Componentes compuestos a base de resinas termoendurecibles y elastómeros.

Componente compuesto de plástico (10) a base de al menos dos capas (12, 14, 16), en el que una primera capa

(12) consistente al menos parcialmente en una resina artificial termoendurecible y una segunda capa (14) consistente al menos parcialmente en un elastómero se han ensamblado en una operación mediante una aportación de energía, tal como un tratamiento térmico común o una irradiación con luz UV, y en el que la capa de elastómero (14) contiene al menos 0,5 pph (partes por ciento/partes del reticulante por cien partes de goma) de al menos un reticulante del grupo de peróxidos, aminas y/o bisfenoles, en el que el componente compuesto de plástico (10) está formado por una capa exterior de plástico delgada y dura (12), al menos una capa de elastómero (14) adyacente a ésta hacia dentro y al menos una capa de soporte de metal y/o de plástico (16) adyacente a ésta hacia dentro y constituida por un plástico reforzado con fibras (FVK), un plástico reforzado con fibras de carbono (CFK) o un plástico reforzado con fibras de vidrio (GFK), y en el que dicho componente está dispuesto como una pieza de protección contra impactos

• en el canto delantero de un ala, un plano de sustentación o un empenaje de un vehículo aéreo, o • en el canto delantero - situado en la dirección de giro - de una pala de rotor (20) de un helicóptero o de una rueda eólica, o

• en un componente de carrocería de un vehículo, tal como un parachoques o un capó de motor (50), o • en un componente de un vehículo expuesto a objetos generadores de turbulencia, tal como una pieza de protección de los bajos de un vehículo terrestre o de un vehículo ferroviario, un puntal de tren de rodadura, un varillaje de dirección, un árbol de accionamiento o un árbol cardánico, un cojinete de pedal de una bicicleta de montaña provista especialmente de un cuadro de carbono, o

• en un revestimiento interior de un vehículo terrestre, acuático, aéreo o espacial, o

• en el lado interior de una cavidad - transitable para fines de mantenimiento - de vehículos terrestres, acuáticos, aéreos o espaciales para la protección contra daños ocasionados por la caída de herramientas, o

• en las superficies - vueltas hacia la carga - de compartimientos de transporte abiertos o cerrados, tales como compartimientos de carga de vehículos de transporte y camiones o contenedores, o

• en la zona delantera del casco o zona de la quilla de un vehículo acuático, tal como una lancha deportiva, una lancha rápida o un kayak, o

• en superficies útiles fuertemente solicitadas de aparatos deportivos, tal como la zona de la pala de palos de jockey sobre hielo, las superficies de contacto con el suelo de bastones de marcha nórdica o bastones de esquí o las palas de remos de canoa o de kayak

o bien dicho componente forma al menos parte de dicha pieza de protección,

caracterizado por que

la capa exterior de plástico (12) está formada por polietileno (PE), especialmente polietileno de peso molecular ultraalto (UHMW-PE), polietileno de alto peso molecular (HMW-PE) o politetrafluoretileno (PTFE).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/002293.

Solicitante: GUMMIWERK KRAIBURG GMBH & CO. KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: TEPLITZRSTRASSE 20 84478 WALDKRAIBURG ALEMANIA.

Inventor/es: SCHAUBE,Jens, ZAHN,JUDITH, PLENK,FLORIAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Productos estratificados compuestos esencialmente... > B32B25/10 (adyacente a una capa fibrosa o filamentosa)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Productos estratificados compuestos esencialmente... > B32B25/08 (de resina sintética)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA > AEROPLANOS; HELICOPTEROS (vehículos de colchón... > B64C39/00 (Aeronaves no previstas en otro lugar)

PDF original: ES-2534309_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Componentes compuestos a base de resinas termoendurecibles y elastómeros.

La invención concierne a componentes compuestos a base de resinas termoendurecibles y elastómeros según el preámbulo de las reivindicaciones independientes.

El estado actual de la técnica para la fabricación de componentes compuestos a base de una resina termoendurecible con una capa de elastómero consiste en que se fabrica primero una pieza moldeada a base de resina termoendurecible y se aplica sobre ella la capa de elastómero en una nueva operación. Este sistema se utiliza actualmente en rodillos o cilindros revestidos de elastómero y en otras piezas moldeadas multicomponente. La fabricación o el endurecimiento de la pieza moldeada basada en resina se efectúa en autoclaves o prensas de calentamiento a temperatura elevada, pudiendo incorporarse adicionalmente también un inserto de refuerzo a base de un tejido o materiales fibrosos. En ambos procesos el endurecimiento se efectúa por medio de una reacción química. De esta manera, se pueden fabricar, por ejemplo, rodillos, ruedas, revestimientos resistentes al resbalamiento hechos de plástico o bien artículos de elastómero provistos de una cierta rigidez propia.

Cuando se emplean placas de plástico, por ejemplo, en la construcción de vehículos o barcos, se fijan, por ejemplo se pegan o atornillan, unos perfiles de elastómero en los cantos para conseguir un sellado y la compensación de diferentes coeficientes de dilatación térmica o para evitar tensiones de deformación y chirridos al producirse movimientos elásticos de los vehículos condicionados por la situación de marcha.

Los plásticos reforzados con fibras son casi siempre energéticamente elásticos y quebradizos y, por este motivo, pueden acoger o absorber poca energía al presentarse una aportación de energía por efecto de vibraciones, impactos, golpes o disparos. Esto puede conduce a la destrucción del componente, presentándose entonces unas aristas de rotura afiladas y dentadas que representan un riesgo de lesiones. Eventualmente, se tienen que adoptar medidas especiales para absorber energía o suprimir una destrucción del componente por efecto de las resonancias producidas. Debido a su proporción de resina, los plásticos reforzados con fibras son fácilmente combustibles y, en el caso de un incendio, alimentan un combustible adicional al fuego.

En el documento WO 26/122749 A1 la solicitante ha descrito ya componentes compuestos, procedimientos para su fabricación y algunas aplicaciones ventajosas de los mismos.

La presente invención se basa en el problema de describir otros componentes compuestos de plástico ventajosos de fabricar que creen una utilidad incrementada para el cliente en diferentes sectores.

Este problema se resuelve por medio de los componentes compuestos de plástico indicados en la reivindicación 1. Ejecuciones ventajosas de la invención pueden encontrarse en las respectivas reivindicaciones subordinadas.

La invención prevé que la capa exterior de plástico esté formada por polietileno, especialmente polietileno de peso molecular ultraalto (UHMW-PE), polietileno de peso molecular alto (HMW-PE) o politetrafluoretileno (PTFE).

En este caso, en una o varias capas puede estar contenido un inserto de tejido, un material fibroso o polvo metálico.

Los términos "capa exterior de plástico" y "adyacente hacia dentro" se han visto cada vez desde el lado útil del componente compuesto de plástico. Por consiguiente, en una pieza de revestimiento interior de un vehículo la capa exterior de plástico es la capa vuelta hacia el habitáculo del vehículo.

Cuando en la presente invención se habla de "capas", se quiere dar a entender con ello tiras, trozos o zonas entera o bien solo parcialmente superpuestos o incrustados uno en otro a base de los materiales citados.

Se habla también de un componente compuesto de plástico en el sentido de la presente invención aun cuando una o varias capas del componente compuesto de plástico consistan en metal u otros materiales que no se pueden calificar de plásticos.

La capa de soporte de plástico, que funciona como portador de resistencia, puede ser complementada o sustituida opcionalmente también por al menos una capa de soporte metálica, y la capa de elastómeros situada sobre ella y la capa exterior de plástico se construyen conjuntamente en una operación y a continuación se endurecen o vulcanizan conjuntamente bajo la acción de la temperatura en el autoclave o en una prensa de calentamiento. Todas las materias primas implicadas están ajustadas una a otro de modo que, en condiciones de reacción idénticas, construyan al mismo tiempo una red química y creen una adherencia de una a otra. Mediante estos procesos se obtiene un producto de forma estable. La temperatura de endurecimiento está preferiblemente entre 8 y 2°C.

La constitución del producto multicomponente a base de resina termoendurecible la capa de elastómero provista de un reticulante y la capa de soporte de metal y/o de plástico tiene lugar en varias alternativas como sigue:

Según una primera alternativa, se equipa un molde dotado de un revestimiento antiadherente con los

diferentes componentes brutos de las distintas capas y se endurece la pieza compuesta bajo la acción de presión y temperatura (prensado en caliente).

Según una segunda alternativa, se endurece el producto preconfeccionado a base de las materias primas, sin empleo de un molde cerrado, a una elevada temperatura en autoclave o en un horno de aire caliente. El producto queda así inmovilizado sobre un cuerpo de soporte que forma la capa de soporte de plástico.

Según una tercera alternativa, se endurece el producto preconfeccionado a base de las materias primas, sin el empleo de un molde cerrado, a una temperatura elevada en una bolsa de vacío.

El revestimiento antiadherente del molde puede efectuarse por medio de parafinas, silicona, tensioactivos, hidrocarburos fluorados (por ejemplo, Teflon).

Como resinas artificiales se pueden emplear preferiblemente: resinas de poliéster, resinas de fenol-formaldehído, resinas de áster cianato, resinas epoxídicas y resinas de acrilato.

Los constituyentes elastómeros aún no reticulados, pero provistos de un reticulante, y los insertos de tejido se colocan también en los lugares correspondientes del molde directamente durante la fabricación de las piezas de plástico reforzadas con fibras. En el producto compuesto se pueden incorporar como inserto preferiblemente: fibras de vidrio, nylon, poliéster, fibras de carbón, viscosa, fibras de aramida y/o fibras metálicas. El inserto puede estar previsto en forma de un tejido, un no tejido o una pulpa.

Cuando se emplean un elastómero termoplástico (TPE) para la capa de elastómero en unión con la capa de soporte de plástico duroplástico, se caliente el TPE, opcionalmente antes de la reunión con el duroplasto, a una temperatura en las proximidades del punto de reblandecimiento del TPE. De este modo, el TPE resulta ser de mejor drapeabilidad que el duroplasto. Se puede adaptar mejor a su contorno y/o al contorno de un molde o de una herramienta que se emplee para la fabricación del componente compuesto de plástico.

Debido a la incorporación de capas elastómeras blandas se puede conseguir, gracias a la elección de los materiales adecuados, tanto una absorción de vibraciones como un aislamiento de vibraciones. Se suprime la propagación de fisuras, impidiéndose la propagación de fisuras especialmente por medio de un tejido, un género de punto o una estructura fibrosa de fibras de altas prestaciones (como aramida o Vectran®, marca registrada de Kuraray Co., Ltd., JP), completamente incrustados en un material elastómero.

Gracias a la... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Componente compuesto de plástico (1) a base de al menos dos capas (12, 14, 16), en el que una primera capa (12) consistente al menos parcialmente en una resina artificial termoendurecible y una segunda capa (14) consistente al menos parcialmente en un elastómero se han ensamblado en una operación mediante una aportación de energía, tal como un tratamiento térmico común o una irradiación con luz UV, y en el que la capa de elastómero (14) contiene al menos ,5 pph (partes por ciento/partes del reticulante por cien partes de goma) de al menos un reticulante del grupo de peróxidos, aminas y/o bisfenoles, en el que el componente compuesto de plástico (1) está formado por una capa exterior de plástico delgada y dura (12), al menos una capa de elastómero (14) adyacente a ésta hacia dentro y al menos una capa de soporte de metal y/o de plástico (16) adyacente a ésta hacia dentro y constituida por un plástico reforzado con fibras (FVK), un plástico reforzado con fibras de carbono (CFK) o un plástico reforzado con fibras de vidrio (GFK), y en el que dicho componente está dispuesto como una pieza de protección contra impactos

en el canto delantero de un ala, un plano de sustentación o un empenaje de un vehículo aéreo, o

en el canto delantero - situado en la dirección de giro - de una pala de rotor (2) de un helicóptero o de una

rueda eólica, o

en un componente de carrocería de un vehículo, tal como un parachoques o un capó de motor (5), o

en un componente de un vehículo expuesto a objetos generadores de turbulencia, tal como una pieza de

protección de los bajos de un vehículo terrestre o de un vehículo ferroviario, un puntal de tren de rodadura, un varillaje de dirección, un árbol de accionamiento o un árbol cardánico, un cojinete de pedal de una bicicleta de montaña provista especialmente de un cuadro de carbono, o

en un revestimiento interior de un vehículo terrestre, acuático, aéreo o espacial, o

en el lado interior de una cavidad - transitable para fines de mantenimiento - de vehículos terrestres, acuáticos, aéreos o espaciales para la protección contra daños ocasionados por la caída de herramientas, o

en las superficies - vueltas hacia la carga - de compartimientos de transporte abiertos o cerrados, tales como compartimientos de carga de vehículos de transporte y camiones o contenedores, o

en la zona delantera del casco o zona de la quilla de un vehículo acuático, tal como una lancha deportiva, una lancha rápida o un kayak, o

en superficies útiles fuertemente solicitadas de aparatos deportivos, tal como la zona de la pala de palos de jockey sobre hielo, las superficies de contacto con el suelo de bastones de marcha nórdica o bastones de esquí o las palas de remos de canoa o de kayak

o bien dicho componente forma al menos parte de dicha pieza de protección, caracterizado por que

la capa exterior de plástico (12) está formada por polietileno (PE), especialmente polietileno de peso molecular ultraalto (UHMW-PE), polietileno de alto peso molecular (HMW-PE) o politetrafluoretileno (PTFE).

2. Componente compuesto de plástico según la reivindicación 1, caracterizado por que la al menos una capa de elastómero (14) consiste en caucho de etileno-propileno (EPM), caucho de etileno-propileno-dieno (EPDM), caucho de etileno-acrilato (EAM), caucho de fluorocarbono (FKM), caucho de acrilato (ACM), caucho de acrilonitrilo- butadieno (NBR), opcionalmente en mezcla con policloruro de vinilo (PVC), caucho de nitrilo hidrogenado (HNBR), caucho de carboxilato-nitrilo (XNBR), caucho de carboxilato-nitrilo hidrogenado (XHNBR), caucho natural (NR), etileno-acetato de vinilo (EVA), caucho de clorosulfonilo-polietileno (CSM), polietileno clorado (CM), caucho butílico (BIIR) o caucho halobutílico, caucho de silicona (VMQ, MVQ), caucho de flúor-silicona (FVMQ, MFQ), caucho de clorhidrina (CO), caucho de epiclorhidrina (ECO), caucho de policloropreno (CR), poliuretano monocomponente (PU) o una combinación o una mezcla de los materiales anteriormente citados, estando previstas como reticulante ,5 a 15 pph, especialmente 1,5 a 5 pph de un peróxido.

3. Componente compuesto de plástico según la reivindicación 2, caracterizado por que la al menos una capa de elastómero (14) consiste en caucho de etileno-propileno (EPM), caucho de etileno-propileno-dieno (EPDM), caucho de etileno-acrilato (EAM), caucho de fluorocarbono (FKM), caucho de acrilato (ACM), caucho de acrilonitrilo- butadieno (NBR), opcionalmente en mezcla con policloruro de vinilo (PVC), caucho de nitrilo hidrogenado (HNBR), caucho de carboxilato-nitrilo (XNBR), caucho de carboxilato-nitrilo hidrogenado (XHNBR), caucho natural (NR), etileno-acetato de vinilo (EVA), caucho de clorosulfonilo-polietileno (CSM), caucho de silicona (VMQ, MVQ), caucho de fluor-silicona (FVMQ, MFQ), poliuretano monocomponente (PU) o una combinación o una mezcla de los

materiales anteriormente citados, estando previstas ,5 a 25 pph, especialmente 1,5 a 5 pph de una resina termoendurecible a base de acrilato como complemento de asistencia del reticulante.

4. Componente compuesto de plástico según la reivindicación 1, caracterizado por que la al menos una capa de elastómero (14) consiste en caucho de etileno-acrllato (EAM), caucho de fluorocarbono (FKM), caucho de acrilato (ACM), etileno-acetato de vlnllo (EVA), caucho de clorosulfonllo-polletlleno (CSM), polletlleno clorado (CM), caucho de clorhidrina (CO), caucho de epiclorhidrlna (ECO), caucho de pollcloropreno (CR) o una combinación o una mezcla de los materiales anteriormente citados, y por que están previstas ,5 a 15 pph, especialmente 1,5 a 5 pph de una amina actuante como reticulante.

5. Componente compuesto de plástico según la reivindicación 1, caracterizado por que la al menos una capa de elastómero consiste en caucho de fluorocarbono (FKM) y están previstas ,5 a 15 pph, especialmente 1,5 a 5 pph de un bisfenol actuante como reticulante.

6. Componente compuesto de plástico según la reivindicación 1, caracterizado por que la al menos una capa de elastómero (14) consiste en caucho de clorhidrina (CO), caucho de epiclorhidrina (ECO), caucho de policloropreno (CR) o una combinación o una mezcla de los materiales anteriormente citados y por que están previstas ,5 a 15 pph, especialmente 1,5 a 5 pph de una tiourea, un derivado de tiourea o un derivado de ditiocarbonato actuante como reticulante.

7. Componente compuesto de plástico según la reivindicación 1, caracterizado por que la al menos una capa de elastómero (14) consiste en caucho de etileno-propileno (EPM), caucho de etileno-propileno-tieno (EPDM), caucho de etileno-acrilato (EAM), caucho de fluorocarbono (FKM), caucho de acrilato (ACM), caucho de acrilonitrilo- butadieno (NBR), opcionalmente en mezcla con policloruro de vinilo (PVC), caucho de nitrilo hidrogenado (HNBR), caucho de carboxilato-nitrilo (XNBR), caucho de carboxilato-nitrilo hidrogenado (XHNBR), caucho natural (NR), etileno-acetato de vinilo (EVA), caucho de clorosulfonilo-polietileno (CSM), caucho de silicona (VMQ, MVQ), poliuretano monocomponente (PU) o una combinación o una mezcla de los materiales anteriormente citados, y por que están previstas ,5 a 15 pph, especialmente 1,5 a 5 pph de una resina fenólica actuante como complemento de asistencia del reticulante.

8. Componente compuesto de plástico según la reivindicación 1, caracterizado por que la al menos una capa de elastómero (14) consiste en un elastómero termoplástico (TPE), tal como un copolfmero de bloques de estireno/etenbuteno/estireno (SEBS) o un copolfmero de bloques de estireno/butadieno/estireno (SBS) o un elastómero termoplástico a base de poliuretano (TPU) o un polletlleno de baja densidad (LDPE) o caucho de estireno/butadieno (SBR) con una proporción de estlreno de más de 5%.

9. Componente compuesto de plástico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en la al menos una capa de elastómero (14) está Incrustado al menos un tejido o un género de punto o una estructura fibrosa (18) de tal manera que las fibras de ésta están rodeadas completamente por elastómero al menos en zonas parciales de la superficie.