RU2484971C1 - Композитная металл-полимерная деталь и ее применение, в частности, в автомобильной сфере - Google Patents
Композитная металл-полимерная деталь и ее применение, в частности, в автомобильной сфере Download PDFInfo
- Publication number
- RU2484971C1 RU2484971C1 RU2011153205/05A RU2011153205A RU2484971C1 RU 2484971 C1 RU2484971 C1 RU 2484971C1 RU 2011153205/05 A RU2011153205/05 A RU 2011153205/05A RU 2011153205 A RU2011153205 A RU 2011153205A RU 2484971 C1 RU2484971 C1 RU 2484971C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymer
- composite part
- polymer film
- part according
- primer
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 35
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims abstract description 53
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 25
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 claims abstract description 5
- 150000002432 hydroperoxides Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 claims description 32
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 29
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 29
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 18
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 13
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 3
- 239000002530 phenolic antioxidant Substances 0.000 claims description 3
- 238000004049 embossing Methods 0.000 claims description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 22
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 16
- 240000005428 Pistacia lentiscus Species 0.000 description 10
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 6
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 6
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 6
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 6
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 5
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 4
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 description 3
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 3
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 3
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N ethene;prop-1-ene Chemical group C=C.CC=C HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- ZGPVUVBRTCPAPZ-UHFFFAOYSA-N 2,4-dichloro-1-[ethoxy(propylsulfanyl)phosphoryl]oxybenzene Chemical compound CCCSP(=O)(OCC)OC1=CC=C(Cl)C=C1Cl ZGPVUVBRTCPAPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 1
- RIZMRRKBZQXFOY-UHFFFAOYSA-N ethion Chemical compound CCOP(=S)(OCC)SCSP(=S)(OCC)OCC RIZMRRKBZQXFOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009778 extrusion testing Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000013521 mastic Substances 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012802 nanoclay Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003348 petrochemical agent Substances 0.000 description 1
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- AZSKHRTUXHLAHS-UHFFFAOYSA-N tris(2,4-di-tert-butylphenyl) phosphate Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1OP(=O)(OC=1C(=CC(=CC=1)C(C)(C)C)C(C)(C)C)OC1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1C(C)(C)C AZSKHRTUXHLAHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- 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
- B32B15/08—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 synthetic resin
-
- 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
- B32B15/06—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 natural rubber or synthetic rubber
-
- 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
- B32B15/18—Layered products comprising a layer of metal comprising iron or steel
-
- 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
- B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
- B32B25/02—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber with fibres or particles being present as additives in the layer
-
- 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
- B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
- B32B25/04—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising rubber as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B25/08—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising rubber as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- 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
- B32B27/08—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 synthetic resin
-
- 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
- B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
-
- 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
- B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
- B32B27/20—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
-
- 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
- B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
-
- 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
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/04—Interconnection of layers
- B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
-
- 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
- B32B2255/00—Coating on the layer surface
- B32B2255/06—Coating on the layer surface on metal layer
-
- 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
- B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
- B32B2264/10—Inorganic particles
-
- 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
- B32B2270/00—Resin or rubber layer containing a blend of at least two different polymers
-
- 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
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
-
- 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
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
- B32B2307/546—Flexural strength; Flexion stiffness
-
- 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
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/70—Other properties
- B32B2307/714—Inert, i.e. inert to chemical degradation, corrosion
-
- 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
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/70—Other properties
- B32B2307/732—Dimensional properties
- B32B2307/734—Dimensional stability
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
- Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
- Y10T156/1002—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with permanent bending or reshaping or surface deformation of self sustaining lamina
- Y10T156/1039—Surface deformation only of sandwich or lamina [e.g., embossed panels]
- Y10T156/1041—Subsequent to lamination
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31678—Of metal
- Y10T428/31692—Next to addition polymer from unsaturated monomers
- Y10T428/31696—Including polyene monomers [e.g., butadiene, etc.]
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению композитной металл-полимерной детали и ее применению в автомобильной сфере. Включает, по меньшей мере, один лист стали, имеющий покрытие из, по меньшей мере, одной полимерной пленки, полученной заранее в результате экструдирования полимерной смеси, содержащей следующие компоненты: полимер, образованный из дисперсии эластомерных глобул в полипропиленовой матрице, при этом доля эластомера в матрице является меньше чем 20 мас.% от общей массы матрицы и эластомера; первый антиоксидант из семейства фенольных антиоксидантов в количестве, большем или равном 0,2 мас.%; второй антиоксидант из семейства антиоксидантов, разлагающих гидроперекиси, в количестве, большем или равном 0,1 мас.%; армирующий наполнитель в количестве, меньшем чем 10%. Изобретение обеспечивает создание полимерной смеси, экструдированной в форме, совместимой со способом изготовления композитной детали, и композитной детали, которая выдерживает воздействие стадии нанесения гальванического покрытия. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к композитной металл-полимерной детали, к способу ее изготовления и к ее применению, в частности, в сфере автотранспортных и перевозочных средств.
Уровень техники
Композитные детали делают возможным внесение вклада в облегчение конструкций автотранспортных средств.
В частности, из патента FR 2866592 известно изготовление для этой цели детали, включающей лист стали, покрытый одной или несколькими пристающими пленками полимера, имеющими толщину, равную, по меньшей мере, 0,1 миллиметра. Данная деталь, в основном в форме рулона, должна быть способной выдерживать воздействие всех технологических стадий (погрузочно-разгрузочные работы, разрезание, изгибание, чеканка, пробивание отверстий и тому подобное).
Кроме того, данные детали должны абсолютно выдерживать прохождение через катодное нанесение гальванического покрытия и нанесение всех слоев краски на лицевую поверхность на стороне стали. Таким образом, весь способ окрашивания автотранспортного средства может быть перенесен на данный композит, как на обычную металлическую поверхность, при тех же самых красках и тех же самых толщинах и, таким образом, в конечном счете, при том же самом внешнем виде после окрашивания. Нанесение гальванического покрытия представляет собой промышленный способ окрашивания, использующийся, в частности, в промышленности изготовления автотранспортных средств, который заключается по существу в погружении детали в ванну для окрашивания, где деталь используют в качестве катода и под действием электрического тока стимулируют миграцию частиц краски в суспензии в ванне. После этого краску отверждают в печи.
Следовательно, таким образом, деталь должна быть способной выдерживать прохождение через атмосферу при температуре в диапазоне от 150 до 210°С в течение приблизительно 30 минут и не должна проявлять наличия областей усадки, текучести, ползучести или внутренних напряжений, которые могут в результате привести к растрескиванию, расщеплению, деформированию или расслаиванию между металлом и полимером. Ее термостойкость должна быть достаточно высокой для обеспечения стойкости во время проведения стадий подготовки поверхности и обработки поверхности металла и всех стадий отверждения различных слоев краски. Цикл отверждения для слоя гальванического покрытия является наиболее суровым для полимера в сопоставлении с другими циклами отверждения для слоев краски: грунтовки, покрытия основы и прозрачного покрытия.
Кроме того, изготовление данной детали должно быть совместимым с выработками технологических линий, а в частности, с выработкой технологической линии гальванизации или выработкой технологической линии нанесения покрытия, также известных под наименованием выработки технологической линии нанесения многослойного покрытия. Это предполагает наличие у полимерной пленки большой толщины (обычно 300 мкм) и ее использование в виде очень широкого рулона (обычно 1,5 м) для совместного ламинирования на лист стали при скоростях, которые могут находиться в диапазоне вплоть до 180 м/мин.
В заключение при эксплуатации автотранспортного средства деталь должна выдерживать воздействие вариаций температуры в диапазоне от -40°С до 80°С.
Из патента US 4229504 известно обращение к полимеру, содержащему от 10 до 70% неорганических наполнителей и от 30 до 90% смеси, которая образована из 50-75% полиолефина и 25-50% эластомера. Данный полимер в комбинации с облицовкой металла не проявляет ползучести во время проведения стадии нанесения гальванического покрытия. Однако высокие доли эластомера и неорганических наполнителей, необходимые для достижения сопротивления ползучести, ухудшают механические свойства полимера, такие как его жесткость и его относительное удлинение, а также препятствуют изготовлению гомогенных и очень широких пленок в результате экструдирования.
Раскрытие изобретения
Цель изобретения заключается в устранении недостатков предшествующего уровня техники в результате предложения полимерной смеси, которая может быть экструдирована в форме, совместимой со способом изготовления композитной детали, и композитной детали, которая выдерживает воздействие стадии нанесения гальванического покрытия.
С этой целью композитная деталь изобретения включает, по меньшей мере, один лист стали, имеющий покрытие из, по меньшей мере, одной полимерной пленки, полученной заранее в результате экструдирования полимерной смеси, содержащей, по меньшей мере, следующие компоненты:
- полимер, образованный из дисперсии эластомерных глобул в полипропиленовой матрице, при этом доля эластомера в матрице является меньшей чем 20% (мас.) от общей массы матрицы и эластомера,
- первый антиоксидант из семейства фенольных антиоксидантов в количестве, большем или равном 0,2% (мас.),
- второй антиоксидант из семейства антиоксидантов, разлагающих гидроперекиси, в количестве, большем или равном 0,1% (мас.),
- армирующий наполнитель в количестве, меньшем чем 10%.
Композитная деталь изобретения также обладает следующими далее необязательными характеристиками, взятыми индивидуально или в комбинации:
- доля эластомера в матрице находится в диапазоне от 8 до 20% (мас.) от общей массы матрицы и эластомера,
- первый антиоксидант присутствует в полимерной смеси в количестве 0,2%, а второй антиоксидант присутствует в полимерной смеси в количестве 0,1%,
- наполнитель представляет собой микротальк, композитная деталь дополнительно включает полимерный слой функционализованного полиолефина на нижней стороне полимерной пленки,
- полимерная пленка покрыта полимерным слоем функционализованного полиолефина,
- композитная деталь дополнительно содержит между листом стали и полимерной пленкой грунтовку, нанесенную на лист стали, и/или адгезив, нанесенный на грунтовку.
Изобретение также относится к способу изготовления композитной детали, по существу характеризующемуся тем, что он включает, по меньшей мере, одну стадию экструдирования полимерной смеси в форме пленки и одну стадию совместного ламинирования полученной полимерной пленки на лист стали, при необходимости покрытый грунтовкой и адгезивом. Полимерную смесь при необходимости соэкструдируют с полимерным слоем функционализованного полиолефина.
В заключение изобретение относится к применению описывавшейся выше композитной детали изобретения в сфере автотранспортных средств.
Применение композитной детали изобретения может также включать следующие далее необязательные характеристики, взятые индивидуально или в комбинации:
- композитную деталь профилируют в результате чеканки, штампования, гидравлического формования или формования,
- композитную деталь используют для изготовления деталей в результате литья на основание.
Во всех частях текста термин «лист стали» будет пониматься как обозначение стальной подложки, при необходимости покрытой металлическим покрытием в результате проведения гальванизации или электроосаждения и при необходимости имеющей покрытие, нанесенное в результате проведения обработки поверхности, такой как конверсионная обработка.
Лучшее понимание изобретения будет получено после прочтения следующего далее описания осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
Как к удивлению было установлено авторами заявленного изобретения, комбинация из полимера, образованного из дисперсии эластомерных глобул в полипропиленовой матрице, и небольших количеств антиоксидантов и неорганических наполнителей, таких как микротальк, делает возможным получение, с одной стороны, полимерной смеси, которая может быть экструдирована в виде очень толстой и очень широкой пленки, а с другой стороны, композитной детали, которая выдерживает воздействие стадии нанесения гальванического покрытия.
Полимерная смесь в своей основе имеет полипропиленовую матрицу, которая обеспечивает достижение наилучшего компромисса по свойствам при использовании (механическим, изолирующим и звукозаглушающим), материальным затратам и оказанию неблагоприятного воздействия на окружающую среду (уменьшение массы, уменьшение высвобождающихся летучих органических соединений). Данная матрица может быть образована только из одного полипропилена или из смеси из нескольких полипропиленов. Предпочтительным будет использование изотактического полипропилена, характеризующегося среднемассовой молярной массой, равной приблизительно 400000 г/моль, и значением индекса текучести расплава, равным приблизительно 2, что вносит свой вклад в прочность полимерной пленки при -40°С.
К данной матрице добавляют эластомер с долями в диапазоне от 8 до 20% (мас.) эластомера в полипропиленовой матрице. Данный эластомер может представлять собой, например, каучуки ЭПК (этилен/пропиленовый каучук) или ЭПДМ (терполимер этилена/пропилена/диенового мономера). Его вводят в полипропиленовую матрицу в виде дисперсной фазы, что означает гомогенное распределение эластомерных глобул в полипропиленовой матрице.
Данные эластомерные глобулы выполняют функцию концентратора напряжения, что останавливает распространение трещин. Добавление эластомера в данном случае делает возможным переход от режима хрупкого разрушения к режиму пластического разрушения.
При содержании эластомера в матрице ниже 8% (мас.) холодостойкость полимерной пленки считается недостаточной. При содержании эластомера выше 20% диспергирование эластомерных глобул в полипропиленовой матрице ухудшается, и эластомер начинает растворяться в матрице и пластифицирует ее. Указанное пластифицирование является в особенности вредным, поскольку оно в результате приводит к потере жесткости полимерной пленки.
Предпочтительным будет использовать каучук ЭПК в количестве в диапазоне от 14 до 17%, что обеспечивает наилучший компромисс между эксплуатационными характеристиками по холодостойкости полимерной пленки и качеством дисперсной фазы.
Полимерная смесь, соответствующая изобретению, подвергается воздействию трех последовательных фаз высоких термических напряжений, которые представляют собой экструдирование, стадию нанесения гальванического покрытия и фазу эксплуатации в течение всего срока службы транспортного средства. Для сведения к минимуму повреждения полимерной смеси во время проведения данных трех фаз данная смесь включает дополнительные добавки.
Во-первых, во избежание повреждения во время проведения экструдирования и стадии нанесения гальванического покрытия полимерная смесь содержит смесь из двух антиоксидантов. Первый антиоксидант относится к семейству фенольных антиоксидантов. Данный первый антиоксидант будет действовать в основном во время проведения экструдирования полимерной смеси, предотвращая окисление второго антиоксиданта.
Второй антиоксидант относится к семейству антиоксидантов, разлагающих гидроперекиси. Помимо прочего, он будет оказывать воздействие на температуростойкость полимерной пленки во время нанесения гальванического покрытия.
Отличительный признак данной смеси обуславливается синергизмом между данными двумя антиоксидантами, что делает возможным прохождение полученной полимерной пленки на основе полимера, который сам по себе не выдерживает воздействия стадии нанесения гальванического покрытия, через данную операцию без повреждения или появления областей усадки или напряжений в органической пленке, что может в результате привести к расслаиванию между металлом и полимером.
Данный синергетический эффект действует только для специфических соответствующих количеств данных двух антиоксидантов в полимерной смеси, а именно не менее 0,2% (мас.) от полимерной смеси для первого антиоксиданта и не менее 0,1% (мас.) от полимерной смеси для второго антиоксиданта.
Как продемонстрировали испытания, проведенные с одинаковыми процентными уровнями содержания в 0,1% (мас.) от полимерной смеси для обоих антиоксидантов, получающаяся в результате композитная деталь не выдерживает стадию нанесения гальванического покрытия.
В качестве первого антиоксиданта предпочтительно может быть использован пентаэритриттетракис(3-(3,5-ди(трет-бутил)-4-гидроксифенил)пропионат), продаваемый под товарными знаками Irganox® и Ethanox®.
В качестве второго антиоксиданта предпочтительно может быть использован ароматический фосфит, а говоря более конкретно, трис(2,4-ди(трет-бутил)фенил)фосфат, продаваемый под товарным знаком Ethaphos®.
Во-вторых, в ходе всего срока службы автомобиля полимер должен по возможности в меньшей степени утрачивать свои эксплуатационные характеристики. Таким образом, для данного полимера в дополнение к его температуростойкости предпочтительной является абсолютная стойкость в условиях воздействия окружающей среды: термохимическое старение (высокие температуры), термоокислительное старение (температура и кислород), химическое старение в жидкой среде (вода, химические реагенты (соль, выбросы пачкающей и коррозионно-активной грязи, бензин, масло и тому подобное)). Кроме того, также желательным является выдерживание композитом во время эксплуатации воздействия погодных изменений (от -40°С до +80°С), как это разъяснялось выше, и механических воздействий (ударов гравия, продуктовых тележек супермаркетов).
С этой целью в полимерную смесь также добавляют армирующие наполнители в количестве, меньшем чем 10% (мас.). При использовании в количестве выше 10% (мас.) наполнители оказывают неблагоприятное воздействие на относительное удлинение при разрыве полимерной пленки, а их твердость имеет тенденцию приводить к появлению отметин на поверхности профилированных композитных деталей, что придает данной поверхности качество, непригодное для использования композитной детали в секторе автотранспортных средств.
Данные наполнители позволяют, в частности, сделать возможными уменьшение количества антиоксидантов, присутствующих в полимерной смеси, при одновременном использовании преимуществ описывавшегося выше синергетического эффекта и, таким образом, избегание избыточного модифицирования свойств полимера. Наполнители увеличивают термостойкость и механическую прочность, и они придают полимерной пленке удовлетворительную ударную вязкость при -40°С, а также хорошую жесткость при +80°С.
Кроме того, наполнители вносят существенный вклад в сведение к минимуму усадки полимерной пленки во время проведения фазы нанесения гальванического покрытия. Данные наполнители выполняют функцию точек сшивания, улучшающих стабильность аморфных цепей, и концентраторов напряжения. Таким образом, они улучшают стабильность геометрических размеров полимерной пленки.
Могут быть использованы известные наполнители любого типа (неорганические, органические, металлические), например, доломит, карбонат кальция, карбонат магния, известь, кварц, нитрид бора, сульфид цинка, каолин, волластонит, диоксид титана, диоксид кремния, монтмориллонит (наноглина), стеклянная дробь, стекловолокно, углеродное волокно, тальк, слюда, технический углерод, пластинчатый графит, углеродные нанотрубки, волокно из нержавеющей стали, фосфиды металлов, полиамидное волокно и целлюлозные наполнители.
Предпочтительным является использование микроталька, который включает пластинки, имеющие размер, меньший чем микрон. Его продают, в частности, в гранулированной форме маточной смеси (при этом маточная смесь в своей основе имеет полипропилен и микротальк) в компании Multibase, Dow Corning group. Микротальк в гранулированной форме маточной смеси является выгодным в том смысле, что он делает возможным получение очень хорошей дисперсии в полимерной смеси и, таким образом, в конечном счете, очень хорошего внешнего вида поверхности. Кроме того, при содержании всего лишь от 2 до 9% (мас.) микроталька полимерная пленка сохраняет свое относительное удлинение, свой внешний вид и свою гибкость при одновременном значительном улучшении механических свойств полимерной пленки. Указанный процентный уровень содержания микроталька также облегчает экструдирование пленки в результате незначительного увеличения вязкости полимерной смеси. С другой стороны, при содержании выше 10% наполнители, которые являются очень твердыми, в результате приводят к преждевременному износу экструзионных устройств.
Кроме того, во время проведения стадии экструдирования пленки при температуре экструдирования полипропилена, по-видимому, не возникает какого-либо химического взаимодействия или несовместимости между антиоксидантами и микротальком, что может в результате привести к повреждению пленки или изменению ее полукристаллической структуры или потере ее свойств, или ее внешнего вида, или ее долговечности.
Кроме того, в сопоставлении с другими наполнителями при использовании микроталька значительно уменьшается усадка полимерной пленки во время проведения стадии нанесения гальванического покрытия. Это обуславливается тем, что данный микротальк имеет форму пластинок, которые становятся ориентированными в направлении экструдирования. Таким образом, данные пластинки более эффективно противодействуют усадке и придают последней гомогенность в двух направлениях экструдирования - поперечном и продольном.
В дополнение к этому для придания полимерной пленке проводимости и, таким образом, способности воспринимать краску (жидкую или в виде порошка), осажденную электролитически или электростатически, можно предусмотреть введение в полимерную смесь проводящих наполнителей (сферических, или пластинчатых, или иглообразных, или волокнистых).
Независимо от своего использования в секторе автотранспортных средств полимерная пленка должна оптимизированным образом приставать к листу стали.
Для этого предусматриваются проведение для листа, например, при покидании ванны гальванизации, обработки поверхности и осаждение органической грунтовки в результате нанесения покрытия (для технологической линии нанесения покрытия). Технология, использующаяся в технологических линиях нанесения покрытия для полосовой стали, заключается в нанесении на рулон противокоррозионной грунтовки. Данная органическая грунтовка, обычно с толщиной в диапазоне от 6 до 10 микронов, обеспечивает защиту металла и получение превосходной адгезии между металлическим и органическим слоями. Кроме того, данная грунтовка должна быть чрезвычайно гибкой для обеспечения профилирования композита. Грунтовки обычно представляют собой смеси на основе смолы сложного полиэфира, которая сшивается в присутствии отвердителя меламинового и/или изоцианатного типа. Данные грунтовки также содержат неорганические пигменты и ингибиторы коррозии. В контексте данного композита благоприятным является использование чрезвычайно гибкой грунтовки, в основном имеющей очень высокие молярные массы и характеризующейся чрезвычайно высокой адгезией металл/полимер. Как было установлено, вследствие протекторной роли металлического покрытия, а также вследствие не использующей хрома обработки поверхности (конверсионная обработка) и наличия грунтовки кромочная коррозия на уровне композита в значительной степени сводится к минимуму.
Данная грунтовка может быть покрыта адгезивом. Указанный адгезив также наносят на рулоны в результате нанесения покрытия, обычно с толщиной в диапазоне от 3 до 20 мкм; он должен образовать абсолютно непрерывную пленку при использовании условий промышленной технологической линии (скорость технологической линии вплоть до 180 м/мин). Данный адгезив может относиться к семейству эпоксидов, но также и к семейству сложных полиэфиров. Равным образом, его будет нужно выбирать в связи с его превосходной совместимостью с грунтовкой и полипропиленом, но, само собой разумеется, также и в связи с отсутствием у него усадки во время отверждения композита. Благодаря адгезиву улучшается адгезия между полимерной пленкой и листом стали. В качестве адгезива могут быть выбраны адгезив Morad® от компании Rohm & Haas или адгезивы с обозначениями FL200 или HL 406, которые продаются в компании Kommerling.
В альтернативном варианте, оставаясь в рамках изобретения, также можно предложить замену адгезива и/или грунтовки пристающим полимерным слоем, образованным из полиолефина, функционализованного для придания ему полярности и, таким образом, обеспечения приставания между листом стали и полимерной пленкой, при этом данный слой обеспечивает приставание полимерной пленки к листу стали. Данный пристающий слой будет либо осажден непосредственно на металл, либо будет экструдирован с полимерной смесью, соответствующей изобретению. Однако данный полимерный слой сам по себе должен выдерживать стадию нанесения гальванического покрытия и соответствовать другим требованиям, необходимым для сферы автотранспортных средств. Для этой цели предпочтительным будет выбор полипропилена, привитого малеиновым ангидридом.
Полимерную пленку предпочтительно изготавливают в соответствии с обычным способом экструдирования. Полимер, антиоксиданты и наполнители в форме гранул вводят в терморегулируемую цилиндрическую камеру, внутри контрой вращается бесконечный шнек, который замешивает гранулы и транспортирует их до экструзионной головки для получения гомогенной смеси в канале плавления. После этого экструзионная головка придает пластичной массе форму пленки, имеющей толщину, равную приблизительно 300 микрометрам, и данную пленку наносят на лист стали, при необходимости имеющий покрытие из грунтовки и в надлежащем случае из адгезива или пристающего слоя привитого полипропилена.
После этого получают композитную деталь, которую для областей применения автотранспортных средств впоследствии будут профилировать, например, в результате чеканки, и подвергать окрашиванию (фосфатирование, нанесение гальванического покрытия, осаждение и отверждение для всех слоев краски). Для детали также могут быть проведены разрезание, пробивание отверстий и сборка в результате сболчивания или сваривания с другими термопластами под действием ультразвука. Для того чтобы не вносить вклад в появление каких-либо отметин во время профилирования композита полимерная пленка будет гомогенной, имея превосходный внешний вид. В частности, необходимо отметить то, что композитной детали, соответствующей изобретению, свойственно преимущество в виде получения из термопластичной полимерной пленки, совместимой со способом литья на основание, состоящим из формования пластика поверх или вокруг детали.
Также можно придать полимерной лицевой поверхности композитной детали совместимость с адгезивами и мастиками из сектора автотранспортных средств. Это обуславливается важностью приставания к полимерной лицевой поверхности при изготовлении некоторых деталей автотранспортных средств, таких как, например, планки дверных порогов, конструкционных или полуконструкционных адгезивов, герметизирующих мастик или корректирующих мастик, которые имеют различную химическую природу, таких как эпоксидные, полиуретановые и резиновые.
Полипропиленовая матрица, использующаяся в настоящем изобретении, имеет химическую природу, которая не обеспечивает адгезию адгезивов и мастик. Для устранения данного недостатка можно либо функционализовать матрицу, либо осадить на полимерную пленку слой адгезива, совместимый, с одной стороны, с полипропиленом, а с другой стороны, с адгезивами и мастиками из сектора автотранспортных средств.
Предпочтительным будет использование слоя адгезива, содержащего полиолефин, функционализованный при использовании полярных функциональных групп, таких как в случае акрилатов и малеинового ангидрида. Данный слой адгезива может быть либо непосредственно осажден на полимерную пленку, например, в результате совместного ламинирования или нанесения покрытия, либо соэкструдирован с полимерной смесью, соответствующей изобретению. Предпочтительно он будет иметь толщину в диапазоне от 30 до 100 мкм. Предпочтительным будет использование слоя полипропилена, привитого малеиновым ангидридом, такого как Priex® 25050, что продают в компании Addcomp.
В заключение необходимо отметить одно значительное преимущество композитной детали изобретения, где данное преимущество, собственно говоря, заключается в настолько хорошей адгезии между металлом и полимером, что, таким образом, данный композит может оказаться пригодным для повторного использования; таким образом, он выдерживает воздействие шлифования и разрезания на полосы.
Для иллюстрирования изобретения были проведены испытания, которые будут описаны в качестве неограничивающих примеров.
Испытания
Модуль Юнга и относительное удлинение при разрыве измеряют в соответствии со стандартом ASTM D368 при использовании образцов для испытаний, относящихся к типу М-II и полученных из одной только полимерной пленки, при скорости испытания 50 мм/мин и при 23°С. Модуль Юнга Е должен быть большим чем 1000 МПа, а относительное удлинение при разрыве должно быть большим, чем у использующейся стали.
Адгезию полимерной пленки к листу стали оценивают при использовании стандартизованного испытания на отслаивание (IS011339). Исходя из образцов для испытаний с размерами 200 мм × 25 мм край полимерной пленки вводят в захват устройства для испытания на растяжение, с одной стороны, и край металла вводят во второй захват, с другой стороны. Усилие, необходимое для отслаивания пленки при скорости смещения захватов 100 мм/мин, свидетельствует об адгезии пленки. Адгезию пленки будут считать достаточной в случае превышения сопротивлением отслаиванию 2 даН/см. Данное испытание проводят, с одной стороны, при использовании образцов для испытаний, выдержанных при температуре окружающей среды, а с другой стороны, - образцов для испытаний, которые подвергли воздействию стадии катодного нанесения гальванического покрытия, а именно выдерживания при 175°С в течение 30 мин.
Усадку полимерной пленки во время проведения стадии нанесения гальванического покрытия оценивают в результате воздействия на стаканчик, полученный в результате чеканки из композитной детали, температуры 210°С в течение 45 мин. Из композитной детали вырезают диск, имеющий диаметр 150 мм, а после этого при использовании пуансона проводят чеканку при 25 мм/мин для достижения глубины 50 мм. По истечении 45 мин при 210°С возможную усадку пленки измеряют вручную на горловине стаканчика. Усадка полимерной пленки должна быть меньшей чем 2 мм в любой точке горловины.
Температуростойкость полимерной пленки оценивают в испытании на ползучесть, при этом композитную деталь в вертикальном положении подвергают воздействию температуры 210°С в течение 30 мин. Температуростойкость пленки будет удовлетворительной в случае отсутствия ползучести.
Холодостойкость полимерной пленки оценивают в результате воздействия на композитную деталь, выдерживаемую при -40°С, удара стальным шариком, имеющим диаметр 25 мм и массу 66,8 г и сброшенным с высоты 1 м. Диаметр области разрушения полимерной пленки в точке удара измеряют вручную. Данное испытание проводят при использовании образцов для испытаний, которые подвергли воздействию стадии катодного нанесения гальванического покрытия, а именно выдерживанию при 175°С в течение 30 мин. Разрушение пленки должно быть лимитировано очень ограниченной областью, обычно имеющей диаметр 1-2 мм.
Во время проведения испытаний на экструдирование для полимерной смеси также обращают внимание и на то, чтобы экструдирование протекало бы без образования отложений в экструзионной головке, то есть, другими словами, без образования агломератов на выходной щели головки экструдера. Смеси, у которых происходит захват материалов, образовавших отложения в экструзионной головке, отбрасываются вследствие негомогенности полученной полимерной пленки.
Во время проведения испытаний на совместное ламинирование для полимерной пленки в целях изготовления композитной детали, совместимой с технологическими линиями гальванизации и нанесения покрытия, обращают внимание также и на то, чтобы пленка могла бы быть подвергнута совместному ламинированию при скоростях, больших чем 50 м/мин.
Совместимость полимерной лицевой поверхности композитной детали с адгезивами и мастиками из сектора автотранспортных средств оценивают, проводя испытание на растяжение при использовании образца для испытаний, полученного из полосы композитной детали, соответствующей изобретению, и из полосы оголенного металла, при этом две полосы садгезивывают на части их поверхности при использовании адгезивов и мастики, представляющих те, которые используют в секторе автотранспортных средств. Адгезивы, выбранные для проведения испытания, представляют собой адгезивы с обозначениями BM1496V® (конструкционный адгезив на эпоксидной основе, продаваемый в компании Dow), RB10BV® (полуконструкционный адгезив на каучуковой основе, продаваемый в компании Revocoat) и Terostat 1159® (корректирующая мастика, продаваемая в компании Henkel). Максимальное напряжение, полученное во время испытания на растяжение, сопоставляют с тем, что получают для эталонного образца, образованного из двух полос, изготовленных из оголенного металла. Результат не должен отклоняться более чем на 30% от значения для эталонного образца.
Примеры
Характеристики нескольких полученных композитных деталей и полученные свойства суммарно представлены в таблице 1. ПП1 и ПП2 представляют собой два изотактических полипропилена, которые различаются по своему уровню содержания геля. Их продают в компании Total Petrochemicals под обозначениями РРС3650 и РРС3666 соответственно, и они уже включают каучук ЭПК.
Как было установлено, только композитные детали, соответствующие изобретению, демонстрируют требуемые технические характеристики: Это обуславливается тем, что:
- в отсутствие армирующих наполнителей (испытания №5 и 6) полимерная пленка характеризуется недостаточным модулем Юнга при 20°С и может демонстрировать значительную усадку в испытании на усадку при использовании стаканчика,
- в присутствии высоких уровней содержания наполнителей (испытания №7 и 8), в частности, наблюдаются образование отложений в экструзионной головке и неудовлетворительная ударная вязкость при -40°С,
- в случае процентного уровня содержания первого антиоксиданта, меньшего чем 0,2% (испытание №9), полимерная пленка демонстрирует ползучесть в испытании на ползучесть.
Результаты по компатибилизации для адгезивов и мастик из сектора автотранспортных средств, полученные при использовании слоя адгезива, соэкструдированного с полимерной смесью, соответствующей изобретению, суммарно представлены в таблице 2.
| Таблица 2 | |||
| № испытания | 1 | 2* | |
| Природа пристающего слоя | Эталонный вариант | Priex® 25050 | |
| Максимальное напряжение (МПа) при использовании следующих далее адгезивов и мастик | BM1496V® | 21,5 | 17,5 |
| RB10BV® | 11,7 | 14,2 | |
| Terostat 1159® | 0,5 | 0,5 | |
| (* - композитная деталь, соответствующая изобретению; НО - не оценивали) | |||
Claims (19)
1. Композитная деталь, включающая, по меньшей мере, один лист стали, имеющий покрытие из, по меньшей мере, одной полимерной пленки, полученной заранее в результате экструдирования полимерной смеси, содержащей, по меньшей мере, следующие компоненты:
- полимер, образованный из дисперсии эластомерных глобул в полипропиленовой матрице, при этом доля эластомера в матрице является меньшей, чем 20% (мас.) от общей массы матрицы и эластомера,
- первый антиоксидант из семейства фенольных антиоксидантов в количестве, большем или равном 0,2% (мас.),
- второй антиоксидант из семейства антиоксидантов, разлагающих гидроперекиси, в количестве, большем или равном 0,1% (мас.),
- армирующий наполнитель в количестве, меньшем, чем 10%.
- полимер, образованный из дисперсии эластомерных глобул в полипропиленовой матрице, при этом доля эластомера в матрице является меньшей, чем 20% (мас.) от общей массы матрицы и эластомера,
- первый антиоксидант из семейства фенольных антиоксидантов в количестве, большем или равном 0,2% (мас.),
- второй антиоксидант из семейства антиоксидантов, разлагающих гидроперекиси, в количестве, большем или равном 0,1% (мас.),
- армирующий наполнитель в количестве, меньшем, чем 10%.
2. Композитная деталь по п.1, в которой доля эластомера в матрице находится в диапазоне от 8 до 20% (мас.) от общей массы матрицы и эластомера.
3. Композитная деталь по п.1, в которой первый антиоксидант присутствует в полимерной смеси в количестве 0,2% (мас.), а второй антиоксидант присутствует в полимерной смеси в количестве 0,1% (мас.).
4. Композитная деталь по п.2, в которой первый антиоксидант присутствует в полимерной смеси в количестве 0,2% (мас.), а второй антиоксидант присутствует в полимерной смеси в количестве 0,1% (мас.).
5. Композитная деталь по любому из пп.1-4, в которой наполнитель представляет собой микротальк.
6. Композитная деталь по любому из пп.1-4, которая дополнительно включает полимерный слой функционализованного полиолефина на нижней стороне полимерной пленки.
7. Композитная деталь по п.5, которая дополнительно включает полимерный слой функционализованного полиолефина на нижней стороне полимерной пленки.
8. Композитная деталь по любому из пп.1-4, 7, в которой полимерная пленка покрыта полимерным слоем функционализованного полиолефина.
9. Композитная деталь по п.5, в которой полимерная пленка покрыта полимерным слоем функционализованного полиолефина.
10. Композитная деталь по п.6, в которой полимерная пленка покрыта полимерным слоем функционализованного полиолефина.
11. Композитная деталь по любому из пп.1-4, 7, 9, 10, которая дополнительно содержит между листом стали и полимерной пленкой грунтовку, нанесенную на лист стали, и/или адгезив, нанесенный на грунтовку.
12. Композитная деталь по п.5, которая дополнительно содержит между листом стали и полимерной пленкой грунтовку, нанесенную на лист стали, и/или адгезив, нанесенный на грунтовку.
13. Композитная деталь по п.6, которая дополнительно содержит между листом стали и полимерной пленкой грунтовку, нанесенную на лист стали, и/или адгезив, нанесенный на грунтовку.
14. Композитная деталь по п.8, которая дополнительно содержит между листом стали и полимерной пленкой грунтовку, нанесенную на лист стали, и/или адгезив, нанесенный на грунтовку.
15. Способ изготовления композитной детали по любому из пп.1-14, который включает, по меньшей мере, одну стадию экструдирования полимерной смеси в форме пленки и одну стадию совместного ламинирования полученной полимерной пленки на лист стали, при необходимости покрытый грунтовкой и адгезивом.
16. Способ по п.15, в котором для изготовления детали по любому из пп.6-10 полимерную смесь соэкструдируют с полимерным слоем функционализованного полиолефина.
17. Применение композитной детали по любому из пп.1-14 в сфере автотранспортных средств.
18. Применение по п.17, в котором упомянутая композитная деталь профилирована в результате чеканки, штампования, гидравлического формования или формования.
19. Применение по п.17 или 18 для изготовления деталей в результате литья на основание.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2009000674 | 2009-06-08 | ||
| FRPCT/FR2009/000674 | 2009-06-08 | ||
| PCT/FR2010/000418 WO2010142868A2 (fr) | 2009-06-08 | 2010-06-08 | Pièce composite à base de métal et de polymère, application notamment au domaine de l'automobile |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2484971C1 true RU2484971C1 (ru) | 2013-06-20 |
Family
ID=41165511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011153205/05A RU2484971C1 (ru) | 2009-06-08 | 2010-06-08 | Композитная металл-полимерная деталь и ее применение, в частности, в автомобильной сфере |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9950497B2 (ru) |
| EP (1) | EP2440405B1 (ru) |
| JP (1) | JP5624129B2 (ru) |
| KR (1) | KR101424324B1 (ru) |
| CN (1) | CN102458834B (ru) |
| BR (1) | BRPI1013109B1 (ru) |
| CA (1) | CA2764593C (ru) |
| ES (1) | ES2533094T3 (ru) |
| MA (1) | MA33486B1 (ru) |
| MX (1) | MX2011012777A (ru) |
| PL (1) | PL2440405T3 (ru) |
| RU (1) | RU2484971C1 (ru) |
| UA (1) | UA100825C2 (ru) |
| WO (1) | WO2010142868A2 (ru) |
| ZA (1) | ZA201108240B (ru) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA3061949A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | Dupont Polymers, Inc. | Polymer metal hybrid articles |
| KR101856499B1 (ko) * | 2017-07-07 | 2018-05-11 | 광성기업 주식회사 | 가압식 냉각수 리저버 탱크용 폴리프로필렌 수지 조성물 |
| WO2020081323A1 (en) * | 2018-10-09 | 2020-04-23 | Dupont Polymers, Inc. | Polymer metal hybrid support beams |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4229504A (en) * | 1978-07-31 | 1980-10-21 | Bethlehem Steel Corporation | Polyolefin composition having high impact resistance and high temperature flow resistance |
| SU1020253A1 (ru) * | 1982-01-04 | 1983-05-30 | Рижский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Слоистый материал |
| SU1147598A1 (ru) * | 1983-06-06 | 1985-03-30 | Гомельский Государственный Университет | Способ креплени полиамида к металлу |
| SU1579572A1 (ru) * | 1987-01-08 | 1990-07-23 | Новосибирский электротехнический институт связи | Способ получени полимерных пленок |
| RU2149102C1 (ru) * | 1995-04-13 | 2000-05-20 | Алюминум Компани оф Америка | Способ и устройство для покрытия металлической полосы и изделия из полосы |
| FR2866592A1 (fr) * | 2004-02-19 | 2005-08-26 | Usinor | Procede de fabrication d'une piece composite |
| WO2006063957A1 (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-22 | Ciba Specialty Chemicals Holding Inc. | Stabilized organic materials containing fillers |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1215943B (it) * | 1988-02-24 | 1990-02-22 | Enichem Sintesi | Composizione stabilizzante per polimeri organici. |
| US5516397A (en) * | 1992-01-17 | 1996-05-14 | Nippon Steel Corporation | Polypropylene-laminated steel sheet and production thereof |
| JP3125157B2 (ja) | 1992-03-30 | 2001-01-15 | 新日本製鐵株式会社 | 加工密着性に優れた樹脂被覆鋼板の製造方法 |
| NL9201968A (nl) * | 1992-11-11 | 1994-06-01 | Hoogovens Hylite B V | Aluminium-polypropyleen-aluminium laminaat. |
| TW307786B (ru) * | 1993-01-21 | 1997-06-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | |
| JP2989452B2 (ja) | 1993-11-09 | 1999-12-13 | 三菱重工業株式会社 | ライニング用ポリプロピレン樹脂組成物及びポリプロピレンライニング方法 |
| IT1282373B1 (it) * | 1996-01-31 | 1998-03-20 | Montell Nort America Inc | Composizione poliolefinica per il rivestimento di metalli con spruzzaggio a fiamma |
| JPH09217048A (ja) | 1996-02-08 | 1997-08-19 | Kao Corp | 感圧接着剤組成物及び情報担体用シート |
| TW440583B (en) * | 1996-08-16 | 2001-06-16 | Idemitsu Petrochemical Co | Polypropylene resin and polypropylene-based resin composition |
| GB0004043D0 (en) * | 2000-02-21 | 2000-04-12 | Borealis Polymers Oy | Polymer |
| JP4794759B2 (ja) | 2001-06-29 | 2011-10-19 | 新日本製鐵株式会社 | 鋼材被覆用フィルム及び樹脂被覆鋼材 |
| GB0413740D0 (en) * | 2004-06-19 | 2004-07-21 | Pt Polytama Propindo | Process for the production of stabilised filled polyolefins |
| TW200702377A (en) * | 2005-03-18 | 2007-01-16 | Mitsui Chemicals Inc | Propylene polymer compositions, uses thereof and processes for preparing thermoplastic polymer composition |
| JP2006290157A (ja) | 2005-04-11 | 2006-10-26 | Nisshin Steel Co Ltd | 自動車用モールディング部材 |
| CN101970568B (zh) * | 2008-01-25 | 2013-11-20 | 博里利斯股份公司 | 汽车内饰应用的低粘度附加套件 |
| US8217116B2 (en) * | 2009-07-15 | 2012-07-10 | Braskem America, Inc. | Polypropylene composition for buried structures |
-
2010
- 2010-06-08 MA MA34462A patent/MA33486B1/fr unknown
- 2010-06-08 CN CN201080025283.5A patent/CN102458834B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-06-08 KR KR1020117029812A patent/KR101424324B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2010-06-08 EP EP20100727764 patent/EP2440405B1/fr not_active Not-in-force
- 2010-06-08 PL PL10727764T patent/PL2440405T3/pl unknown
- 2010-06-08 BR BRPI1013109-4A patent/BRPI1013109B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2010-06-08 MX MX2011012777A patent/MX2011012777A/es unknown
- 2010-06-08 JP JP2012514507A patent/JP5624129B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-06-08 CA CA 2764593 patent/CA2764593C/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-06-08 RU RU2011153205/05A patent/RU2484971C1/ru active
- 2010-06-08 US US13/376,548 patent/US9950497B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-06-08 ES ES10727764.2T patent/ES2533094T3/es active Active
- 2010-06-08 UA UAA201115273A patent/UA100825C2/ru unknown
- 2010-06-08 WO PCT/FR2010/000418 patent/WO2010142868A2/fr active Application Filing
-
2011
- 2011-11-10 ZA ZA2011/08240A patent/ZA201108240B/en unknown
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4229504A (en) * | 1978-07-31 | 1980-10-21 | Bethlehem Steel Corporation | Polyolefin composition having high impact resistance and high temperature flow resistance |
| SU1020253A1 (ru) * | 1982-01-04 | 1983-05-30 | Рижский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Слоистый материал |
| SU1147598A1 (ru) * | 1983-06-06 | 1985-03-30 | Гомельский Государственный Университет | Способ креплени полиамида к металлу |
| SU1579572A1 (ru) * | 1987-01-08 | 1990-07-23 | Новосибирский электротехнический институт связи | Способ получени полимерных пленок |
| RU2149102C1 (ru) * | 1995-04-13 | 2000-05-20 | Алюминум Компани оф Америка | Способ и устройство для покрытия металлической полосы и изделия из полосы |
| FR2866592A1 (fr) * | 2004-02-19 | 2005-08-26 | Usinor | Procede de fabrication d'une piece composite |
| WO2006063957A1 (en) * | 2004-12-16 | 2006-06-22 | Ciba Specialty Chemicals Holding Inc. | Stabilized organic materials containing fillers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2533094T3 (es) | 2015-04-07 |
| US9950497B2 (en) | 2018-04-24 |
| MX2011012777A (es) | 2012-06-08 |
| KR20140014395A (ko) | 2014-02-06 |
| WO2010142868A2 (fr) | 2010-12-16 |
| PL2440405T3 (pl) | 2015-06-30 |
| CN102458834A (zh) | 2012-05-16 |
| ZA201108240B (en) | 2012-06-27 |
| CA2764593C (en) | 2014-06-03 |
| UA100825C2 (ru) | 2013-01-25 |
| EP2440405A2 (fr) | 2012-04-18 |
| BRPI1013109A2 (pt) | 2018-06-05 |
| US20120094133A1 (en) | 2012-04-19 |
| MA33486B1 (fr) | 2012-08-01 |
| BRPI1013109B1 (pt) | 2019-08-20 |
| JP5624129B2 (ja) | 2014-11-12 |
| EP2440405B1 (fr) | 2015-01-14 |
| WO2010142868A3 (fr) | 2011-05-12 |
| CA2764593A1 (en) | 2010-12-16 |
| KR101424324B1 (ko) | 2014-08-06 |
| JP2012529389A (ja) | 2012-11-22 |
| CN102458834B (zh) | 2014-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5183613A (en) | Process for the preparation of solventless, low friction, abrasion-resistant coatings for elastomeric substrates | |
| EP2130671B1 (en) | Rubber metal laminate | |
| US4997720A (en) | Thermoplastic compositions and articles made therefrom | |
| EP1622979B1 (en) | Polyester composition | |
| CN113290977B (zh) | 一种木塑包覆的金属复合型材及其生产工艺 | |
| RU2484971C1 (ru) | Композитная металл-полимерная деталь и ее применение, в частности, в автомобильной сфере | |
| EP1622980B1 (en) | Fast crystallizing polyester compositions | |
| WO2019056546A1 (zh) | 一种用于环保电镀的聚苯硫醚复合物及其制备方法 | |
| JP5167719B2 (ja) | 熱可塑性エラストマー組成物およびそれを用いるグレイジングガスケット | |
| AU627653B2 (en) | Solventless, low-friction, abrasion-resistant coatings for elastomeric substrates | |
| JP2009256551A (ja) | 熱可塑性樹脂組成物および樹脂成形体 | |
| EP0357643A4 (en) | Thermoplastic compositions and articles made therefrom | |
| KR100776325B1 (ko) | 충돌성능을 향상시키는 실란트 조성물 | |
| CN110885507A (zh) | 一种解决油漆咬底现象的复合材料 | |
| CN113246548A (zh) | 一种离子聚合物增强的木塑包覆型材 | |
| JPH0552335B2 (ru) | ||
| KR102515678B1 (ko) | 재활용 탄성체를 함유하고 방수 및 부식방지를 위한 강관 보호용 복합 피복필름 및 이를 이용한 피복 강관 | |
| JP3194813B2 (ja) | サンドイッチ樹脂成形物 | |
| KR800000690B1 (ko) | 올레핀 수지-금속 접착 구조물 | |
| JPH02183079A (ja) | 改良された窓材 | |
| JPH0994927A (ja) | 塗装された樹脂成形物を利用した多層樹脂成形物 |