NL1010640C2 - Fibre reinforced resin matrix sheet product, contains fibrous material based on fibres with specific minimum fibre length - Google Patents
Fibre reinforced resin matrix sheet product, contains fibrous material based on fibres with specific minimum fibre lengthInfo
- Publication number
- NL1010640C2 NL1010640C2 NL1010640A NL1010640A NL1010640C2 NL 1010640 C2 NL1010640 C2 NL 1010640C2 NL 1010640 A NL1010640 A NL 1010640A NL 1010640 A NL1010640 A NL 1010640A NL 1010640 C2 NL1010640 C2 NL 1010640C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- sheet
- fibrous material
- product according
- shaped product
- fibers
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
- B29C70/12—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of short length, e.g. in the form of a 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
- 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
- C08J5/241—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
-
- 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
- B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
- B29C70/12—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of short length, e.g. in the form of a mat
- B29C70/14—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of short length, e.g. in the form of a mat oriented
-
- 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
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
-
- 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
- C08J2361/00—Characterised by the use of condensation polymers of aldehydes or ketones; Derivatives of such polymers
- C08J2361/20—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
Description
- 1 -- 1 -
5 VELVORMIG VOORTBRENGSEL VAN EEN THERMOHARDBAAR5 SHAPED PRODUCTION OF A THERMO-HARDBARE
HARSMENGSEL EN VEZËLVORMIG MATERIAALRESIN MIXTURE AND FIBROUS MATERIAL
De uitvinding heeft betrekking op een 10 velvormig voortbrengsel omvattende vezelvormig materiaal en een thermohardbaar harsmengsel als matrix. De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor de vervaardiging van het voortbrengsel.The invention relates to a sheet-shaped product comprising fibrous material and a thermosetting resin mixture as matrix. The invention also relates to a method of manufacturing the article.
Een dergelijk velvormig voortbrengsel is 15 onder andere bekend uit EP-A-0304133. In EP-A-0304133 wordt een velvormig voortbrengsel beschreven van een thermohardbaar harsmengsel, in het bijzonder een aminoplast-formaldehyde harsmengsel, en vezelvormig materiaal in de vorm van een vlies of een mat met 20 vezels van 6-60 mm. Aan het vezelvormig materiaal wordt hierbij een middel toegevoegd om de erin aanwezige vezels bij elkaar te houden en de mat goed hanteerbaar te maken, bijvoorbeeld tijdens het impregneren van de vezels met het matrix materiaal.Such a sheet-shaped product is known, inter alia, from EP-A-0304133. EP-A-0304133 discloses a sheet-like article of a thermosetting resin mixture, in particular an aminoplast-formaldehyde resin mixture, and a fibrous material in the form of a fleece or mat with 20 fibers of 6-60 mm. A means is hereby added to the fibrous material to keep the fibers present therein together and to make the mat easy to handle, for example during impregnation of the fibers with the matrix material.
25 Het bekende voortbrengsel volgens EP-A- 0304133 wordt doorgaans verwerkt tot eindproduct door één of meerdere velvormige voortbrengsels in een mal aan te brengen, waarna deze bij verhoogde temperatuur en druk worden geperst tot een eindproduct. Tijdens het 30 persen treedt vloei op van het voortbrengsel naar plaatsen in de mal waar het voortbrengsel niet werd 1 o 1 0640 - 2 - ingelegd. Persen waarbij tevens vloei van het materiaal optreedt, wordt ook wel vloeipersen genoemd. Deze vloei dient er voor te zorgen dat het vezelvormig materiaal goed verspreid wordt in het eindproduct. Een en ander 5 betekent dat tijdens het persen het vezelvormig materiaal moet worden meegevoerd met het vloeiende thermohardbaar harsmengsel.The known product according to EP-A-0304133 is usually processed into a final product by placing one or more sheet-shaped products in a mold, after which these are pressed into a final product at elevated temperature and pressure. During the pressing process, flow of the article occurs to places in the mold where the article was not loaded. Presses in which the material also flows, is also known as blotting presses. This rolling paper should ensure that the fibrous material is well distributed in the final product. All this means that during pressing the fibrous material must be entrained with the flowing thermosetting resin mixture.
Het bekende voortbrengsel volgens EP-A-0304133 heeft als nadeel dat de vloei tijdens 10 vloeipersen tot eindproduct onvoldoende is, zodat niet al het vezelvormig materiaal op de gewenste plaats in het product terecht komt. Hierdoor zijn de slagvastheid en de stijfheidseigenschappen op diverse plaatsen in het voortbrengsel te laag voor een aantal toepassingen 15 waarbij deformatie van het voorwerp voorkomen moet worden, zoals bijvoorbeeld bij autobumpers, behuizingen voor apparatuur e.d..The known product according to EP-A-0304133 has the drawback that the flow during flux presses to final product is insufficient, so that not all the fibrous material ends up in the product at the desired location. As a result, the impact strength and stiffness properties in various places in the article are too low for a number of applications in which deformation of the object must be prevented, such as, for example, in car bumpers, enclosures for equipment, etc.
De onderhavige uitvinding stelt zich ten doel een velvormig voortbrengsel, omvattende een 20 thermohardbaar harsmengsel en vezelvormig materiaal te verschaffen, dat dit nadeel niet bezit.The object of the present invention is to provide a sheet-shaped product, comprising a thermosetting resin mixture and fibrous material, which does not have this drawback.
Verrassenderwijs wordt dit bereikt door vezelvormig materiaal toe te passen dat in hoofdzaak bestaat uit vezels met een lengte groter dan 6 cm.Surprisingly, this is accomplished by using fibrous material consisting essentially of fibers greater than 6 cm in length.
25 Als vezelvormig materiaal kunnen alle commercieel verkrijgbare vezels worden toegepast. Geschikte vezels zijn bijvoorbeeld koolstofvezels, staalvezels, glasvezels, metaal gecoate glas- of koolstofvezels, steenvezels, katoenvezels, vezels op 30 basis van hoog-georiënteerde thermoplasten zoals aramidevezels, polyamidevezels en cellulosevezels of 1 01 0640 - 3 - mengsels van deze vezels. Bij voorkeur worden staalvezels, glasvezels of koolstofvezels toegepast of mengsels hiervan. In het bijzonder worden koolstofvezels toegepast.All commercially available fibers can be used as a fibrous material. Suitable fibers are, for example, carbon fibers, steel fibers, glass fibers, metal-coated glass or carbon fibers, stone fibers, cotton fibers, fibers based on highly oriented thermoplastics such as aramid fibers, polyamide fibers and cellulose fibers or mixtures of these fibers. Preferably steel fibers, glass fibers or carbon fibers or mixtures thereof are used. In particular, carbon fibers are used.
5 Door een vezelvormig materiaal te gebruiken volgens de uitvinding wordt een velvormig voortbrengsel verkregen dat uitermate geschikt is om te worden verwerkt door middel van vloeipersen.By using a fibrous material according to the invention a sheet-shaped product is obtained which is extremely suitable for processing by means of blotting presses.
Bij voorkeur wordt het velvormig 10 voortbrengsel volgens de uitvinding gekenmerkt doordat het vezelvormig materiaal een mat omvat. Deze mat kan zowel een isotrope als een anisotrope mat zijn.Preferably, the sheet-shaped article according to the invention is characterized in that the fibrous material comprises a mat. This mat can be an isotropic or an anisotropic mat.
Met een isotrope mat wordt een mat bedoeld waarin de richting van de vezels geen regelmaat 15 vertonen, maar een random richtingsverdeling vertonen. Indien een isotrope koolstofvezel mat wordt toegepast, dienen minimaal 60 gew.% van de koolstofvezels en bij voorkeur minimaal 80 gew.% van de koolstofvezels een minimale lengte te bezitten van 6 cm. De maximale 20 lengte van de koolstofvezels wordt bepaald door de maximale afmetingen van de mat. Experimenteel onderzoek heeft aangetoond dat bij koolstofvezels de lengte van de vezels versus de te bereiken mechanische eigenschappen een optimuum vertonen vanaf een 25 vezellengte van 6 cm.By an isotropic mat is meant a mat in which the direction of the fibers does not exhibit regularity, but shows a random direction distribution. If an isotropic carbon fiber mat is used, a minimum of 60% by weight of the carbon fibers and preferably a minimum of 80% by weight of the carbon fibers must have a minimum length of 6 cm. The maximum length of the carbon fibers is determined by the maximum dimensions of the mat. Experimental research has shown that with carbon fibers the length of the fibers versus the mechanical properties to be achieved show an optimum from a fiber length of 6 cm.
Met een anisotrope mat wordt een mat bedoeld waarbij de richting van de vezels een zekere ordening vertonen. De vezels kunnen bijvoorbeeld gegroepeerd zijn in bundels die elkaar kruisen, 30 bijvoorbeeld loodrecht. Ook is het mogelijk dat de mat is opgebouwd uit evenwijdige vezelbundels welke al dan 1010640 - 4 - niet ten opzichte van elkaar verschoven zijn. In het geval van anisotrope koolstofvezel matten is hierbij minimaal 60 gew.% ( bij voorkeur minimaal 80 gew.% van de vezels langer dan 6 cm. In het bijzonder worden bij 5 anisotrope matten continue vezels toegepast. Met continue vezels wordt bedoeld, vezels in hoofdzaak met een lengte groter dan de grootste breedte van de mat.An anisotropic mat means a mat in which the direction of the fibers has a certain order. The fibers can for instance be grouped in bundles that cross each other, for instance perpendicularly. It is also possible that the mat is built up of parallel fiber bundles, which may or may not be offset from each other. In the case of anisotropic carbon fiber mats, this is at least 60% by weight (preferably at least 80% by weight of the fibers longer than 6 cm. In particular, 5 anisotropic mats use continuous fibers. By continuous fibers is meant, fibers in essentially with a length greater than the greatest width of the mat.
De maximale lengte van de koolstofvezels wordt hierbij bepaald door de maximale afmetingen binnen de 10 koolstofvezel mat.The maximum length of the carbon fibers is hereby determined by the maximum dimensions within the 10 carbon fiber mat.
Het kan bij zowel isotrope als anisotrope matten van voordeel zijn een kleine hoeveelheid kortere vezels korter dan 6 cm, bij voorkeur korter dan 4 cm, in het bijzonder korter dan 2 cm in het velvormig 15 voortbrengsel op te nemen om een nog betere vezelverdeling op nokken, richels en randen te verkrijgen. Bij voorkeur wordt kleiner dan 20 gew.% koolstofvezels met een lengte kleiner dan 6 cm toegepast.It may be advantageous in both isotropic and anisotropic mats to incorporate a small amount of shorter fibers shorter than 6 cm, preferably shorter than 4 cm, in particular shorter than 2 cm, in the sheet-shaped article to provide an even better fiber distribution on cams , ledges and edges. Preferably less than 20% by weight of carbon fibers with a length of less than 6 cm is used.
20 De bij de onderhavige uitvinding toegepaste matten kunnen bijvoorbeeld op de volgende wijze worden vervaardigd.For example, the mats used in the present invention can be manufactured in the following manner.
In het geval van een isotrope mat, kunnen de vezels (bijvoorbeeld zogenaamde chopped fibers) op 25 verschillende manieren met elkaar verbonden worden, teneinde de mat mechanische konsistentie te geven. Met chopped fibers wordt bedoeld vezels die via hakken van een bundel continue draden (filamenten) worden verkregen met bijvoorbeeld een lengte van minimaal 6 30 cm. Bijvoorbeeld kan het vervaardigen van een isotrope mat gebeuren door de vezels met de gewenste lengte via 1010640 - 5 - stikken met een draad aan elkaar te zetten. De draad kan bijvoorbeeld een polyesterdraad, een glasdraad of een koolstofdraad zijn. Het is ook mogelijk om een laagsmeltend polymeer als draad te gebruiken, zoals 5 bijvoorbeeld PE of PP. Bij voorkeur wordt een draad toegepast die bij de verwerkingstemperatuur week wordt.In the case of an isotropic mat, the fibers (eg so-called chopped fibers) can be joined together in different ways, in order to give the mat mechanical consistency. Chopped fibers are fibers that are obtained by chopping a bundle of continuous threads (filaments) with a length of at least 6 30 cm, for example. For example, the production of an isotropic mat can be done by stringing the fibers of the desired length together with 1010640-5 stitching. The thread can be, for example, a polyester thread, a glass thread or a carbon thread. It is also possible to use a low-melting polymer as a thread, such as, for example, PE or PP. Preferably, a thread is used that softens at the processing temperature.
De chopped fibres kunnen ook door het opbrengen van een binder aan elkaar geplakt worden. Bij voorkeur worden binders toegepast die verweken bij de 10 verwerkingstemperatuur. De toegepaste hoeveelheid binder ligt doorgaans tussen 1 en 5 gew.% ten opzichte van de hoeveelheid vezel. Ook is het mogelijk dat de binder op een drager is aangebracht.The chopped fibers can also be glued together by applying a binder. Binders that soften at the processing temperature are preferably used. The amount of binder used is usually between 1 and 5% by weight relative to the amount of fiber. It is also possible that the binder is mounted on a carrier.
Naast isotrope matten bestaande uit 1 type 15 vezel, kunnen ook matten die uit meerdere vezeltypen bestaan, zeer goed gebruikt worden in deze uitvinding. Voorbeelden zijn een mat die bestaat uit koolstofvezels en glasvezels, glasvezels en staalvezels of aramide en polyestervezels.In addition to isotropic mats consisting of 1 type 15 fiber, mats consisting of several fiber types can also be used very well in this invention. Examples are a mat consisting of carbon fibers and glass fibers, glass fibers and steel fibers or aramid and polyester fibers.
20 In het geval van anisotrope matten, worden de vezels eveneens bijvoorbeeld via stikken met elkaar verbonden. Bij anisotrope matten opgebouwd uit evenwijdige vezelbundels kan dit stikken plaatsvinden bijvoorbeeld loodrecht op de vezelrichting. Dezelfde 25 stik middelen als beschreven bij de isotrope matten kunnen gebruikt worden. Ook kunnen de vezels in dit geval met dezelfde typen binders als beschreven bij de isotrope matten aan elkaar geplakt worden. Mengsels van vezeltypen is ook hier mogelijk, daarnaast kunnen de 30 matten ook bestaan uit een mengsel van Oneindig lange' vezels in l of meerdere richtingen, gekombineerd met 1 o 1 0640 - 6 - random chopped fibres zoals bijvoorbeeld koolstof UD (= unidirectioneel) in kombinatie met random chopped glas.In the case of anisotropic mats, the fibers are also joined together, for example, by stitching. With anisotropic mats built up of parallel fiber bundles, this stitching can take place, for example, perpendicular to the fiber direction. The same stitching agents as described with the isotropic mats can be used. Also, in this case, the fibers can be glued together with the same types of binders as described for the isotropic mats. Mixtures of fiber types are also possible here, in addition, the 30 mats can also consist of a mixture of infinitely long fibers in one or more directions, combined with 1 o 1 0640 - 6 - random chopped fibers such as carbon UD (= unidirectional) in combination with random chopped glass.
Het oppervlaktegewicht van het vezelvormig materiaal kan binnen brede grenzen worden gekozen.The surface weight of the fibrous material can be chosen within wide limits.
5 Geschikte oppervlakte-gewichten zijn bijvoorbeeld gelegen tussen 10 en 2000 g/m2. Bij voorkeur wordt een oppervlakte-gewicht toegepast tussen 150 en 700 g/m2. Hierdoor wordt een optimale combinatie van impregneergedrag en vloeieigenschappen verkregen.Suitable surface weights are, for example, between 10 and 2000 g / m2. Preferably a surface weight is used between 150 and 700 g / m2. This provides an optimal combination of impregnation behavior and flow properties.
10 De thermohardbare hars in het velvormig voortbrengsel volgens de uitvinding kan in principe elke thermohardbare hars zijn. De voordelen van het voortbrengsel volgens de uitvinding komen met name tot uiting wanneer het thermohardbaar harsmengsel een hars 15 bevat gekozen uit de groep van aminoplast-formaldehyde en/of fenol-formaldehyde harsen. Bijzonder geschikte thermohardbare harsen zijn de aminoplast-formaldehyde harsen. Voorbeelden van dergelijke harsen zijn die welke als aminoplast ureum, melamine of benzoguanamine 20 bevatten. Bij voorkeur wordt melamine toegepast vanwege superieure mechanische eigenschappen, vlamwerende eigenschappen en oppervlakte eigenschappen zoals krasvastheid en geslotenheid van het oppervlak (vuilwerend) en inkleurbaarheid.The thermosetting resin in the sheet-shaped article according to the invention can in principle be any thermosetting resin. The advantages of the product according to the invention are particularly evident when the thermosetting resin mixture contains a resin selected from the group of aminoplast formaldehyde and / or phenol-formaldehyde resins. Particularly suitable thermosetting resins are the aminoplast formaldehyde resins. Examples of such resins are those containing as aminoplast urea, melamine or benzoguanamine. Preferably melamine is used because of superior mechanical properties, flame retardant properties and surface properties such as scratch resistance and surface closedness (dirt-resistant) and colorability.
25 De aminoplast-formaldehyde hars kan op een voor de vakman bekende wijze worden vervaardigd door reactie van een aminoplast en formaldehyde in water. De verhouding van bijvoorbeeld formaldehyde en melamine ligt normaal gesproken tussen 1,3 en 2,5, bij voorkeur 30 tussen 1,5 en 2,0. Ook is het mogelijk plasticizers toe te voegen zoals bijvoorbeeld sorbitol, e-caprolactam, 1010640 - 7 - ethyleenglycol, trioxitol, tolueensulfonamide, en benzoen acetoguanamine.The aminoplast formaldehyde resin can be manufactured in a manner known to the skilled person by reaction of an aminoplast and formaldehyde in water. For example, the ratio of formaldehyde and melamine is normally between 1.3 and 2.5, preferably between 1.5 and 2.0. It is also possible to add plasticizers such as, for example, sorbitol, ε-caprolactam, 1010640-7-ethylene glycol, trioxitol, toluenesulfonamide, and benzene acetoguanamine.
Het velvormig voortbrengsel volgens de uitvinding kan eveneens allerlei vulstoffen bevatten.The sheet-shaped product according to the invention can also contain all kinds of fillers.
5 Deze vulstoffen zijn dezelfde als de gebruikelijke vulstoffen voor velvormige voortbrengsels op basis van bijvoorbeeld onverzadigde polyesterhars. Als vulstoffen worden bijvoorbeeld kalk, calcium-carbonaat, klei, koolstofdeeltjes, silica en/of metaaldeeltjes 10 toegepast. Voorts kan het velvormig voortbrengsel nog katalysatoren, lossingsmiddelen, kleurstoffen en andere gebruikelijke toeslagstoffen bevatten.These fillers are the same as the usual fillers for sheet-shaped products based on, for example, unsaturated polyester resin. As fillers, for example, lime, calcium carbonate, clay, carbon particles, silica and / or metal particles are used. Furthermore, the sheet-shaped article may also contain catalysts, release agents, dyes and other customary additives.
Praktisch goed toepasbare mechanische eigenschappen worden bereikt indien men 5-45 vol.% 15 vezelvormig materiaal toepast en 95-55 vol.% harsmengsel. Meer in het bijzonder wordt bij voorkeur 10-40 vol.% vezelvormig materiaal en 90-60 vol.% harsmengsel toegepast.Practically useful mechanical properties are achieved if 5-45% by volume of fibrous material is used and 95-55% by volume of resin mixture. More in particular, 10-40% by volume of fibrous material and 90-60% by volume of resin mixture is preferably used.
Het velvormig voortbrengsel op basis van 20 koolstofvezels volgens de uitvinding heeft als extra voordeel dat dezelfde mechanische eigenschappen kunnen worden bereikt als in het bekende voortbrengsel bij lagere gehaltes aan vezelvormig materiaal in het voortbrengsel en bij een lager gewicht van het 25 vormdeel.The carbon fiber-based sheet product according to the invention has the additional advantage that the same mechanical properties can be achieved as in the known product at lower contents of fibrous material in the product and at a lower weight of the shaped article.
De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor de vervaardiging van een velvormig voortbrengsel waarbij vezelvormig materiaal volgens de uitvinding, zoals hierboven beschreven, wordt 30 geïmpregneerd met een in water opgelost thermohardbaar 1010640 - 8 - harsmengsel en het verkregen geïmpregneerde materiaal wordt gedroogd.The invention also relates to a process for the manufacture of a sheet-shaped product, wherein the fibrous material according to the invention, as described above, is impregnated with a water-soluble thermosetting 1010640-8 resin mixture and the impregnated material obtained is dried.
De hoeveelheid harsmengsel die toegepast wordt per m2 vezelvormig materiaal is eenvoudig aan te 5 passen door met behulp van bijvoorbeeld walsen harsmengsel te verwijderen. Door aanpassing van de viscositeit van het waterige harsmengsel kan ook meer of minder op het vezelvormig materiaal worden aangebracht. Zoals hierboven beschreven kan ook het 10 oppervlakte-gewicht van het vezelvormig materiaal de hoeveelheid opgenomen harsmengsel bepalen.The amount of resin mixture used per m2 of fibrous material is easy to adjust by removing resin mixture using, for example, rollers. By adjusting the viscosity of the aqueous resin mixture, it is also possible to apply more or less on the fibrous material. As described above, the surface weight of the fibrous material can also determine the amount of resin mixture incorporated.
Na de impregneringsstap moet, om een droog velvormig voortbrengsel te verkrijgen het water grotendeels worden verwijderd. Te veel water kan poriën 15 veroorzaken in het uiteindelijke product, wat de mechanische eigenschappen negatief beïnvloedt. Het verwijderen van het water kan eenvoudig gebeuren in een oven, waar het velvormig voortbrengsel doorheen wordt getrokken.After the impregnation step, to obtain a dry sheet-like product, the water must be largely removed. Too much water can cause pores in the final product, which negatively affects the mechanical properties. The water can easily be removed in an oven through which the sheet-shaped product is drawn.
20 De na droging verkregen velvormige voortbrengsels kunnen zeer eenvoudig tot produkten worden verwerkt door middel van vloeipersen. De toegepaste druk ligt doorgaans tussen 10 en 200 bar, bij voorkeur tussen 30 en 130 bar. De gebruikelijke 25 perstemperatuur, die tevens zorgt voor de uitharding van de thermohardbare hars, ligt tussen 80-250eC, bij voorkeur tussen 130-190°C.The sheet-shaped products obtained after drying can very easily be processed into products by means of blotting presses. The pressure used is usually between 10 and 200 bar, preferably between 30 and 130 bar. The usual pressing temperature, which also ensures the curing of the thermosetting resin, is between 80-250 ° C, preferably between 130-190 ° C.
De verkregen produkten vertonen zeer goede mechanische eigenschappen door de uitstekende vloei van 30 het voortbrengsel volgens de uitvinding tijdens het vloeipersen. Typische mechanische eigenschappen bij een 1010640 - 9 - totaal koolstofvezel-gehalte van 10-40 vol.% en koolstofvezel-lengtes voornamelijk groter dan 6 cm, bij meiamineformaldehyde hars als matrix zijn : treksterkte (ISO 178) van 200-1000 MPa, buigmodulus (ISO 178) van 5 15-100 GPa en een slagvastheid (ISO 179) van 20-60 KJ/m2.The products obtained exhibit very good mechanical properties due to the excellent flow of the product according to the invention during the pressing process. Typical mechanical properties at a 1010640 - 9 - total carbon fiber content of 10-40 vol.% And carbon fiber lengths mainly greater than 6 cm, in the case of meiamine formaldehyde resin as matrix are: tensile strength (ISO 178) of 200-1000 MPa, flexural modulus ( ISO 178) of 5 15-100 GPa and an impact strength (ISO 179) of 20-60 KJ / m2.
De velvormige voortbrengsels kunnen bijzonder goed worden toegepast bij de vervaardiging van grote vormdelen met bijvoorbeeld ribben en nokken 10 zoals stoelschalen, behuizingen, armaturen, carrosserie-onderdelen voor vrachtwagens en automobielen. De bijzonder goede mechanische eigenschappen bij een laag gewicht van de vervaardigde vormdelen, chemicaliën bestendigheid, 15 temperatuurbestandheid, hoge temperatuur vormvastheid en krasvastheid van het voortbrengsel zijn dan van groot voordeel.The sheet-shaped articles can be used particularly well in the production of large molded parts with, for example, ribs and cams 10, such as seat shells, housings, fixtures, body parts for trucks and automobiles. The particularly good mechanical properties at a low weight of the molded parts produced, chemical resistance, temperature resistance, high temperature dimensional stability and scratch resistance of the article are then of great advantage.
De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden zonder daartoe 20 beperkt te zijn.The invention will now be elucidated by means of the following examples without being limited thereto.
Voorbeeld IExample I
Bereiding hars 25 In een reactor werd aan 100 delen melamine, 5 delen caprolactam, 24 delen water en 135 delen formaline (30 % formaldehyde in water met een pH van 9,4) toegevoegd. De condensatiereactie werd bij 95°C uitgevoerd, totdat de verdunbaarheid bij 20°C van de 30 hars 1,2 kg hars per kg water bedroeg. De formaldehyde/melamine verhouding was 1,7.Preparation of resin 25 In a reactor, 100 parts of melamine, 5 parts of caprolactam, 24 parts of water and 135 parts of formalin (30% formaldehyde in water with a pH of 9.4) were added. The condensation reaction was carried out at 95 ° C until the 20 ° C dilutability of the resin was 1.2 kg of resin per kg of water. The formaldehyde / melamine ratio was 1.7.
1 n 1 n r 4 o - 10 -1 n 1 n r 4 o - 10 -
Bereiding velvormia voortbrengselPreparation of sheet form product
In een bladroerder werden aan 100 delen van de hierboven bereide hars (bestaande uit 55 gew.% vaste 5 stof en 45 gew.% water) en 0,45 delen paratolueensulfonzuur (50 gew.% vaste stof) toegevoegd. Er werd geroerd tot een homogeen mengsel werd verkregen. De viscositeit werd ingesteld op 2,5 Pa.s (Brookfield bij 20°C).In a paddle stirrer, 100 parts of the resin prepared above (consisting of 55 wt% solid and 45 wt% water) and 0.45 parts of paratoluene sulfonic acid (50 wt% solid) were added. Stirred until a homogeneous mixture was obtained. The viscosity was adjusted to 2.5 Pa.s (Brookfield at 20 ° C).
10 Het harsmengsel werd in een bad van een impregneermachine van het type VITS® (model LIA) gedaan. Een koolstofvezelmat met een oppervlaktegewicht van 290 g/m2 ( +45°/-45° (50/50) weefsel, 15 gew.% kortvezelig (< 2 cm) materiaal bevattend), werd door 15 het bad met harsmengsel geleid. Overtollig harsmengsel werd verwijderd door de geïmpregneerde koolstofvezelmat tussen twee walsen met een doorlaatopening van circa 1 mm te leiden. De geïmpregneerde koolstofvezelmat werd vervolgens gedurende circa 10 min. door een oven bij 20 een temperatuur van 130 °C geleid. Het resterende watergehalte bedroeg 4,5 gew%. Het gemiddeld koolstofvezelgehalte bedroeg 18 vol.%.The resin mixture was placed in a bath of an impregnation machine of the type VITS® (model LIA). A carbon fiber mat with a surface weight of 290 g / m2 (+ 45 ° / -45 ° (50/50) fabric, containing 15 wt% short fiber (<2 cm) material) was passed through the resin mixture bath. Excess resin mixture was removed by passing the impregnated carbon fiber mat between two rollers with a passage of approximately 1 mm. The impregnated carbon fiber mat was then passed through an oven at a temperature of 130 ° C for about 10 minutes. The residual water content was 4.5% by weight. The average carbon fiber content was 18% by volume.
Verwerking tot eindproduct 25 Vier lagen velvormig voortbrengsel van 18x18 cm, zoals hierboven verkregen, werden op elkaar gelegd en in een persmal bij een temperatuur van 150°C en een druk van 100 bar verperst. De gebruikte pers was een 360 ton parallel gestuurde pers, afkomstig van de 30 firma Hoesch te Duitsland. De sluitsnelheid van de persplaten tijdens het persen bedroeg 3 mm/sec. Tijdens 1010640 - 11 - het persen werd de benodigde kracht gemeten voor vloei van de stapel velvormige voortbrengsels. Deze kracht (de vloeikracht) wordt gedefinieerd als het eerste maximum in een kracht-verplaatsingcurve, opgenomen bij 5 een constante sluitsnelheid. De vloeikracht bedroeg 478 kN.Processing into final product. Four layers of 18x18 cm sheet-shaped product, as obtained above, were superimposed and pressed in a press mold at a temperature of 150 ° C and a pressure of 100 bar. The press used was a 360 ton parallel controlled press, from the 30 firm Hoesch in Germany. The closing speed of the pressing plates during pressing was 3 mm / sec. During the pressing the required force for flow of the stack of sheet-like articles was measured. This force (the flow force) is defined as the first maximum in a force-displacement curve recorded at a constant closing speed. The flow force was 478 kN.
De verdeling van de koolstofvezels over de geperste voorwerpen was uitstekend. Dit duidt op een uitstekende vloei tijdens het persen.The distribution of the carbon fibers among the pressed objects was excellent. This indicates excellent flow during pressing.
10 Er werden uit de verkregen platen proefmonsters gezaagd voor buigproeven (ISO 178), trekproeven (ISO 178) en Charpy slagvastheid (ISO 179). De volgende mechanische eigenschappen werden gemeten: een buigsterkte van 380 MPa, een stijfheidsmodulus van 15 27 GPa en een Charpy slagvastheid van 29 KJ/m2.Test samples were sawn from the resulting plates for bending tests (ISO 178), tensile tests (ISO 178) and Charpy impact strength (ISO 179). The following mechanical properties were measured: a flexural strength of 380 MPa, a modulus of stiffness of 27 GPa and a Charpy impact strength of 29 KJ / m2.
Vergelijkend voorbeeld AComparative example A
Op dezelfde wijze als in Voorbeeld I werd een melamine formaldehyde hars bereid met dezelfde 20 samenstelling als in Voorbeeld I.In the same manner as in Example I, a melamine formaldehyde resin was prepared with the same composition as in Example I.
In een bladroerder werden vervolgens aan 100 delen hars (bestaande uit 55 gew.% vaste stof en 45 gew.% water) 110 delen CaC03 en 0,45 delen paratolueensulfonzuur (50% vaste stof) toegevoegd. Er 25 werd geroerd tot een homogeen mengsel werd verkregen.In a leaf stirrer, 110 parts of CaCO3 and 0.45 parts of paratoluene sulfonic acid (50% solid) were added to 100 parts of resin (consisting of 55 wt% solid and 45 wt% water). Stirred until a homogeneous mixture was obtained.
De viscositeit werd ingesteld op 2,5 Pa.sec (Brookfield bij 20°C).The viscosity was adjusted to 2.5 Pa.sec (Brookfield at 20 ° C).
Het harsmengsel werd in een bad van een impregneermachine van het type VITS® (model LIA) 30 gedaan. Een niet-geweven glasvezelmat (oppervlaktegewicht 300 g/m2) met een binder op basis 1010640 - 12 - van polyvinylalcohol (MatlorÖ 5133-32 afkomstig van de firma Lorcet te Frankrijk) werd door het bad met harsmengsel geleid. Overtollig harsmengsel werd verwijderd door de geïmpregneerde glasvezelmat tussen 5 twee walsen met een doorlaatopening van 1 mm te leiden. De geïmpregneerde glasvezelmat werd vervolgens gedurende 5 min. door een oven op een temperatuur van 140°C geleid. Het resterende watergehalte bedroeg 2 gew%. Het gemiddeld glasvezelgehalte bedroeg 20 gew.-%. 10 Vervolgens werd op dezelfde wijze als beschreven in Voorbeeld II een 3 mm dikke plaat vervaardigd. De op dezelfde wijze als beschreven in Voorbeeld II bepaalde vloeikracht bedroeg 1380 kN.The resin mixture was placed in a bath of an impregnation machine of the type VITS® (model LIA). A non-woven glass fiber mat (surface weight 300 g / m2) with a binder based on 1010640-12 - of polyvinyl alcohol (MatlorÖ 5133-32 from Lorcet in France) was passed through the resin mixture bath. Excess resin mixture was removed by passing the impregnated fiberglass mat between two rollers with a passage of 1 mm. The impregnated glass fiber mat was then passed through an oven at a temperature of 140 ° C for 5 minutes. The residual water content was 2 wt%. The average glass fiber content was 20% by weight. Subsequently, a 3 mm thick plate was manufactured in the same manner as described in Example II. The flux determined in the same manner as described in Example II was 1380 kN.
Het bekende velvormig voortbrengsel 15 vertoont derhalve een veel slechtere vloei dan het velvormig voortbrengsel volgens de uitvinding aangezien de voor vloei van het voortbrengsel benodigde perskracht bijna driemaal zo hoog is.The known sheet-shaped article 15 therefore exhibits a much poorer flow than the sheet-shaped article according to the invention, since the pressing force required for flow of the article is almost three times as high.
1 01 06401 01 0640
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1010640A NL1010640C2 (en) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | Fibre reinforced resin matrix sheet product, contains fibrous material based on fibres with specific minimum fibre length |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1010640 | 1998-11-24 | ||
| NL1010640A NL1010640C2 (en) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | Fibre reinforced resin matrix sheet product, contains fibrous material based on fibres with specific minimum fibre length |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1010640C2 true NL1010640C2 (en) | 2000-05-25 |
Family
ID=19768196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1010640A NL1010640C2 (en) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | Fibre reinforced resin matrix sheet product, contains fibrous material based on fibres with specific minimum fibre length |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1010640C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102936410A (en) * | 2012-11-23 | 2013-02-20 | 杭州千石科技有限公司 | Method for preparing polyamide-base heat-conducting composite material by in-situ polymerization |
| WO2015167881A1 (en) * | 2014-05-01 | 2015-11-05 | Dow Global Technologies Llc | Prepreg manufacturing and drying process |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5257264A (en) * | 1975-11-07 | 1977-05-11 | Toray Industries | Reinforcing fiber base material for composite material |
| EP0304133A1 (en) * | 1987-08-18 | 1989-02-22 | Dsm N.V. | Skin-shaped product of aminoplast resin mixture and fibrous material |
| EP0428991A2 (en) * | 1989-11-21 | 1991-05-29 | PETOCA Ltd. | Composite material of carbon fibers and method for producing the same |
| JPH0718097A (en) * | 1993-06-30 | 1995-01-20 | Mitsubishi Chem Corp | Prepreg |
| JPH07118412A (en) * | 1993-10-27 | 1995-05-09 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Prepreg |
| EP0657492A1 (en) * | 1993-12-02 | 1995-06-14 | Toray Industries, Inc. | Prepregs, and processes for their production |
| JPH07252372A (en) * | 1994-03-16 | 1995-10-03 | Toray Ind Inc | Prepreg and laminate |
-
1998
- 1998-11-24 NL NL1010640A patent/NL1010640C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5257264A (en) * | 1975-11-07 | 1977-05-11 | Toray Industries | Reinforcing fiber base material for composite material |
| EP0304133A1 (en) * | 1987-08-18 | 1989-02-22 | Dsm N.V. | Skin-shaped product of aminoplast resin mixture and fibrous material |
| EP0428991A2 (en) * | 1989-11-21 | 1991-05-29 | PETOCA Ltd. | Composite material of carbon fibers and method for producing the same |
| JPH0718097A (en) * | 1993-06-30 | 1995-01-20 | Mitsubishi Chem Corp | Prepreg |
| JPH07118412A (en) * | 1993-10-27 | 1995-05-09 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Prepreg |
| EP0657492A1 (en) * | 1993-12-02 | 1995-06-14 | Toray Industries, Inc. | Prepregs, and processes for their production |
| JPH07252372A (en) * | 1994-03-16 | 1995-10-03 | Toray Ind Inc | Prepreg and laminate |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| DATABASE WPI Section Ch Week 7725, Derwent World Patents Index; Class A23, AN 77-44355Y, XP002111772 * |
| DATABASE WPI Section Ch Week 9548, Derwent World Patents Index; Class A28, AN 95-371217, XP002111773 * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 095, no. 004 31 May 1995 (1995-05-31) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 095, no. 008 29 September 1995 (1995-09-29) * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102936410A (en) * | 2012-11-23 | 2013-02-20 | 杭州千石科技有限公司 | Method for preparing polyamide-base heat-conducting composite material by in-situ polymerization |
| CN102936410B (en) * | 2012-11-23 | 2015-12-09 | 杭州千石科技有限公司 | A kind of in-situ polymerization prepares the method for polyamide-based heat-conductive composite material |
| WO2015167881A1 (en) * | 2014-05-01 | 2015-11-05 | Dow Global Technologies Llc | Prepreg manufacturing and drying process |
| CN106257987A (en) * | 2014-05-01 | 2016-12-28 | 陶氏环球技术有限责任公司 | Preimpregnation material manufactures and drying means |
| US20170204235A1 (en) * | 2014-05-01 | 2017-07-20 | Dow Global Technologies Llc | Prepreg manufacturing and drying process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1174541B1 (en) | Fiber glass mat, method and laminate | |
| EP1675892B1 (en) | Development of thermoplastic composites using wet use chopped strand (wucs) | |
| AU740119B2 (en) | Reinforced thermoplastic composite systems | |
| CN101243121B (en) | Isotropic fiber-reinforced thermoplastic resin sheet, and process for the production and molded plate thereof | |
| US4622192A (en) | Stampable sheets of glass/carbon fiber mat reinforced polymers of olefin and method of preparation | |
| US9506193B2 (en) | Methods of molding non-woven carbon fiber mats and related molded products | |
| JP2006077343A (en) | Carbon fiber mat, method for producing the same, substrate for forming by using the same | |
| CN110234481B (en) | Fiber-reinforced resin molding material | |
| EP1294561A1 (en) | Fibre composites with excellent dimensional stability, weather resistance and flameproofing properties | |
| CN101073918A (en) | Method for increasing sponginess property of sheet with thermoplastic reinforced by multiporous fiber | |
| CN101965425A (en) | Core having a high shear strength and articles made from same | |
| US5047288A (en) | Nonwoven fabric comprising single filaments and filament bundles that yield improved impact resistant molded articles | |
| CN1010201B (en) | Woody fiber mat | |
| KR20150008868A (en) | Reinforcing carbon fiber bundle, manufacturing process therefor, and composite-manufacturing process using same | |
| BE1010775A3 (en) | Sheet-shaped product of a thermosetting resin mixture and fibrous material. | |
| NL1010640C2 (en) | Fibre reinforced resin matrix sheet product, contains fibrous material based on fibres with specific minimum fibre length | |
| US4745024A (en) | Non-woven textiles | |
| Singha et al. | Synthesis and characterization of short Saccaharum cilliare fibre reinforced polymer composites | |
| NL1012103C2 (en) | Sheet-shaped product of a thermosetting resin mixture and carbon fibers. | |
| DE3882758T2 (en) | Reinforced polymer plate. | |
| JP4229078B2 (en) | Basalt fiber-containing sheet-shaped molding material, board material and automotive interior material | |
| US20060016569A1 (en) | High strength paperboard and method of making same | |
| RU2179984C1 (en) | Prepreg | |
| PL190529B1 (en) | Formpieces made of fibre bonded with hardenable plastic and method of making such formpieces | |
| DE2251028A1 (en) | PROCESS FOR MANUFACTURING NON-WOVEN PRODUCTS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20030601 |