FR2513567A1 - Composite comprising reinforced epoxy! resin - over-moulded with polyurethane, having high mechanical and thermal resistance, for prodn. of automobile parts - Google Patents
Composite comprising reinforced epoxy! resin - over-moulded with polyurethane, having high mechanical and thermal resistance, for prodn. of automobile parts Download PDFInfo
- Publication number
- FR2513567A1 FR2513567A1 FR8118452A FR8118452A FR2513567A1 FR 2513567 A1 FR2513567 A1 FR 2513567A1 FR 8118452 A FR8118452 A FR 8118452A FR 8118452 A FR8118452 A FR 8118452A FR 2513567 A1 FR2513567 A1 FR 2513567A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- sep
- polyurethane
- epoxy resin
- resin
- mold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- C08J5/12—Bonding of a preformed macromolecular material to the same or other solid material such as metal, glass, leather, e.g. using adhesives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B29C37/00—Component parts, details, accessories or auxiliary operations, not covered by group B29C33/00 or B29C35/00
- B29C37/0025—Applying surface layers, e.g. coatings, decorative layers, printed layers, to articles during shaping, e.g. in-mould printing
- B29C37/0028—In-mould coating, e.g. by introducing the coating material into the mould after forming the article
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14778—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the article consisting of a material with particular properties, e.g. porous, brittle
- B29C45/14786—Fibrous material or fibre containing material, e.g. fibre mats or fibre reinforced material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B29C70/06—Fibrous reinforcements only
- B29C70/08—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers
- B29C70/086—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers and with one or more layers of pure plastics material, e.g. foam layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B29C37/00—Component parts, details, accessories or auxiliary operations, not covered by group B29C33/00 or B29C35/00
- B29C37/0025—Applying surface layers, e.g. coatings, decorative layers, printed layers, to articles during shaping, e.g. in-mould printing
- B29C37/0028—In-mould coating, e.g. by introducing the coating material into the mould after forming the article
- B29C2037/0035—In-mould coating, e.g. by introducing the coating material into the mould after forming the article the coating being applied as liquid, gel, paste or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
- B29C67/24—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00 characterised by the choice of material
- B29C67/246—Moulding high reactive monomers or prepolymers, e.g. by reaction injection moulding [RIM], liquid injection moulding [LIM]
-
- 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
- B29K2075/00—Use of PU, i.e. polyureas or polyurethanes 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
- B29K2105/0809—Fabrics
- B29K2105/0845—Woven fabrics
-
- 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
- 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
- C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
- C08J2375/04—Polyurethanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
Description
La présente invention est relative à un nouveau matériau à haute résistance mécanique et thermique à base de polyuréthanne et à un procédé de fabrication de pièces, notamment pour véhicules automobiles, en comportant application. The present invention relates to a new material with high mechanical and thermal resistance based on polyurethane and to a process for manufacturing parts, especially for motor vehicles, comprising application.
L'évolution de l'industrie automobile a été considérable durant les dix dernières années, et va se poursuivre avec la mise en place de nouvelles spécifications dues aux exigences en matière de réductions de consommation, du coût des réparations et en matière de sécurité,
La recherche de gain de poids, par ltemploi de matériaux de substitution plus légers que l'acier, est une des stratégies que les constructeurs automobiles peuvent utiliser pour atteindre ces objectifs.The evolution of the automotive industry has been significant over the past ten years, and will continue with the introduction of new specifications due to the requirements of reductions in consumption, the cost of repairs and safety,
The search for weight gain, through the use of substitute materials lighter than steel, is one of the strategies that car manufacturers can use to achieve these goals.
De nombreuses recherches sont en cours pour fabriquer des pièces de carrosserie en matière plastique telles que capot de moteur, capot de coffre à bagages, ailes, toit ouvrant, etc. ., Pour réaliser de telles pièces, on exige de la matière plastique des caractéristiques élevées répondant à
a) une rigidité et une résistance aux chocs suffisante pour absorber les chocs en cas de collision;
b) un excellent aspect ;
c) une tenue thermique élevée pour permettre la mise en peinture dans les chaines de peinture existantes des constructeurs.There is a lot of research going on to make plastic body parts such as engine bonnet, boot lid, fenders, sunroof, and so on. In order to produce such parts, plastics are required to have high characteristics which satisfy
(a) sufficient stiffness and impact resistance to absorb shocks in the event of a collision;
b) an excellent appearance;
c) a high thermal resistance to allow the painting in the existing chains of paint of the manufacturers.
Il est possible de fabriquer des pièces de carrosserie en polyester renforcé de verre,mis en oeuvre sous forme de préimprégné (SMC) ou en polyuréthanne renforcé de fibres de verre mis en oeuvre par moulage par injection et réaction (Reaction Injection Molding ou RIM), mais des problèmes techniques restent à résoudre
a) un problème d'aspect pour le SMC avec la présence superficielle de nombreux défauts tels que bulles, po rosités et ondulations obligeant à une préparation de surface par ponçage avant peinture;
b) un problème de tenue thermique pour les polyuréthannes renforcés de verre qui est limitée à 120 - 1400 C, température qui ne permet pas la mise en peinture dans une chaine de carrosserie où la température est de l'ordre de 150 à 1800 C.It is possible to manufacture bodywork parts made of glass-reinforced polyester, used in the form of prepreg (SMC) or of glass-fiber-reinforced polyurethane used by injection molding and reaction (Reaction Injection Molding or RIM), but technical problems remain to be solved
a) an appearance problem for the SMC with the superficial presence of numerous defects such as bubbles, po rities and undulations requiring surface preparation by sanding before painting;
b) a thermal resistance problem for glass-reinforced polyurethanes which is limited to 120 - 1400 C, which does not allow painting in a bodywork chain where the temperature is of the order of 150 to 1800 C.
L'invention a donc pour but de fournir un nouveau matériau à haute résistance mécanique et thermique utilisable notamment pour la fabrication de pièces de véhicules automobiles, par exemple de carrosseries ainsi qu'un procédé de fabrication de telles pièces mettant en oeuvre ledit matériau. The invention therefore aims to provide a new material with high mechanical and thermal resistance used in particular for the manufacture of motor vehicle parts, for example bodywork and a method of manufacturing such parts using said material.
L'invention a donc pour objet un matériau à haute résistance mécanique et thermique à base de polyuréthan ne caractérisé en ce qu'il est constitué d'une base en résine époxy durcie dans laquelle est noyée une armature fibreuse et d'une couche de résine de polyuréthanne durcie surmontant ladite base, la résine époxy et la couche de polyuréthanne étant liées entre elles par des liaisons chimiques internes entre ces deux résines. The subject of the invention is therefore a material with a high mechanical and thermal resistance based on polyurethane, characterized in that it consists of a hardened epoxy resin base in which is embedded a fibrous reinforcement and a layer of resin of hardened polyurethane overlying said base, the epoxy resin and the polyurethane layer being bonded together by internal chemical bonds between these two resins.
Elle a également pou r objet un procédé de fabrication de pièces à haute résistance mécanique et thermique, notamment de pièces de véhicules automobiles mettant en oeuvre le matériau précité, caractérisé en ce que (a) on imprègne une armature fibreuse avec une résine époxy contenant un agent de durcissement, (b) on place dans un moule à régulation de température le produit composite ainsi obtenu, (c) on surmoule ledit produit composite avec un mélange de réaction de polyuréthanne comprenant au moins un composé hydroxylé et un polyisocyanate et (d) ou soumet 11 ensemble à un traitement thermique réalisant ainsi la réaction de formation du polyuréthanne,etdedirdsse- ment de la résine époxy et la formation de liaisons internes entre la résine époxy et la résine de polyuréthanne. It may also be used for a process for manufacturing parts with high mechanical and thermal resistance, in particular motor vehicle parts employing the abovementioned material, characterized in that (a) a fibrous reinforcement is impregnated with an epoxy resin containing a curing agent, (b) placing the resulting composite product in a temperature-controlled mold, (c) molding said composite product with a polyurethane reaction mixture comprising at least one hydroxyl compound and a polyisocyanate and (d) or together heat-treating, thereby effecting the polyurethane-forming reaction, and effecting the epoxy resin and forming internal bonds between the epoxy resin and the polyurethane resin.
D'autres caractéristiques et avantages de ltin- vention apparattront à la lecture de la description qui va suivre. Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the description which follows.
Comme indiqué précédemment, le nouveau ma tériau de l'invention comprend une résine époxy renforcée par une armature fibreuse sur laquelle est surmoulée une couche de résine de polyuréthanne, cette dernière étant fixée à la résine époxy par des liaisons chimiques internes entre ces deux résines,
Comme matrice fibreuse constituant l'armature du matériau on peut utiliser des fibres de verre E ou R, de carbone HM ou HR, des fibres synthétiques comme les fibres d'aramide notamment de Kevlar, de polyamides 6 ou 6/6, sous la forme de fibres continues ou de renforts tissés tels que mats, grilles, tissus, etc...As indicated above, the new material of the invention comprises a fiber reinforced reinforcement epoxy resin on which is molded a polyurethane resin layer, the latter being fixed to the epoxy resin by internal chemical bonds between these two resins,
As fibrous matrix constituting the reinforcement of the material can be used glass fibers E or R, HM or HR carbon, synthetic fibers such as aramid fibers including Kevlar, 6 or 6/6 polyamides, in the form continuous fibers or woven reinforcements such as mats, grids, fabrics, etc.
Comme mat, on peut citer des mats à fils coupés et les mats à fils continus en verre E ou R, dont les grammages peuvent être compris entre 150 et 900 g/m2;
Comme grilles et tissus, on peut citer les grilles et tissus en verre E, verre R, carbone, Kevlar avec les diverses possibilités de tissage telles que satin, taffetas, croisé, unidirectionnel, pour des grammages compris entre 150 à 1 250 g/m2.As dull, mention may be made of chopped wire mats and mats with continuous son E or R glass, whose grammages may be between 150 and 900 g / m2;
As grids and fabrics, mention may be made of grids and fabrics made of glass E, R glass, carbon, Kevlar with the various weaving possibilities such as satin, taffeta, crossover, unidirectional, for grammages of between 150 and 1250 g / m2 .
Les résines époxy généralement utilisées sont des résines à base d'épichlorhydrine et de bisphénol A de poids moléculaire compris entre 1 000 et 2 000 environ, d'indice d'époxy compris entre 0, 3 et 5 > 9 et d'indice d'hydroxyle compris entre 20 et 120. The epoxy resins generally used are resins based on epichlorohydrin and bisphenol A having a molecular weight of between 1,000 and 2,000 approximately, with an epoxy value of between 0.3 and 5> 9 and an index of hydroxyl of between 20 and 120.
Ces résines sont durcissables par des polyami des aliphatiques ou aromatiques, des polyamines, des polyan hydrides et des polyisocyanates. Les agents de durcissement des résines époxy connus sont utilisables dans la présente invention dans les quantités et conditions usuelles. These resins are curable by aliphatic or aromatic polyamines, polyamines, polyanhydrides and polyisocyanates. The curing agents of known epoxy resins can be used in the present invention in the customary amounts and conditions.
Les résines de polyuréthanne résultent comme on le sait de l'action de polyaddition des polyisocyanates sur des composés hydroxylés en présence de catalyseurs. As is known, polyurethane resins result from the polyaddition action of polyisocyanates on hydroxyl compounds in the presence of catalysts.
Pour la mise en oeuvre par le procédé de moulage par injection (RIM) les polyisocyanates sont choisis de préférence parmi les diisocyanates de diphénylméthane dont les indices de NCO sont compris généralement entre 20 et 35. For the implementation by the injection molding process (RIM) the polyisocyanates are preferably chosen from diphenylmethane diisocyanates whose NCO values are generally between 20 and 35.
Les composés hydroxylés sont choisis de préférence parmis les polyether polyols di-, tri- ou téfra-fonction- nels dont les poids moléculaires sont compris entre 500 et 6 000 et l'indice d'hydroxyle entre 25 et 500. The hydroxy compounds are preferably selected from the di-, tri- or tefra-functional polyether polyols having molecular weights of from 500 to 6,000 and the hydroxyl number from 25 to 500.
D'autres composés hydroxylés, modificateurs de chainepeuvent entrer dans le mélange de réaction tels des éthylène et diéthylène glycols, le butanediol-l, 4, le triméthylol propane, le triméthylolhexane, le glycdrol, etc... Other hydroxy compounds, chain modifiers can enter the reaction mixture such as ethylene and diethylene glycols, butanediol-1,4, trimethylolpropane, trimethylolhexane, glycdrol, etc ...
Comme catalyseurs de la réaction polyuréthan- nique, on utilise de façon courante des amines et des sels mé métalliques
Parmi les amines on citera la triéthylènediamine, la triéthano- lamine, la dîméthylcyclohexylamine, la diéthylamine, etc...As catalysts of the polyurethane reaction, amines and metal salts are commonly used.
Among the amines there will be mentioned triethylenediamine, triethanolamine, dimethylcyclohexylamine, diethylamine, etc.
Parmi les sels métalliques on peut utiliser le dilaurate de dibu tyl étain, l'octoate stanneux, le laurate stanneux, etc... Among the metal salts it is possible to use dibutyl tin dilaurate, stannous octoate, stannous laurate, etc.
Le procédé selon la présente invention consiste d'abord à imprégner une armature fibreuse d'une résine thermodurcissable choisie parmi les résines époxydiques contenant un agent de réfislation, l'ensemble constituant un produit intermédiaire composite dans lequel le support fibreux est impré gné de résine aussi bien en surface qu'à coeur. The process according to the present invention consists firstly in impregnating a fibrous reinforcement with a thermosetting resin chosen from epoxy resins containing a reglementant, the assembly constituting a composite intermediate product in which the fibrous support is impregnated with resin as well. well surface than at heart.
Le composite fibreux imprégné de résine est ensuite disposé dans un moule à régulation de température où il sera surmoulé par un mélange de réac tion de polyuréthanne à deux composants appliqué de préférence par le procédé de moulage par injection RIM précité et comprenant comme composants des composés hydroxylés et des polyisocyanates. The resin-impregnated fibrous composite is then placed in a temperature-controlled mold where it will be overmolded with a two-component polyurethane reaction mixture preferably applied by the aforementioned RIM injection molding process and comprising as components hydroxylated compounds. and polyisocyanates.
Des amines ou des sel métalliques sont également présents comme catalyseurs. Amines or metal salts are also present as catalysts.
Après démoulage, on réticule par traitement thermique la résine époxy imprégnant le renfort fibreux. After demolding, the epoxy resin impregnating the fibrous reinforcement is crosslinked by heat treatment.
Il se produit au cours des opérations de surmoulage et de traitement thermique une combinaison résine polyuréthanne - résine époxy par réaction de polyaddition des polyisocyanates sur les groupes hydroxyle et éventuellement aminés de la formulation de polyuréthanne d'une part et sur les groupes hydroxyle de la résine époxy d'autre part.In the molding and heat treatment operations, a polyurethane resin-epoxy resin combination is produced by the polyaddition reaction of the polyisocyanates with the hydroxyl groups and optionally the amine groups of the polyurethane formulation on the one hand and on the hydroxyl groups of the resin. epoxy on the other hand.
La réaction de réticulation (ou durcissement) des résines époxy imprégnant le renfort fibreux peut s'effectuer séparément après l'opération de surmoulage au polyuréthanne par passage dans une étuve thermique. The crosslinking reaction (or hardening) of the epoxy resins impregnating the fibrous reinforcement can be carried out separately after the polyurethane overmolding operation by passing through a thermal oven.
La réaction de réticulation (ou durcissement) des résines époxy imprégnant le renfort fibreux peut aussi stef- fectuer pendant l'opération de surmoulage au polyuréthanne du renfort imprégnée, si l'exothermicité de la réaction de polyaddition des polyisocyanates sur les groupes hydroxyle et, éventuellement, aminés de la formulation de polyuréthanne est suffisante. The crosslinking (or hardening) reaction of the epoxy resins impregnating the fibrous reinforcement may also be carried out during the polyurethane overmolding operation of the impregnated reinforcement, if the exothermicity of the polyaddition reaction of the polyisocyanates on the hydroxyl groups and optionally Amines of the polyurethane formulation are sufficient.
Le procédé selon la présente invention consiste donc à fabriquer des pièces en matière plastique, notamment de carrosserie d'automobiles avec un p oly ur ét ha n n e allié à une résine thermodurcissable polyépoxydique et renfor cée par un renfort fibreux, obtenues par les opérations successives dtimprégnation, de surmoulage et de traitement thermique. The method according to the present invention therefore consists in manufacturing plastic parts, in particular automobile body parts, with a polyurethane and a polyurethane thermosetting resin reinforced by a fibrous reinforcement, obtained by successive impregnation operations. , overmolding and heat treatment.
La mise en oeuvre du procédé de l'invention peut être réalisée de la manière suivante
On prépare un mélange d'une résine époxy et de son catalyseur, puis on imprègne une armature fibreuse de fa çon à ce que le pourcentage de résine par rapport au renfort fibreux soit compris notamment entre 10 et 30 0. L'impré nation est réalisée par passage du renfort fibreux dans un bac d'imprégnation suivi d'un essorage entre cylindres, de façon à permettre une mouillabilité parfaite du renfort par la résine.The implementation of the process of the invention can be carried out as follows
A mixture of an epoxy resin and its catalyst is prepared, then a fibrous reinforcement is impregnated so that the percentage of resin relative to the fibrous reinforcement is in particular between 10 and 30 °. The impregnation is carried out by passing the fibrous reinforcement in an impregnation tank followed by spinning between cylinders, so as to allow perfect wettability of the reinforcement by the resin.
Le renfort fibreux ainsi imprégné est de préférence placé d'abord dans une étuve à une température comprise entre 100 et 1500 C pendant un temps de 2 à 5 minutes de fa çon à procéder à une prégélification conduisant à un produit plus manipulable. The fibrous reinforcement thus impregnated is preferably first placed in an oven at a temperature of between 100 and 1500 ° C. for a period of 2 to 5 minutes so as to carry out a pregelling which leads to a product that is more easily handled.
Le renfort fibreux imprégné est alors découpé suivant les dimensions de la pièce à fabriquer puis placé dans un moule de surmoulage au polyuréthanne. The impregnated fibrous reinforcement is then cut according to the dimensions of the part to be manufactured and then placed in a mold of polyurethane overmolding.
Suivant la forme et la complexité de la pièce le renfort fibreux imprégné pourra entre positionné dans le moule de différentes façons
a) 1 e renfort imprégné pourra être plaqué coté poinçon;
b) le renfort imprégné pourra entre tendu dans la demi-épaisseur de l'empreinte
c) le renfort imprégné pourra etre placé dans ltépaisseur de l'empreinte sur des plots de positionnement.Depending on the shape and complexity of the part, the impregnated fibrous reinforcement may be positioned in the mold in different ways
a) the impregnated reinforcement may be plated on the punch side;
b) the impregnated reinforcement can be stretched in the half-thickness of the impression
c) the impregnated reinforcement may be placed in the thickness of the impression on positioning studs.
Après fermeture du moule, on procède au surmoulage du renfort fibreux imprégné par un mélange de réaction de polyuréthanne à 2 composants A et B mis en oeuvre par le procédé RIM. After closing the mold, the impregnated fibrous reinforcement is overmoulded with a 2-component polyurethane reaction mixture A and B carried out by the RIM method.
Le composant A est un composé hydroxylé, par exemple un polyéther polyol, mélangé éventuellement avec des modificateurs de chaine, un catalyseur et des colorants. Component A is a hydroxylated compound, for example a polyether polyol, optionally mixed with chain modifiers, a catalyst and dyes.
Le composant B est un polyisocyanate, généralement un diisocyanate ou un mélange de diisocyanates. Component B is a polyisocyanate, generally a diisocyanate or a mixture of diisocyanates.
Les deux composants A et B sont régulés thermiquement à une température comprise entre 25 et 350 C, dosés dans un rapport respectif de lA/lB à 3A/1B puis mélangés sous haute pression (120 à 150 bars) dans une chambre de mélange placée directement sur le moule et introduits rapidement dans un temps compris entre 1 s. et 7 s. dans ltempreinte de la pièce contenant le renfort fibreux imprégné de résine époxy. The two components A and B are thermally controlled at a temperature of between 25 and 350 C, dosed in a ratio of 1A / 1B to 3A / 1B and then mixed under high pressure (120 to 150 bar) in a mixing chamber placed directly on the mold and introduced quickly in a time between 1 s. and 7 s. in the fingerprint of the part containing the fibrous reinforcement impregnated with epoxy resin.
Le mélange des deux composants A et B va remplir l'empreinte de la pièce en surmoulant le renfort fibreux imprégné pendant que vont se produire les réactions de polyaddi tion des polyisocyanates sur les groupes hydroxyle du compo sant
A et de la résine époxy imprégnant le renfort, créant ainsi un réseau de liaisons polyuréthanniques etépoxy-polyuréthanne ex trêmement tenaces et ainsi on obtient un composite allié renfort fibreux - polyuréthanne-époxy très résistant.The mixture of the two components A and B will fill the impression of the part by overmolding the impregnated fibrous reinforcement while the polyaddition reactions of the polyisocyanates on the hydroxyl groups of the component will occur.
A and the epoxy resin impregnating the reinforcement, thus creating a network of polyurethane and epoxy-polyurethane bonds which are very stubborn and thus obtaining a composite alloy fiber reinforcement - polyurethane-epoxy very resistant.
Ces réactions sont exothermiques et rapides, il est possible de démouler la pièce au bout d'un temps de 1 s. à 3 s. These reactions are exothermic and fast, it is possible to unmold the piece after a time of 1 s. at 3 s.
Après démoulage, la pièce est placée dans une étuve à une température comprise entre 100 et 1400 C, de préférence à 1200 C, pour assurer le durcissement de la résine époxy par le catalyseur de réticulation par création de liaisons époxydiques de grande rigidité. After demolding, the part is placed in an oven at a temperature between 100 and 1400 C, preferably at 1200 C, to ensure the curing of the epoxy resin by the crosslinking catalyst by creating epoxy bonds of high rigidity.
Les caractéristiques des pièces obtenues crépon dent favorablement aux spécifications d'aspect de surface, de tenue mécanique et de tenue thermique exigées notamment des pièces de carrosseries de véhicules automobiles. The characteristics of the parts obtained crepit favorably to the specifications of surface appearance, mechanical strength and heat resistance required in particular parts of motor vehicle bodies.
La surface de la pièce reproduit l'aspect du moule avec les possibilités d'aspect lisse ou grainé. Les caractéristiques mécaniques dépendent du pourcentage respectif de la résine époxy et du renfort fibreux, de la nature du renfort fibreux et du type de mélange de réaction de polyuréthanne utilisé. The surface of the piece reproduces the appearance of the mold with the possibilities of smooth or grainy appearance. The mechanical characteristics depend on the respective percentage of the epoxy resin and the fiber reinforcement, the nature of the fibrous reinforcement and the type of polyurethane reaction mixture used.
Suivant la forme et la complexité de la pièce à réaliser on utilisera avantageusement des fils de verre E ou Rou de carbone unidirectionnel, des grilles de verre E, R ou de carbone à tissage croisé, des tissus de verre E, R ou de carbone croisé ou unidirectionnel. Depending on the shape and complexity of the part to be produced, it will be advantageous to use unidirectional carbon glass wires E or Rou, cross-woven glass E, R or carbon grids, E, R or cross-carbon glass fabrics. or unidirectional.
Le pourcentage de verre ou de carbone pourra notamment aller de 4 à 10 % environ du poids du produit com- posite. The percentage of glass or carbon may especially range from 4 to 10% of the weight of the composite product.
Le pourcentage de résine époxy imprégnant finalement les renforts fibreux peut t tre compris notamment entre 1, 5 et 4 % en poids du composite après essorage. The percentage of epoxy resin finally impregnating the fibrous reinforcements may be in particular between 1, 5 and 4% by weight of the composite after wringing.
Comme mélange de réaction de polyuréthanne on peut utiliser des formulations microcellulaires jusqu'à des formulations à haute rigidité dont les modules en flexion varient de 40 à 800
MPa, les allongements à la rupture en traction de 80 à 300 % et la résistance à la rupture en traction de 14 à 35 MPa.On a ainsi obt enu les résultats comparatifs suivants entre une formulation de polyuréthanne à haute rigidité et la même formulation de polyuréthanne alliée à une résine époxy renforcée de verre suivant la présente invention.
MPa, tensile break elongations of 80 to 300% and tensile tensile strength of 14 to 35 MPa. The following comparative results were thus obtained between a high rigidity polyurethane formulation and the same formulation of polyurethane alloyed with a glass reinforced epoxy resin according to the present invention.
<tb> <SEP> Formulation <SEP> de <SEP> Formulation <SEP> de
<tb> <SEP> polyuréthanne <SEP> à <SEP> polyuréthanne <SEP> à
<tb> <SEP> haute <SEP> haute <SEP> rigidité <SEP> haute <SEP> rigidité
<tb> Caractéristiques <SEP> PHR <SEP> 720 <SEP> alliée <SEP> à <SEP> une <SEP> résine
<tb> <SEP> époxy <SEP> renforcée
<tb> <SEP> de <SEP> verre
<tb> Nature <SEP> de <SEP> l'armature <SEP> néant <SEP> Fils <SEP> de <SEP> verre <SEP> R
<tb> % <SEP> renfort <SEP> de <SEP> verre <SEP> R <SEP> néant <SEP> 3,9 <SEP> à <SEP> 7
<tb> <SEP> %résineépoxy <SEP> néant <SEP> 1,5 <SEP> à <SEP> 4
<tb> <SEP> Densité <SEP> 1,05 <SEP> 1,09à <SEP> 1,12 <SEP>
<tb> <SEP> Dureté <SEP> Store <SEP> D <SEP> 66 <SEP> 66
<tb> <SEP> Res. <SEP> Rupture <SEP> Trac- <SEP> 26,4 <SEP> 51 <SEP> à <SEP> 105
<tb> <SEP> tion,MPa
<tb> <SEP> Module <SEP> en <SEP> Flexion
<tb> <SEP> MPa
<tb> <SEP> - <SEP> 30 <SEP> C <SEP> 1 <SEP> 150 <SEP> 1 <SEP> 600 <SEP> à <SEP> 3 <SEP> 300
<tb> <SEP> + <SEP> 20 C <SEP> C <SEP> 660 <SEP> 1 <SEP> 100 <SEP> à <SEP> 2 <SEP> 400
<tb> <SEP> + <SEP> 80 <SEP> C <SEP> 330 <SEP> 900 <SEP> à <SEP> 2 <SEP> 500 <SEP>
<tb> Test <SEP> d'affaissement <SEP> mm <SEP> 12 <SEP> 0
<tb> 1Hà160 C <SEP>
<tb> <tb><SEP> Formulation <SEP> of <SEP> Formulation <SEP> of
<tb><SEP> polyurethane <SEP> to <SEP> polyurethane <SEP> to
<tb><SEP> high <SEP> high <SEP> rigidity <SEP> high <SEP> rigidity
<tb> Features <SEP> PHR <SEP> 720 <SEP> Allied <SEP> to <SEP> a <SEP> Resin
<tb><SEP> reinforced epoxy <SEP>
<tb><SEP> of <SEP> glass
<tb> Nature <SEP> of <SEP> armature <SEP> nil <SEP> Yarn <SEP> of <SEP> glass <SEP> R
<tb>% <SEP> reinforcement <SEP> of <SEP> glass <SEP> R <SEP> nil <SEP> 3.9 <SEP> to <SEP> 7
<tb><SEP>% resin epoxy <SEP> nil <SEP> 1.5 <SEP> to <SEP> 4
<tb><SEP> Density <SEP> 1.05 <SEP> 1.09 to <SEP> 1.12 <SEP>
<tb><SEP> Hardness <SEP> Store <SEP> D <SEP> 66 <SEP> 66
<tb><SEP> Res. <SEP> Rupture <SEP> Trac- <SEP> 26.4 <SEP> 51 <SEP> to <SEP> 105
<tb><SEP> tion, MPa
<tb><SEP> Module <SEP> in <SEP> Bending
<tb><SEP> MPa
<tb><SEP> - <SEP> 30 <SEP> C <SEP> 1 <SEP> 150 <SEP> 1 <SEP> 600 <SEP> to <SEP> 3 <SEP> 300
<tb><SEP> + <SEP> 20C <SEP> C <SEP> 660 <SEP> 1 <SEP> 100 <SEP> to <SEP> 2 <SEP> 400
<tb><SEP> + <SEP> 80 <SEP> C <SEP> 330 <SEP> 900 <SEP> to <SEP> 2 <SEP> 500 <SEP>
<tb><SEP> Slump Test <SEP> mm <SEP> 12 <SEP> 0
<tb> 1H to 160 C <SEP>
<Tb>
L'exemple non limitatif suivant est donné à titre d'illustration de l'invention. The following nonlimiting example is given by way of illustration of the invention.
Exemple
Fabrication d'un capot de moteur intérieur de véhicule utilitaire.Example
Manufacture of a motor vehicle interior engine hood.
On prépare un mélange de résine époxy LY 556 et de durcisseur XB 2973 (CIBA GEYGY). A mixture of LY 556 epoxy resin and XB 2973 hardener (CIBA GEYGY) is prepared.
Après avoir préchauffé la résine à une tempéra ture de 500 C, on verse le durcisseur dans la moitié de la quan- tité de la résine, puis on ajoute le reste de résine en homogéné isant au moyen d'un agitateur lent. After preheating the resin to a temperature of 500 ° C, the hardener is poured into half the amount of the resin, and then the resin residue is homogenized by means of a slow stirrer.
On imprègne ensuite une grille de verre R pesant 220 g/m2 par le mélange époxy + durcisseur, de façon à obtenir une grille imprégnée de 30 % de résine puis après essorage entre des cylindres, on procède à une prégélification par passage en étuve pendant 4 minutes à 1350 C. A glass grid R weighing 220 g / m 2 is then impregnated with the epoxy + hardener mixture, so as to obtain a grid impregnated with 30% of resin, then after centrifuging between cylinders, pre-gelling is carried out by passing through an oven for 4 hours. minutes to 1350 C.
Après refroidissement, la grille de verre R imprégnée d'époxy est placée dans un moule pour un surmoulage au polyuréthanne. After cooling, the epoxy impregnated glass grid R is placed in a mold for polyurethane overmolding.
Le moule pour la fabrication du capot est un moule en béton de résine thermorégulé à 500 C, dont la surface de l'empreinte du capot est grainée. Après fermeture du moule, on procède à l'injection d'une formulation de polyuréthanne
PHR 720 (de AOP) sur la grille de verre imprégnée. Après démoulage de la pièces on la place dans une étuve pendant 30 minutes à 1200 C.The bonnet mold is a thermally regulated resin concrete mold at 500 ° C, the surface of the hood footprint is grained. After closing the mold, the injection is made of a polyurethane formulation
PHR 720 (from AOP) on the impregnated glass grid. After demolding the pieces it is placed in an oven for 30 minutes at 1200 C.
Les capots ainsi formés ont été peints en chaîne carrosserie avec une peinture pour carrosserie pendant 20 minutes à la température maximale de 1800 C Aucune déformation des pièces n'a été constatée. The hoods thus formed were painted in a body chain with a bodywork paint for 20 minutes at a maximum temperature of 1800 C. No deformation of the parts was observed.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8118452A FR2513567A1 (en) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | Composite comprising reinforced epoxy! resin - over-moulded with polyurethane, having high mechanical and thermal resistance, for prodn. of automobile parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8118452A FR2513567A1 (en) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | Composite comprising reinforced epoxy! resin - over-moulded with polyurethane, having high mechanical and thermal resistance, for prodn. of automobile parts |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2513567A1 true FR2513567A1 (en) | 1983-04-01 |
| FR2513567B1 FR2513567B1 (en) | 1984-05-18 |
Family
ID=9262625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8118452A Granted FR2513567A1 (en) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | Composite comprising reinforced epoxy! resin - over-moulded with polyurethane, having high mechanical and thermal resistance, for prodn. of automobile parts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2513567A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1985000141A1 (en) * | 1983-06-20 | 1985-01-17 | The Secretary Of State For Trade And Industry In H | Zone stiffened composites |
| FR2670708A1 (en) * | 1990-12-21 | 1992-06-26 | Panico Yvo | PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF A COMPOSITE ARTICLE BASED ON ARMY RESIN. |
| WO2001064347A2 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-07 | Multotec Process Equipment (Pty) Limited | Spiral concentrator unit |
| FR2981879A1 (en) * | 2011-10-27 | 2013-05-03 | Faurecia Interieur Ind | Trimming element e.g. trim panel, for trimming fascia of passenger compartment of motor vehicle, has reinforcement element impregnated by thermosetting material, where material is polymerized in contact with polymeric material of layer |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2237761A1 (en) * | 1973-07-16 | 1975-02-14 | Saucier | Glass fibre reinforced epoxy hockey sticks etc - built on skinned (polyurethane) foam core |
| FR2309325A1 (en) * | 1975-04-28 | 1976-11-26 | Sempiran Patentverwert | Polyurethane and synthetic cpd. composite insulation material - utilising reactive substance to aid adhesion |
| US4076788A (en) * | 1976-12-02 | 1978-02-28 | General Motors Corporation | Mold coating of freshly molded articles |
| US4081578A (en) * | 1974-06-27 | 1978-03-28 | The General Tire & Rubber Company | In-mold coating composition and method of applying same |
| EP0004712A1 (en) * | 1978-03-23 | 1979-10-17 | Imperial Chemical Industries Plc | Process for the manufacture of a glass fibre-reinforced plastics article and a glass fibre paste or slurry for use in the process |
| FR2423507A2 (en) * | 1978-04-20 | 1979-11-16 | Gen Tire & Rubber Co | MOLD COATING OF MOLDED PARTS OBTAINED FROM MOLDING MATERIALS IN PLATES |
-
1981
- 1981-09-30 FR FR8118452A patent/FR2513567A1/en active Granted
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2237761A1 (en) * | 1973-07-16 | 1975-02-14 | Saucier | Glass fibre reinforced epoxy hockey sticks etc - built on skinned (polyurethane) foam core |
| US4081578A (en) * | 1974-06-27 | 1978-03-28 | The General Tire & Rubber Company | In-mold coating composition and method of applying same |
| FR2309325A1 (en) * | 1975-04-28 | 1976-11-26 | Sempiran Patentverwert | Polyurethane and synthetic cpd. composite insulation material - utilising reactive substance to aid adhesion |
| US4076788A (en) * | 1976-12-02 | 1978-02-28 | General Motors Corporation | Mold coating of freshly molded articles |
| EP0004712A1 (en) * | 1978-03-23 | 1979-10-17 | Imperial Chemical Industries Plc | Process for the manufacture of a glass fibre-reinforced plastics article and a glass fibre paste or slurry for use in the process |
| FR2423507A2 (en) * | 1978-04-20 | 1979-11-16 | Gen Tire & Rubber Co | MOLD COATING OF MOLDED PARTS OBTAINED FROM MOLDING MATERIALS IN PLATES |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1985000141A1 (en) * | 1983-06-20 | 1985-01-17 | The Secretary Of State For Trade And Industry In H | Zone stiffened composites |
| EP0133340A1 (en) * | 1983-06-20 | 1985-02-20 | Secretary of State for Trade and Industry in Her Britannic Majesty's Gov. of the U.K. of Great Britain and Northern Ireland | Zone-stiffened composites |
| GB2152429A (en) * | 1983-06-20 | 1985-08-07 | Secretary Trade Ind Brit | Zone stiffened composites |
| FR2670708A1 (en) * | 1990-12-21 | 1992-06-26 | Panico Yvo | PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF A COMPOSITE ARTICLE BASED ON ARMY RESIN. |
| WO1992011127A1 (en) * | 1990-12-21 | 1992-07-09 | Yvo Panico | Process for manufacturing resin and, in particular, reinforced polyurethane articles |
| WO2001064347A2 (en) * | 2000-03-02 | 2001-09-07 | Multotec Process Equipment (Pty) Limited | Spiral concentrator unit |
| WO2001064347A3 (en) * | 2000-03-02 | 2002-02-21 | Multotec Process Equip Pty Ltd | Spiral concentrator unit |
| FR2981879A1 (en) * | 2011-10-27 | 2013-05-03 | Faurecia Interieur Ind | Trimming element e.g. trim panel, for trimming fascia of passenger compartment of motor vehicle, has reinforcement element impregnated by thermosetting material, where material is polymerized in contact with polymeric material of layer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2513567B1 (en) | 1984-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5837181A (en) | Thermoplastically formable composite materials based on polyamide 12 matrix | |
| US8992813B2 (en) | Sheet molding compound with cores | |
| KR101644207B1 (en) | Long-fiber thermoset composite with low orange peel | |
| EP1253006B1 (en) | Composite materials made from fibre reinforced polyurethane and use in car body exterior parts | |
| EP1561575B1 (en) | Composite parts of Polyurethene with Thermoplastic or Metal Surface Layers and a Process for their Production | |
| US9744699B2 (en) | Methods for increasing impact resistance of reinforced polymeric composites | |
| EP0726283A1 (en) | Resin for formable prepreg with oriented reinforcement and moulded product obtained | |
| US2999764A (en) | Process for surfacing presoftened polyamide with an in situ curable elastomer | |
| KR101968291B1 (en) | Sizing agent for carbon- fiber, carbon-fiber having enhanced interfacial adhesion, reactive carbon-fiber reinforced polymer composite using the same and preparation method thereof | |
| FR2513567A1 (en) | Composite comprising reinforced epoxy! resin - over-moulded with polyurethane, having high mechanical and thermal resistance, for prodn. of automobile parts | |
| JP6200887B2 (en) | Manufacturing method of molded product | |
| WO1994014587A2 (en) | A layered article prepared by spraying a thermoset resin to form each layer | |
| DE3711659A1 (en) | FLAT COMPOSITE WITH AN ALUMINUM SURFACE LAYER, METHOD FOR THE PRODUCTION AND USE THEREOF | |
| DE19732425C2 (en) | Composite of fiber-reinforced polyurethane and a thermoplastic and process for its production | |
| JP4464786B2 (en) | Manufacturing method of resin impregnated sheet and carbon fiber reinforced plastic molded body | |
| US20220250295A1 (en) | Overmoulding a profile for producing a shaped article, a shaped article obtained therefrom and use thereof | |
| DE19939111A1 (en) | Composite elements | |
| Park et al. | Manufacture of carbon fiber composites | |
| DE10000767A1 (en) | Bodywork outer element for vehicles, comprises a fiber reinforced plastic foam core which after molding has an open-cell structure | |
| EP1034068B1 (en) | Method for producing polyurethane articles | |
| JP7569207B2 (en) | Manufacturing method and manufacturing device for thermoplastic resin composite | |
| JP7480865B2 (en) | Vehicle side step and manufacturing method thereof | |
| CN117024951A (en) | Resin composition, glass fiber composite material, preparation method and application thereof | |
| Hurley | Structural RIM IMR | |
| JPH0571372B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CD | Change of name or company name | ||
| ST | Notification of lapse |