用增强元件增强的模塑制品，其制造方法及其用途技术

本发明专利技术涉及一种用于通过注塑制造用至少一种增强元件增强的模塑制品的方法。增强元件由此整体地连接到注塑模具壁上，使得随着之后聚合物基体的注塑，增强元件被固定在模具中。本发明专利技术同样涉及根据该方法能够制造的增强的模塑制品。根据本发明专利技术的模塑制品用于制造机动车零件、工业产品和消费品、以及体育用品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于通过注塑制造用至少一种增强元件增强的模塑制品的方法。增强元件由此整体地连接到注塑模具壁上，使得随着之后聚合物基体的注塑，增强元件被固定在模具中。本专利技术同样涉及根据该方法能够制造的增强的模塑制品。根据本专利技术的模塑制品用于制造机动车零件、工业产品和消费品、以及体育用品。
技术介绍
由于尝试用塑料材料替代金属，对其机械性能有越来越高的要求。一种当前的用于改善机械性能的过程在于将纤维增强材料、如玻璃纤维或碳纤维引入到塑料材料基体。然而由以这种方式增强的塑料材料制得的部件通常具有显著低于金属部件的刚性。通过用纤维带状物选择性增强模塑制品可以实现进一步的改善。例如，这是通过这些纤维带状物在模塑制品上或模塑制品中的特定的施用或引入来实现的。用于制造塑料材料模塑制品的最重要的方法之一是注塑法。由于经济原因，期望的是将注塑法中已有的一种或更多种纤维带状物施用到模塑制品中或模塑制品上，并且之后不进行分离步骤。然而，由此产生了特别是注塑模具中纤维带状物的可靠且可重复的固定的问题。关于将纤维带状物固定在注塑模具中，现有技术中已描述了多种途径。由DE 10 2011 077 834 A1已知一种通过注塑或传递模塑制造纤维复合结构件的方法。由此，将半成品插入到注塑模具中，并在关闭模具后将纤维增强的塑料材料注入。由此，通过夹紧件确保半成品在模具中的紧固位置。DE 10 2007 037 680 A1中描述了另一种用于制造用连续纤维部分增强的
注塑部件的方法。此处使用特殊的模具模型，这使得能够将针引入到模具模型中。在热塑性材料注射之前，用这些针将连续纤维半成品布置在模具模型中。在注射后，将针收回。DE 10 2011 120 986 A1描述了一种用于制造具有模制的成型结构和/或功能性结构的纤维复合空心型材部件的注塑方法。首先，在此将核心倾注到第一模具中，然后用在硬质塑料中饱和的纤维材料覆盖第一模具。在第二模具中，该被覆盖的核心至少部分地硬化，并模制功能性结构或成型结构。从模具中移出空心型材后，核心被至少加热到其熔融温度并且从空心型材中熔化出来。
技术实现思路
基于此，本专利技术的一个目的是提供一种用于制造增强的模塑制品的方法，所述方法使得能够准确固定增强元件并因此使得模塑制品能够具有良好的机械性能。准确固定应理解为增强元件通过注塑过程自其初始位置移动不多于2mm，优选不多于1mm。此外，本专利技术的一个目的是产生增强元件的准确固定，而不没有如现有技术所述的模具调整或固定插入件的复杂性。该目的是通过权利要求1特征的用于制造增强的模塑制品的方法以及权利要求16特征的相应地增强的模塑制品来实现的。在权利要求17中，表明了根据本专利技术的用途。其他从属权利要求列出了其他有利的实施方案。根据本专利技术，提供了一种用于制造由至少一种纤维带状物增强的模塑制品的方法，所述方法包括以下步骤：a)用第一热塑性聚合物的熔体浸渍连续的、扁平的粗纱以形成纤维带状物，b)在纤维带状物上区域性地施用至少一种黏合剂，然后熔化该至少一种黏合剂，c)冷却并硬化纤维带状物，d)将注塑模具加热到不低于所述黏合剂熔融点以下20K的温度，e)将至少一种纤维带状物引入到注塑模具中，使涂覆有黏合剂的纤维带状物区域中的至少一部分与至少一个控温的注塑模具壁接触，f)将第二热塑性聚合物注塑到模具中，g)从注塑模具中移出用至少一种纤维带状物强化的模塑制品。根据本专利技术，纤维带状物用作模塑制品的增强元件。由此优选地，在步骤a)中的浸渍期间使用的第一热塑性聚合物选自聚酰胺、聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰亚胺、聚酯、聚醚、聚苯乙烯或者所列出聚合物中的一种或更多种的混合物。此外优选地，在步骤f)中的第二热塑性聚合物优选选自聚酰胺、聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰亚胺、聚酯、聚醚、聚苯乙烯或者所列出聚合物中的一种或更多种的混合物。优选地，用于浸渍的第一热塑性聚合物和/或用于包覆成型的第二热塑性聚合物包含添加剂。添加剂优选选自无机稳定剂、有机稳定剂、润滑剂、消泡剂、链延长剂、缩合催化剂、荧光增白剂、增塑剂、黏结剂、含卤素的阻燃剂、无卤素的阻燃剂、抗冲改性剂、颗粒填料、染料、颜料和/或其混合物。就添加剂而言，不包括纤维填料。在一个优选的实施方案中，第二热塑性聚合物是纤维增强的，优选地其是用具有扁平或圆形横截面的玻璃纤维或碳纤维增强的。在此优选具有0.1mm至50mm长度以及5μm到40μm直径的纤维。碳纤维增强材料的比例相对于第二塑料材料基体和任选存在的其他添加剂的总质量为3重量％至50重量％、优选5重量％至40重量％，玻璃纤维增强材料的比例相对于第二塑料材料基体和任选存在的其他添加剂的总质量为5重量％至75重量％、优选15重量％至65重量％、特别优选30重量％至50重量％。然而，也可以使用未增强形式的第二热塑性聚合物。优选地，添加剂的比例相对于第一聚合物和/或第二聚合物的总质量为0.1重量％至20重量％，特别优选0.5重量％至10重量％。用于浸渍的第一热塑性聚合物和/或用于包覆成型的第二热塑性聚合物
可以分别涉及非结晶或部分结晶的聚合物。这些聚合物具有根据ISO 11357的“半步高度(half-step-height)”方法所测定的30℃至350℃、优选35℃至230℃、特别优选40℃至200℃的玻璃化转变温度。根据ISO 11357，在20K/分钟的加热速率下的动态差示扫描量热法(DSC)中，非结晶聚合物呈现出至多5J/g、优选至多3J/g、特备优选0至1J/g的熔化热。非结晶聚合物由于它们的非晶性并不呈现出熔点。如果用于浸渍的第一热塑性聚合物和/或用于包覆成型的第二热塑性聚合物涉及部分结晶的聚合物，则它们具有根据规定最大峰值为熔融点的ISO 11357所测定的50℃至420℃、优选100℃至350℃、特别优选170℃至300℃的熔融点。作为第一热塑性聚合物和/或第二热塑性聚合物，优选使用聚酰胺。由此，聚酰胺优选由脂肪族或脂环族的二胺与芳香族或脂肪族的二羧酸和/或由内酰胺得到。对于特别的优选方案，使用由C6-C17脂环族二胺和/或C4-C12脂肪族二胺与C4-C20脂肪族二羧酸和/或芳香族二羧酸、和/或由内酰胺形成的均聚聚酰胺和共聚聚酰胺。对于二羧酸特别优选丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、1,3-环己二甲酸和1,4-环己二甲酸，二十烷二酸、萘二甲酸、对苯二甲酸和间苯二甲酸。还优选由上述二胺与二羧酸、和/或具有4至15个C原子的内酰胺、和/或具有4至15个C原子的α,ω-氨基酸形成的聚酰胺。对于二胺特别优选六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、八亚甲基二胺、九亚甲基二胺、十亚甲基二胺、十一亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、三甲基六亚甲基二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、异佛尔酮二胺、降莰烷二胺、1,3-双(氨甲基)环己烷、MACM、MXD、PACM、PXD和TMACM(MACM表示3,3’-二甲基-4,4’-二氨基环己基甲烷，MXD表示间苯二甲胺，PACM表示4,4’-二氨基环己基甲烷，PXD表示对苯二甲胺，TMACM表示3,3’,5,5’-四甲基-4,4’二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造用至少一种纤维带状物增强的模塑制品的方法，其包括以下步骤：a)用热塑性聚合物的熔体浸渍连续的、扁平的粗纱以形成纤维带状物，b)在浸渍的纤维带状物上区域性地施用至少一种黏合剂，然后熔化所述至少一种黏合剂，c)冷却并硬化所述纤维带状物，d)将注塑模具加热到不低于所述黏合剂熔融点以下20K的温度，e)将所述至少一种纤维带状物引入到所述注塑模具中，使涂覆有黏合剂的所述纤维带状物的区域中的至少一部分与至少一个控温的注塑模具壁接触，f)将第二热塑性聚合物注塑到所述模具中，g)从所述注塑模具中移出增强的模塑制品。

【技术特征摘要】
2015.04.07 EP 15162674.41.一种用于制造用至少一种纤维带状物增强的模塑制品的方法，其包括以下步骤：a)用热塑性聚合物的熔体浸渍连续的、扁平的粗纱以形成纤维带状物，b)在浸渍的纤维带状物上区域性地施用至少一种黏合剂，然后熔化所述至少一种黏合剂，c)冷却并硬化所述纤维带状物，d)将注塑模具加热到不低于所述黏合剂熔融点以下20K的温度，e)将所述至少一种纤维带状物引入到所述注塑模具中，使涂覆有黏合剂的所述纤维带状物的区域中的至少一部分与至少一个控温的注塑模具壁接触，f)将第二热塑性聚合物注塑到所述模具中，g)从所述注塑模具中移出增强的模塑制品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)中的浸渍期间使用的第一热塑性聚合物选自聚酰胺、聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰亚胺、聚酯、聚醚、聚苯乙烯或者所列出材料中的一种或更多种的混合物。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤f)中的所述第二热塑性聚合物选自聚酰胺、聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰亚胺、聚酯、聚醚、聚苯乙烯或者所列出的材料中的一种或更多种的混合物。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，用于浸渍的所述第一热塑性聚合物和/或用于包覆成型的所述第二热塑性聚合物包含添加剂，所述添加剂选自无机稳定剂、有机稳定剂、润滑剂、消泡剂、链延长剂、缩合催化剂、荧光增白剂、增塑剂、黏结剂、含卤素的阻燃剂、无卤素的阻燃剂、抗冲改性剂、颗粒填料、染料、颜料和/或其混合物。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过作为粉末
\t分散、或通过施用悬浮液、或通过作为箔或线状物滚涂来实施步骤b)中的所述至少一种黏合剂的施用。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述黏合剂只在加热到不低于所述黏合剂熔融点以下20K时才具备黏合作用。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一种黏合剂以离散点，或以几何图案如条形、矩形、菱形、圆形、椭圆形，或在区域内以统计分布部分或完全地覆盖所述纤维带状物的表面。8.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述至少一种黏合剂选自共聚酰胺或共聚酯。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述共聚酰胺具有根据ISO 11357的...

【专利技术属性】
技术研发人员：西蒙·伯恩哈德·韦斯，克里斯汀·克鲁泽，彼得·洛克，
申请(专利权)人：EMS专利股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH