NO873141L - Fremgangsmaate for fremstilling av en fiberforsterket plastkonstruksjon. - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for fremstilling av fiberforsterkede plaststrukturer omfattende tlldannlng av en drenert pores bane av forsterkende fibre og plastmateriale og å impregnere banen med et sllankobllngsmiddel.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av en fiberforsterket plaststruktur samt en fibrøs struktur fremstilt i henhold til denne metode.

I EP-publ. 0148760 beskrives det en fremgangsmåte for tildanning av en porøs bane ved drenering av en vandig oppskummet disersjon av forsterkende fibre og partikkelform-ige plastmaterialer på en egnet bærer. Banen kan benyttes for forming av forsterkede plastgjenstander, eventuelt med et mellomliggende konsolideringstrinn.

Banen tildannes fra en skummet vandig dispersjon omfattende diskrete enkelte glassfibre som gir spesielle fordeler for sluttproduktet, spesielt med henblikk på formbarheten. Imidlertid er enkelte glassfibre avledet fra opphuggede fiberlunter til hvilke de ble tildannet under fremstilling og som også inkluderte bruk av koblingsmidler. Formålet med koblingsmidlene var å øke sammenbinding av fibrene til plastmaterialet inn i hvilket de skulle innarbeides og således å øke den forsterkning som ble oppnådd. Det ble imidlertid funnet at ved tildanning av den vandige dispersjon av enkelte glassfibre fra fiberbuntene ble koblingsmidlene nødvendigvis vasket av fibrene og de gikk således tapt fra banen ved drenering. I tillegg hadde koblingsmidlet når dette var et eventuelt substituert silan en tendens til å hydrolysere det vandige system og således ha en tendens til å være tilgjengelig for å virke som koblingsmiddel i enhver henseende.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å overvinne denne mangel ved disse prosesser og i andre tilsvarende prosesser. I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for fremstilling av en fiberforsterket plaststruktur som inkluderer tildanning av en drenert porøs bane av forsterkende fibre og plastmateriale og å impregnere banen med et silankoblingsmiddel.

Denne metode trekker fordel av det store overflateareal av de forsterkende fibre som eksponeres i den porøse matte for kontakt med silankoblingsmidlet etter at matten er drenert og fortrinnsvis tørket, slik at lite eller intet vann er tilstede.

En metode inkluderer tørking eller tørking og delvis konsolidering av banen før silanimpregneringen, og så å tørke denne videre. Ytterligere en metode inkluderer konsolidering av banen, oppvarming for å bringe banen til å ekspandere og å bli porøs og å impregnere banen med silankoblingsmidlet.

Foreliggende oppfinnelse kan gjennomføres på mange måter og enkelte utførelsesformer skal nu beskrives som eksempler og under henvisning til de ledsagende tegninger der: Fig. 1 er en skisse som viser en metode for impregnering av en drenert bane med et silankoblingsmiddel før tørking; Fig. 2 er en skisse som viser en metode for å impregnere en tørr eller delvis konsolidert bane med et silan koblingsmiddel; og Fig. 3 er et riss som viser for med et silan koblingsmid del å impregnere en bane som er konsolidert og reekspandert.

En metode som vist i Fig. 1 kan benyttes for impregnering av en drenert porøs bane med et silan koblingsmiddel i henhold til den prosess som er beskrevet i EP-publ. 1048760. I denne prosess blir banen fremstilt på en Fourdrinier wire idet banen tildannes av ikke-bundne glassfiber som er blandet sammen med polypropylenpartikler. Etter drenering blir banen overført til en wiretransportør som er antydet ved henvisn-ingstallet 1 i Fig. 1. En belegningsinnretning 2 av kjent type benyttes for å legge på en duk 3 av et silan koblingsmiddel på den øvre overflate av banen 4. Retningen og bevegelsen for beltet 1 er antydet ved pilen 5. En vakuum-kasse 6 er tilveiebragt ved siden av beltet 1 oppstrøms beleggeren for å gi et trykkfall i banen 10 for derved å understøtte gjennomtrengning og impregnering av banen ved hjelp av silanoppløsningen.

Banen 10 kan nu fortsette f. eks. på den måte som er vist i EP-publ. 0148760 til en egnet tørker.

I den prosess som er vist i Fig. 2 blir igjen apparaturen i EP-publ. 0148760 benyttet men i dette tilfellet er silan koblingsmidlet påført på en tørrmatte etter at denne har passert gjennom en tørkeprosess. Som vist i Fig. 2 føres en tørrbane 10 som er ført på en endeløs transportør 21 via en ikke vist tørketunnel under en eller flere dusjhoder ved hjelp av hvilke silan koblingsmidlet tilføres.

Fig. 3 viser et arrangement som kan benyttes for å anvende et silan koblingsmiddel ved den metode som er beskrevet i EP-publ. 0148763. I denne publikasjon beskrives det en fremgangsmåte for tildanning av en plate av fiberforsterket plastmateriale der materialet først konsolideres og så oppvarmes for derved å bringe det til reekspansjon i porøs tilstand på grunn av de elastiske egenskaper i de forsterkende fibre. Som vist i Fig. 3 påføres et arkmateriale av reekspandert materiale til et belte 22 under en belegnings-apparatur 23 fra hvilken et silan koblingsmiddel påføres på materialet.

Et antall silan koblingsmidler er funnet å være egnet for bruk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for overflate modifikasjon av glassfibre, og kan generelt beskrives ved strukturen

der X er en hydrolyserbar gruppe, karakteristisk et halogen eller en alkoksy-, acyloksy- eller aminogruppe. Imidlertid blir klorsilaner, selv om de kan reagere direkte uten tidligere hydrolyse, generelt ikke benyttet på grunn av utviklingen av HC1 som virker korroderende på fremstillings-anlegget. R velges generelt slik at funksjonaliteten som er tilstede er egnet for polymerinnholdet i banen som behandles, for eksempel

Eksempler på silan koblingsmidler som kan forbedre bindingen glassfiber-polymer i et konsolidert forsterket plastark omfatter

3-glycidoksypropyltrimetoksysilan

I tillegg kan det benyttes systemer som involverer metyltri- metoksysilan og propyltrimetoksysilan. Karakteristisk er det benyttede oppløsningsmiddel 1,1,1-trikloretan.

Andre egnede silankoblingsmidler med hensiktsmessig funksjon-alitet for R substituenten kan finnes i litteraturen, f. eks. B. ARkles - "Tailoring Surfaces with Silanes" Chemtech 7, side 766 (1977) og E.P. Plueddemann - "Adhesion through silane coupling agents" - Journal of Adhesion 2, side 184

(1970).

Eksempel

Ved bruk av fremgangsmåten i EP-publ. 0148760 ble det fremstilt en ukonsolidert tørrbane med en flatevekt på 2.000 g/m^ inneholdende omtrent 30 vekt-# glassfibre med lengde 12 mm og diameter 11 pm i det resten var polybutyrentereftalat, den kommersielt tilgjengelige termoplast "VALOX 325".

Rektangulære prøver av tørrbanen ble skåret i både maskin- og tverretning av banen for å ha en midlere diameter på 63 mm x 1,4 mm x 12,8 mm. Prøvene ble dyppet i 2 min. i omtrent halvparten av legden i en nyfremstilt silanoppløsning som ble formulert som følger og omrørt i 5 minutter før bruk:

5 ml 3-glycidoksypropyltrImetoksysilan

2 ml eddiksyre

50 ml vann

500 ml metylalkohol.

Prøvene ble så tørket over natt ved romtemperatur. Ved dypping av kun en halvdel av hver prøve ble det oppnådd behandlede og ikke-behandlede andeler og variasjoner på grunn av tørking og støping ble unngått.

Prøvene ble så oppvarmet til 120"C i 2 timer og kompresjons-presset ved bruk av en presstemperatur på 260°C og deretter avkjølt under trykk. De avkjølte prøver ble så prøver med henblikk på de forskjellige fysikalske egenskaper med de resultater som er gitt i tabellen nedenfor.

Disse data indikerer at silanbehandlingen generelt forbedrer strekkstyrken for de konsoliderte ark og også gir en midlere økning når det gjelder strekkmodulen.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en fiberforsterket plaststruktur . karakterisert ved at den omfatter å tildanne en drenert porøs bane av forsterkende fibre og plastmateriale og impregnering av banen med et silan koblingsmiddel.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter tørking eller tørking og delvis konsolidering av banen før silanimpregneringen med etterfølg-ende ytterligere tørking.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at den omfatter konsolidering av banen, oppvarming for å bringe banen til ekspansjon og bli porøs og impregnering av banen med silankoblingsmidlet.

4. Fremgangsmåte for fremstilling av en fiberforsterket plaststruktur som angitt i det ledsagende eksempel.

5 . Fremgangsmåte for fremstilling av en fiberforsterket plaststruktur i det vesentlige som beskrevet under henvisning til og som vist i Fig. 1, 2 og 3 i de ledsagende tegninger.

6. Fiberforsterket plaststruktur, fremstilt i det vesentlige som angitt ovenfor I et hvilket som helst av de foregående krav.

7. Fiberforsterket plaststruktur som angitt i krav 6 og i det vesentlige som beskrevet under henvisning til og vist i figurene 1, 2 og 3 i tegningene.