用于对成型件进行硬化和表面官能化的方法技术

本发明专利技术涉及化学领域，并且涉及用于对成型件进行硬化和表面改性的方法，这些成型件可以用于例如汽车工业、车辆制造、电气工业中。本发明专利技术的任务在于给出如下的方法，所述方法可以在短时间内并且以很高的可重现性来执行，并且使得有待涂漆的成型件的表面质量得到改善。该任务通过如下的方法得以解决，在该方法中，包含至少一种不饱和的以自由基或者阳离子硬化的反应性树脂体系的材料被加工为成型件，并且在造型工艺期间或者在造型工艺之后在设有涂层或未设涂层的情况下发生交联直至形状稳定，并且在交联期间和／或随后在涂层之前和／或在涂层之后，所述成型件经受借助高能辐射或者高能粒子的处理，直至至少所述成型件的表面区域基本上完全硬化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及化学和方法技术的领域，并且涉及，所述成型件由具有必要时可聚合的单体、填料和增强材料(纤维)、颜料以及添加剂的可聚合的树脂制成，例如“片状成型料(sheet molding compound) ” (SMC)或者“块状成型料(bulk molding compound) ”(BMC)，于是，其可以作为成型件用于在例如汽车工业、车辆制造、电气工业中。
技术介绍
热固性塑料-成型件(例如纤维-聚合物基质-成型件，诸如SMC构件和BMC构件)在不同的
(例如汽车工业、轨道车辆制造、电气工业和仪器仪表)的越来越多的商业应用要求如下的制造方法，利用该制造方法，能以高质量而且尽可能短时间地来制造构件。在多数情况中，之后所需要的对构件的涂层则对材料和制造方法提出了进一步的要求。为了制造由SMC材料和BMC材料构成的构件，例如使用可交联树脂、低聚物、反应性稀释剂、纤维和添加剂，它们必须在连续的工艺内发生交联。这一点例如在SMC构件的情况下在构件借助压制造型期间在较高的温度下来进行。在此，对于借助于涂漆的、后来的涂层有意义的表面质量是依赖于材料体系、制造方法、制造参数和工具表面的粗糙度和波纹度。因为对于后来的涂漆所要求的表面质量在制造工艺中经常不能以足够的质量得到确保，并且此外内部的和/或外部的压制助剂(例如脱模剂(Trermmittel))的残余物还存在，所以接下来进行其他工艺步骤，例如去芒刺、填补Gladden)、强力清洗(Powerwash)或者火烧处理，以便获得对于涂漆而言必须的可交联的表面，该表面随后也实现了对涂层良好附着。当今，针对SMC构件的、利用液体漆、水性漆或粉末漆的所有工业的造型和涂层工艺连同接下来的直至使聚合物(漆层)发生交联的烘烤工艺都显示出了明显的问题，这些问题导致波动的质量和不足的工艺稳定性。这些问题首要地是由残余单体、低聚物或反应性稀释剂引发的，所述残余单体、低聚物或反应性稀释剂通过温度加载而迁移到表面上，并且放出到大气(雾化)。在附加的涂漆工艺中，所述残余单体、低聚物或反应性稀释剂也可能从SMC材料中释放出来，进而引发漆层缺陷(例如细孔、凹坑、裂纹、分层)(R.Liebold， Farbe+Lack,108，7(2002)S. 4)。为了尽可能好地保护SMC构件以免受涂漆工艺中放气的影响，特别对于所谓的A级构件在涂漆工艺之前在附加的工艺步骤中涂覆有密封剂，例如底漆或者封闭剂 (K. Joesel ,Radtech Report November/December 2001,23 ff.)，并且密封剂随后尽可能在没有热加载的情况下或者以适当的热负荷来干燥。其他变形方案表现为通过模内转移涂饰 (In-mold-coating, IMC)直接在热压制工艺中涂覆密封层。该方法方案的缺点是仅限于几何形状简单构造的构件(H. G. Kia Jheet Molding Compounds-Science and Technology, Hanser Verlag Munchen 1993，S. 163 ff.)。这些附加的工艺步骤是成本过高的、昂贵的并且延长了制造工艺。此外，利用高能电子进行聚合物改性的方法是公知的，例如聚合物(例如热塑性塑料、弹胶体)的交联、反应性树脂体系用于制造纤维-聚合物基质-成型件的硬化以及聚四氟乙烯(PTFE)的官能化。这些应用基于借助高能电子在空间和时间上精确的能量输入， 用以产生受激的原子或者分子以及离子，这些受激的原子或者分子以及离子优选形成自由基并且引发复杂的化学反应。结果是产生具有改变的化学特性、电学特性、机械特性以及热学特性的聚合物(A. Charlesby, Proc. Roy. Soc. A, 1952，vol. 215，pp. 187-214)。借助高能电子为了制造纤维-聚合物基质-复合物而对反应性树脂体系进行的硬化至今主要用于军事科学或者航空和航天方面的使用目的。利用高能电子进行硬化的优点是不使用热压釜的情况下制成大构件的可能性、最高至70%的提高的能量效率(相对于热压制工艺)、伸长的处理时间、很小的收缩、很少的气体放出、低残余应力、低吸水率、 较高的玻璃化转换温度、较短的硬化时间、以及所应用的材料完全结合到网络中的可能性 (Abaris,EB Curing Technology,Las Vegas, 1994 ；Norris,R.,EB Curing of Composites Workshop,1996)。在与借助高能电子的硬化相组合下，使用如下的制造方法一缠绕、拉挤 (Pultration)、利用真空袋的半固化片(ft·印reg)或者真空辅助树脂传递模塑(vacuum assisted resin transfer molding, VARTM)或者树月旨传递模塑(resin transfer molding,RTM)。大型电子加速器和高投资花费限制了借助高能电子将反应性树脂体系的硬化方法用到上述高
在国际市场上，可使用的、紧凑的并且功率强大的电子加速器在此实现了在不同的
(例如汽车工业、轨道车辆制造、电气工业和器件制造)中连同屏蔽件的紧凑的设备构造和至生产线中的整合。但是，利用公知的方法，制造工艺的波动的质量和不足的工艺稳定性的问题没有完全被消除，或者仅在使用复杂而且昂贵的附加工艺步骤的情况下被消除，这是因为所述方法是与目前使用的制造方法相联系的。
技术实现思路
本专利技术的任务在于给出，所述方法可以特别地在短的时间内以高可重现性来执行并且使得有待涂漆的成型件的表面质量得到改善。所述任务通过在权利要求中所提供的本专利技术来解决。有利的设计方案是从属权利要求的主题。在依据本专利技术的、中，包含至少一种不饱和的、自由基硬化或阳离子硬化的反应性树脂体系和其他物质的材料被加工为成型件，并且在造型工艺期间或者在造型工艺之后在设有涂层或者未设涂层的情况下发生交联直至形状稳定，并且在交联期间和/或者之后在涂层之前和/或在涂层之后，将成型件经受借助高能辐射或者高能粒子的处理，直至至少成型件的表面区域基本上完全硬化，并且直至制造出基本上完全可被涂层的成型件表面。有利的是，由纤维-聚合物基质-材料制成的成型件被制造并且经受以高能辐射或者高能粒子的处理，其中，更有利的是，纤维-聚合物基质-材料由不饱和的聚酯树脂或者丙烯酸树脂(丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯)或环氧树脂连同阳离子引发剂来制成。此外有利的是，使用包含其他物质的、不饱和的反应性树脂体系，其中，更有利的是，作为其他物质使用的是添加剂和/或填料和/或增强组分和/或其他聚合物和/或反应性稀释剂。同样有利的是，使用由SMC和/或BMC制成的成型件。并且同样有利的是，成型件借助热压制来成型。同样有利的是，交联被以热学的方式引发，其中，更有利的是，交联被实施直至形状稳定。此外，有利的是，借助高能辐射或者高能粒子的处理在反应性的气体环境和/或在空气中执行。同样有利的是，处理借助高能电子或者伽马辐射或者红外辐射或者微波辐射或者感应输入在与等离子体处理相组合下执行。并且同样有利的是，处理仅利用高能电子在反应性的气体环境中和/或在空气中执行。同样有利的是，处理以10千戈瑞(kGy)至250kGy范围的剂量执行本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于对成型件进行硬化和表面官能化的方法，在所述方法中，包含至少一种不饱和的、以自由基或者阳离子硬化的反应性树脂体系以及其他物质的材料被加工为成型件，并且在造型工艺期间或者在造型工艺之后在设有涂层或未设涂层的情况下发生交联直至形状稳定，并且在交联期间和／或随后在涂层之前和／或在涂层之后，所述成型件经受借助高能辐射或者高能粒子的处理，直至至少所述成型件的表面区域基本上完全硬化并且制造出基本上完全地能被涂层的成型件表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：米夏埃拉·格丹斯莫尔卡，
申请(专利权)人：德累斯顿协会莱布尼茨聚合物研究所，
类型：发明
国别省市：DE