專利名稱：熱固性塑料復(fù)合纖維成型件及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由以天然纖維和/或合成纖維為基的纖維材料制成的熱固性塑料復(fù)合纖維成型件，纖維通過一種熱固性塑料粘結(jié)劑粘結(jié)。
由纖維制成的成型件在汽車制造中作為諸如空氣調(diào)節(jié)吸聲部件及具有高表面強(qiáng)度和碎裂強(qiáng)度的成型件得到應(yīng)用。通常這種成型件通過擠壓造型以及同時(shí)進(jìn)行的硬化處理由酚醛樹脂復(fù)合纖維層(無紡織物)制成。
這種產(chǎn)品的缺點(diǎn)是，有時(shí)主要在溫度和濕度增加的影響下會(huì)散發(fā)出難聞的氣味，這大部分是由硬化劑(環(huán)六次甲基四胺)或者說其氨化分解產(chǎn)物導(dǎo)致的。
這一問題根據(jù)EP-A 0 254 807通過以下方法來解決，即用一種粉末狀混合物來作為粘接劑使用，該混合物由一種不會(huì)熱反應(yīng)的酚醛樹脂和一種或多種由酚醛樹脂，氨基樹脂或環(huán)氧樹脂組成的組合物的凝結(jié)產(chǎn)物構(gòu)成。盡管這樣可以避免由環(huán)六次甲基四胺產(chǎn)生的氣味，但酚醛樹脂的殘余氣味仍舊存在。
本發(fā)明的任務(wù)是制造一種熱固性塑料復(fù)合纖維成型件，其中一方面保留了酚醛樹脂復(fù)合纖維成型件的良好的力學(xué)、吸聲和燃燒技術(shù)特性，另一方面盡可能排除每一種由酚醛樹脂產(chǎn)生的氣味。
本任務(wù)的解決方案通過熱固性塑料復(fù)合纖維成型件實(shí)現(xiàn)，其中在纖維成型件的表面和/或內(nèi)部，在熱固性塑料粘結(jié)劑的預(yù)硬化和/或完全硬化過程中添加至少一種吸附劑。
尤其令人意外的是，根據(jù)熱固性塑料復(fù)合纖維成型件的生產(chǎn)過程(在壓力和溫度下)，在該生產(chǎn)過程中一般釋放足以耗盡吸附劑的吸附能力的產(chǎn)物，而吸附劑的吸附能力仍足以在纖維成型件的使用過程中事后吸附形成氣味的產(chǎn)物。
特別優(yōu)選相對(duì)于熱固性塑料粘結(jié)劑含有濃度為1到30重量份額、優(yōu)選15到20重量份額的吸附劑。
為保證粘結(jié)劑和吸附劑在生產(chǎn)過程中良好混合，有利的是吸附劑的顆粒大小與粘結(jié)劑的顆粒大小相匹配，也就是說，與粘結(jié)劑的顆粒大小的偏差不應(yīng)超過±20％。
現(xiàn)有技術(shù)中已知數(shù)種不同的材料可以作為吸附劑使用，例如硅膠，沸石或鋁硅酸鹽。然而特別優(yōu)選的吸附劑是活性炭?；钚蕴康奶赜行再|(zhì)在流動(dòng)性、活動(dòng)性或即使在熔融性上都在熱固性塑料復(fù)合纖維成型件的生產(chǎn)過程中幾乎不會(huì)引起變化。
所有可以自然硬化，或者配有硬化劑或硬化催化劑、并在高于某個(gè)特定溫度時(shí)會(huì)硬化成高聚物的樹脂都可以作為熱固性塑料粘結(jié)劑使用?？墒褂玫臉渲朽彵蕉姿岫渲h(huán)氧樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、三聚氰胺-尿素樹脂、三聚氰胺-酚醛樹脂、酚醛樹脂、和不飽和聚酯樹脂及其相應(yīng)的組合物。作為其它成分，在粘結(jié)劑中還包含按一般方式使用的硬酯酸鹽、二氧化硅，潤滑劑、內(nèi)部分離介質(zhì)和/或抗燃劑。
優(yōu)選的粘結(jié)劑是那些以酚醛樹脂和/或環(huán)氧樹脂和/或環(huán)氧-聚酯樹脂混合物為基的粘結(jié)劑，其中可以存在不同的成分。也可以使用油漆工業(yè)的殘?jiān)?、所謂的粉末油漆殘?jiān)?br> 作為以酚醛樹脂為基的粘結(jié)劑可以使用所有由苯酚化合物和醛構(gòu)成的凝結(jié)產(chǎn)物，特別是由苯酚、甲酚或二甲苯酚和甲醛構(gòu)成的凝結(jié)產(chǎn)物，更確切地說不僅可以使用可溶性酚醛樹脂，而且可以使用通常的酚醛清漆-硬化劑混合物，特別指酚醛清漆-環(huán)六次甲基四胺混合物。所使用的酚醛樹脂一般呈粉末狀。以環(huán)氧樹脂為基的粘結(jié)劑一般是由每個(gè)分子含至少兩個(gè)環(huán)氧基的環(huán)氧化物與一種硬化劑組成的粉末狀混合物。作為硬化劑優(yōu)選隱性(latent)硬化劑或者至少那種能保證在混合后和硬化時(shí)刻之間留有足夠的加工時(shí)間的硬化劑。對(duì)此例如酸酐、咪唑衍生物，但優(yōu)選例如由EP-B 0 518 908公開的酚醛清漆或金屬復(fù)合物。
吸附劑優(yōu)選與熱固性塑料粘結(jié)劑組合、也就是與其混合地加入纖維材料內(nèi)或纖維材料上。這樣就不需要附加工序?qū)⑽絼┨砑拥嚼w維成型件中。但通常也可以在纖維成型件上，將一種由吸附劑制成的混合物或者含吸附劑的混合物制成的鋪墊鋪放在未硬化的纖維成型件(半成品和/或制成品)上，由此完成在硬化過程中吸附劑的埋入。
作為纖維可以使用無機(jī)纖維，例如玻璃纖維，也可以使用有機(jī)纖維材料或任何纖維混合物。
優(yōu)選使用有機(jī)纖維如羊毛、棉花、人造羊毛、黃麻、亞麻、大麻、聚酯纖維或丙烯纖維和它們的混合物。
所使用的纖維材料中大部分可以用紡織廢料撕裂獲得。
這些纖維可以按照已知的方法(例如空氣動(dòng)力學(xué)方法，梳理過程)用相應(yīng)的粘結(jié)劑混合，并鋪設(shè)成各個(gè)纖維層(毛氈，例如梳毛機(jī)毛網(wǎng))。粘結(jié)劑與纖維材料的比例可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合變更，其范圍在10-40到90-60之間。各個(gè)纖維層或如此生產(chǎn)的纖維束(Gelege)(半成品)可以按照公知的方式按尺寸制作，并或者進(jìn)行預(yù)硬化，或者在稍后的時(shí)刻在模塑成型時(shí)完全硬化，或纖維束立即作為平面材料在高于熱固性塑料粘結(jié)劑的硬化溫度的溫度下硬化。
按照本發(fā)明的熱固性塑料復(fù)合纖維成型件的生產(chǎn)優(yōu)選采用空氣動(dòng)力學(xué)方法。在這種方法中，將已經(jīng)預(yù)先開松的纖維材料進(jìn)一步散開，被氣流抓住、運(yùn)送、并在孔篩滾筒上運(yùn)行制成毛氈。粘結(jié)劑和吸附劑可以同時(shí)和/或彼此分別呈粉末狀通過滾筒、振動(dòng)槽或者類似的配料設(shè)備撒入毛氈。在一個(gè)后置的系統(tǒng)中，通過渦流使粘接劑緊湊而均勻的分布在毛氈材料中。接著將現(xiàn)在含粘結(jié)劑的纖維產(chǎn)品在纖維幅面的橫截面上的抽吸作用下匯合到在吸入滾筒之間形成的縫隙中，并重新制成毛氈。
毛氈幅面被短暫加熱，以使熱固性塑料粘結(jié)劑熔化并固著于纖維上，但并不完全硬化。然后將毛氈幅面冷卻并成形。最終將如此生產(chǎn)的半成品在必要時(shí)在模塑成型下按已知方式進(jìn)行擠壓并硬化，此處也可以將多個(gè)這種半成品相互疊置并相互擠壓到一起并硬化。
粘結(jié)劑的硬化及由此最終纖維毛氈到非織造物的固化同樣可以采用不同的技術(shù)(熱冷壓工藝或優(yōu)選的熱壓工藝)。在熱壓工藝中，毛氈在較低的溫度下在硬化管道中預(yù)干燥/預(yù)硬化，并在隨后的熱壓過程中相應(yīng)變形。
根據(jù)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說明具體實(shí)施方式
將粘結(jié)劑BakelitePF 7077 TP(德國Bakelite股份公司產(chǎn)品)與給定劑量的活性炭(與粘結(jié)劑有關(guān))混合，將混合物撒在纖維材料上，分布到纖維毛氈中，接著在190℃下擠壓5分鐘，以使粘結(jié)劑完全硬化。然后在80℃或100℃下將該構(gòu)件退火5小時(shí)，用氣體色層分析法分析。下面給出的值是三次測(cè)量曲線的面積平均值。
由表可看出，通過添加5％的活性炭明顯降低了至少苯酚的排放。由結(jié)果可以推論，按照傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的熱固性塑料復(fù)合纖維成型件在使用過程中即使在極端的條件(熱，潮濕空氣)下也不會(huì)釋放出形成氣味的物質(zhì)。而其他的特性如力學(xué)，吸聲和燃燒特性并不會(huì)損失。
權(quán)利要求
1.由以天然纖維和/或合成纖維為基的纖維材料生產(chǎn)的熱固性塑料復(fù)合纖維成型件，這種纖維材料借助一種熱固性塑料粘結(jié)劑粘合，其特征在于，將至少一種吸附劑在熱固性塑料粘結(jié)劑的預(yù)硬化和/或完全硬化過程中埋到纖維成型件的表面上和/或內(nèi)部。
2.按權(quán)利要求1所述的熱固性塑料復(fù)合纖維成型件，其特征在于，相對(duì)于熱固性塑料粘結(jié)劑含有濃度為1到30重量份額的吸附劑。
3.按權(quán)利要求2所述的熱固性塑料復(fù)合纖維成型件，其特征在于，相對(duì)于熱固性塑料粘結(jié)劑含有濃度為15到20重量份額的吸附劑。
4.按前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的熱固性塑料復(fù)合纖維成型件，其特征在于，顆粒大小與粘結(jié)劑的顆粒大小相匹配。
5.按權(quán)利要求1所述的熱固性塑料復(fù)合纖維成型件，其特征在于，所述吸附劑是活性炭。
6.按前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的熱固性塑料復(fù)合纖維成型件，其特征在于，所述粘結(jié)劑是一種以酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂和/或環(huán)氧-聚酯樹脂混合物為基的粘結(jié)劑。
7.用于生產(chǎn)按權(quán)利要求1至6中至少一項(xiàng)所述的熱固性塑料復(fù)合纖維成型件的方法，其特征在于，將所述吸附劑在熱固性塑料復(fù)合纖維成型件的生產(chǎn)過程中埋入具有熱固性塑料粘結(jié)劑的混合物中。
8.用于生產(chǎn)按權(quán)利要求1至6中至少一項(xiàng)所述的熱固性塑料復(fù)合纖維成型件的方法，其特征在于，所述纖維成型件用空氣動(dòng)力學(xué)方法生產(chǎn)。
9.用于生產(chǎn)按權(quán)利要求1至6中至少一項(xiàng)所述的熱固性塑料復(fù)合纖維成型件的方法，其特征在于，模塑成型用熱壓工藝實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及由以天然纖維和/或合成纖維為基的纖維材料生產(chǎn)的熱固性塑料復(fù)合纖維成型件，這種纖維材料借助一種熱固性塑料粘結(jié)劑粘合。為生產(chǎn)熱固性塑料復(fù)合纖維成型件，一方面保持酚醛樹脂復(fù)合纖維成型件良好的力學(xué)、吸聲和燃燒特性，另一方面盡可能排除每一種由酚醛樹脂形成的氣味，由此提出，將至少一種吸附劑在熱固性塑料粘結(jié)劑的預(yù)硬化和/或完全硬化過程中埋到纖維成型件的表面上和/或內(nèi)部。
文檔編號(hào)D04H1/407GK101068965SQ200580023635
公開日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2005年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月15日
發(fā)明者F·J·穆勒 申請(qǐng)人:赫克西安特殊化學(xué)品有限責(zé)任公司