DE602004007787T2 - Aktivierbares material für abdichtung, ablenkung oder strukturelle verstärkung und verfahren zu seiner herstellung. - Google Patents

Aktivierbares material für abdichtung, ablenkung oder strukturelle verstärkung und verfahren zu seiner herstellung. Download PDF

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Description

  • Anspruch auf das Vorrecht des Einreichungsdatums
  • Für die vorliegende Patentanmeldung wird das Vorrecht des Einreichungsdatums der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 10/430,993, eingereicht am 7. Mai 2003, beansprucht, die durch Bezugnahme in jeder Hinsicht hierin aufgenommen ist.
  • Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein aktivierbares Material, ein Verfahren zur Erzeugung des aktivierbaren Materials und ein Verfahren zur Verwendung des aktivierbaren Materials zum Abdichten, Schalldämpfen oder Verstärken von Bauteilen von Fertigungsgegenständen, wie Kraftfahrzeugen.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Viele Jahre war die Industrie und insbesondere die Transportindustrie mit der Abdichtung, Schalldämpfung, Schallschwächung und Verstärkung von Fertigungsgegenständen, wie Kraftfahrzeugen, befasst. Der Reihe nach hat die Industrie eine breite Vielfalt an Materialien zur Schaffung einer derartigen Abdichtung, Schalldämpfung und Verstärkung entwickelt. Durch die vorliegende Erfindung sollen daher ein verbessertes Material zur Abdichtung, Schalldämpfung und Verstärkung, ein Verfahren zur Erzeugung des verbesserten Materials und ein Verfahren zur Verwendung des verbesserten Materials zur Verstärkung, Abdichtung oder Schalldämpfung geschaffen werden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Dementsprechend werden durch die vorliegende Erfindung ein aktivierbares Material und ein Verfahren zur Abdichtung, Schalldämpfung und Verstärkung eines Abschnitts eines Fertigungsgegenstands, wie eines Kraftfahrzeugs, mit dem aktivierbaren Material geschaffen. Das aktivierbare Material umfasst typischerweise Epoxidharz, einen thermoplastischen Polyether und ein Härtemittel. Das aktivierbare Material kann auf eine Oberfläche eines Trägerelements, eine Oberfläche einer Komponente des Fertigungsgegenstands oder ein beliebiges anderes Substrat aufgebracht werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das aktivierbare Material in einen Hohlraum eines Kraftfahrzeugs eingebracht, obwohl beabsichtigt ist, dass das aktivierbare Material auf beliebige Stellen des Fahrzeugs aufgebracht werden kann.
  • Bei einer derartigen Ausführungsform kann das aktivierbare Material vor dem Einbringen in den Hohlraum auf das Trägerelement aufgebracht werden, obwohl dies sicherlich nicht erforderlich ist. Nach dem Aufbringen wird das aktivierbare Material vorzugsweise aktiviert, um das aktivierbare Material mit Oberflächen eines beliebigen Substrats zu verbinden, auf die es aufgebracht wurde.
  • Bei einer sehr bevorzugten Ausführungsform wird ein Pulver aus dem aktivierbaren Material erzeugt und auf ein klebendes Material aufgebracht, um ein synthetisches Material mit einer klebrigen Oberfläche und einer nicht klebrigen Oberfläche zu erzeugen. Anschließend kann die nicht klebrige Oberfläche berührt werden, um die klebrige Oberfläche mit einer Komponente eines Fertigungsgegenstands zu bringen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Verstärkungselements.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht eines gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung verstärkten Blechs.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht eines gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgebildeten, verstärkten Blechs.
  • Die 5–7 zeigen Elemente, die gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zusammengeklebt werden.
  • 8 ist eine Schnittansicht eines gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgebildeten synthetischen Materials.
  • 9 ist eine schematische Ansicht eines synthetischen Materials, das gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erzeugt wird.
  • Genaue Beschreibung
  • Die vorliegende Erfindung basiert auf einem verbesserten, aktivierbaren Material und Gegenständen, die es enthalten. Das aktivierbare Material hilft vorzugsweise bei der Bereitstellung von strukturellen Verstärkungs-, Haft-, Abdichtungs- und akustischen Dämpfungsmerkmalen oder einer Kombination dieser innerhalb eines Hohlraums oder auf einer Oberfläche einer Struktur oder an einem oder mehreren strukturellen Elementen (beispielsweise einem Karosserieblech oder einem strukturellen Element) eines Fertigungsgegenstands (beispielsweise eines Kraftfahrzeugs). Im hier verwendeten Sinne umfasst der Begriff aktivierbares Material ein beliebiges Material, dass zur Veränderung von Zuständen durch eine Umgebungsbedingung oder eine andere Bedingung aktiviert werden kann. Das Material kann sich beispielsweise ausdehnen, fließen, schmelzen, aushärten, eine Kombination hiervon oder dergleichen, wenn es einer Bedingung, wie Wärme, Druck, einer chemischem. Exponieren, Kombinationen hiervon oder dergleichen ausgesetzt wird.
  • Das aktivierbare Material umfasst typischerweise ein Epoxidharz und einen thermoplastischen Polyether und wahlweise entweder ein Blähmittel, ein Härtemittel oder einen Füller bzw. Füllstoff oder eine Kombination dieser. Das ak tivierbare Material umfasst vorzugsweise zumindest drei der folgenden Bestandteile:
    • (a) bis ca. 80 Gewichtsanteile eines Epoxidharzes,
    • (b) bis ca. 70 Gewichtsanteile eines thermoplastischen Polyethers,
    • (c) bis ca. 5 Gewichtsanteile eines Blähmittels,
    • (d) bis ca. 7 Gewichtsanteile eines Härtemittels und
    • (e) einen Füllstoff.
  • Die Konzentration kann abhängig von der geplanten Anwendung des aktivierbaren Materials höher oder geringer sein. Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung liegt die Menge an Epoxidharz in Bezug auf den thermoplastischen Polyether nach dem Gewicht bei ca. 1 : 10 bis ca. 10 : 1, bevorzugter bei ca. 1 : 5 bis ca. 5 : 1 und noch bevorzugter bei ca. 1 : 3 bis ca. 3 : 1.
  • Das erfindungsgemäße aktivierbare Material kann bei verschiedenen Fertigungsgegenständen zur Erhöhung einer strukturellen Integrität von Abschnitten oder Elementen von Gegenständen, zum Versehen der Gegenstände mit einer akustischen Dämpfung oder zum Abdichten der Gegenstände angewendet werden. Beispiele derartiger Fertigungsgegenstände umfassen, ohne einschränkende Wirkung, Haushalts- oder industrielle Geräte, Einrichtungsgegenstände, Lagerbehälter, Gebäude, Bauten oder dergleichen. Bei bevorzugten Ausführungsformen wird das aktivierbare Material auf Abschnitte eines Kraftfahrzeugs, wie Karosserie- oder Rahmenelemente (beispielsweise eine Rahmenschiene) eines Kraftfahrzeugs, aufgebracht. Ein erfindungsgemäßes Verfahren sieht das Aufbringen des aktivierbaren Materials in einem nicht ausgedehnten oder teilweise ausgedehnten Zustand auf eine Oberfläche einer oder mehrerer der vorstehenden Strukturen und das Aktivieren des Materials zu seiner Ausdehnung auf ein Volumen vor, das größer als sein Volumen im nicht ausgedehnten Zustand ist (beispielsweise mindestens 50 % größer, mindestens 100 % größer, mindestens 500 % größer, mindestens 1000 % größer, mindestens 2000 % größer, mindestens 5000 % größer oder mehr).
  • Prozentsätze beziehen sich hier auf Gewichtsprozent, sofern nichts anderes angegeben ist.
  • Epoxidharz
  • Epoxidharz bezeichnet im hier verwendeten Sinne ein beliebiges unter den herkömmlichen dimetrischen, oligometrischen oder polymetrischen Epoxidmaterialien, die mindestens funktionelle Epoxidgruppe enthalten. Die Materialien auf Polymerbasis können Epoxid enthaltende Materialien mit einem oder mehreren durch eine Ringöffnungsreaktion polymerisierbaren Oxiranringen sein. Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst das aktivierbare Materiale bis zu ca. 80 % oder mehr eines Epoxidharzes. Bevorzugter enthält das expandierbare Material zwischen ca. 10 und 70 Gew.-% Epoxidharz und noch bevorzugter zwischen ca. 40 und 60 Gew.-% Epoxidharz. Selbstverständlich können die Mengen an Epoxidharz abhängig von der geplanten Anwendung des aktivierbaren Materials höher oder geringer sein. Als ein Beispiel ist beabsichtigt, dass Gewichtsprozentsätze niedriger sein (beispielsweise zwischen ca. 5 % und ca. 30 % liegen) können, wenn weitere Inhaltsstoffe, wie der thermoplastische Polyether, ein Füllstoff, alternative Polymere, Kombinationen dieser oder dergleichen, in höheren Gewichtsprozentsätzen (beispielsweise zwischen ca. 30 % und ca. 80 %) verwendet werden.
  • Das Epoxid kann aliphatisch, cycloaliphatisch, aromatisch oder dergleichen sein. Das Epoxid kann als Feststoff (beispielsweise als Pellets, Klumpen, Stücke oder dergleichen) oder als Flüssigkeit (beispielsweise ein Epoxidharz) geliefert werden. Das Epoxid kann ein Ethylencopolymer oder – terpolymer enthalten, das ein Alpha-Olefin besitzen kann. Als Copolymer oder Terpolymer ist das Polymer aus zwei oder drei unterschiedlichen Monomeren, d.h. kleinen Molekülen mit hoher chemischer Reaktivität, die sich mit ähnlichen Molekülen verbinden können, zusammengesetzt. Vorzugsweise wird ein Epoxidharz zu dem aktivierbaren Material hinzugefügt, um das Haftvermögen und die Fließeigenschaften des Materials zu steigern. Ein beispielhaftes Epoxidharz kann ein Phenolharz sein, das ein Harz des Novalac-Typs oder eines anderen Typs sein kann. Weitere bevorzugte Epoxid enthaltenden Materialien können ein Bisphenol-A-Epichlorhydrinetherpolymer oder ein Bisphenol-A-Epoxidharz umfassen, das mit Butadien oder einem anderen Polymeradditiv modifiziert sein kann. Überdies können auch verschiedene Gemische aus mehreren unterschiedlichen Epoxidharzen verwendet werden.
  • Thermoplastischer Polyether
  • Das aktivierbare Material umfasst typischerweise einen oder mehrere thermoplastische Polyether. Sind sie enthalten, umfassen der eine oder die mehreren thermoplastischen Polyether vorzugsweise zwischen ca. 1 Gew.-% und ca. 90 Gew.-% des aktivierbaren Materi als, bevorzugter zwischen ca. 3 Gew.-% und ca. 60 Gew.-% des aktivierbaren Materials und noch bevorzugter zwischen ca. 5 Gew.-% und ca. 25 Gew.-% des aktivierbaren Materials. Wie bei den anderen Materia lien kann jedoch abhängig von der geplanten Verwendung des aktivierbaren Materials mehr oder weniger thermoplastischer Polyether verwendet werden.
  • Die thermoplastischen Polyether enthalten typischerweise Seitenhydroxylanteile. Die thermoplastischen Polyether können in ihrer Hauptkette auch sich wiederholende aromatische Ether-/Amineinheiten enthalten. Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Polyether weisen vorzugsweise einen Schmelzindix zwischen ca. 5 und ca. 100, bevorzugter zwischen ca. 25 und ca. 75 und noch bevorzugter zwischen ca. 40 und ca. 60 Gramm pro zehn Minuten bei Proben mit einem Gewicht von 2,16 kg und bei einer Temperatur von ca. 190°C auf. Selbstverständlich können die thermoplastischen Polyether abhängig von ihrer geplanten Verwendung höhere oder niedrigere Schmelzindices aufweisen. Bevorzugte thermoplastischen Polyether umfassen, ohne einschränkende Wirkung, Polyetheramine, Poly(aminoether), Copolymere aus Monoethanolamin und Digycidylether, Kombinationen dieser oder dergleichen.
  • Vorzugsweise werden die thermoplastischen Polyether durch Herbeiführen einer Reaktion eines Amins mit einer durchschnittlichen Funktionalität von 2 oder weniger (beispielsweise eines difunktionalen Amins) mit einem Glycidylether (beispielsweise Diglycidylether) erzeugt. Im hier verwendeten Sinne bezeichnet der Begriff difunktionales Amin ein Amin mit durchschnittlich zwei reaktiven Gruppen (beispielsweise reaktiven Wasserstoff).
  • Bei einer Ausführungsform wird der thermoplastische Polyether durch Herbeiführen einer Reaktion eines primären Amins, eines Bis-(Sekundär)-Diamins, eines zyklischen Diamins, einer Kombination dieser oder dergleichen (beispiels weise Monoethanolamin) mit einem Diglycidylether oder durch Herbeiführen einer Reaktion eines Amins mit einem epoxidfunktionalisierten Poly(alkylenoxid) zur Erzeugung eines Poly(aminethers) erzeugt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der thermoplastische Polyether durch Herbeiführen einer Reaktion eines difunktionalen Amins mit einem Diglycidylether oder einem diepoxidfunktionalisierten Poly(alkylenoxid) unter Bedingungen erzeugt, die ausreichen, um zur Erzeugung einer Polymerhauptkette mit Aminverbindungen, Etherverbindungen und Seitenhydroxylanteilen eine Reaktion der Aminanteile mit den Epoxidanteilen zu veranlassen. Wahlweise kann das Polymer mit einem monofunktionalen nukleophilen Reagens behandelt werden, das ein primäres oder sekundäres Amin sein Zudem ist beabsichtigt, dass Amine (beispielsweise zyklische Amine) mit einer reaktiven Gruppe (beispielsweise einem reaktiven Wasserstoff) zur Erzeugung des thermoplastischen Polyethers verwendet werden können. Vorteilhafter Weise können derartige Amine bei der Steuerung des Molekulargewichts des erzeugten thermoplastischen Polyethers helfen.
  • Beispiele für bevorzugte Polyether und Verfahren zu ihrer Herstellung sind in den US-Patenten Nr. 5,275,853 , 5,464,924 und 5,962.093 offenbart, die durch Bezugnahme in jeder Hinsicht hierin aufgenommen sind. Besonders bevorzugte thermoplastische Polyether werden unter der Handelsbezeichnung BLOX® vertrieben und sind bei der Dow Chemical Corporation, Midland, MI im Handel erhältlich. Vorteilhafter Weise können die thermoplastischen Polyether das aktivierbare Material mit unterschiedlichen wünschenswerten Merkmalen, wie wünschenswerten physikalischen und chemi schen Eigenschaften, für eine breite Vielfalt an Anwendungen versehen, wie hier weiter beschrieben.
  • Blähmittel
  • Zur Erzeugung inerter Gase, die den Wünschen entsprechend eine offene und/oder geschlossene zellulare Struktur innerhalb des aktivierbaren Materials bilden, können ein oder mehrere Blähmittel zu dem aktivierbaren Material hinzugefügt werden. Auf diese Weise kann es möglich sein, die Dichte der aus dem Material gefertigten Gegenstände zu verringern. Zudem hilft die Materialausdehnung, die Dichtfähigkeit, die akustische Dämpfung oder beides zu verbessern. Das Blähmittel kann eine oder mehrere Stickstoff enthaltende Gruppen, wie Amide, Amine und dergleichen, enthalten. Beispiele geeigneter Blähmittel umfassen Azodicarbonamid, Dinitrosopentamethylentetramin, Azodicarbonamid, Dinitrosopentamethylentetramin, 4,4i-Oxy-bis-(Benzensulphonylhydrazid), Trihydrazinotriazin und N,N-Dimethyl-N,N-Dinitrosoterephthalamid.
  • Ein Beschleuniger für die Blähmittel kann ebenfalls in dem aktivierbaren Material vorgesehen sein. Es können verschiedene Beschleuniger zur Erhöhung der Rate verwendet werden, mit der die Blähmittel inerte Gase bilden. Ein bevorzugter Blähmittelbeschleuniger ist ein Metallsalz oder ein Oxid, beispielsweise ein Metalloxid, wie Zinkoxid. Weitere bevorzugte Beschleuniger umfassen modifizierte und nicht modifizierte Thiazole oder Imidazole.
  • Die Mengen der Blähmittel und der Blähmittelbeschleuniger in dem aktivierbaren Material können abhängig von dem Typ der gewünschten zellularen Struktur, des gewünschten Ausmaßes der Ausdehnung des aktivierbaren Materials, der gewünschten Ausdehnungsrate und dergleichen stark variie ren. Beispielhafte Bereiche für die Mengen der Blähmittel und Blähmittelbeschleuniger in dem aktivierbaren Material reichen von ca. 0 Gew.-% bis zu ca. 5 Gew.-% und befinden sich vorzugsweise in Bruchteilen von Gewichtsprozentsätzen in dem aktivierbaren Material.
  • Bei einer Ausführungsform beabsichtigt die vorliegende Erfindung den Verzicht auf ein Blähmittel. Vorzugsweise werden jedoch das Material, das Blähmittel oder beide gemäß der vorliegenden Erfindung thermisch aktiviert. Altnernativ können andere Wirkstoffe zur Realisierung einer Aktivierung durch andere Mittel, wie Feuchtigkeit, Strahlung oder anderes, verwendet werden.
  • Härtemittel
  • Ein oder mehrere Härtemittel und/oder Härtemittelbeschleuniger können zu dem aktivierbaren Material hinzugefügt werden. Die Mengen der Härtemittel und Härtemittelbeschleuniger in dem aktivierbaren Material können, wie die der Blähmittel, abhängig von dem Typ der gewünschten zellularen Struktur, dem gewünschten Ausmaß an Ausdehnung des aktivierbaren Materials, der gewünschten Ausdehnungsrate, den gewünschten strukturellen Eigenschaften des aktivierbaren Materials und dergleichen stark variieren. Beispielhafte Bereiche für die Härtemittel oder Härtemittelbeschleuniger, die in dem aktivierbaren Material vorhanden sind, liegen bei ca. 0 Gew.-% bis ca. 7 Gew.-%.
  • Vorzugsweise unterstützen die Härtemittel durch eine Vernetzung der Polymere, der Epoxidharze oder beider die Härtung des aktivierbaren Materials. Vorzugsweise unterstützen die Härtemittel auch eine Warmaushärtung des aktivierbaren Materials. Brauchbare Klassen von Härtemitteln sind aus aliphatischen oder aromatischen Aminen oder ihren jeweiligen Addukten, Amidoaminen, Polyamiden, cycloaliphatischen Aminen, Anhydriden, Polycarabonpolyestern, Isocyanaten, Harzen aus Phenolbasis (beispielsweise Phenol- oder Cresol-Novalak-Harzen, Copolymeren, wie denen aus Phenolterpen, Polyvinylphenol oder Bisphenol-A-Formaldehyd-Copolymeren, Bishydroxyphenylalkanen oder dergleichen) oder Gemischen aus diesen ausgewählte Materialien. Besondere bevorzugte Härtemittel umfassen modifizierte und nicht modifizierte Polyamine oder Polyamide, wie Triethylentetramin, Diethylentriamin-Tetraethylenpentamin, Cyanoguanidin, Dicyandiamide und dergleichen. Ein Beschleuniger für die Härtemittel (beispielsweise ein modifiziertes oder nicht modifiziertes Carbamid, wie Methylendiphenylbiscarbamid, ein Imidazol oder eine Kombination dieser) kann ebenfalls zur Erzeugung des Obwohl auch längere Aushärtungszeiten möglich sind, sind für die Formulierung gemäß der vorliegenden Erfindung Aushärtungszeiten von weniger als 5 Minuten und sogar weniger als 30 Sekunden möglich.
  • Füller
  • Das aktivierbare Material kann auch einen oder mehrere Füller enthalten, die Materialien in Partikelform (beispielsweise Pulver), Perlen, Mikrokügelchen oder dergleichen umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Vorzugsweise enthält der Füller ein Material mit relativ geringer Dichte, das im Allgemeinen nicht mit den anderen in dem aktivierbaren Material vorhandenen Bestandteilen reaktionsfähig ist. Während die Füller im Allgemeinen in dem aktivierbaren Material vorhanden sein können, um mit einem relativen Gewicht Raum einzunehmen, ist beabsichtig, dass die Füller dem aktivierbaren Material auch Merkmale, wie Festigkeit und Stoßfestigkeit, verleihen können.
  • Beispiele von Füllern umfassen Siliciumdioxid, Kieselgur, Glas, Tonerde (beispielsweise einschließlich Nanotonerde), Talcum, Pigmente, Farbstoffe, Glasperlen oder – blasen, Glas, Kohlenstoff- oder Keramikfasern, Nylon- oder Polyamidfasern (beispielsweise Kevlar), Antioxidansien und dergleichen. Derartige Füller, insbesondere Tonerden, können die Pegelabgleichung des aktivierbaren Materials während eines Fließens des Materials unterstützen. Die Tonerden, die als Füller verwendet werden können, können Tonerden aus der Kaolinit-, der Illit-, der Cloritem-, der Smecitit- oder der Sepiolithgruppe umfassen, die kalziniert sein können. Beispiele geeigneter Füller umfassen, ohne einschränkende Wirkung, Talcum, Vermiculit, Pyrophyllit, Sauconit, Saponit, Nontronit, Montmorillonit oder Gemische dieser. Die Tonerden können auch geringfügige Mengen an weiteren Inhaltsstoffen, wie Carbonate, Feldspate, Glimmer und Quarz, enthalten. Die Füllstoffe können auch Ammoniumchloride, wie Dimethylammoniumchlorid und Dimethylbenzylammoniumchlorid, enthalten. Auch Titandioxid könnte verwendet werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform können ein oder mehrere Füller des Mineral- oder Steintyps, wie Calciumcarbonat, Natriumcarbonat oder dergleichen, als Füller verwendet werden. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können Silikate, wie Glimmer, als Füller verwendet werden. Werden sie verwendet, können die Füller in dem aktivierbaren Material in einem Bereich von 10 bis 90 Gew.-% des aktivierbaren Materials liegen. Gemäß einigen Ausführungsformen kann das aktivierbare Material ca. 0 bis ca. 3 Gew.-% und bevorzugter etwas weniger als 1 Gew.-% Tonerden oder ähnliche Füllerent halten. Füller des Mineraltyps in Pulverform (mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von beispielsweise 0,01 bis ca. 50 und bevorzugter ca. 1 bis 25 Mikron) können zwischen ca. 5 und 70 Gew.-%, bevorzugter ca. 10 bis ca. 50 Gew.-% umfassen.
  • Weitere Bestandteile und Additive
  • Es ist beabsichtigt, dass annähernd beliebige zusätzliche Chemikalien, Materialien oder Anderes zu dem aktivierbaren Material hinzugefügt werden können, vorausgesetzt sie sind für das aktivierbare Material und eine gewählte Anwendung des aktivierbaren Materials geeignet.
  • Zusätzliche Polymere in Mengen zwischen ca. 0,01 und ca. 80 Gew.-%, bevorzugter zwischen ca. 1 und ca. 40 Gew.-%, noch bevorzugter zwischen ca. 3 und ca. 20 Gew.-% des aktivierbaren Materials können in dem aktivierbaren Material enthalten sein. Mögliche Polymere umfassen, ohne einschränkende Wirkung, Elastomer enthaltende Addukte, halogenisierte Polymere, Polycarbonate, Polyketone, Urethane, Polyester, Silane, Sulfone, Allyle, Olefine, Styrene, Acrylate, Methacrylate, Epoxide, Silicone, Phenole, Kautschuk, Polyphenylenoxide, Terephtalate, Acetate (beispielsweise EVA), Acrylate, Methacrylate (beispielsweise Ethylenmethylacrylate oder Ethylenethylacrylatmaleinanhydridterpolymere) oder Gemische dieser. Weitere potentielle Polymermaterialien können, ohne einschränkende Wirkung, Polyethylen, Polypropylen, Polystyren, Polyolefin, Polyacrylat, Poly(ethylenoxid), Poly(ethylenimin), Polyester, Polyurethan, Polysiloxan, Polyester, Polyphosphazin, Polyamind, Polyimid, Polyisobutylen, Polyacrylnitril, Poly(vinylchlorid), Poly(methylmethacrylat), Poly(vinylacetat), Poly(vinylidenchlorid), Polytetrafluorethylen, Polyisopren, Polyacrylamid, Polyacrylsäure, Polymethacrylat sein oder enthalten.
  • Weitere Additive, Wirkstoffe oder Leistungsmodifikatoren können ebenfalls den Wünschen entsprechend in dem aktivierbaren Material enthalten sein, einschließlich einem UV-beständigen Stoff, einem Flammenhemmstoff, einem Stoßmodifikator, einem Wärmestabilisator, einem Farbstoff, einer Bearbeitungshilfe, einem Schmierstoff, einer Verstärkung (beispielsweise zerkacktes oder zusammenhängendes Glas, Keramik, Aramid oder Kohlenstofffaser, Dispersionsteilchen oder dergleichen), jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Bei der Bestimmung der geeigneten Bestandteile für das aktivierbare Material kann es wesentlich sein, das Material so zu erzeugen, dass es nur zu geeigneten Zeiten oder bei geeigneten Temperaturen aktiviert wird (beispielsweise fließt, schäumt oder seinen Zustand anderweitig ändert). Bei den meisten das Material bei Raumtemperatur oder anderenfalls bei der Umgebungstemperatur einer Fertigungsumgebung reaktiv ist. Typischer wird das aktivierbare Material bei höheren Bearbeitungstemperaturen zum Fließen aktiviert. Als ein Beispiel können Temperaturen, wie die in einer Automobilmontageanlage anzutreffenden, geeignet sein, insbesondere wenn das aktivierbare Material zusammen mit den anderen Bauteilen bei höheren Temperaturen oder bei höheren angelegten Energiepegeln verarbeitet werden soll, beispielsweise während der Vorbereitungsschritte für die Lackierung. Die bei vielen Beschichtungsvorgängen (beispielsweise in einem Anstrichaushärtungsofen) anzutreffenden Tem peraturen liegen beispielsweise in einem Bereich von bis zu 250°C oder mehr.
  • Erzeugung und Aufbringen des aktivierbaren Materials
  • Die Erzeugung des aktivierbaren Materials kann gemäß einer Vielzahl neuer oder bekannter Techniken erfolgen. Vorzugsweise ist das aktivierbare Material als Material mit einer im Wesentlichen homogenen Zusammensetzung ausgebildet. Es ist jedoch beabsichtigt, dass zur Erhöhung oder Verringerung der Konzentration bestimmter Komponenten an bestimmten Positionen des aktivierbaren Materials verschiedene Kombinationstechniken verwendet werden können. Gemäß einer Ausführungsform wird das aktivierbare Material durch Zuführen der Komponenten des Materials in fester Form, wie als Pellets, Klumpen und dergleichen, in flüssiger Form oder in einer Kombination dieser erzeugt. Die Komponenten werden typischerweise in einem oder mehreren Behältern, wie großen Silos oder anderen Behältern, kombiniert. Vorzugsweise können die Behälter zum Vermischen der Komponenten durch Drehen oder anderweitiges Bewegen des Behälters verwendet werden. Anschließend können Wärme, Druck oder eine Kombination dieser angewendet werden, um die Komponenten zu erweichen oder zu verflüssigen, so dass die Komponenten durch Rühren oder anderweitig zu einer einzigen, homogenen Zusammensetzung vermischt werden können. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das aktivierbare Material durch Erwärmen einer oder mehrerer der Komponenten erzeugt werden, die allgemein leichter zu erweichen oder zu verflüssigen sind, wie die Materialien auf Polymerbasis, um diese Komponenten in einen vermischbaren Zustand zu brin gen. Anschließend können dann die übrigen Komponenten mit den erweichten Komponenten vermischt werden.
  • Abhängig von den verwendeten Komponenten kann es wesentlich sein, sicherzustellen, dass die Temperatur der Komponenten unter bestimmten Aktivierungstempera Materials (beispielsweise eine Bildung von Gasen, ein Fließen oder eine anderweitige Aktivierung), eine Aushärtung (ein Abbinden, ein Versteifen oder eine anderweitige Zustandsänderung) oder beides veranlassen könnten. Insbesondere ist es, wenn das aktivierbare Material ein Blähmittel enthält, typischerweise wünschenswert, die Temperatur des aktivierbaren Materials bei der Erzeugung des aktivierbaren Materials oder vor dem Aufbringen des aktivierbaren Materials auf eine Oberfläche unter einer Temperatur zu halten, die das Blähmittel aktiviert. In Situationen, in denen es wünschenswert ist, das aktivierbare Material auf geringeren Temperaturen zu halten, kann es wünschenswert sein, die Komponenten zum Vermischen der Komponenten des aktivierbaren Materials unter Verwendung von Druck oder einer Kombination von Druck und Wärme in einem halbfesten oder viskoelastischen Zustand zu halten. Zum Aufbringen von Wärme, Druck oder beidem auf Materialien wurden verschieden Maschinen konstruiert.
  • Nach der Erzeugung des aktivierbaren Materials wird das Material typischerweise auf eine Oberfläche oder ein Substrat aufgebracht und aktiviert. Eine Aktivierung des Materials kann in Fällen, in denen das aktivierbare Material ein Blähmittel enthält, zumindest ein gewisses Ausmaß an Schäumen oder Bläschenbildung umfassen. Ein derartiges Schäumen oder eine derartige Bläschenbildung kann die Benetzung des Substrats durch das aktivierbare Material und die Bildung einer engen Verbindung mit dem Substrat unterstützen. Alternativ ist jedoch zu erkennen, dass das aktivierbare Material aktiviert werden kann, um ohne ein Schäumen oder eine Bläschenbildung zu fließen, und nach wie vor das Substrat im Wesentlichen zu benetzen kann, um eine enge Verbindung zu erzeugen. Die Bildung der engen Verbindung erfolgt typischerweise aber nicht notwendigerweise beim Aushärten des aktivierbaren Materials.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass das aktivierbare Material abhängig von seiner geplanten Verwendung auf unterschiedliche Arten und zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgebracht und aktiviert werden kann. Daher werden nachstehend beispielhafte Verwendungen des aktivierbaren Materials besprochen, um bevorzugte Methodologien eines Aufbringens und einer Aktivierung des aktivierbaren Materials zu veranschaulichen. Insbesondere kann das aktivierbare Material unter Anderem zur Verstärkung, Abdichtung und Haftung, Schalldämpfung oder dergleichen verwendet werden.
  • Verstärkung
  • Das aktivierbare Material kann zur Verstärkung struktureller Elemente eines Fertigungsgegenstandskung kann das aktivierbare Material allein oder in Kombination mit anderen Materialien (beispielsweise einer Rückschicht) verwendet und auf ein Trägerelement aufgebracht werden oder dergleichen.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird das erfindungsgemäße aktivierbare Material auf ein Trägerelement aufgebracht, um ein Verstärkungselement zu erzeugen, und das Verstärkungselement wird in einen durch ein strukturelles Element eines Kraftfahrzeugs gebildeten Hohlraum eingeführt. Das struktu relle Element des Kraftfahrzeugs kann annähernd jedes Element des Fahrzeugs einschließlich Rahmenelementen, eines Karosserieelements, Stützenstrukturen, Verschlussblechen, Dachbaugruppen, Stoßstangen, Kombinationen dieser oder dergleichen sein.
  • Das Trägerelement kann aus einer Vielzahl herkömmlicher und neuartiger Konfigurationen ausgewählt werden. Das erfindungsgemäße aktivierbare Material kann daher auf ein Trägerelement, wie ein geformtes, extrudiertes oder gestanztes Element (beispielsweise aus aufgeschäumten oder nicht aufgeschäumten Metall oder Kunststoff; beispielhafte Materialien hierfür umfassen Aluminium, Magnesium, Titan, Stahl, Formverbundstoffe (beispielsweise Formverbundstoffe in Platten- oder Blockform), Polyamid (beispielsweise Nylon 6 oder Nylon 6,6), Polysulfon, thermoplastisches Imid, Polyetherimid, Polyethersulfon oder Gemische aus diesen), aufgebracht werden.
  • Beispiele für Trägerelemente, strukturelle Verstärungsanwendungen oder dergleichen, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind in den US-Patenten Nr. 6,474,723 , Nr. 6,467,834 , Nr. 6,419,305 , Nr. 6,358,584 , Nr. 6,311,452 , Nr. 6,296,298 , Nr. 6,263,635 offenbart, die alle durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind. Weitere Beispiele sind in den US-Patentanmeldungen mit den Seriennummern 10/236,315, 10/098,952, 10/337,446, 09/939,152, 09/459,756, 60/409,625, 60/333,273, 60/317,201 offenbart, die ebenfalls alle in jeder Hinsicht durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind.
  • Zu Veranschaulichungszwecken zeigt 1 ein Verstärkungselement 10, das aus einem Trägerelement 12 mit darin angeordneten Massen 14 aus einem aktivierbaren Material aufgebaut ist. Wie dargestellt ist das Trägerelement 12 skelettartig und weist mehrere Rippen 20 auf. Überdies wurde das aktivierbare Material in Schichten von im Wesentlichen gleicher Dicke auf dem Trägerelement 12 angeordnet. Es ist jedoch beabsichtigt, dass das Trägerelement 12 und das aktivierbare Material abhängig von ihrer geplanten Anwendung entsprechend einer beliebigen geeigneten Form oder Konfiguration geformt werden können.
  • Das beispielhafte Verstärkungselement 10 wurde, wie in 2 gezeigt, in einen Hohlraum 22 eingeführt, der von einer Stützenstruktur 24 eines Kraftfahrzeugs 26 definiert wird. Nach dem Einführen in den Hohlraum 22 werden die Massen 14 des aktivierbaren Materials vorzugsweise aktiviert, so dass sie an den Wänden der Stützenstruktur 24 haften, die den Hohlraum 22 definieren. Die Massen 14 können beispielsweise bei einem e-Überzugs- oder Anstrichvorgang einer höheren Temperatur ausgesetzt werden, wodurch veranlasst wird, dass die Massen 14 des aktivierbaren Materials fließfähig werden und sich ausdehnen, so dass sie die Wände der Stützenstruktur 24 berühren. Gleichzeitig oder anschließend können die Massen 14 aushärten, so dass sie an den Wänden der Stützenstruktur 24 haften und sich mit ihnen verbinden, wodurch ein verstärktes strukturelles System 28 für das Fahrzeug 26 gebildet wird.
  • Ebenso zu Veranschaulichungszwecken zeigen die 3 und 4 die Erzeugung eines verstärkten Blechs 34, das aus einem Blech 36, einer Schicht 38 aus einem aktivierbaren Material und einem Rückschichtmaterial 42 zusammengesetzt ist. Das Blech 36 kann durch jede geeignete Komponente des Kraftfahrzeugs gebildet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Blech 36 durch ein inneres oder äußeres Karosserieblech (beispielsweise ein Türblech, ein Dachblech, ein Seitenblech, ein Schließblech oder dergleichen) des Fahrzeugs gebildet.
  • Das Rückschichtmaterial 42 kann aus einer Vielzahl von Materialien ausgewählt werden. Als Beispiel und ohne einschränkende Wirkung kann das Rückschichtmaterial aus Metallfolien, Metallblechen, Metallgittern oder dergleichen ausgebildet sein. Als alternative Beispiele kann das Rückschichtmaterial aus (beispielsweise thermoplastischen) Polymerfilmen, -blechen oder -gittern ausgebildet sein. Bei weiteren alternativen Ausführungsformen kann das Rückschichtmaterial aus einem Zellulosefasermaterial, wie imprägniertem oder nicht imprägnierten Papier, Holz oder dergleichen, ausgebildet sein.
  • Das verstärkte Blech 34 wird durch Aufbringen der Schicht 38 aus aktivierbaren Material auf eine Oberfläche 44 des Kraftfahrzeugblechs 36 und Aufbringen des Rückschichtmaterials 42 auf die Schicht 38 aus aktivierbarem Material erzeugt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Schicht 38 aus aktivierbarem Material vor, nach oder gleichzeitig mit dem Aufbringen des Rückschichtmaterials 42 auf die Schicht 38 auf das Kraftfahrzeugblech 36 aufgebracht werden kann.
  • Nach dem Aufbringen wird die Schicht 38 aus aktivierbarem Material vorzugsweise aktiviert, so dass schichtmaterial 42 verbindet. Die Schicht 42 kann beispielsweise bei einem e-Überzugs- oder Anstrichvorgang einer höheren Temperatur ausgesetzt werden, wodurch ein Fließfähigwerden und eine Ausdehnung der Schicht 38 aus aktivierbarem Material zum in Kontakt Bringen und Benetzen des Blechs 36 und des Rückschichtmaterials 42 veranlasst werden. Gleichzeitig o der anschließend kann die Schicht 42 zum Haften am Blech 36 und am Rückschichtmaterial 42 aushärten, wodurch das verstärkte Blech 34 erzeugt wird.
  • Ein beispielhaftes aktivierbares Material, das besonders zur Verwendung für eine Verstärkungsanwendung geeignet ist, ist nachstehend in Tabelle I aufgeführt.
    Tabelle I Prozent der Formel
    Bestandteil Gew.-%
    thermoplastischer Polyether 4,57
    2-Acrylsäure, 2-Methyl-, Oxiranylmethylester, Polymer mit Ethan und Methyl-2-Acrylat 0,31
    Polymer aus Epoxidharz & Bisphenol A 12,79
    P-Aramidfaser 2,74
    Ethylenmethylacrylatcopolymer 3,47
    2-Propenenitril, Polymer mit 1,3-Butadien, Polymer mit Carboxylende und Bisphenol-A-Diglycidyletherhomopolymer und Epichlorhydrin-Formaldehyd-Phenolpolymer 38,55
    Polymer aus Epoxidharz & Bisphenol A 18,31
    Reaktionsprodukt aus Epichlorhydrin-Bisphenol A 6,27
    Epoxid-Phenol-Novalac-Harz 2,89
    Epoxidplastifikator 2,55
    Azodicarbonamid (90 %) & Benzensulfinsaure, Zinksalz (10 %) 0,71
    Azodicarbonamid 1,38
    Modifiziertes Carbamid 0,37
    Nanotonerde 1,34
    Cyanoguanidin 3,41
    Pigment 0,34
  • Während Tabelle eine spezifische Formulierung vorsieht, ist beabsichtigt, dass die Gewichtsprozentsätze der verschiedenen Komponenten um ±20 %, ±50 oder mehr variiert werden können. Überdies können Komponenten entfernt und hinzugefügt werden, und es können Komponenten ersetzt werden. Es kann beispielsweise wünschenswert sein, auf einen oder mehrere der Inhaltsstoffe modifiziertes Carbamid, Nanotonerde, Cyanoguanidin, Pigment oder andere zu verzichten. Ferner können ersatzweise ein anderes Blähmittel sowie andere Methacrylate, Epoxide, Füller, Fasern oder anderes vorgesehen sein.
  • Struktureller Klebstoff
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist beabsichtigt, dass ein erfindungsgemäßes aktivierbares Material als strukturelles Klebstoffmaterial verwendet werden kann. Bei einer derartigen Ausführungsform wird das Material typischerweise (beispielsweise bei für e-Überzugs- oder Anstrichvorgänge üblichen Temperaturen) aktiviert und ausgehärtet, so dass es an einem ersten Element und an einem zweiten Element haftet. Ein Kontakt mit einer Befestigungsoberfläche des ersten Elements und des zweiten Elements kann vor oder während der Aktivierung und Aushärtung des Materials erfolgen. Beispiele struktureller Klebstoffanwendungen sind in den US-Patentanmeldungen mit den Seriennummern 10/234,902, 10/386,287, 60/451,811 offenbart, die alle durch Bezugnahme in jeder Hinsicht hierin aufgenommen sind.
  • In den 5–7 sind ein erstes Element 50 und ein zweites Element 52 gezeigt, die zusammengefügt werden, um ein Anschlussstück 54 (beispielsweise ein umgelegtes Flanschanschlussstück) zu erzeugen. Wie dargestellt, weist das erste Element 50 einen Endabschnitt 58 auf, der einen Hohlraum 60 zur Aufnahme eines freien Endes 64 des zweiten Elements 52 bildet, das wie gewünscht in dem Hohlraum 60 angeordnet werden kann. Ein erfindungsgemäßes aktivierbares Material 68 wird ebenfalls so in dem Hohlraum 60 angeordnet, dass das erste Element 50 bei der Aktivierung und Aushärtung des Materials 68 an das zweite Element 52 geklebt wird. Selbstverständlich ist beabsichtigt, dass das erfindungsgemäße aktivierbare Material zum strukturellen Zusammenkleben beliebiger Elemente verwendet werden kann. Beispiele geeigneter Materialien und Anwendungen, die von dem erfindungsgemäßen aktivierbaren Material profitieren können, sind in dem US-Patent Nr. 5,985,435 enthalten, das in jeder Hinsicht hierin aufgenommen ist.
  • Ein beispielhaftes aktivierbares Material, das zur Verwendung als struktureller Klebstoff besonders geeignet ist, ist nachstehend in Tabelle II aufgeführt.
    Tabelle II
    Bestandteil Gew.-%
    Ethylenmethylacrylcopolymer 53,69
    Thermoplastischer Polyether 9,76
    Polymer aus Epoxidharz und Bisphenol 34,17
    Cyanoguanidin oder Dicyandiamid 1,95
    Blähmittel 0,23
    Pigment 0,20
  • Während Tabelle II eine spezifische Formulierung vorsieht, ist es vorstellbar, dass die Gewichtsprozentsätze der verschiedenen Komponenten um ±20 um ±50 oder mehr variiert werden können. Überdies können Komponenten entfernt oder hinzugefügt werden, und es können Komponenten ersetzt werden.
  • Nicht klebrige Oberfläche
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine äußere Oberfläche des erfindungsgemäßen Materials behandelt, um seine Handhabung ohne unerwünschten Materialtransfer oder Klebrigkeit zu ermöglichen. Daher ist es möglich, dass ein synthetisches Material mit einer Schicht (von weniger als ca. 10 Mikron bis ca. 2 cm (beispielsweise in einer Größenordnung von weniger als ca. 1 mm)) versehen werden kann, die allgemein frei von Klebrigkeit ist, um die Handhabung zu erleichtern. Diese Schicht kann die Form eines Kunststofftransferfilms, einer Beschichtung auf Wasserbasis, einer Pulverbeschichtung oder eine andere annehmen. Die vorliegende Erfindung sieht daher auch ein klebriges strukturelles Klebstoffmaterial mit einer Schicht vor, die eine Handhabungsoberfläche bietet, die allgemein bei Berührung frei von Klebrigkeit ist. Es ist auch beabsichtigt, dass das strukturelle Klebstoffmaterial, die Schicht oder beides aus dem erfindungsgemäßen aktivierbaren Material erzeugt werden.
  • In 8 ist ein synthetisches Material 78 mit einer Schicht 80 aus einem strukturellen Klebstoffmaterial mit einer darauf angeordneten Schicht 82 aus einem im Wesentlichen nicht klebrigen (d.h. einem bei Raumtemperatur von ca. 20°C nicht klebrigen) Material dargestellt. Wie in 9 gezeigt, wird die Schicht 82 aus im Wesentlichen nicht klebrigem Material durch Aufbringen eines Pulvers 86 oder einer anderen Teilchenform erzeugt, die in engen Kontakt mit der Schicht 80 aus Klebstoffmaterial gepresst (beispielsweise mittels einer Walze aufgewalzt) wird.
  • Schichten aus im wesentlichen nicht klebrigem Material und Schichten aus klebrigem Material, die von der Verwendung des erfindungsgemäßen aktivierbaren Materials profitieren könnten, sind in den gleichzeitig anhängigen Anmeldungen 10/217,991, 60/415,511 offenbart, die ebenfalls in jeder Hinsicht hierin aufgenommen sind. Überdies ist beabsichtigt, dass die Schichten aus im Wesentlichen nicht klebrigem Material und die Schichten aus strukturellem Klebstoffmaterial entsprechende Komponenten enthalten können, wie in der vorstehend genannten Anmeldung beschrieben. Vorteilhafter Weise bietet die Schicht 82 aus im Wesentlichen nicht klebrigen Material eine im Wesentlichen nicht klebrige Oberfläche 88, die mit einer Person, einer Maschine oder anderem in Kontakt gelangen kann, so dass eine klebrige Oberfläche 90 aus dem Klebstoffmaterial mit einer Oberfläche eines Trägerelements, eines Elements eines Fertigungsgegenstands (beispielsweise eines Kraftfahrzeugs) oder dergleichen in Kontakt gebracht werden kann. Wie in den 8 und 9 gezeigt, kann die klebrige Oberfläche 90 bis zum Aufbringen des Materials auf eine Oberfläche vorübergehend von einer Schutzschicht 94 (beispielsweise einem Trennband) bedeckt sein.
  • Ein beispielhaftes aktivierbares Material, das zur Verwendung bei strukturellen Pulveranwendungen besonders geeignet ist, ist nachstehend in Tabelle III aufgeführt.
    Tabelle III
    Bestandteil Gew.-%
    Festes Epoxidharz 20,53
    thermoplastischer Polyether 11,17
    Epoxid/Elastomeraddukt 11,91
    Nanotonerde 1,79
    Festes Epoxidharz in Diglycidylether 45,39
    Dicyandiamid 9,13
    Pigment 0,08
  • Während Tabelle III eine spezifische Formulierung vorsieht, ist beabsichtigt, dass die Gewichtsprozentsätze der verschiedenen Komponenten um ±20 um ±50 oder mehr variiert werden können. Überdies können Komponenten entfernt oder hinzugefügt werden, und es können Komponenten ersetzt werden.
  • Extrudieren
  • Unabhängig von der besonderen Verwendung wurde festgestellt, dass erfindungsgemäße aktivierbare Materialien besonders zur Verarbeitung und/oder zum Aufbringen durch Extrudieren geeignet sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können verschiedene Komponenten vorab zu einem, zwei oder mehr Vorgemischen vermischt und an einer oder mehreren Stellen in einen Ein- oder Mehrschneckenextruder eingebracht werden. Anschließend mischen die Wärme und der Druck, die der Extruder liefert, das aktivierbare Material zu einer einzigen, im Allgemeinen homogenen Zusammensetzung, und dies vorzugsweise, ohne das Material zu aktivieren. Das erfindungsgemäße Material kann durch Extrudieren auf jede geeignete Oberfläche eines Trä gers, eines Elements eines Fertigungsgegenstands (beispielsweise eines Kraftfahrzeugs) oder dergleichen aufgebracht werden. Bei einer Ausführungsform wird ein automatischer oder robotischer Extrusionsapplikator (beispielsweise ein Miniapplikator) verwendet. Beispiele dieser Typen von Applikation und Applikatoren sind in dem US-Patent Nr. 5,358,397 und der US-Patentanmeldung mit der Seriennr. 10/342,025 offenbart, die beide durch Bezugnahme in jeder Hinsicht hierin aufgenommen sind.
  • Ein beispielhaftes aktivierbares Material, das zur Verwendung bei Extrusionstechniken besonders geeignet ist, ist nachstehend in Tabelle IV aufgeführt.
    Tabelle IV
    Name des Bestandteils Gew.-%
    Festes Epoxidharz 36,08
    Nanotonerde 1,96
    Terpolymer aus Ethylen, Methylacrylatmonomer und Glycidylmethacrylat 26,24
    Thermoplastischer Polyether 3,28
    Plastifizierer 6,56
    Flüssiges Epoxidharz 3,28
    Epoxidphenol-Novalac-Harz 4,92
    Dicyandiamid 3,28
    Modifiziertes Carbamid 1,32
    Aktiviertes Azodiacarbonamid 2,29
    Pigmente 0,30
    Aramidfaser 1,96
    Epoxid/Elastomeraddukt 8,53
  • Während Tabelle VI eine spezifische Formulierung vorsieht, ist beabsichtigt, dass die Gewichtsprozentsätze der verschiedenen Komponenten um ±20 %, um ±50 % oder mehr variiert werden können. Überdies können Komponenten entfernt oder hinzugefügt werden, und es können Komponenten ersetzt werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das erfindungsgemäße aktivierbare Material als Massen (beispielsweise Stränge, Bänder oder dergleichen) ausgebildet sein, die zusammen und in Kontakt miteinander oder (beispielsweise durch Trennband) getrennt verpackt werden können. Gemäß einer derartigen Ausführungsform sind die Massen vorzugsweise voneinander trennbar, ohne durch eine Verbindung mit danebenliegenden Massen einem erheblichen Kohäsionsdefekt zu unterliegen. Daher können die Massen voneinander abgeschält und auf die hier beschriebene Art und Weise auf ein Substrat (beispielsweise einen Träger, ein Element oder anderes) aufgebracht werden. Vorzugsweise kann ein derartiges aktivierbares Material erwärmt werden, so dass es sich ausdehnt und aushärtet, wie hier ebenfalls beschrieben, obwohl dies nicht notwendigerweise erforderlich ist.
  • Vorteilhafterweise hat das erfindungsgemäße aktivierbare Material bei seinen Anwendungen wertvolle Eigenschaften gezeigt. Insbesondere wurde festgestellt, dass durch das Hinzufügen verschiedener Mengen thermoplastischer Polyether, wie hier beschrieben, aktivierbare Materialien produziert werden können, die beim Aushärten relativ gute Hafteigenschaften aufweisen. Überdies können erfindungsgemäße aktivierbare Materialien relativ hohe Festigkeitsmodu li aufweisen, während sie auch relativ hohe Beanspruchungs-Ausfall-Verhältnisse aufweisen.
  • Sofern nichts anderes angegeben ist, sollen die Abmessungen und Geometrien der verschiedenen, hier dargestellten Strukturen die Erfindung nicht einschränken, und es sind andere Abmessungen und Geometrien möglich. Mehrere strukturelle Komponenten können in einer einzigen integrierten Struktur vorgesehen sein. Alternativ kann eine einzige integrierte Struktur in mehrere separate Komponenten unterteilt werden. Obwohl ein Merkmal der vorliegenden Erfindung im Kontext mit nur einer der dargestellten Ausführungsformen beschrieben worden sein kann, kann zudem ein derartiges Merkmal bei jeder gegebenen Anwendung mit einem oder mehreren weiteren Merkmalen weiterer Ausführungsformen kombiniert werden. Es ist aus Vorstehendem ebenso ersichtlich, dass die Herstellung der hier beschriebenen einzigartigen Strukturen und ihre Funktionsweise ebenfalls erfindungsgemäße Verfahren darstellen.
  • Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden offenbart. Für Personen mit normalen Fachkenntnissen ist jedoch zu erkennen, dass bestimmte Modifikationen in die Lehren der vorliegenden Erfindung fallen. Daher sollten die nachstehenden Ansprüche gelesen werden, um den wahren Rahmen und Inhalt der Erfindung zu bestimmen.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Abdichten, Schalldämpfen oder Verstärken eines Abschnittes eines Kraftfahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines aktivierbaren Materials, wobei das aktivierbare Material enthält: i) ein Epoxidharz; ii) ein thermoplastischer Polyether der ausgebildet wird durch Reagieren eines difunktionalen Amins mit einem Glycidylether; und iii) einem Härtemittel; Anordnen des aktivierbaren Materials angrenzend an eine Oberfläche einer Komponente des Kraftfahrzeugs; und Aktivieren des aktivierbaren Materials, um das aktivierbare Material an die Oberfläche der Komponente zu haften.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Oberfläche der Komponente des Kraftfahrzeugs zumindest teilweise einen Hohlraum innerhalb des Fahrzeugs ausbildet und der Schritt des Anordnens des aktivierbaren Materials das Platzieren des aktivierbaren Materials in den Hohlraum enthält.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der thermoplastische Polyether ausgewählt wird aus: einem Polyetheramin und einem Polyaminoether.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der thermoplastische Polyether eine Polymerhauptkette enthält und aromatische Ether/Amin wiederholende Einheiten in der Hauptkette enthält.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei der thermoplastische Polyether zwischen ungefähr 3 Gew.-% und ungefähr 60 Gew.-% von dem aktivierbaren Material beträgt.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei das aktivierbare Material ein Blähmittel enthält.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das Blähmittel ausgewählt wird aus: einem Azodicarbonamid, einem Dinitrosopentamethylentetramin, einem 4,4-Oxy-bis-(Benzensulfonylhydrazid), einem Trihydrazinotriazin oder einem N,Ni-Dimethyl-N,Ni-Dinitrosoterephthalamid.
  8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das aktivierbare Material einen Bestandteil enthält, der ausgewählt wird aus: einem Füller, einer Tonerde, einem Härtemittel, einem Blähmittelbeschleuniger, einem Härtemittelbeschleuniger oder einem Weichmacher.
  9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das aktivierbare Material des Weiteren ein Polymermaterial enthält, das ausgewählt wird aus einem Elastomer enthaltenden Addukt, einem Halogenpolymer, einem Polycarbonat, einem Polyketon, einem Urethan, einem Polyester, einem Silan, einem Sulfon, einem Allyl, einem Olefin, einem Styren, einem Akrylat, einem Silikon, einem Phenol, einem Polyphenylen-Oxid, einem Terephthalat oder einem Acetat.
  10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Schritt des Bereitstellens des aktivierbaren Materials das Bereitstellen von Massen des aktivierbaren Materials enthält, die im Kontakt miteinander verpackt sind.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei der Schritt des Anordnens des aktivierbaren Materials angrenzend zur Oberfläche der Komponente des Kraftfahrzeugs das Abtrennen zumindest einer Masse an aktivierbarem Material von den Massen des aktivierbaren Materials beinhaltet.
  12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Anordnen des aktivierbaren Materials das Extrudieren des aktivierbaren Materials auf die Oberfläche der Komponente enthält.
  13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, des Weiteren umfassend: Formen des aktivierbaren Materials in Pulver, wobei das Pulver im Wesentlichen nicht klebrig ist; Bereitstellen eines klebrigen Klebematerials; Aufbringen des Pulvers auf das klebrige Klebematerial zum Ausbilden eines synthetischen Materials, welches eine klebrige Oberfläche und eine beschichtete nicht klebrige Oberfläche hat; und in Kontakt bringen der beschichteten nicht klebrigen Oberfläche, so dass die klebrige Oberfläche in Kontakt mit der Oberfläche der Komponente des Kraftfahrzeugs gebracht wird.
  14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Schritt des Anordnens des aktivierbaren Materials umfasst: i) Aufbringen des aktivierbaren Materials auf eine Oberfläche eines Trägerelements; ii) Anordnen des Trägerelements mit dem darauf aufgebrachten aktivierbaren Material angrenzend zu der Oberfläche der Komponente des Kraftfahrzeugs.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 14, des Weiteren umfassend das Extrudieren des aktivierbaren Materials auf die Oberfläche des Trägerelements.
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