DE10000767A1 - Bodywork outer element for vehicles, comprises a fiber reinforced plastic foam core which after molding has an open-cell structure - Google Patents
Bodywork outer element for vehicles, comprises a fiber reinforced plastic foam core which after molding has an open-cell structureInfo
- Publication number
- DE10000767A1 DE10000767A1 DE10000767A DE10000767A DE10000767A1 DE 10000767 A1 DE10000767 A1 DE 10000767A1 DE 10000767 A DE10000767 A DE 10000767A DE 10000767 A DE10000767 A DE 10000767A DE 10000767 A1 DE10000767 A1 DE 10000767A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- foam
- foam core
- fiber
- open
- pur
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B27/065—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of foam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/18—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B15/046—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of foam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2266/00—Composition of foam
- B32B2266/02—Organic
- B32B2266/0214—Materials belonging to B32B27/00
- B32B2266/0278—Polyurethane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2266/00—Composition of foam
- B32B2266/06—Open cell foam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2605/00—Vehicles
- B32B2605/003—Interior finishings
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Karosserieaußenteile für Fahrzeuge aus faserverstärktem Kunststoffverbundmaterial und ein Verfahren zu deren Herstellung.The present invention relates to exterior body parts for vehicles fiber-reinforced plastic composite material and a method for their Manufacturing.
Faserverstärkte Kunststoffverbundmaterialien werden aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften zunehmend für Anwendungen eingesetzt, in denen früher ausschließlich Metalle oder Bleche Verwendung fanden. Dies gilt unter anderem auch für Karosserieaußenteile im Fahrzeugbau. An Karosserieaußenteile für Fahrzeuge werden generell hohe Anforderungen bezüglich ihrer mechanischen Stabilität und ihrer Oberflächenbeschaffenheit gestellt. Sie müssen eine einwandfreie Oberfläche (sog. Class A) aufweisen, damit sie mit möglichst wenig Nacharbeit oder ohne Nacharbeit lackiert werden können. Insbesondere muß auch eine ausreichende Haftung des Lackierlackes auf der Oberfläche gewährleistet sein. Mit den früher ausschließlich verwendeten Metallen und Blechen konnten die genannten Anforderungen leicht erfüllt werden.Fiber reinforced plastic composite materials are due to their excellent mechanical properties increasingly for applications used in which formerly only metals or sheets were used found. This also applies to exterior body parts in vehicle construction. There are generally high demands on exterior parts of vehicles for vehicles in terms of their mechanical stability and surface quality posed. You must have a perfect surface (so-called Class A), so they can be painted with as little rework as possible or without rework. In particular, sufficient adhesion of the paint to the Surface must be guaranteed. With the previously used only Metals and sheets could easily meet the requirements mentioned become.
In der noch nicht vorveröffentlichten Patententameldung DE 199 39 111.4 werden Verbundelemente beschrieben, die aus einem faserverstärkten Polyisocyanat- Polyadditionsprodukt und einer daran anhaftenden thermoplastischen Folie bestehen, auf die eine Lackierung aufgebracht werden kann. Die beschriebenen Verbundelemente können als Karosseriebauteile für Kraftfahrzeuge eingesetzt werden.In the not previously published patent application DE 199 39 111.4 Composite elements described, which consist of a fiber-reinforced polyisocyanate Polyaddition product and a thermoplastic film adhering to it exist on which a paint can be applied. The described Composite elements can be used as body components for motor vehicles become.
Der Artikel "PUR-Hardtop für das Audi Cabriolet" aus dem Tagungsband "Kunststoffe im Automobilbau, 25./26. März 1998, VDI-Verlag ISBN 3-18- 234212-6, von Hans-Günther Haldenwanger, Josef Heiß und Herwig Reim betrifft die Herstellung eines Hardtops aus faserverstärktem PUR-Verbundmaterial für einen Personenkraftwagen. Dieses Hardtop besteht aus zwei faserverstärkten (GF) PUR-Schaumkernen (GF-PUR), mit einer einseitig darauf aufgebrachten Beschichtung aus kompaktem PUR, die auch als Coating bezeichnet wird (sog. Dreischichtaufbau). Auf diese Beschichtung kann nachfolgend Lackierlack aufgetragen werden. Die PUR-Schaumkerne bestehen aus einem Schaumsystem der Elastogran GmbH mit der Bezeichnung Polyol D07-001/OA und Isocyanat B237. Dieses Schaumsystem erzeugt eine geschlossenzellige Schaumstruktur. Das Hardtop besteht somit aus drei Einzelschichten. Es hat sich gezeigt, daß sich bei Karosserieaußenteilen aus faserverstärktem Kunststoffverbundmaterial gemäß dem Stand der Technik bei Temperatureinfluß auf der Beschichtung eine sog. "Orangenhaut" bilden kann. Diese ist bedingt durch Verspannungen, die sich aufgrund des Temperatureinflusses zwischen dem Schaumkern und der darauf aufgebrachten PUR-Beschichtung bilden können.The article "PUR hardtop for the Audi Cabriolet" from the conference proceedings "Plastics in automotive engineering, March 25/26, 1998, VDI-Verlag ISBN 3-18- 234212-6, by Hans-Günther Haldenwanger, Josef Heiß and Herwig Reim the production of a hardtop from fiber-reinforced PUR composite material for a passenger car. This hardtop consists of two fiber-reinforced (GF) PUR foam cores (GF-PUR), with one on one side Coating made of compact PUR, which is also called coating (so-called Three-layer structure). This coating can be followed by varnish be applied. The PUR foam cores consist of a foam system from Elastogran GmbH with the designation Polyol D07-001 / OA and isocyanate B237. This foam system creates a closed-cell foam structure. The Hardtop thus consists of three individual layers. It has been shown that at Body parts made of fiber-reinforced plastic composite material according to the prior art with the influence of temperature on the coating a so-called. "Orange peel" can form. This is due to tension, which due to the temperature influence between the foam core and the one on it can form applied PUR coating.
Bei der Verwendung einer thermoplastischen, tiefgezogenen Kunststoffolie bzw. dünnen Metallblechen als Deckschicht auf dem glasfaserverstärkten PUR- Schaumkern mit geschlossenzelliger Schaumstruktur können bei Temperatureinfluß ebenfalls Störungen auf der Oberfläche auftreten. Derartige Phänomene werden ausführlich in KU Kunststoffe 89 (1999), S. 128ff beschrieben.If a thermoplastic, deep-drawn plastic film or thin metal sheets are used as a covering layer on the glass fiber reinforced PUR foam core with closed-cell foam structure, disturbances on the surface can also occur under the influence of temperature. Such phenomena are described in detail in KU Kunststoffe 89 ( 1999 ), pp. 128ff.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, qualitativ hochwertige Karosserieaußenteile aus faserverstärktem Kunststoffverbundmaterial bereitzu stellen, die einfach und kostengünstig, d. h. wirtschaftlich, hergestellt werden können, eine qualitativ hochwertige Oberfläche (Class-A Oberfläche) gewährleisten und diese auch unter Temperatureinfluß dauerhaft beibehalten.The present invention has for its object high quality Body exterior parts made of fiber-reinforced plastic composite material ready make the simple and inexpensive, d. H. economical, manufactured can, a high quality surface (Class-A surface) ensure and maintain this permanently even under the influence of temperature.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Karosserieaußenteil für Fahrzeuge aus faserverstärktem Kunststoffverbundmaterial, welches einen faserverstärkten Schaumkern aus Polyurethan(PUR)-Schaumstoff aufweist, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schaumkern eine offenzellige Schaumstruktur aufweist.This task is solved by an outer body part for vehicles fiber-reinforced plastic composite material, which is a fiber-reinforced Foam core made of polyurethane (PUR) foam, characterized records that the foam core has an open-cell foam structure.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zur Herstellung von Karosserieaußenteilen aus faserverstärktem Kunststoffverbundmaterial für Fahrzeuge bereitgestellt, bei welchem in einem Verfahrensschritt 1 ein faserverstärkter Schaumkern aus Polyurethan-Schaumstoff geformt wird, wobei der Schaumkern nach dem Formen eine offenzellige Schaumstruktur bzw. ein offenzelliges Zellgerüst aufweist.Within the scope of the present invention, a method for producing exterior parts of the body from fiber-reinforced plastic composite material for vehicles is also provided, in which a fiber-reinforced foam core is formed from polyurethane foam in a method step 1 , the foam core after the molding having an open-cell foam structure or an open-cell cell structure having.
Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung eines PUR-Schaumstoffs mit offenzelliger Struktur für den Schaumkern selbst bei langanhaltendem hohen Temperatureinfluß (z. B. während dem Klima-Wechsel-Test) auf das Karosserieaußenteil keine Verspannungen auftreten, so daß die Oberfläche der Beschichtung keine Oberflächenunebenheiten ausbildet. Die vorliegende Erfindung gewährleistet somit langfristig eine Oberfläche hoher Güte (Class-A). Es hat sich außerdem gezeigt, daß durch die Offenzelligkeit der Schaumstruktur die Wärmelagerungszeiten (Temperungszeiten) des Schaumkerns erheblich verkürzt werden können, oder auf eine Wärmelagerung sogar ganz verzichtet werden kann, welche bei den sonst verwendeten geschlossenzelligen Schaumsystemen notwendig ist. It has been shown that when using a PUR foam with open cell structure for the foam core even with long lasting high Influence of temperature (e.g. during the climate change test) on the Body part no tension occur, so that the surface of the Coating does not form any surface unevenness. The present The invention thus ensures a high quality surface (Class A) in the long term. It has also been shown that the open structure of the foam structure the heat storage times (tempering times) of the foam core considerably can be shortened, or even completely dispensed with heat storage which can be used with the otherwise used closed cell Foam systems is necessary.
Offenzellig im Sinne der vorliegenden Anmeldung bedeutet einen Volumenanteil an offenen Zellen in der Schaumstruktur ohne Faserverstärkung von mehr als etwa 50 Vol.-%. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden Schaumkerne bevorzugt, die ohne Faserverstärkung in ihrer Schaumsstruktur einen Volumenanteil an offenen Zellen von vorzugsweise mehr als etwa 60 Vol.-%, weiter bevorzugt von etwa 70 bis 90 Vol.-%, besonders bevorzugt von etwa 80 bis 90 Vol.-% aufweisen. Der Volumentanteil an offenen Zellen in der Schaumstruktur ohne Faserverstärkung wird gemäß DIN ISO 4590 bestimmt. Der Begriff "ohne Faserverstärkung" bedeutet, daß der Volumentanteil an offenen Zellen bestimmt wird an Hand eines Probeschaumkerns, der keine Faserverstärkung aufweist.Open-celled in the sense of the present application means a volume fraction of open cells in the foam structure without fiber reinforcement of more than about 50% by volume. In the context of the present invention, foam cores are preferred which, without fiber reinforcement, have a volume fraction of open cells in their foam structure of preferably more than about 60% by volume, more preferably of about 70 to 90% by volume, particularly preferably of about 80 to 90% Have vol .-%. The proportion by volume of open cells in the foam structure without fiber reinforcement is determined in accordance with DIN ISO 4590 . The term "without fiber reinforcement" means that the volume fraction of open cells is determined using a sample foam core that has no fiber reinforcement.
Fahrzeuge im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alle Fahrzeuge zu Land, zu Wasser und in der Luft. Dazu gehören beispielsweise Kraftfahrzeuge wie Personenkraftwagen und Lastkraftwagen, Motorräder, Schiffe und Flugzeuge.Vehicles in the sense of the present invention are all vehicles on land, too Water and in the air. These include, for example, motor vehicles such as Cars and trucks, motorcycles, ships and planes.
Karosserieaußenteile sind im Sinne der vorliegenden Erfindung alle von außen sichtbaren Karosserieteile an einem Fahrzeug. Bei diesen Teilen kommt es im Regelfall auf eine Oberfläche hoher Güte an, da derartige Karosserieaußenteile mitunter einen dekorativen Zweck an dem Fahrzeug erfüllen müssen. Karosserieaußenteile sind beispielsweise Dächer, Türen, Motorhauben, Kofferraumdeckel und Stoßstangen, beispielsweise für Personenkraftwagen. Bevorzugtes Karosserieaußenteil im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist ein Hardtop. Hardtops sind abnehmbare steife Dächer für PKW des Typs Cabriolet. An diese werden in vielerlei Hinsicht hohe Anforderungen gestellt. Hardtops müssen ein geringes Gewicht aufweisen, damit sie einfach auf den PKW montiert und entfernt werden können. Sie müssen eine hohe mechanische Stabilität (Überrollen des PKWs bei einem Unfall) aufweisen und ein hohes Maß an Geräuschdämmung, Wasserdichtigkeit, Temperaturbeständigkeit gewährleisten. Bei all dem muß vor allem auch eine hohe, gleichbleibende Oberflächengüte (Class-A) gewährleistet sein, um den hohen optischen Bedürfnissen Rechnung zu tragen, die von PKW-Hersteller zu PKW-Hersteller unterschiedlich ausfallen können.Body exterior parts are all from the outside in the sense of the present invention visible body parts on a vehicle. With these parts it comes in Usually on a surface of high quality, since such exterior parts of the body sometimes have to serve a decorative purpose on the vehicle. Exterior parts of the body are, for example, roofs, doors, bonnets, Trunk lid and bumpers, for example for passenger cars. A preferred exterior body part in the context of the present invention is a Hardtop. Hardtops are removable rigid roofs for cars of the Cabriolet type. High demands are made of these in many respects. Hardtops must be light in weight so that they can be easily mounted on the car and can be removed. You need high mechanical stability (Roll over the car in an accident) and have a high degree Ensure noise insulation, watertightness, temperature resistance. In all of this, a high, constant surface quality must above all (Class-A) to be guaranteed to meet the high optical needs wear that differ from car manufacturer to car manufacturer can.
Der Begriff PUR-Schaumstoffe umfaßt im Rahmen der vorliegenden Erfindung jegliche Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte, wie Polyurethan und/oder Polyisocyanurat. Diese sind erhältlich aus einer Umsetzung von (a) Isocyanaten mit (b) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen gegebenenfalls in Gegenwart von (c) Katalysatoren, (d) Treibmitteln, (e) Hilfs- und Zusatzstoffen.The term PUR foams in the context of the present invention any polyisocyanate polyadducts such as polyurethane and / or Polyisocyanurate. These are obtainable from a reaction of (a) isocyanates with (b) isocyanate-reactive compounds, optionally in Presence of (c) catalysts, (d) blowing agents, (e) auxiliaries and additives.
Als Isocyanate (a) können allgemein bekannte (cyclo)aliphatische und/oder insbesondere aromatische Polyisocyanate eingesetzt werden. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Karosserieaußenteile eignen sich besonders aromatische Diisocyanate, vorzugsweise Diphenylmethandiisocyanat (MDI) und Toluylendiisocyanat (TDI). Die Isocyanate können in Form der reinen Verbindung oder in modifizierter Form, beispielsweise in Form von Uretdionen, Isocyanuraten, Allophanaten oder Biureten, vorzugsweise in Form von Urethan- und Isocyanatgruppen enthaltenden Umsetzungsprodukten, sogenannten Isocyanat-Prepolymeren, eingesetzt werden.As isocyanates (a), generally known (cyclo) aliphatic and / or in particular aromatic polyisocyanates are used. To make the Body exterior parts according to the invention are particularly aromatic Diisocyanates, preferably diphenylmethane diisocyanate (MDI) and Toluene diisocyanate (TDI). The isocyanates can be in the pure form Compound or in modified form, for example in the form of uretdiones, Isocyanurates, allophanates or biurets, preferably in the form of urethane and reaction products containing isocyanate groups, so-called Isocyanate prepolymers can be used.
Als (b) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen können ebenfalls die üblichen, allgemein bekannten Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanat reaktiven Wasserstoffatomen Verwendung finden, beispielsweise Polycarbonat diole, Polyetherpolyole und/oder Polyesterpolyole, im Folgenden als "Polyole" bezeichnet. Bevorzugt sind Polyole mit einer Funktionalität von 2 bis 8, insbesondere von 2 bis 4, einer Hydroxylzahl von 250 bis 1000 mg KOH/g sowie 10 bis 100% primären Hydroxylgruppen. Die Polyole weisen bevorzugt ein Molekulargewicht von 60 bis 500 g/mol auf Polyetherole sind aufgrund ihrer höheren Hydrolysestabilität besonders bevorzugt. Die Polyetherole werden zumeist durch basisch katalysierte Anlagerung von niederen Alkylenoxiden, insbesondere Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, an 2 bis 8-funktionelle, insbesondere 2 bis 5-funktionelle Startsubstanzen, hergestellt. Der Gehalt an primären Hydroxylgruppen kann erreicht werden, indem man die Polyole zum Abschluß mit Ethylenoxid umsetzt. Die vorstehend genannten Verbindungen (b) können gegebenenfalls in Mischung mit weiteren bekannten gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen, beispielsweise üblichen Polyolen mit einer Funktionalität von 2 bis 8, insbesondere 2 bis 4 eingesetzt werden, die sich von den vorstehenden Verbindungen (b) in der Hydroxylzahl unterscheiden oder aber auf Polycarbonatdiolen und/oder Polyesterolen basieren. Zu den gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen (b) können auch Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmitteln gehören. Bei den Kettenverlängerungsmitteln handelt es sich überwiegend um zwei- oder drei funktionelle Alkohole mit Molekulargewichten von 60 bis 499, beispielsweise Ethylenglykol, Propylenglykol, Butandiol-1,4, Pentandiol-1,5. Bei den Vernetzungsmitteln handelt es sich um Verbindungen mit den Molekulargewichten von 60 bis 499 und 3 oder mehr aktiven H-Atomen, vorzugsweise Amine und besonders bevorzugt Alkohole, beispielsweise Glyzerin, Trimethylolpropan und/oder Pentaerythrit.As (b) isocyanate-reactive compounds, the usual, generally known compounds with at least two with isocyanate reactive hydrogen atoms are used, for example polycarbonate diols, polyether polyols and / or polyester polyols, hereinafter referred to as "polyols" designated. Preferred are polyols with a functionality of 2 to 8, in particular from 2 to 4, a hydroxyl number from 250 to 1000 mg KOH / g and 10 to 100% primary hydroxyl groups. The polyols preferably have Molecular weight of 60 to 500 g / mol on polyetherols are due to their higher hydrolysis stability is particularly preferred. The polyetherols are mostly by base-catalyzed addition of lower alkylene oxides, in particular ethylene oxide and / or propylene oxide, on 2 to 8-functional, in particular 2 to 5-functional starter substances. The content of primary hydroxyl groups can be achieved by using the polyols to Finalized with ethylene oxide. The above compounds (b) can optionally be mixed with other known Isocyanate-reactive compounds, for example conventional polyols with a Functionality from 2 to 8, in particular 2 to 4, which differ from distinguish the above compounds (b) in the hydroxyl number or based on polycarbonate diols and / or polyesterols. To the opposite Isocyanate-reactive compounds (b) can also chain extension and / or crosslinking agents. With chain extenders it is predominantly two or three functional alcohols with Molecular weights from 60 to 499, for example ethylene glycol, Propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol. With the crosslinking agents are compounds with molecular weights from 60 to 499 and 3 or more active H atoms, preferably amines and especially preferably alcohols, for example glycerol, trimethylolpropane and / or Pentaerythritol.
Als Katalysatoren (c) können übliche Verbindungen eingesetzt werden, die beispielsweise die Reaktion der Komponente (a) mit der Komponente (b) stark beschleunigen. In Frage kommen beispielsweise tertiäre Amine und/oder organische Metallverbindungen, insbesondere Zinnverbindungen. Bevorzugt werden als Katalysatoren solche eingesetzt, die zu einem möglichst geringen Fogging, d. h. zu einer möglichst geringen Abgabe von flüchtigen Verbindungen aus dem Polyisocyanat-Polyadditionsprodukt führen, beispielsweise tertiäre Amine mit reaktiven Endgruppen und/oder höher siedende Aminkatalysatoren. Conventional compounds which can be used as catalysts (c) are: for example, the reaction of component (a) with component (b) strongly accelerate. For example, tertiary amines and / or organic metal compounds, especially tin compounds. Prefers are used as catalysts that are as low as possible Fogging, d. H. for the lowest possible release of volatile compounds lead from the polyisocyanate polyaddition product, for example tertiary Amines with reactive end groups and / or higher boiling amine catalysts.
Beispielsweise können als Katalysatoren folgende Verbindungen eingesetzt werden: Triethylendiamin, Aminoalkyl- und/oder Aminophenyl-imidazole, zum Beispiel 4-Chlor-2, 5-dimethyl-1-(N-methylaminoethyl)-imidazol, 2-Amino propyl-4, 5-dimethoxy-1-methylimidazol, 1-Aminopropyl-2,4,5-tributylimidazol, 1-Aminoethyl-4-hexylimidazol, 1-Aminobutyl-2, 5-dimethylimidazol, 1-(3- Aminopropyl)-2-ethyl-4-methylimidazol, 1-(3-Aminopropyl) imidazol und/oder 1-(3-Aminopropyl)-2-methylimidazol, Zinn-(II) salze von organischen Carbon säuren, zum Beispiel Zinn-(II)-diacetat, Zinn-(II)-dioctoat, Zinn-(II)-diethylhexoat und Zinn-(II)-dilaurat und Dialkylzinn-(IV)-salzen von organischen Carbonsäuren, z. B. Dibutyl-zinndiacetat, Dibutylzinn-dilaurat, Dibutylzinn maleat und Dioctylzinn-diacetat.For example, the following compounds can be used as catalysts: triethylene diamine, aminoalkyl and / or aminophenyl imidazoles, for example 4-chloro-2, 5-dimethyl-1- (N-methylaminoethyl) imidazole, 2-amino propyl-4, 5 -dimethoxy-1-methylimidazole, 1-aminopropyl-2,4,5-tributylimidazole, 1-aminoethyl-4-hexylimidazole, 1-aminobutyl-2, 5-dimethylimidazole, 1- (3-aminopropyl) -2-ethyl-4 -methylimidazole, 1- ( 3- aminopropyl) imidazole and / or 1- ( 3- aminopropyl) -2-methylimidazole, tin (II) salts of organic carboxylic acids, for example tin (II) diacetate, tin ( II) dioctoate, tin (II) diethylhexoate and tin (II) dilaurate and dialkyltin (IV) salts of organic carboxylic acids, e.g. B. dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin maleate and dioctyltin diacetate.
Als Treibmittel (d) können allgemein bekannte chemisch oder physikalisch wirkende Verbindungen eingesetzt werden. Als chemisch wirkendes Treibmittel kann bevorzugt Wasser eingesetzt werden, welches durch Reaktion mit den Isocyanatgruppen Kohlendioxid bildet. Beispiele für physikalische Treibmittel, d. h. solche, inerte Verbindungen, die unter den Bedingungen der Polyurethanbildung verdampfen, sind beispielsweise (cyclo)aliphatische Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise solche mit 4 bis 8, besonders bevorzugt 4 bis 6 und insbesondere 5 Kohlenstoffatomen, teilhalogenierte Kohlenwasserstoffe oder Ether, Ketone oder Acetate. Die Menge der eingesetzten Treibmittel richtet sich nach der angestrebten Dichte der Schaumstoffe. Die unterschiedlichen Treibmittel können einzeln oder in beliebigen Mischungen untereinander zum Einsatz kommen. Besonders bevorzugt wird nur Wasser als Treibmittel eingesetzt. Physikalische Treibmittel werden bevorzugt in einer Menge von < 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Komponente (b), eingesetzt.Well-known chemical or physical blowing agents (d) can be used acting connections are used. As a chemical blowing agent can preferably be used water, which by reaction with the Isocyanate groups form carbon dioxide. Examples of physical blowing agents, e.g. H. those inert compounds, which under the conditions of Evaporating polyurethane formation are, for example, (cyclo) aliphatic Hydrocarbons, preferably those with 4 to 8, particularly preferably 4 to 6 and in particular 5 carbon atoms, partially halogenated hydrocarbons or Ethers, ketones or acetates. The amount of blowing agent used depends on according to the desired density of the foams. The different blowing agents can be used individually or in any mix with each other come. Only water is particularly preferably used as the blowing agent. Physical blowing agents are preferred in an amount of <0.5% by weight, based on the weight of component (b) used.
Die Umsetzung erfolgt gegebenenfalls in Anwesenheit von (e) Hilfs- und/oder Zusatzstoffen, wie z. B. Füllstoffen, Zellreglern, oberflächenaktiven Verbindungen und/oder Stabilisatoren gegen oxidativen, thermischen oder mikrobiellen Abbau oder Alterung.The reaction is optionally carried out in the presence of auxiliary and / or Additives such as B. fillers, cell regulators, surface-active Compounds and / or stabilizers against oxidative, thermal or microbial degradation or aging.
Die Edukte (a), (b), (c), (d) und (e) müssen derart ausgewählt und in Anteilen zueinander eingesetzt werden, daß eine offenzellige Schaumstruktur erhalten wird.The starting materials (a), (b), (c), (d) and (e) must be selected in this way and in proportions used to each other that get an open-cell foam structure becomes.
Der Volumenanteil an offenen Zellen in der Schaumstruktur kann beispielsweise erhöht werden, in dem Hilfsstoffe (e) zur Förderung der Offenzelligkeit dem Reaktionsgemisch zugegeben werden. Dies können Hilfstoffe (e) sein, die nicht in die Schaumstruktur eingebaut werden können und dadurch eine Destabilisierung der sich aufbauenden Zellwände verursachen. Die Hilfsstoffe können in dem Reaktionsgemisch gegebenenfalls mikrodispers vorliegen. Beispiele für Hilfsstoffe (e) sind interne Trennmittel wie Ölsäureverbindungen, Ester aus Polyisobutylen-Bernsteinsäureanhydrid (PIBSA) und Sorbitanmonooleat sowie Polyester aus Adipinsäure, Ölsäure und Pentaerythrit.The volume fraction of open cells in the foam structure can, for example be increased in which auxiliary substances (e) to promote the open cell Reaction mixture are added. These can be excipients (s) that are not in the foam structure can be built in and thereby destabilization of the building up cell walls. The excipients can in the Reaction mixture optionally microdispersed. examples for Auxiliaries (e) are internal release agents such as oleic acid compounds, esters Polyisobutylene succinic anhydride (PIBSA) and sorbitan monooleate as well Polyester from adipic acid, oleic acid and pentaerythritol.
Diese Verbindungen besitzen keine oder eine kleine OH-Zahl, d. h. keine funktionellen OH-Gruppen, und werden deshalb nicht oder nur schwach in das PUR-Molekülgerüst eingebaut. Sie können somit an die Oberfläche des aushärtenden Schaumstoffs wandern und eine trennende Schicht zur Form ausbilden. Da es Moleküle mit einem hohen Molekulargewicht sind, wirken sie destabilisierend auf die Ausbildung von Zellwänden.These compounds have no or a small OH number, i. H. no functional OH groups, and are therefore not or only weakly in the PUR molecular scaffold installed. You can thus on the surface of the curing foam and a separating layer to form form. Since they are molecules with a high molecular weight, they work destabilizing on the formation of cell walls.
Eine offenzellige Schaumstruktur kann auch durch Verwendung spezieller gegenüber Isocyanaten reaktiver Verbindungen (b) erreicht werden. Hierbei sind beispielsweise feste organische Füllstoffe in disperser Verteilung zu nennen. Derartige organische Füllstoffe umfassen Polymer-Polyole und Polyharnstoff- Polyole. Die disperse Phase wird durch Propfpolymerisation direkt im Polyether erzeugt.An open cell foam structure can also be achieved by using special Compounds (b) reactive towards isocyanates can be achieved. Here are for example, to mention solid organic fillers in disperse distribution. Such organic fillers include polymer polyols and polyurea Polyols. The disperse phase is obtained by graft polymerization directly in the polyether generated.
Als Polymer-Polyole bezeichnet man eine Gruppe von Polyol-Dispersionen, die durch radikalische Polymerisation von geeigneten olefinischen Monomeren in dem als Pfropfgrundlage dienenden Polyether hergestellt werden. Das Polymer- Polyol enthält neben den Pfropfcopolymerisaten überwiegend die Homopolymeren von olefinischen Verbindungen, wie z. B. Acrylnitril, Styrol, Vinylacetat, Vinylchlorid, Acrylsäureester und Gemische aus zwei oder mehr davon.A polymer polyol is a group of polyol dispersions that by radical polymerization of suitable olefinic monomers in the polyether used as the graft base. The polymer In addition to the graft copolymers, polyol predominantly contains the Homopolymers of olefinic compounds, such as. B. acrylonitrile, styrene, Vinyl acetate, vinyl chloride, acrylic acid esters and mixtures of two or more from that.
Neben diesen Polyolen mit partiell chemisch gebunden organischen Füllstoffen können gefüllte Polyether auch durch Mischen mit feinteiligen organischen Kunststoff-Pulvern oder anorganischen Substanzen erhalten werden. Die Stabilität solcher Suspension ist wegen der fehlenden chemischen Bindung zum Polyether oft geringer. Als anorganische Füllstoffe lassen sich Silikate, Carbonate, Aluminiumpulver oder aber auch Glasfasern, etc. verwenden.In addition to these polyols with partially chemically bound organic fillers filled polyethers can also be mixed with finely divided organic Plastic powders or inorganic substances can be obtained. The stability such suspension is due to the lack of chemical bonding to the polyether often less. Silicates, carbonates, Use aluminum powder or glass fibers, etc.
Die Offenzelligkeit kann auch über das Mischungsverhältnis von (a) zu (b) verändert werden.The open cell can also be determined by the mixing ratio of (a) to (b) to be changed.
Außerdem kann die Offenzelligkeit auch über die Reaktionskinetik eingestellt werden. Durch selektive Katalysatoren (c) oder autokatalytische Polyole (b) und Polyole mit hohem EO-Anteil kann die Treib- und Vernetzungsreaktion und somit die Offenzelligkeit in dem Fachmann wohlbekannter Weise, z. B. durch die Wahl eines geeigneten Katalysators, eingestellt werden. In addition, the open cell can also be set via the reaction kinetics become. By selective catalysts (c) or autocatalytic polyols (b) and Polyols with a high EO content can cause the blowing and crosslinking reaction the open cell in a manner well known to those skilled in the art, e.g. B. by choice a suitable catalyst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Schaumkern faserverstärkt. Die Fasern können entweder als lose Einzelfasern in dem Schaumkern vorliegen, oder als Verbund von Fasern, beispielsweise als Gewebe, Gewirke und/oder gepreßte Bahnen auf Faserbasis. Bevorzugt werden flächige Strukturen auf Faserbasis verwendet, die ein Flächengewicht von 100 bis 1000 g/m2, besonders bevorzugt von 200 bis 600 g/m2 aufweisen. Als Fasern kommen beispielsweise Glasfasern, synthetische Fasern, z. B. solche auf Basis von Polyamid, Polyurethan, Polyester und/oder Polycarbonat und/oder natürliche Fasern, wie z. B. Flachs, Sisal, Hanf, Kokos, Baumwolle, Wolle und/oder Cellulose in Frage, beispielsweise übliche Textilgewebe. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält der Schaumkern zur Verstärkung eine flächige Glasfasermatrix, die in Verfahrensschritt 1 eingesetzt wird. Die Fasern können als Endlosfaser oder einzelne Fasern begrenzter Länge vorliegen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden gepreßte Glasfasermatten aus Endlosfaser bevorzugt.According to the present invention, the foam core is fiber reinforced. The fibers can either be present as loose individual fibers in the foam core, or as a composite of fibers, for example as fabrics, knitted fabrics and / or pressed webs based on fibers. Flat fiber-based structures are preferably used which have a weight per unit area of 100 to 1000 g / m 2 , particularly preferably of 200 to 600 g / m 2 . The fibers come, for example, glass fibers, synthetic fibers, e.g. B. those based on polyamide, polyurethane, polyester and / or polycarbonate and / or natural fibers such. B. flax, sisal, hemp, coconut, cotton, wool and / or cellulose in question, for example conventional textile fabrics. In a particularly preferred embodiment, the foam core contains a flat glass fiber matrix for reinforcement, which is used in process step 1 . The fibers can be in the form of continuous fibers or individual fibers of limited length. In the context of the present invention, pressed glass fiber mats made of continuous fiber are preferred.
Die Fasern zur Verstärkung des Schaumkerns können beispielsweise auch gleichzeitig mit dem PUR-Reaktionsgemisch in die Form eingetragen werden. Beispiel eines solchen Verfahrens ist das LFI (Long Fiber Injection) Verfahren der Firma Krauss Maffai. Bei dem sog. LDI (Low Densitiy Structure) Verfahren werden hingegen Fasermatten eingesetzt, auf welche das Reaktionsgemisch aufgebracht wird.The fibers for reinforcing the foam core can also, for example entered into the mold simultaneously with the PUR reaction mixture. An example of such a method is the LFI (Long Fiber Injection) method from Krauss Maffai. In the so-called LDI (Low Density Structure) process however, fiber mats are used, on which the reaction mixture is applied.
Der GF-PUR-Schaumkern kann aus ein, zwei oder mehr Schichten im Sandwichsystem bestehen. Bevorzugt weisen die äußeren Schichten des Sandwichsystems die Faserverstärkung auf. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Schaumkern aus nur einem einzigen Formteil. Vorzugsweise ist dieser Schaumkern mit zwei nah an seiner Oberfläche, aber vollständig in der Schaumstruktur angeordneten Glasfasermatten verstärkt. Zwischen den Glasfasermatten befindet sich vorzugsweise ein Abstandhalter, damit die Glasfasermatten beim Formen des Schaumkerns einen gewünschten Abstand zueinander behalten (= sog. Sandwichaufbau). Dieser Abstandhalter verbleibt nach dem Formen in dem Schaumkern. Als Abstandhalter wird vorzugsweise ein retikulierter Schaum, beispielsweise ein Polyurethanschaum mit bevorzugt grober Struktur eingesetzt. Dieser besitzt im Regelfall eine flächige Struktur, beispielsweise in Form einer Schaummatte. Diese weist vorzugsweise eine Dicke von 4 bis 20 mm, weiter bevorzugt von 6 bis 10 mm und besonders bevorzugt von 6 bis 8 mm auf. Als Abstandhalter kann auch eine sog. Enkamatte der Firma Akzo-Nobel eingesetzt werden. Diese besteht aus Endlosfäden (Polyamid), die unregelmäßig verteilt sind, um Zwischenräume zu lassen.The GF-PUR foam core can consist of one, two or more layers in the Sandwich system exist. Preferably, the outer layers of the Sandwich systems the fiber reinforcement. In a preferred one Embodiment, the foam core consists of only a single molded part. Preferably, this foam core is with two close to its surface, however Glass fiber mats completely reinforced in the foam structure. There is preferably a spacer between the glass fiber mats, so that the glass fiber mats a desired one when molding the foam core Keep a distance from each other (= so-called sandwich structure). This spacer remains in the foam core after molding. As a spacer preferably a reticulated foam, for example a polyurethane foam preferably coarse structure used. As a rule, this has a flat surface Structure, for example in the form of a foam mat. This preferably has a thickness of 4 to 20 mm, more preferably 6 to 10 mm and particularly preferably from 6 to 8 mm. A so-called Enka mat can also be used as a spacer from Akzo-Nobel. This consists of continuous threads (Polyamide), which are distributed irregularly to leave gaps.
Der Schaumkern weist gemäß dem Einsatz als Karosserieaußenteil vorzugsweise eine flächige Struktur auf. Die Dicke des Schaumkerns beträgt vorzugsweise 2 bis 100 mm, weiter bevorzugt 5 bis 50 mm und besonders bevorzugt 10 bis 20 mm.According to the use as an outer body part, the foam core preferably has a flat structure. The thickness of the foam core is preferably 2 to 100 mm, more preferably 5 to 50 mm and particularly preferably 10 to 20 mm.
Die erfindungsgemäßen Karosserieaußenteile können nach dem bekannten one- shot oder dem ebenfalls bekannten Prepolymerverfahren hergestellt werden. Bei dem bekannten Prepolymerverfahren wird in einem ersten Schritt üblicherweise aus (a) und im Unterschuß (b) ein Isocyanatgruppen-aufweisendes Prepolymer hergestellt, das anschließend mit weiterem (b) zu den gewünschten Produkten umgesetzt wird.The exterior parts of the body according to the invention can be made according to the known one- shot or the prepolymer process, which is also known. In the known prepolymer process in a first step usually from (a) and in deficit (b) an isocyanate group Prepolymer prepared, which then with further (b) to the desired Products.
Die Umsetzung zum Produkt kann beispielsweise durch Handguß, durch Hochdruck- oder Niederdruckmaschinen, oder durch RIM-Verfahren (reaction- injection-molding) bevorzugt in offenen Formwerkzeugen durchgeführt werden. Geeignete PU-Verarbeitungsmaschinen sind handelsüblich erhältlich (z. B. Fa. Elastogran, Isotherm, Hennecke, Krauss Maffei u. a.).The implementation of the product can be done, for example, by hand casting High-pressure or low-pressure machines, or by RIM processes (reaction injection molding) are preferably carried out in open molds. Suitable PU processing machines are commercially available (e.g. from Elastogran, isothermal, Hennecke, Krauss Maffei u. a.).
Die PUR-Dosierungsanlagen halten bevorzugt folgende Parameter ein:
Austragsleistung Polyolkomponente: 150 g/s bis 350 g/s, besonders bevorzugt 200
bis 300 g/s
Austragsleistung Isocyanat: 300 g/s bis 600 g/s, besonders bevorzugt 320 g/s bis
480 g/s
Komponentendrücke im Hochdruckkreislauf:
Isocyanat: 120 bis 200 bar
Polyol: 120 bis 200 bar
Komponentendruck in den Vorratsbehältern: 1,5 bis 4,5 bar.
Temperatur der Polyolkomponente im Vorlagebehälter: 16°C bis 30°C
Temperatur der Isocyanatkomponente im Vorlagebehälter: 16°C bis 30°CThe PUR dosing systems preferably adhere to the following parameters:
Discharge capacity polyol component: 150 g / s to 350 g / s, particularly preferably 200 to 300 g / s
Discharge rate isocyanate: 300 g / s to 600 g / s, particularly preferably 320 g / s to 480 g / s
Component pressures in the high pressure circuit:
Isocyanate: 120 to 200 bar
Polyol: 120 to 200 bar
Component pressure in the storage containers: 1.5 to 4.5 bar.
Temperature of the polyol component in the storage container: 16 ° C to 30 ° C
Temperature of the isocyanate component in the storage container: 16 ° C to 30 ° C
Bei der Verarbeitung mit Polyurethan-Maschinen ist es auch vorteilhaft, wenn während der Verarbeitung die Vorlagebehälter unter vermindertem Druck stehen.When processing with polyurethane machines, it is also advantageous if the processing containers are under reduced pressure during processing.
Die Ausgangskomponenten werden üblicherweise in Abhängigkeit vom Anwendungsfall bei einer Temperatur von 20 bis 36°C, vorzugsweise von 20 bis 24°C, gemischt und beispielsweise in das Formwerkzeug eingebracht. Die Vermischung kann mittels eines Rührers oder einer Rührschnecke durchgeführt werden, oder kann in einem üblichen Hochdruckmischkopf erfolgen.The starting components are usually dependent on Application at a temperature of 20 to 36 ° C, preferably from 20 to 24 ° C, mixed and, for example, introduced into the mold. The Mixing can be carried out using a stirrer or a stirring screw be, or can be done in a conventional high pressure mixing head.
Die Umsetzung des Reaktionsgemisches kann beispielsweise in üblichen, bevorzugt temperierbaren und verschließbaren Formen durchgeführt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Formwerkzeuge bevorzugt, deren Oberfläche möglichst glatt ist und bevorzugt keine Unebenheiten, Risse, Kratzer oder Verunreinigungen aufweisen. Die Oberfläche der Formen kann beispielsweise durch Polieren behandelt werden. The reaction mixture can be reacted, for example, in customary preferably heatable and closable molds are carried out. in the The present invention particularly includes molds preferred, the surface of which is as smooth as possible and preferably none Unevenness, cracks, scratches or contamination. The surface the molds can be treated, for example, by polishing.
Als Formwerkzeuge zur Herstellung der Produkte können übliche und kommerziell erhältliche Werkzeuge eingesetzt werden, deren Oberfläche beispielsweise aus Stahl, Aluminium, Emaille, Teflon, Epoxy-Harz oder einem anderen polymeren Werkstoff besteht, wobei die Oberfläche gegebenenfalls verchromt, beispielsweise hartverchromt sein kann. Bevorzugt sollten die Formwerkzeuge temperierbar, um die bevorzugten. Temperaturen einstellen zu können, verschließbar und bevorzugt zur Ausübung eines Druckes auf das Produkt ausgerüstet sein. Die Temperatur des Formwerkzeugs beträgt vorzugsweise 30 bis 60°C, weiter bevorzugt von 40 bis 50°C. Bei der Umsetzung von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten wird eine Temperatur der Ausgangskomponenten von vorzugsweise 18 bis 35°C, besonders bevorzugt 20 bis 25°C bevorzugt. Die Umsetzung der Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte erfolgt bevorzugt in einer Zeit von üblicherweise 2,5 bis 25 Minuten, besonders bevorzugt 2,5 bis 15 Minuten.Usual and commercially available tools are used, their surface for example made of steel, aluminum, enamel, teflon, epoxy resin or one other polymeric material, the surface optionally chrome-plated, for example hard chrome-plated. They should preferably Molding tools can be tempered to the preferred. Set temperatures too can, closable and preferably to exert pressure on the Be equipped. The temperature of the mold is preferably 30 to 60 ° C, more preferably 40 to 50 ° C. In the Implementation of polyisocyanate polyadducts is a temperature of Starting components of preferably 18 to 35 ° C, particularly preferably 20 up to 25 ° C preferred. The implementation of the polyisocyanate polyadducts preferably takes place in a time of usually 2.5 to 25 minutes, especially preferably 2.5 to 15 minutes.
Der Schaumkern weist gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Beschichtung aus kompaktem Kunststoff, vorzugsweise Polyurethankunststoff (PUR) auf. Diese Beschichtung wird im Regelfall auf die Seite des Schaumkerns auf dessen Oberfläche aufgebracht, auf die nachfolgend eine dekorative Schicht, beispielsweise ein Lackierlack aufgetragen werden soll. Dies sind im Regelfall diejenigen Oberflächen, die bei dem Fahrzeug nach außen gerichtet sind. Die Beschichtung mit dem kompakten Kunststoff erfolgt in der Regel in einem dem Verfahrensschritt 1, in welchem der Schaumkern geformt wurde, nachfolgenden Verfahrensschritt 2.According to the present invention, the foam core preferably has a coating of compact plastic, preferably polyurethane plastic (PUR). As a rule, this coating is applied to the side of the foam core on its surface, to which a decorative layer, for example a varnish, is subsequently to be applied. As a rule, these are the surfaces that face the outside of the vehicle. The coating with the compact plastic is generally carried out in a process step 2 following process step 1 in which the foam core was formed.
Als Kunststoffe für die Beschichtung können die vorstehend beschriebenen Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte verwendet werden, wobei jedoch eine kompakte, nicht-zellige Struktur gewünscht ist. Diese kann beispielsweise erreicht werden, indem keine Treibmittel (d) eingesetzt werden. Gegebenenfalls in den Komponenten (a) bis (e) enthaltenes Wasser sollte bevorzugt weitgehend, besonders bevorzugt vollständig entfernt werden, um eine unerwünschte Treibreaktion zu vermeiden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung weist das Karosserieaußenteil vorzugsweise eine Beschichtung aus elastischem Kunststoff auf. Die Zugfestigkeit eines solchen Kunststoffs beträgt vorzugsweise 10 bis 30, weiter bevorzugt 15 bis 25 N/mm2, die Bruchdehnung beträgt vorzugsweise 60 bis 85%, besonders bevorzugt 75 bis 85% und die Weiterreißfestigkeit 50 bis 90 N/mm, besonders bevorzugt 50 bis 75 N/mm, wobei die obigen Werte entsprechend den einschlägigen DIN-Normen gemessen wurden. Die Beschichtung ist im Regelfall großflächig und vorzugsweise einseitig auf dem Schaumkern aufgebracht. Die Beschichtung weist bevorzugt eine Dicke von 1,5 bis 5 mm, weiter bevorzugt von 2 bis 3 mm und besonders bevorzugt von 2 bis 2,5 mm auf. Die Beschichtung ist im Regelfall nicht faserverstärkt.The polyisocyanate polyaddition products described above can be used as plastics for the coating, but a compact, non-cellular structure is desired. This can be achieved, for example, by using no blowing agents (d). Any water contained in components (a) to (e) should preferably be largely, particularly preferably completely removed in order to avoid an undesirable propellant reaction. In the context of the present invention, the outer body part preferably has a coating made of elastic plastic. The tensile strength of such a plastic is preferably 10 to 30, more preferably 15 to 25 N / mm 2 , the elongation at break is preferably 60 to 85%, particularly preferably 75 to 85% and the tear strength 50 to 90 N / mm, particularly preferably 50 to 75 N / mm, the above values being measured in accordance with the relevant DIN standards. The coating is usually applied over a large area and preferably on one side to the foam core. The coating preferably has a thickness of 1.5 to 5 mm, more preferably 2 to 3 mm and particularly preferably 2 to 2.5 mm. The coating is usually not fiber reinforced.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, daß sowohl der Schaumkern, der in dem Verfahrensschritt 1 geformt wird, als auch die Beschichtung, die im Verfahrensschritt 2 auf den Schaumkern aufgebracht wird, aus einem Polyurethan-Polyadditionsprodukt bestehen.A preferred embodiment of the present invention provides that both the foam core which is shaped in process step 1 and the coating which is applied to the foam core in process step 2 consist of a polyurethane polyaddition product.
Die erfindungsgemäßen Karosserieaußenteile können anstatt einer Beschichtung eine thermoplatische oder metallische Folie aufweisen, die sich auf mindestens einem Teil der Oberfläche des Schaumkerns befindet. Auf diese thermoplastische Folie kann gegebenenfalls ein Farbauftrag, beispielsweise mittels Lackierlack erfolgen. Die Herstellung des Karosserieaußenteils erfolgt, in dem der PUR- Schaumstoff in Verfahrensschritt 1, in welchem der Schaumkern geformt wird, gegen eine gegebenenfalls vorher tiefgezogen thermoplastische oder metallische Folie gespritzt wird und somit an dieser anhaftet. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Faserverstärkung bevorzugt mittels loser Fasern, die in dem Reaktionsgemisch enthalten sind (LFI-Verfahren). Instead of a coating, the exterior parts of the body according to the invention can have a thermoplastic or metallic film which is located on at least part of the surface of the foam core. If necessary, paint can be applied to this thermoplastic film, for example by means of a lacquer. The outer body part is produced by spraying the PUR foam in process step 1 , in which the foam core is formed, against an optionally thermoformed thermoplastic or metallic film and thus adhering to it. In this embodiment, the fiber reinforcement is preferably carried out by means of loose fibers which are contained in the reaction mixture (LFI process).
Als thermoplastische Folie können allgemein bekannte Folien eingesetzt werden, beispielsweise übliche Folien auf der Basis von Acrylnitiril-Butadien-Styrol (ABS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Acrylnitiril-Styrol-Acrylester (ASA), Polycarbonat (PC), thermoplastischem Polyurethan, Polypropylen, Polyethylen, und/oder Polyvinylchlorid (PVC). Die Folien weisen bevorzugt eine Dicke von 1,0 bis 1,5 mm auf. Bevorzugt wird als thermoplastische Folie eine mindestens zwei Schichten enthaltende Folie eingesetzt, wobei eine Schicht einen ASA und/oder Polycarbonat-Werkstoff enthält. Besonders bevorzugt verwendet man eine Zweischichtfolie, wobei die erste Schicht auf PMMA basiert und die zweite Schicht auf ASA und/oder ASA/PC. Setzt man eine Zweischichtfolie ein, so haftet der Hartschaumkunststoff bevorzugt an ASA und/oder ASA/PC.Generally known films can be used as the thermoplastic film, for example, conventional films based on acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polymethyl methacrylate (PMMA), acrylonitrile styrene acrylic ester (ASA), Polycarbonate (PC), thermoplastic polyurethane, polypropylene, polyethylene, and / or polyvinyl chloride (PVC). The foils preferably have a thickness of 1.0 to 1.5 mm. At least one is preferred as the thermoplastic film two layers of film are used, one layer being an ASA and / or contains polycarbonate material. It is particularly preferably used a two-layer film, the first layer being based on PMMA and the second Layer on ASA and / or ASA / PC. If you use a two-layer film, so the rigid foam plastic adheres preferentially to ASA and / or ASA / PC.
Zur Gewährleistung einer hohen mechanischen Stabilität, die für manche Anwendungen nötig ist, kann das erfindungsgemäße Karosserieaußenteil einen Verstärkungsrahmen, beispielsweise aus Aluminiumprofilen, aufweisen. Dieser wird in der Regel in Verfahrensschritt 1 mit dem Schaumkern fest verschäumt.To ensure a high mechanical stability, which is necessary for some applications, the exterior body part according to the invention can have a reinforcing frame, for example made of aluminum profiles. As a rule, this is firmly foamed with the foam core in process step 1 .
Die erfindungsgemäßen Karosserieaußenteile können hergestellt werden indem das Fasermaterial zur Verstärkung des Schaumkerns in das Formwerkzeug eingelegt, anschließend das Reaktionsgemisch für den PUR-Schaumstoff in die Form eingegeben und die Form nachfolgend verschlossen wird. Die Fasern zur Verstärkung des Schaumkerns können sowohl enthaltend in dem Reaktionsgemisch eingesetzt werden (LFI-Verfahren), als auch, wie vorstehend beschrieben, in Form von Matten oder Geweben. Vor dem Einfüllen der Reaktionsmischung kann des weiteren auch ein Verstärkungsrahmen, beispielsweise aus Aluminiumprofilen, in der Form plaziert werden.The exterior parts of the body according to the invention can be produced by the fiber material to reinforce the foam core into the mold inserted, then the reaction mixture for the PUR foam in the Form entered and the form is subsequently closed. The fibers for Reinforcement of the foam core can be both contained in the Reaction mixture can be used (LFI method), as well, as above described, in the form of mats or fabrics. Before filling the Reaction mixture can also be a reinforcement frame, for example made of aluminum profiles, are placed in the mold.
Wird eine thermoplastische Folie verwendet, so wird diese bevorzugt vor dem Einlegen in das Werkzeug beflammt. Bei Metallfolien wird bei Bedarf die Schäumseite mit einem Primer (Epoxidharz) behandelt, der die Haftung zum PUR verbessert. Vorzugsweise wird die Seite der thermoplastischen Folie beflammt, die mit dem PUR-Schaumstoff in Kontakt tritt. Die Beflammung kann derart erfolgen, daß man mit einem Brenner beispielsweise mit rauschender, reduzierender blauer Flamme (Propangas, ca. 1300°C) in gleichmäßiger Geschwindigkeit die tiefgezogene Folie beflammt, wobei ein Entzünden und Verformen der Folie vermieden wird. Dieses bevorzugte Beflammen bewirkt zusätzlich eine deutliche Verbesserung der Haftung zwischen der thermoplastischen Folie und dem PUR-Schaumstoff.If a thermoplastic film is used, this is preferred before Flame in the tool. In the case of metal foils, the Foam side treated with a primer (epoxy resin), which adheres to the PUR improved. The side of the thermoplastic film is preferably flamed, that comes into contact with the PUR foam. The flame can be so take place with a burner, for example with a noisy, reducing blue flame (propane gas, approx. 1300 ° C) in a uniform Speed, the thermoformed film is inflamed, causing an ignition and Deformation of the film is avoided. This preferred flaming effect additionally a significant improvement in liability between the thermoplastic film and the PUR foam.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, die Ausgangskomponenten bzw. das Reaktionsgemisch für den Schaumkern mit einem robotergeführten Mischkopf in das Formwerkzeug einzubringen. Diese Verfahrensweise bringt den Vorteil, daß die Ausgangskomponenten für den Hartschaumstoff in reproduzierbarer Weise in die Form eingebracht werden, was bei einer Einbringung von Hand nicht immer gewährleistet ist. Ein sehr gleichmäßiger Eintrag der Ausgangskomponenten bzw. des Reaktionsgemisches in die Form kann erreicht werden, indem eine Breitschlitzdüse (Fächerdüse) zum Einspritzen der Ausgangskomponenten in die Form eingesetzt wird.A preferred embodiment of the method according to the invention provides the starting components or the reaction mixture for the foam core with a robot-guided mixing head into the mold. This Procedure has the advantage that the starting components for the Rigid foam can be introduced into the mold in a reproducible manner is not always guaranteed with an insertion by hand. A very uniform entry of the starting components or the reaction mixture in the mold can be achieved by using a slot die (fan nozzle) Injecting the starting components into the mold is used.
Die geformten, faserverstärkten Schaumkerne können durch spanende Bearbeitung in weiteren Verfahrensschritten weiter bearbeitet werden, beispielsweise durch Fräsen oder Bohren. Die Beschichtung selbst kann durch Schleifen und Säubern auf das anschließende Lackieren vorbereitet werden.The shaped, fiber-reinforced foam cores can be machined Processing in further procedural steps can be further processed, for example by milling or drilling. The coating itself can go through Sanding and cleaning to be prepared for the subsequent painting.
Bei Verwendung einer thermoplastischen Folie kann auf diese direkt ohne weitere Bearbeitung eine dekorative Schicht, wie Lackierlack aufgetragen werden. When using a thermoplastic film, this can be applied directly without further Processing a decorative layer like varnish to be applied.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der folgenden Zeichnung und des darauf folgenden Herstellungsbeispiels näher erläutert.The present invention will now become apparent from the following drawing and the subsequent manufacturing example explained in more detail.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Karosserieaußenteils, insbesondere eines Hardtops. Fig. 1 shows schematically a cross section through an embodiment of an outer body part according to the invention, in particular a hard top.
Das in Fig. 1 dargestellte Karosserieaußenteil besteht aus einem PUR- Schaumkern 1 mit einer einseitig darauf aufgebrachten Beschichtung 2 aus kompaktem PUR. Der Schaumkern 1 beinhaltet zwei Glasfasermatten 3, die nahe der beiden Seitenflächen des Schaumkerns in dem Schaumkern eingeschäumt sind. Der Schaumkern 1 besteht aus PUR-Schaumstoff und weist eine offenzellige Schaumstruktur auf. In der Schaumstruktur des Schaumkerns 1 befindet sich des weiteren eingeschäumt ein Abstandhalter 4 aus retikuliertem PUR-Schaum. Die Bezugsziffer 5 bezeichnet einen Profilrahmen, der die mechanische Stabilität des Gesamtbauteils gewährleistet und ebenfalls in der Schaumstruktur eingeschäumt ist.The outer body part shown in FIG. 1 consists of a PUR foam core 1 with a coating 2 of compact PUR applied to it on one side. The foam core 1 contains two glass fiber mats 3 , which are foamed in the foam core near the two side surfaces of the foam core. The foam core 1 consists of PUR foam and has an open-cell foam structure. In the foam structure of the foam core 1 there is also a spacer 4 made of reticulated PUR foam. Reference number 5 denotes a profile frame which ensures the mechanical stability of the overall component and is also foamed in the foam structure.
Für den Schaumkern wird ein Aluminium-Werkzeug verwendet. Das Oberteil des Werkzeugs kann über Kniehebel aufgeklappt werden.An aluminum tool is used for the foam core. The top of the Tool can be opened using the toggle lever.
Als Faserverstärkung wurden drei gepreßte Glasfasermatten aus Endlosfaser mit jeweils einem Flächengewicht von 0,450 kg/m2 der Firma Vetrotex (Unifolio U 816) verwendet. Um das gewünschte dreidimensionale Design der Glasfasermatte zu erreichen, kann diese vorgeformt werden. Die Glasfasermatte ist so dimensioniert, daß sie sich über die gesamte Fläche des Hardtops erstreckt.Three pressed glass fiber mats made of continuous fiber, each with a basis weight of 0.450 kg / m 2 from Vetrotex (Unifolio U 816), were used as fiber reinforcement. In order to achieve the desired three-dimensional design of the glass fiber mat, it can be preformed. The glass fiber mat is dimensioned so that it extends over the entire surface of the hardtop.
An dem Werkzeugoberteil wurde mittels eines Verstärkungsrahmens aus Aluminiumprofil eine entsprechend tiefgezogene Glasfasermatte befestigt. Auf das Werkzeugunterteil wurden ebenfalls zwei entsprechend tiefgezogene Glasfasermatten gelegt. Auf die Glasfasermatten im Werkzeugunterteil wurde eine Matte aus retikuliertem Schaum der Fa. Reisgies (Regicell 10) aufgelegt, die sich im wesentlichen über die gesamte Kavität erstreckt.A correspondingly deep-drawn glass fiber mat was attached to the upper part of the tool by means of a reinforcement frame made of aluminum profile. Two correspondingly deep-drawn glass fiber mats were also placed on the lower part of the tool. A mat made of reticulated foam from Reisgies (Regicell 10 ) was placed on the glass fiber mats in the lower part of the mold and extends essentially over the entire cavity.
Die Temperierung des Formwerkzeugs betrug zwischen 35 und 70°C, bevorzugt 50 und 60°C.The temperature of the mold was between 35 and 70 ° C, preferably 50 and 60 ° C.
Nachfolgend wurde ein PUR-Schaumsystem in programmierten Bahnkurven mit Hilfe eines Roboters durch einen Mischkopf in das Werkzeugunterteil auf den retikulierten Schaum und die darunter liegende Glasfasermatte aufgegeben. Die Eintragzeit betrug 10 bis 35 s, bevorzugt 12 bis 16 s.Subsequently, a PUR foam system was used in programmed path curves With the help of a robot through a mixing head into the lower part of the tool reticulated foam and the glass fiber mat underneath. The Entry time was 10 to 35 s, preferably 12 to 16 s.
Das verwendete Schaumsystem liefert einen offenzelligen PUR-Schaum mit einem Volumenanteil an offenen Zellen in seiner Matrix von etwa 70 bis 90 Vol.- %. Der Volumentanteil an offenen Zellen in der Schaumstruktur ohne Faserverstärkung wurde gemäß DIN ISO 4590 bestimmt.The foam system used provides an open-cell PUR foam with a volume fraction of open cells in its matrix of about 70 to 90% by volume. The volume fraction of open cells in the foam structure without fiber reinforcement was determined in accordance with DIN ISO 4590 .
Nach Beendigung des Eintrags wurde das Werkzeug für eine Zeit von 5 bis 30 min. bevorzugt 10 bis 20 min geschlossen, so daß der auftreibende Schaum gegen das geschlossene Werkzeug steigt. Das aufschäumende Reaktionsgemisch umschäumt den Verstärkungsrahmen und füllt die Hohlräume und Fehlstellen der Glasfasermatten aus. After completing the entry, the tool was held for a period of 5 to 30 minutes. preferably closed for 10 to 20 minutes, so that the floating foam counteracts the closed tool rises. The foaming reaction mixture encapsulates the reinforcement frame and fills the voids and imperfections Fiberglass mats.
Nach Ablauf der Reaktionszeit wurde das Werkzeug geöffnet und das hergestellte Bauteil entformt. Der hergestellte Schaumkern kann zur Verbesserung der Haftung zwischen Schaumkern und Beschichtung mechanisch aufgerauht werden. In Betracht kommen hierbei beispielsweise Schleifen oder Sandstrahlen.After the reaction time, the tool was opened and the one produced Demolded component. The foam core can be used to improve the Adhesion between foam core and coating can be mechanically roughened. For example, grinding or sandblasting can be considered.
Der so gefertigte Schaumkern wurde in ein weiteres Formwerkzeug eingelegt, bei welchem das Werkzeugunterteil etwas größer war als der Schaumkern selbst.The foam core produced in this way was placed in another mold, at which the lower part of the tool was slightly larger than the foam core itself.
Zum Beschichten des Schaumkerns mit der Beschichtung wurde der Schaumkern an dem Oberteil des Formwerkzeugs befestigt und anschließend das Werkzeug geschlossen. Das Werkzeug war auf 45 bis 70°C, vorzugsweise 50 bis 60°C temperiert. Über einen Anguß wurde ein kompaktes PUR-System in den Freiraum zwischen Schaumkern und Werkzeugunterteil eingespritzt.The foam core was used to coat the foam core with the coating attached to the top of the mold and then the tool closed. The tool was at 45 to 70 ° C, preferably 50 to 60 ° C tempered. A compact PUR system was opened into the free space via a sprue injected between the foam core and the lower part of the tool.
Nach Ablauf der Reaktionszeit wurde das Werkzeug geöffnet und das Hardtop entnommen.After the reaction time, the tool was opened and the hardtop taken.
Das Hardtop kann in weiteren Verfahrenschritten durch spanende Bearbeitung (Fräsen, Bohren usw.) weiter bearbeitet werden. Die Beschichtung kann durch Schleifen und Säubern zum anschließenden Lackieren aufbereitet werden.The hardtop can be machined in further process steps (Milling, drilling, etc.) can be processed further. The coating can pass through Grinding and cleaning can be prepared for subsequent painting.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10000767A DE10000767A1 (en) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | Bodywork outer element for vehicles, comprises a fiber reinforced plastic foam core which after molding has an open-cell structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10000767A DE10000767A1 (en) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | Bodywork outer element for vehicles, comprises a fiber reinforced plastic foam core which after molding has an open-cell structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10000767A1 true DE10000767A1 (en) | 2001-07-12 |
Family
ID=7627139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10000767A Withdrawn DE10000767A1 (en) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | Bodywork outer element for vehicles, comprises a fiber reinforced plastic foam core which after molding has an open-cell structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10000767A1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE20308653U1 (en) | 2003-06-03 | 2003-09-18 | ArvinMeritor GmbH, 63128 Dietzenbach | Car roof lining comprises base sheet, to which foam molding is attached which has blind bore for insertion of bolt |
WO2011073325A1 (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-23 | Basf Se | Polyurethane composite system having high compressive strength and rigidity |
US7972676B2 (en) | 2005-03-19 | 2011-07-05 | Bayer Materialscience Ag | Process for the production of fibre-reinforced composite parts |
WO2013030151A1 (en) | 2011-09-02 | 2013-03-07 | Bayer Intellectual Property Gmbh | Composite material and method for producing same |
EP4309886A1 (en) * | 2022-07-22 | 2024-01-24 | Kolonglotech. Inc | Plastic composite with improved physical properties |
EP4393695A1 (en) * | 2022-12-29 | 2024-07-03 | Kolonglotech, Inc. | Plastic composite having improved lightness and rigidity |
-
2000
- 2000-01-11 DE DE10000767A patent/DE10000767A1/en not_active Withdrawn
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE20308653U1 (en) | 2003-06-03 | 2003-09-18 | ArvinMeritor GmbH, 63128 Dietzenbach | Car roof lining comprises base sheet, to which foam molding is attached which has blind bore for insertion of bolt |
US7972676B2 (en) | 2005-03-19 | 2011-07-05 | Bayer Materialscience Ag | Process for the production of fibre-reinforced composite parts |
WO2011073325A1 (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-23 | Basf Se | Polyurethane composite system having high compressive strength and rigidity |
US20120263937A1 (en) * | 2009-12-18 | 2012-10-18 | Basf Se | Polyurethane composite system having high compressive strength and rigidity |
CN102844165A (en) * | 2009-12-18 | 2012-12-26 | 巴斯夫欧洲公司 | Polyurethane composite system having high compressive strength and rigidity |
CN102844165B (en) * | 2009-12-18 | 2015-01-28 | 巴斯夫欧洲公司 | Polyurethane composite system having high compressive strength and rigidity |
AU2010332880B2 (en) * | 2009-12-18 | 2016-01-07 | Basf Se | Polyurethane composite system having high compressive strength and rigidity |
US10125230B2 (en) | 2009-12-18 | 2018-11-13 | Basf Se | Polyurethane composite system having high compressive strength and rigidity |
WO2013030151A1 (en) | 2011-09-02 | 2013-03-07 | Bayer Intellectual Property Gmbh | Composite material and method for producing same |
EP4309886A1 (en) * | 2022-07-22 | 2024-01-24 | Kolonglotech. Inc | Plastic composite with improved physical properties |
EP4393695A1 (en) * | 2022-12-29 | 2024-07-03 | Kolonglotech, Inc. | Plastic composite having improved lightness and rigidity |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69914322T2 (en) | DECORATIVE PARTS FOR CARS WITH IN-SHAPED, INTEGRATED ELASTOMER COVER MADE OF AROMATIC POLYURETHANE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
DE69429041T2 (en) | Process for making a molded composite article with a foam backing | |
EP1253006B1 (en) | Composite materials made from fibre reinforced polyurethane and use in car body exterior parts | |
DE69217179T2 (en) | Method of making a composite foam article | |
DE102011000399A1 (en) | Process for producing a multilayer plastic film | |
EP1609576A1 (en) | Method of producing polyurethane molding parts and use thereof | |
WO2003072334A1 (en) | Method for constructing composite moulded parts | |
EP0728574A2 (en) | Sandwich type structural polyurethane element and method for its manufacture | |
DE10244287B4 (en) | Spacer-containing, dellenfreie composite elements | |
EP1561575B1 (en) | Composite parts of Polyurethene with Thermoplastic or Metal Surface Layers and a Process for their Production | |
WO2003014403A1 (en) | Composite components with a decorative surface and thermoplastic rear-injected, microcellular polyurethane with a small permanent set, and method for the production thereof | |
EP1077225B1 (en) | Composite elements | |
DE19529412A1 (en) | Process for the production of low-emission polyurethane molds and composite bodies and their use | |
DE10000767A1 (en) | Bodywork outer element for vehicles, comprises a fiber reinforced plastic foam core which after molding has an open-cell structure | |
DE10160374A1 (en) | A laminate comprising a film as layer and a fiber reinforced polyurethane open cell foam layer useful in the production of automobile bodies | |
DE19521315A1 (en) | Process and device for the production of PUR sandwich moldings | |
EP0161416B1 (en) | Method for the production of back-foamed moulded parts | |
DE102004022685B4 (en) | Process for the production of molded foams by means of temperature increase during the picking time | |
DE10244284A1 (en) | Production of dent-free composite elements, e.g. for car roofs or engine hoods, involves forming fibre-reinforced polyurethane on a layer of foil in a mould, leaving an edge strip of the foil not covered by polyurethane | |
DE10250023A1 (en) | Formed part for production of roof liners for cars comprises a polyurethane matrix reinforced with embedded non-woven fabric with a certain density and basis wt. which is made from matrix fibres | |
EP2168747B1 (en) | Method for producing a moulded part from a rigid plastic holder and a flexible foam plastic layer positioned above it and apparatus | |
DE10161155B4 (en) | Deposit containing polyurethane composite components | |
DE102012109966A1 (en) | Interior trim component of motor car, has foil that is provided with surface layer formed by separation of foamed plastic layer, or separation of foamed plastic layer of non-cellular plastic layer on base layer | |
DE19856566A1 (en) | Fiber reinforced polyisocyanate polymer, for automobile parts, forms cellular and compact structure on fabric | |
WO2009098006A1 (en) | Method for producing a composite part |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BASF SE, 67063 LUDWIGSHAFEN, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |