AT403286B

AT403286B - Verfahren zur herstellung von faserverstärkten, thermisch expandierten thermoplastfolien und bauteil

Info

Publication number: AT403286B
Application number: AT63995A
Authority: AT
Original assignee: Danubia Petrochem Polymere
Priority date: 1995-04-13
Filing date: 1995-04-13
Publication date: 1997-12-29
Also published as: ATA63995A

Description

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Erfindung betrifft einDie erfindungsgemäss hergestellten, thermisch expandierten. faserverstärkten Thermoplastplatten oder - folien besitzen gute Festigkeiten und Steifigkeit sowie eine geringe Dichte und werden bevorzugt zur
Herstellung von mehrschichtigen Bauteilen mit guter Festigkeit und Steifigkeit bel gleichzeitig geringer
Dichte verwendet.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist demnach ein mehrschichtiges Bauteil, das mindestens einen thermoplastischen Stützkern und mindestens eine Deckschicht enthält, bei dem der Stützkern aus einer erfindungsgemäss hergestellten, faserverstärkten, thermisch expandierten Thermoplastfolie oder Thermoplastplatte besteht.

Als Deckschichten kommen sowohl Platten oder Folien aus Kunststoffen als auch aus Metallen, vorzugsweise aus Aluminium In Frage. Als Kunststoffe sind sowohl Thermoplaste wie z. B. solche, die auch für den Stützkern eingesetzt werden, als auch Duroplaste, wie z. B. Melamin-, Harnstoff- oder Phenolharze, Polyurethane oder Polyester möglich. Bevorzugt werden Thermoplastplatten oder Thermoplastfolien als Deckschichten verwendet, die besonders bevorzugt, analog zum Stützkern ebenfalls faserverstärkt sind. Im Falle von Metallfolien oder Duroplastfolien ist die Verwendung von Klebern oder Klebefolien zur Verbindung der Deckschichten mit den Stützkernschichten vorteilhaft.

Der besondere Vorteil von Deckschichten aus Thermoplasten liegt insbesondere darin, dass sie durch Verschweissen ohne Verwendung von zusätzlichen Kleberschichten eine feste Verbindung mit dem Stützkern ergeben.

Die erfindungsgemässen Bautelle können auch aus mehr als 2 Schichten aufgebaut sein, wobei beispielsweise abwechselnd ein Stützkern und eine Deckschicht angeordnet sind. Es Ist auch möglich, zwei oder mehr Deckschichten oder zwei oder mehr Schichten von Stützkernen anzuordnen. Bevorzugt besteht das Formteil aus einem in der Mitte liegenden Stützkern und je einer oben und unten angeordneten äusseren Deckschicht. Es ist auch möglich, weitere Schichten mitzuverpressen, beispielsweise Klebefolien im Falle der Verwendung von Deckschichten aus Metallfolien oder Duroplastfolien oder elastische Zwischenschichten.

Die erfindungsgemässen Bauteile liegen beispielsweise in Form von Platten, Profilen oder Formteilen vor und können beispielsweise als Schaltafeln, Abdeckungen oder Strukturbauteile im Automobilbau, wie z. B.

Trennwände, Batteriekastenabdeckungen oder Reserveradabdeckungen verwendet werden.

Die Herstellung der erfindungsgemässen Bauteile erfolgt dadurch, dass ein oder mehrere erfindungsgemäss hergestellte Stützkerne aus einer faserverstärkten, thermisch expandierten Thermoplastfolie oder Thermoplastplatte gemeinsam mit mindestens einer Deckschicht in einer Presse oder mittels Walzen verpresst werden. Im Falle der Verwendung von thermoplastischen Deckschichten werden dabei beispielsweise eine oder mehrere heisse Lagen von oberen und unteren Deckschichten gemeinsam mit einer oder mehreren Lagen des erfindungsgemässen thermisch expandierten, jedoch kalten Stützkerns gemeinsam in einer Formpresse verpresst. Die dabei erhaltenen sandwichartig aufgebauten Bauteile weisen gute Festigkeiten und hohe Steifigkeit bei niedriger Dichte auf.

Beispiel 1 : Herstellung eines Stützkerns
Auf einer Doppelbandpresse wurden, wie beispielsweise in der EP-B-345 463 beschrieben, 2 Glasfasermatten mit einem Flächengewicht von je 620 gim2 (Faserlänge 100 mm, Fa. PPG) mit einem PropylenHomopolymer (PP-Type Daplen < " US 105A, Fa. PCD Polymere, MFI 50 g/10 min. gemäss ISO R1133 bei 230 C und 2, 16 kg) bei 220. C und 3, 7 mm Spaltbreite imprägniert. Die erhaltene faserverstärkte PPBahn, die einen Glasfaseranteil von 30 Gew. % aufwies, wurde in der Kühlzone der Doppelbandpresse nur an der Oberfläche so weit abgekühlt, dass sich das oberflächlich erstarrte PP von den Stahlbändern der Presse ablöste, wobei der Kern möglichst heiss belassen wurde.

Nach dem Austreten aus der Doppelbandpresse wurde die PP-Bahn mittels IR-Strahlern weiter erhitzt, um auch die Oberfläche wieder über den
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expandierte. Anschliessend wurde abkühlen gelassen, wobei die expandierte Struktur und die Bahndicke stabilisiert wurden. Die erhaltene, sehr voluminöse PP-Bahn mit einer Dichte von 0, 34 kg/dm3 weist gute Festigkeiten und Steifigkeit sowie einen homogenen Aufbau von Glasfaser zu PP-Matrix auf.

Beispiel 2 : Herstellung eines Sandwich-Formteils
In eine auf 60. C (Werkzeugoberfläche) aufgeheizte Formpresse (Fa. Langzauner) wurden zwischen zwei auf 220. C aufgeheizte glasmattenverstärkte PP-Folien mit einer Dicke von je 1, 3 mm, einem Flächengewicht von je 1500 g/m2 und einem Glasfaseranteil von 30 Gew. % (entsprechend Dalend3 TCU30 von Fa. PCD Polymere), eine Lage des auf Raumtemperatur belassenen gemäss Beispiel 1 erhaltenen Stützkerns (4150 g/m2) eingelegt und mit einer Presskraft von 5 N/mm2 verpresst.

Die Kavität des Werkzeugs

wurde dabei so gewählt, dass die expandierte Struktur des kalten Stützkerns nicht zerstört wurde Beim Pressvorgang bildete sich eine stabile Schweissverbindung zwischen den einzelnen Lagen aus. Das erhaltene
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0, 47 kg'dm3 Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten, thermisch expandierten Folien oder Platten, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Doppelbandpresse austretende faserverstärkte Folien oder Platten aus
Thermoplasten mit einer über dem Schmelzpunkt des Thermoplasten liegenden Temperatur, ohne
Abkühlung unter den Schmelzpunkt, aus der Doppelbandpresse abgezogen werden, wobei die Folien oder Platten aufgrund der Rückstellkräfte der Verstärkungsfasern thermisch expandieren.

Claims

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsfasern eine Länge von über 5 mm, besonders bevorzugt von über 25 mm aufweisen.

3. Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermoplaste Polypropylene sind.

4. Mehrschichtiges Bauteil, das mindestens einen thermoplastischen Stützkern und mindestens eine Deckschicht enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkern aus einer faserverstärkten, ther- misch expandierten Folie oder Platte aus Thermoplasten besteht, die gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3 hergestellt wurde.

5. Bauteil gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkern zwischen einer oberen und einer unteren Deckschicht angeordnet ist.

6. Bauteil gemäss Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten aus Folien oder Platten aus Thermoplasten bestehen, die bevorzugt faserverstärkt sind.

7. Verfahren zur Herstellung von Bauteilen gemäss einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeich- net, dass ein oder mehrere Stützkerne aus einer faserverstärkten, thermisch expandierten Thermoplast- folie oder Thermoplastplatte, die gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3 hergestellt wurde, gemeinsam mit mindestens einer Deckschicht in einer Presse verpresst werden.

8. Verwendung von faserverstärkten, thermisch expandierten Thermoplastfollen oder Thermoplastplatten, die gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3 hergestellt wurden, zur Herstellung eines mehrschichtigen Bauteils.