. Unter Bezugnahme auf 1 umfasst das Verfahren die Schritte des Bereitstellen eines Strukturbauteils 10 mit zwei Substraten 20, 30, zwischen welchen ein mit einer Verbindung zu versehender Abstand 40 vorliegt. Es ist vorgesehen, dass die Substrate 20, 30, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ein herkömmlicher Metallflansch oder -verbindung sein können, wie etwa ein Automobilbördelflansch oder andere Automobilverbindungen, oder die ausgewählten Substrate 20, 30 können aus einem nicht metallischem Komposit- oder Polymermaterial bestehen, die in der Automobilkonstruktion eingebaut sind, aber noch Formen der Korrosion und Abnützung empfänglich sind. Danach, und unter Bezugnahme auf 2, ist ein Material 50, das die oben diskutierten Komponenten (d. h., in Gewichtsteilen: weniger als zwanzig Prozent (< 20 %) Ethylencopolymer, weniger als vierzig Prozent (< 40 %) Epoxy, weniger als dreißig Prozent (< 30 %) epoxybasiertes Harz, weniger als zwei Prozent (< 2 %) Blähmittel und zwischen einem Prozent (1 %) und fünf Prozent (5 %) Aushärtmittel (und wahlweise füge man einige der folgenden Komponenten hinzu: weniger als zwei Prozent (< 2 %) Aushärtmittelbeschleuniger, zwischen fünfundzwanzig Prozent (25 %) und fünfundfünfzig Prozent (55 %) Füllmittel und weniger als ein Prozent (< 1 %) eines Färbemittels)) umfasst, in der Nähe des mit einer Verbindung zu versehenden Abstandes 40 angeordnet.
Bezugnehmend auf 3 wird das Material 50 vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, einer Wärmequelle (nicht abgebildet) ausgesetzt, die Öfen, Gerätschaften, die bei E-Coat- oder Farbvorgängen verwendet werden oder andere Quellen von Wärmeenergie wie etwa ein Schweißvorgang, ein UV-Aushärtesystem, oder andere Verfahren zum Abgeben von Wärmeenergie umfassen kann, vorzugsweise in einem Temperaturbereich zwischen 285 °F (126 °C) und 400 °F (190 °C) und besonders bevorzugt bei 340 °F (157 °C) für dreißig Minuten, was es dem Material 50 ermöglicht, in den zu verstärkenden oder zu verbindenden Abstand 40 zu fließen, diesen zu bedecken und zu füllen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung benötigt die Einführung irgendwelcher zusätzlicher Adhäsionsmaterialien, mechanischer Befestigungen oder ein unter Druck setzen nicht, um das Strukturbauteil 10 zu verstärken.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die vorliegende Erfindung mit einer Mehrzahl von Platten verwendet werden, die dazu dienen können, den Bördelprozess oder -schritt in der Herstellungsumgebung zu reduzieren und möglicherweise zu beseitigen. Das Material 50 wird im Wesentlichen in Stabform dann in der Nähe des Bördelrandgebiets angeordnet, wo die strukturelle Verstärkung, wie in 2 abgebildet, gewünscht wird. Die Anordnung des Materials 50 kann durch das Gleiten des stabförmigen Materials durch ein Aufnahmeloch in einer Tür des Automobilfahrzeugs durchgeführt werden. Das stabförmige Material fließt, nachdem es einer Wärmequelle (z. B. Öfen) ausgesetzt wurde und härtet in dem Bördelrandgebiet aus, wo eine strukturelle Verstärkung, wie in 3 gezeigt, gewünscht ist. Es sollte festgehalten werden, dass das Material der vorliegenden Erfindung in einer beliebigen geometrischen Form oder Dicke hergestellt und/oder geformt werden kann, in Abhängigkeit von den Designparametern (z. B. die spezifische Verbindungsgeometrie) der spezifischen Anwendung, die vom Fachmann ausgewählt wurde.
Wie der Fachmann zustimmen wird, bietet die vorliegende Erfindung einen verbesserten Korrosionsschutz und strukturelle Unversehrtheit im Vergleich mit Verfahren und Prozessen des Standes der Technik zum Anbringen herkömmlicher Heißschmelzmaterialien, die zum Verstärken von Bördelrandverbindungen verwendet werden, da (1) im Gegensatz zum Stand der Technik die Platten gereinigt, elektroabscheidungsbeschichtet und vorzugsweise ausgeheizt oder auf andere Weise einer Wärmequelle ausgesetzt werden, bevor die Einführung des Materials der vorliegenden Erfindung stattfindet, wodurch (i) eine bessere Entfernung von korrosionsbewirkenden Verunreinigungen wie etwa Metallspänen, Öl et cetera und (ii) eine konsistentere Anwendung des Materials über die Geometrie der ausgewählten Verbindung, des ausgewählten Flansches oder Gelenks ermöglicht wird; und (2), da das Material eine Thermoset-Heißschmelze ist, fließt sie nicht bei Wiedererwärmung wie herkömmliche Heißschmelzmaterialien.
Dementsprechend ist es offensichtlich, dass gemäß der Erfindung ein Verfahren und eine Anwendung zur Verfügung gestellt wurden, die vollständig die Aufgaben, Ziele und Vorteile wie oben beschrieben zur Verfügung stellen.

Claims

Verfahren zum Herstellen und Verstärken einer Verbindung, welches die Schritte aufweist: a) Bereitstellen von zwei Substraten, zwischen welchen ein mit einer Verbindung zu versehender Abstand vorliegt; b) direktes Zuführen eines separaten heißschmelzenden wärmehärtenden Materials in der Nähe des Abstands; c) Erwärmen des Materials, um zu veranlassen, dass das Material in den definierten Bereich oder Abstand fließt, diesen füllt und aushärtet, um die Substrate zu verbinden, wobei das Material die folgenden Gewichtsanteile aufweist: weniger als zwanzig Prozent (< 20 %) Ethylencopolymer; weniger als fünfundvierzig Prozent (< 45 %) epoxybasiertes Harz; weniger als zwei Prozent (< 2 %) Blähmittel; und zwischen einem Prozent (1 %) und fünf Prozent (5 %) Aushärtmittel.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Material weiterhin weniger als zwei Prozent (< 2 %) Aushärtmittel-Beschleuniger aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Aushärtmittel-Beschleuniger ein modifizierter Harnstoff ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Material weiterhin zwischen fünfundzwanzig Gewichtsprozent (25 %) bis fünfundfünzig Gewichtsprozent (55 %) Füllmittel aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Füllmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die Calciumcarbonat, Glimmererde, Montmorillinit ("montmorillinite"), Aramid-Faserstoff, Nanoclay, Silica Fume, und Kombinationen derselben enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Ethylencopolymer aus der Gruppe ausgewählt ist, die folgendes umfasst: Ethylen-Vinylacrylatcopolymere, Ethylen-Vinylacetatcopolymere, Ethylen-Methylacrylatcopolymere, Ethylen-Butylacrylatcopolymere, EMA/GMA, Ethylen/α-Olefincopolymere, Ethylen-Ethylacrylatcopolymere und Kombinationen derselben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das epoxybasierte Harz aus der Gruppe ausgewählt ist, die umfasst: Bisphenol A, Bisphenol F, Novolac, modifiziertes Urethan ("modified urethane") und Kombinationen derselben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das epoxybasierte Harz ein Epoxyharz-Gummi-Addukt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Blähmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die Azodicabonamid, p,p-Oxybisbenzensulfonylhydrazid, p-Toluensulfonylhydrazid, Expancel und eine Kombination derselben umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Aushärtmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die Cyanoguanidin, Dicyanimid, Imidazole und Kombinationen derselben umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Epoxyharz weniger als 75 % Epoxyharz in einem festem Zustand und weniger als 25 % Epoxyharz in einem flüssigem Zustand umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Material die folgenden Gewichtsprozentanteile aufweist: 3,8 % Ethylen-Methylacrylatcopolymer; 23,49 % eines Adduktes von Bisphenol-A-Epoxy; 24,24 % Bisphenol-A-Epoxyharz; 0,26 % Epoxyphenolnovolacharz; 0,12 % Azodikarbonamid; 0,5 % Methylendiphenyl-Bis; 1,55 % Cyanoguanidin; 45,84 % Calciumcarbonat; 0,19 % Metalloxid.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Erwärmung einem Reinigen und einer Beschichtung durch elektrolytische Abscheidung der beiden Substrate folgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Material auf eine Temperatur zwischen 285 °F (126 °C) bis 400 °F (190 °C) erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Material einer Temperatur von etwa 340 °F (157 °C) für 30 Minuten ausgesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das heißschmelzende wärmehärtende Material in der Form eines Stabes zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Verbindung eine Bördelrandverbindung in einem Automobil ist.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem das heißschmelzende wärmehärtende Material zur Verfügung gestellt wird, indem ein Stab aus dem Material in den Abstand durch ein Lokalisierungsloch in einer Tür eines Automobils zugeführt wird.