EP0491889A1 - Mit kunststoff imprägnierte matte sowie verfahren zu deren herstellung und deren verwendung - Google Patents

Mit kunststoff imprägnierte matte sowie verfahren zu deren herstellung und deren verwendung

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EP0491889A1
EP0491889A1 EP91910812A EP91910812A EP0491889A1 EP 0491889 A1 EP0491889 A1 EP 0491889A1 EP 91910812 A EP91910812 A EP 91910812A EP 91910812 A EP91910812 A EP 91910812A EP 0491889 A1 EP0491889 A1 EP 0491889A1
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EP
European Patent Office
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mat
mixture
impregnated
weight
epoxy resin
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP91910812A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Eichberger
Peter Walter
Wolfgang Wimmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isovolta AG
Original Assignee
Isovolta Osterreichische Isolierstoffwerke AG
Isovolta AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Isovolta Osterreichische Isolierstoffwerke AG, Isovolta AG filed Critical Isovolta Osterreichische Isolierstoffwerke AG
Publication of EP0491889A1 publication Critical patent/EP0491889A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/504—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC] using rollers or pressure bands
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/249—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs characterised by the additives used in the prepolymer mixture
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08J5/241—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres
    • C08J5/243—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres using carbon fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08J5/244—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres using glass fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2063/00—Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0854—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns in the form of a non-woven mat
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins

Definitions

  • the invention relates to a storable mat made of high-strength fibers such as glass fibers, carbon fibers, impregnated with a thermosetting plastic on the basis of an epoxy resin and a Phenolnovcla s as hardener, a process for their production and their use.
  • impregnated mats are known from US Pat. No. 4,599,268, which contains an impregnation resin mixture based on epoxy resins such as tetrabromodiglycidyl ether of bisphenol A and an epoxidized, nonlinear novolak.
  • a hardener for example a phenolic novolak, is added to this impregnating resin.
  • the impregnation resin mixture and the hardener are taken up in 90 to 120 parts by weight of organic solvents per 100 parts by weight of solids and applied to the fiber mats using conventional impregnation devices.
  • the impregnated mat is dried at 140 to 160 ° C, whereby the impregnation resin partially hardens.
  • Several of these prepregs can be made into laminates such as e.g. copper-clad plates are pressed, which are used to manufacture printed circuits.
  • the invention is based on the object of specifying a mat which is impregnated with a thermosetting plastic mixture of an epoxy resin and a phenol novolak as hardener and has a good shelf life.
  • the laminates made from them are characterized by high chemical resistance and high temperature resistance.
  • the impregnated mat according to the invention which is characterized in that it is impregnated with a solvent-free plastic mixture of an epoxy resin, a phenolic novolak as hardener and optionally an accelerator, the proportion of volatile substances advantageously being less than 0.5 % By weight, but preferably less than 0.35% by weight.
  • the epoxy-phenolic novolak mixture is advantageously 30-70% by weight, the fiber content 30-70% by weight and the amount of filler used, if any, is 0-40% by weight.
  • This mat in the epoxy resin mixture can advantageously contain a phenol novolak with a molar ratio of phenol to formaldehyde of 1: 0.5 to 1: 0.9, but advantageously 1: 0.6 to 1: 0.85.
  • the invention is also based on the object of specifying a method for producing the mat according to the invention.
  • a solvent-free epoxy resin-phenol novolak mixture is heated to a temperature of 60 to 140 ° C., at which the resin mixture has a viscosity of 5,000 to 50,000 mPa.s, and at which it is preheated.
  • epoxy resin-phenolic novolak Ge is a web-shaped fiber mat is continuously brought into a calender for mutual penetration.
  • the mat impregnated in this way then advantageously passes through a heating device in which the epoxy-phenol-novolak mixture is converted into the B state.
  • the invention further relates to the advantageous use of the mat according to the invention for the production of hot-pressed and hardened plastic components.
  • FIG. 1 shows the values of the permanent temperature resistance of a mat according to the invention (curve A) compared to other glass fiber-reinforced plastics such as unsaturated polyesters (curve B) and polyether ether ketones (curve C).
  • FIG. 2 schematically shows an advantageous plant for carrying out the method according to the invention. It consists of a storage container 1 provided for an epoxy resin, a storage container 2 provided for the phenolic novolak and a storage container 3 for the accelerator which may be used, a mixing unit 4, the supply rolls 5, 6, the driven calender rolls 7 Deflection roller 8, a heating duct 9 with a cooling zone 10, and a pair of draw-off rollers 11 and a cutting unit 12 with a stub device 13.
  • An epoxy resin for example one based on a bisphenol A diglycidyl ether with an epoxy equivalent weight of 170 to 5400, is used to produce the impregnated mat according to the invention.
  • the phenol novolak is produced in two stages, the phenol and formaldehyde in an aqueous solution being mixed with a molar ratio of phenol: formaldehyde in the range from about 1: 0.3 to 1: 0.7 by adding a volatile acid
  • condensation product is separated from the water and allowed to solidify and comminute outside the reaction vessel. After the condensation reaction has ended and the water has been removed, the remaining phenol (monohydroxybenzene) can at least for the most part be removed by steam distillation.
  • a mat 15 drawn off the supply roll 5 is now guided through the calender roll nip 14 at a speed of 1 m / min with the aid of the driven calender rolls 7 and soaked with the resin mixture supplied by the mixing unit 4.
  • the mat used is, for example, a glass fiber mat with a basis weight of 100-2000 g / m 2 .
  • the impregnation of the mat 15 with the resin mixture takes place at a temperature of 100 ° C., at which the hardening of the resin mixture does not yet start, but the mixture is already so low-viscosity that the penetration of mat material and resin mixture occurs quickly and without problems sees goes; a stable gush of resin 16 is formed, which prevents air bubbles from being drawn into the calender roll nip 14.
  • separating films 17 removed from the supply rolls 6 are used, which are guided over the surfaces of the calender rolls 7 and which at the exit of the calender roll gap 14 with the epoxy resin -Phenolnovolak mixture impregnated mat form a composite 18.
  • This composite 18 is deflected on the roller 8 in the horizontal direction and then passes through the heating channel 9, in which it is rapidly heated to 160 ° C. and heated for a dwell time of 8 minutes and kept at this temperature.
  • the epoxy resin-phenol novolak mixture is converted into a predetermined B state, which can be adjusted by the length of this residence time.
  • the composite 18 is then cooled in the cooling zone 10 to room temperature (23 ° C.), drawn off with the aid of the pair of rollers 11 and finally cut to length at 11 or 12 and stacked on the stacking device 13.
  • the cut-to-length composites 19 thus consist of an epoxy resin-phenolic novolak Ge isch in the B state as a matrix and a fiber reinforcement formed by the mat; s i e are provided with release films on both sides.
  • the volatile content of the mat impregnated with solvent is therefore five times the volatile content of the mat according to the invention.
  • this high proportion of volatile substances has a negative influence on the product properties and the physical properties.
  • the shelf life of the impregnated mat 19 at 260 ° C is documented using flexural strength measurements.
  • the connected, so-called Arrhenius diagram shows the values of the permanent temperature resistance of an impregnated glass fiber mat 19 according to the invention in comparison to other glass fiber reinforced plastics such as unsaturated polyesters and PEEK.
  • each point in the diagram at a permanent temperature load for a specific temperature shown in 1 / T. (10) indicates the time in hours after which, for example, a predetermined mechanical value - in the present case the bending strength - to 50% its initial value has dropped.
  • the mat produced according to the invention serves as the starting material for the production of hot-pressed and hardened plastic parts.
  • this mat is used in one or more layers in a press mold and is produced with hot pressing and at the same time curing of the synthetic resin mixture molded body with high chemical and temperature resistance.

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Description

Mit Kunststoff imprägnierte Matte sowie Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine mit einem duromeren Kunststoffge isch auf Basis eines Epoxydharzes und eines Phenolnovcla s als Härter imprägnierte lagerfähige Matte aus hochfesten Fasern wie Glas¬ fasern, Kohlestoffasern, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung.
Stand der Technik
Derartige imprägnierte Matten sind aus der US-A-4,599,268 be¬ kannt, die ein Imprägnierharzgemisch auf Basis von Epoxydharzen wie Tetrabromdiglycidylether des Bisphenols A und einen epoxi- dierten, nichtlinearen Novolak enthält. Diesem Imprägnierharz wird ein Härter, beispielsweise ein Phenolnovolak zugesetzt. Für den Imprägniervorgang werden das Imprägnierharzgemisch und der Härter in 90 bis 120 Gewichtsteilen an organischen Lösungsmitteln pro 100 Gewichtsteile Feststoffe aufgenommen und mittels üblicher Imprägniervorrichtungen auf die Fasermatten aufgebracht. Die imprägnierte Matte wird bei 140 bis 160°C getrocknet, wobei das Imprägnierharz teilweise aushärtet. Mehrere dieser Prepregs können zu Laminaten wie z.B. kupferkaschierten Platten verpreßt werden, die zur Herstellung gedruckter Schaltungen dienen.
Bei einem solchen sogenannten Naßimprägnierverfahren ist es trotz Verwendung flüchtiger Lösungsmittel schwierig, diese aus dem im- prägnierten Trägermaterial zu entfernen, da sie im Verbund durch Solvatbindungskräfte an das Imprägnierharz gebunden sind. Werden die Lösungsmittel jedoch bei höheren Temperaturen verdampfen ge¬ lassen, bilden sich Hohlräume im Prepreg, die wiederum die mecha¬ nischen und elektrischen Eigenschaften sowie die Chemikalienbe- ständigkeit negativ beeinflussen.
Wird das Imprägnierharz ohne Zugabe eines Lösungsmittels aufge¬ schmolzen, ist es schwierig, diese hochviskosen Schmelze gleich- äßig auf das Grundmaterial aufzubringen, wodurch die Produkt¬ qualität leidet.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine mit einem duromeren Kunststoffgemisch aus einem Epoxydharz und einem Phe¬ nolnovolak als Härter imprägnierte Matte mit guter Lagerfähigkeit anzugeben. Die daraus hergestellten Laminate zeichnen sich durch hohe Chemikalienbeständigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit aus.
Diese Aufgabe wird in der erfindungsgemäßen imprägnierten Matte gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie mit einem lö¬ sungsmittelfreien Kunststoffgemisch aus einem Epoxydharz, einen Phenolnovolak als Härter und gegebenenfalls einen Beschleuniger imprägniert ist, wobei deren Anteil an flüchtigen Stoffen vor- teilhaft weniger als 0.5 Gew.%, bevorzugt aber weniger als 0.35 Gew.%, beträgt.
In der erfindungsgemäßen imprägnierten Matte beträgt ferner das Epoxydharz-Phenolnovolak-Ge isch vorteilhafterweise 30 - 70 Gew.%, der Faseranteil 30 - 70 Gew.% und der gegebenenfalls eingesetzte Füllstoffantei1 0 - 40 Gew.%. Dabei kann diese Matte im Epoxydharzgemisch einen Phenolnovolak vorteilhaft mit einem Molverhältnis Phenol zu Formaldehyd von 1:0,5 bis 1:0,9, vor¬ teilhaft aber 1:0,6 bis 1:0,85 enthalten.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Matte anzugeben.
Gemäß diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein lösungsmittel¬ freies Epoxydharz-Phenolnovolak-Gemisch auf eine Temperatur von 60 bis 140°C erwärmt, bei der das Harzgemisch eine Viskosität von 5.000 bis 50.000 mPa.s aufweist,und bei dem mit diesem vorerwärm- ten Epoxydharz-Phenolnovolak-Ge isch eine bahnförmige Fasermatte kontinuierlich in einem Kalander zum gegenseitigen Durchdringen gebracht wird. Vorteilhafterweise durchläuft die auf diese Weise imprägnierte Matte danach eine Heizeinrichtung, in der das Epo- xydharz-Phenolnovolak-Gemisch in den B-Zustand übergeführt wird. Dabei wird vorzugsweise im Harzgemisch ein Phenolnovolak mit ei¬ nem MolVerhältnis Phenol zu Formaldehyd von 1:0,5 bis 1:0.9, vorteilhaft von 1:0.6 bis 1:0,85, eingesetzt.
Die Erfindung betrifft ferner die vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Matte zur Herstellung von heißverpreßten und ausgehärteten Kunststoffbauteilen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 und 2, anhand eines Beispiels sowie einer Meßserie zur Bestimmung der Biege- festigkeit erläutert.
Fig. 1 zeigt die Werte der Dauertemperaturbeständigkeit einer erfindungsgemäßen Matte (Kurve A) im Vergleich zu anderen glas¬ faserverstärkten Kunststoffen wie ungesättigte Polyester (Kurve B) und Polyetheretherketone (Kurve C).
Fig. 2 zeigt schematisch eine vorteilhafte Anlage zur Durch¬ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Sie besteht aus einem für ein Epoxydharz vorgesehenen Vorratsbehälter 1, einem für das Phenolnovolak vorgesehenen Vorratsbehälter 2 und einem Vorrats¬ behälter 3 für den gegebenenfalls eingesetzten Beschleuniger, einer Mischeinheit 4, den Vorratsrollen 5, 6, den angetriebenen Kalanderwalzen 7. In Produktionsrichtung nachgeschaltet sind eine Umlenkrolle 8, ein Heizkanal 9 mit Kühlzone 10, und ein Abzugswalzenpaar 11 sowie eine Ablängeinheit 12 mit Stipelvor- richtung 13. Einige Wege zur Ausführung der Erfindung
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen imprägnierten Matte wird ein Epoxydharz, beispielsweise eines auf Basis eines Bisphenol- A-Diglycidyläthers mit einem Epoxy-Äquivalentgewicht von 170 bis 5 400 eingesetzt.
Der Phenolnovolak wird in zwei Stufen hergestellt, wobei man in der ersten Stufe Phenol und Formaldehyd in einer wässrigen Lösung mit einem MolVerhältnis Phenol: Formaldehyd im Bereich von etwa 1:0,3 bis 1:0,7 versetzt, durch Zugabe einer flüchtigen Säure ein
•- saures Milieu einstellt und das Ganze bis zum Abschluß der Kon¬ densationsreaktion auf einer erhöhten Temperatur hält, daß man danach - in einer zweiten Stufe - dem Reaktionsprodukt der ersten Stufe, das zu einem geringen Teil aus Phenol und sonst überwie¬ gend aus Dihydroxydiphenylmethan besteht, Formaldehyd in einer
^- Menge zusetzt, so daß das Molverhältnis aus in der ersten Stufe eingesetztem PhenolGesamtmenge des in beiden Stufen umgesetzten Formaldehyds vorteilhaft im Bereich von 1:0,5 bis 1:0,9, vorteil¬ haft 1:0,6 bis 1:0,85, liegt, und man die Kondensationsreaktion bei erhöhter Temperatur fortsetzt und beendet, und daß man das
20 Kondensationsprodukt vom Wasser abtrennt und außerhalb des Reak¬ tionskessels erstarren läßt und zerkleinert. Dabei kann nach Beendigung der Kondensationsreaktion und der Entfernung des Was¬ sers das noch verbliebene Phenol (Monohydroxybenzol) durch Was¬ serdampfdestillation zumindest zum größten Teil entfernt werden.
25 Der auf diese Weise synthetisierte Phenolnovolak, das Epoxydharz und ein Beschleuniger, z.B. 2-Methylimidazol , werden jeweils bei 100°C in die Vorratsbehälter 1, 2 bzw. 3 eingebracht. Dann werden das Epoxydharz, der Phenolnovolak und der Beschleuniger in einem Gewichtsverhältnis von z.B. 100:80:0,2 der Mischeinheit 4 zuge¬
30 führt. Eine von der Vorratsrolle 5 abgezogene Matte 15 wird nun mit einer Geschwindigkeit von 1 m/min mit Hilfe der angetriebenen Kalanderwalzen 7 durch den Kalanderwalzenspalt 14 geführt und dabei mit dem von der Mischeinheit 4 zugeführten Harzgemisch durchtränkt. Die eingesetzte Matte ist dabei beispielsweise eine Glasfasermatte mit einem Flächengewicht von 100 - 2000 g/m2.
Die Durchtränkung der Matte 15 mit dem Harzgemisch erfolgt bei einer Temperatur von 100 °C, bei welcher die Härtung des Harz¬ gemisches noch nicht anspringt, das Gemisch bereits aber so nie¬ drigviskos ist, daß die Durchdringung von Mattenmaterial und Harzgemisch rasch und problemlos vor sieht geht; dabei bildet sich ein stabiler Harzschwall 16 aus, durch den verhindert wird, daß Luftblasen in den Kalanderwalzenspalt 14 hineingezogen wer¬ den. Um einen direkten Kontakt des Harzgemisches mit den Kalan¬ derwalzen 7 zu vermeiden, werden von den Vorratsrollen 6 abgezo¬ gene Trennfolien 17 eingesetzt, die man über die Oberflächen der Kalanderwalzen 7 führt und die am Ausgang des Kalanderwalzenspal- tes 14 mit der mit dem Epoxydharz-Phenolnovolak-Gemisch impräg¬ nierten Matte einen Verbund 18 bilden.
Dieser Verbund 18 wird an der Rolle 8 in horizontale Richtung umgelenkt und durchläuft anschließend den Heizkanal 9, in welchem es rasch auf 160°C aufgeheizt und während einer Verweilzeit von 8 min aufgeheizt und auf dieser Temperatur gehalten wird. Dadurch wird das Epoxydhharz-Phenolnovolak-Gemisch in einen vorbestimm¬ ten, durch die Länge dieser Verweilzeit einstellbaren B-Zustand übergeführt.
Danach wird der Verbund 18 in der Kühlzone 10 auf Raumtemperatur (23°C) abgekühlt, mit Hilfe des Walzenpaares 11 abgezogen und schließlich bei 11 bzw. 12 abgelängt und auf der Stapelvor¬ richtung 13 abgestapelt. Die abgelängten Verbünde 19 bestehen also aus einem Epoxydharz-Phenolnovolak-Ge isch im B-Zustand als Matrix und einer durch die Matte gebildeten Faserverstärkung; s i e sind an beiden Seiten mit Trennfolien versehen.
Zur Messung des volatilen Gehalts (= Anteil an flüchtigen Sxof- fen) wird beispielsweise eine dieser Matten mit den Maßen 10 x 10 cm ausgewogen und anschließend bei 165°C im Trocken¬ schrank für 5 min aufbewahrt. Der Gewichtsverlust in % bezo¬ gen auf das Gewicht vor dem Erhitzen ist ein Maß für den volati- len Gehalt (a).
Vergleichsweise dazu wurde der volatile Gehalt einer Matte, die nach einem bekannten Imprägnierverfahren unter Verwendung von Methanol als Lösungsmittel imprägniert wurde, gemessen (b).
Harzgehalt d. Matte Flächengew. Imprägnierharz LM Vg Gew.% g/m2 g g Gew.%
(a) 50 800 800 0 0.35
(b) 50 800 800 1363 1.5
(=60%ige Lösg) LM = Lösungsmittel Vg = volatiler Gehalt
Der volatile Gehalt der mit Lösungsmittel imprägnierten Matte beträgt daher ein Fünffaches des volatilen Gehalts der erfin¬ dungsgemäßen Matte. Dieser hohe Anteil an flüchtigen Stoffen be¬ einflußt, wie bereits erwähnt, die Produkteigenschaften sowie die physikalischen Eigenschaften negativ.
Die Lagerfähigkeit der imprägnierten Matte 19 bei 260°C wird anhand von Biegefestigkeitsmessungen dokumentiert.
Biegefestigkeit MPa Modul MPa
0 323 12000 72h 291 12500
120h 270 13500 Da sich die Biegefestigkeit der erfindungsgemäßen Matte 19 bei erhöhter Temperatur kaum ändert, kann auf eine gute Lagerfähig¬ keit αeschlossen werden.
Aus dem angeschlossenen, sogenannten Arrhenius-Diagramm (siehe Fig. 1) sind die Werte der Dauertemperaturbeständigkeit einer erfindungsgemäßen imprägnierten Glasfasermatte 19 im Vergleich zu anderen glasfaserverstärkten Kunststoffen wie ungesättigte Poly¬ ester und PEEK ersichtlich. Im vorliegenden Fall gibt jeder Punkt im Diagramm bei einer Dauertemperaturbelastung für eine bestimmte Temperatur, dargestellt in 1/T.(10 ), jene Zeit in Stunden an, nach der zum Beispiel ein vorgegebener mechanischer Wert - im vorliegenden Fall die Biegefestigkeit - auf 50% seines Ausgangs¬ wertes abgesunken ist. Man sieht, daß bei der erfindungsgemäßen imprägnierten Glasfasermatte (Kurve A) die Lebensdauer mit stei- gender Temperatur wesentlich weniger stark abfällt als bei einem glasfaserverstärkten UP (Kurve B). Besonders bei Temperaturen über 200°C ist die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Materials vergleichbar mit der von glasfaserverstärktem PEEK (Kurve C).
Gewerbliche Verwertbarkeit
Die erfindungsgemäß hergestellte Matte dient als Ausgangsmaterial zur Herstellung von heißverpreßten und ausgehärteten Kunststoff¬ teilen. Dazu wird zum Beispiel diese Matte in einer oder mehreren Lagen in eine Preßform eingesetzt und unter Heißverpressung und gleichzeitiger Aushärtung des Kunstharzgemisches Formkörper mit hoher Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit hergestellt.

Claims

Patentansprüche
1. Mit einem duro eren Kunstsτoffgemisch auf Basis eines Epo¬ xydharzes und eines Phenolnovolaks als Härter imprägnierte, lagerfähige Matte aus hochfesten Fasern wie Glasfasern, Koh¬ lenstoffasern und dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Matte mit einem lösungsmittelfreien Kunststoffgemisch auf Basis eines Epoxydharzes, eines Phenolnovolakes als Härter und ge¬ gebenenfalls eines Beschleunigers imprägniert ist.
2. Imprägnierte Matte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die imprägnierte Matte einen Anteil an flüchtigen Stoffen von weniger als 0.5 Gew.%, bevorzugt von weniger als 0.35 Gew.%, aufweist.
3. Imprägnierte Matte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzte Matte eine Glasfasermatte ist.
4. Imprägnierte Matte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Epoxydharz-Phenolnovolak-Gemisch von 30 - 70 Gew.%, einen Faseranteil von 70 - 30 Gew.% und gegebenenfalls Füllstoffe von 0 - 40 Gew.% enthält.
o 5. Imprägnierte Matte nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Harzgemisch einen Phenolnovolak mit einem MolVerhältnis Phenol zu Formaldehyd von 1:0,
5 bis 1,09, vorteilhaft aber von 1:0,6 bis 1:0,85, enthält.
6. Verfahren zur Herstellung einer imprägnierten Matte nach 5 einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein lösungsmittelfreies Epoxydharz-Phenolnovolak-Gemisch auf eine Temperatur von 60 bis 140°C erwärmt wird, bei der das Harz¬ gemisch eine Viskosität von 5000 bis 50.000 mPa.s aufweist, und daß mit diesem vorerwärmten Epoxydharz-Phenolnovolak-Ge- misch eine bahnförmige Fasermatte kontinuierlich in einem Kalander zum gegenseitigen Durchdringen gebracht wird.
Verfahren zur Herstellung einer imprägnierten Matte nach An¬ spruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kalander impräg¬ nierte Matte eine Heizeinrichtung durchläuft, in der das Epoxyd-Phenolnovolak-Gemisch in einen vorbestimmten B-Zustand übergeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüchen 5 - 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß im Harzgemisch ein Phenolnovolak mit einem Molverhältnis Phenol zu Formaldehyd von 1:0,5 bis 1:0,9, vorteilhaft von 1:0,6 bis 1:0,85, eingesetzt wird.
Verwendung einer Matte nach einem der Ansprüche 1 bis 5 Aus¬ gangsmaterial zur Herstellung von heißverpreßten und ausge¬ härteten Kunststoffteilen.
EP91910812A 1990-06-13 1991-06-13 Mit kunststoff imprägnierte matte sowie verfahren zu deren herstellung und deren verwendung Withdrawn EP0491889A1 (de)

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