BRPI0706682A2 - painel de corpo compósito reforçado para veìculos de transporte, formulação de pasta (pasta smc) de composto de moldagem de chapas, composto moldado de chapa de baixa densidade, artigo de fabricação, métodos de fabricar um artigo de fabricação, e de fabricar um smc de baixa densidade, e, processo para produzir artigos moldados de fabricação - Google Patents

Abstract

PAINEL DE CORPO COMPóSITO REFORçADO PARA VEìCULOS DE TRANSPORTE, FORMULAçãO DE PASTA (PASTA SMC) DE COMPOSTO DE MOLDAGEM DE CHAPAS, COMPOSTO MOLDADO DE CHAPA DE BAIXA DENSIDADE, ARTIGO DE FABRICAçãO, METODOS DE FABRICAR UM ARTIGO DE FABRICAçãO, E DE FABRICAR UM SMC DE BAIXA DENSIDADE, E, PROCESSO PARA PRODUZIR ARTIGOS MOLDADOS DE FABRICAçãO. A apresentação atual refere-se geralmente a formulações de resinas de compostos reforçados usados para a moldagem de painéis de corpo para veículos de transporte. Especialmente, mas não para fins de limitação, a apresentação refere-se a compostos de moldagem de compostos termocurados de baixa densidade utilizados para a produção de painéis de corpo e tendo uma densidade menor do que 1,6 g/cm^3^ e uma maciez de superficie excelente sem o uso de microesferas de vidro ocas.

Description

"PAINEL DE CORPO COMPÓSITO REFORÇADO PARA VEÍCULOS DETRANSPORTE, FORMULAÇÃO DE PASTA (PASTA SMC) DECOMPOSTO DE MOLDAGEM DE CHAPAS, COMPOSTO MOLDADODE CHAPA DE BAIXA DENSIDADE, ARTIGO DE FABRICAÇÃO,MÉTODOS DE FABRICAR UM ARTIGO DE FABRICAÇÃO, E DEFABRICAR UM SMC DE BAIXA DENSIDADE, E, PROCESSO PARAPRODUZIR ARTIGOS MOLDADOS DE FABRICAÇÃO"

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se geralmente à preparação depainéis de corpo cosméticos tendo uma qualidade de superfície classe A decompostos poliméricos de baixa densidade.

ANTECEDENTES

A informação apresentada abaixo não é considerada a comosendo da arte anterior da presente invenção, mas é apresentada somente paraauxiliar o entendimento do leitor.

Com o aumento continuado dos custos de energia, a indústriade transporte tem um forte desejo de reduzir o peso dos seus veículos paramelhorar a economia de combustível. Esta necessidade de produzir peçasmais leves do veículo tem aberto a porta para o uso de metais e polímeros debaixa densidade. Os metais poliméricos estão agora sendo utilizadosextensamente para substituir peças de aço em veículos, devido ao seu pesoleve, à habilidade de serem, moldadas em formatos complexos, i.e., aconsolidação das peças e a flexibilidade de desenho, resistência à corrosão,robustez, e resistência a danos. Especialmente, os compostos termocuradossão largamente utilizados para a preparação de painéis de corpo estruturais(internos) e cosméticos (externos). A indústria automotiva tem requisitosrigorosos para a aparência da superfície dos painéis de corpo cosméticos. Asuperfície lisa desejada geralmente é referida como uma superfície "classe A".

A qualidade da superfície (SQ) conforme medido pelo analisador de imagensde reflexão óptica a leiser (LORIA), é determinada por intermédio de trêsmedições - índice Ashland (AI), nitidez da imagem (DOI), e "Orange Pee"(OP). SMC com SQ classe A tipicamente é definido como tendo um AI < 80,um DOI > 70 (escala 0 -100), e uma OP > 7,0 (escala 0-10).

Quase todos os polímeros termocurados mostram umacontração, com base em volume, quando são curados. Em um compostotermocurado, o polimérico é reforçado por fibra (FRP), isto resultando emuma superfície irregular porque as fibras de reforço provocam picos e valesem volta dos mesmos quando a resina se contrai. Vários processos têm sidoutilizados para auxiliarem os compostos termocurados a atingirem osrequisitos rigorosos de maciez de superfície para uma superfície classe A epermitindo a formulação de compostos que atendam ou excedem a maciez daspeças metálicas, que tipicamente eram utilizadas nestas aplicações.

Um método comum utilizado para a redução da contração nacura e para melhorar a maciez da superfície, é incorporar grandes quantidadesde cargas inorgânicas, tais como carbonato de cálcio (CaCO3) na formulaçãodo composto. Tipicamente, o teor da carga da formulação seráaproximadamente igual àquela da resina com base em volume. Assim sendo,a adição da carga reduz a contração da cura de toda a composição,simplesmente porque há significativamente menos material polimérico parasofrer a contração.

Com o aumento de pressão na indústria para melhorar oconsumo de combustível, os fabricantes estão trabalhando muito duramentepara reduzir o peso dos seus veículos. Embora os FRPs sejam uma vantagemem relação à maioria dos materiais competitivos, por causa da sua densidademenor, a alta densidade das cargas inorgânicas e do reforço de fibras,tipicamente vidro, faz com que a peça seja mais pesada do que o necessário.

A maioria das cargas inorgânicas e do reforço de fibras têm uma altadensidade, comparadas com as resinas poliméricas termocuradas. Porexemplo, o carbonato de cálcio e a fibra de vidro, as cargas de reforço maiscomumente utilizadas, ambas têm uma densidade em torno de 2,7 g/cm3.Mesmo ou apesar de uma peça termocurada típica, como um poliésterinsaturado curado, ter uma densidade em torno de cerca de 1,2 g/cm , a cargae a fibra de vidro aumentam a densidade de um painel de corpo FRP até cercade 1,9 g/cm3 . A redução da densidade destas peças em 15 a 25%, enquantomantêm as outras propriedades desejáveis, poderia resultar em economias depeso significativas para o veículo.

A indústria já manifestou uma necessidade por compostos demoldagem de baixa densidade produzindo peças tendo uma qualidade desuperfície classe A. Alguns fornecedores tentaram reduzir a densidade dapeça através da substituição de uma porção das cargas inorgânicas pesadascom micro esferas de vidro ocas. Embora esta técnica reduzasignificativamente a densidade sem uma queda substancial na SQ, os painéiscosméticos moldados feitos desta forma mostram uma redução substancialnas propriedades mecânicas e na rigidez da matriz mostradas pelos compostosatuais de moldagem de alta densidade que são inaceitáveis pela indústria. Paratornar esta situação pior, o uso de micro- esferas de vidro aumentar o númerode peças defeituosas por causa da "paint popping" no momento em que umaquantidade de sistemas de alta densidade, introduzidos recentemente, estãoproduzindo peças mostrando uma redução significativa em tais defeitos.

Embora a manutenção das SQ classe A e de outraspropriedades desejadas pareça cada vez mais difícil quando a densidade dapeça é reduzida, a seguinte apresentação mostrará que as peças cosméticasmoldadas tendo uma redução de densidade de 15 a 25% podem ser obtidascom microesferas e com pouca ou nenhuma perda na SO, na parte mecânica,na rigidez da matriz ou na resistência à "paint popping".

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção enfoca os requisitos não atendidos da arteanterior através da apresentação de peças de compostos moldados de baixadensidade, fortes, rígidas, tendo uma SQ classe A e uma densidade não maiordo que cerca de 1,6 g/cm sem utilizar microesferas de vidro. Ela apresentaestas propriedades utilizando um composto de fibras reforçadas moldadasformuladas com níveis dramaticamente reduzidos de tipos de carga standard,tais como nanoargila, terra diatomácea, mica, volastenita (CaSiO3"), argila decaulim, grafite, fibra de carbono moída, fibras com base em celulose, emateriais semelhantes.

Um aspecto da presente invenção apresenta peças moldadas debaixa densidade tendo uma contração linear média, comparada com o molde,de cerca de -0,02 a + 0,15% e uma superfície "classe A". A qualidade dasuperfície (SQ), medida pelo analisador de imagem óptica refletida por leiser(LORIA), é determinada através de três medições, índice Ashland (AI),nitidez da imagem (DOI), e "Orange Peel" (OP). Para fins desta invenção, aspeças moldadas são definidas como tendo uma SQ classe A quando possuindouma AI < 85, uma DOI > 70 (escala 0 -100), e uma OP > 7,0 (escala 0-10).

Um aspecto da presente invenção apresenta painéis decompostos reforçados tendo uma densidade inferior a 1,6 g/cm . De acordocom um outro aspecto, os painéis não contêm microesferas de vidro cheias ouocas.

De acordo ainda com um outro aspecto, os painéis sãoformados de um composto moldado termocurado, o qual, quando moldado emum painel plano sem reforço, tem uma contração de cura linear média, quandocomparado com o molde frio, de - 0,1 a - 0,2%.

De acordo ainda com um outro aspecto, os painéis sãoformados de um composto moldado termocurado, o qual, quando moldado emum painel plano com reforço, tem uma contração de cura linear média,quando comparado com o molde frio, de -0,02 a +0,15%.

De acordo ainda com um outro aspecto, os painéis sãoformados de um composto moldado termocurado, o qual, quando moldado,com reforço, em um painel plano com aproximadamente 0,1 polegadas (2,54mm) de espessura em um molde altamente polido, tem uma superfície macia,conforme definido pelo índice Ashland (AI), nitidez de imagem (DOI), evalores de " Orange Peel" (OP) medidos pelo analisador de imagem ópticarefletida a leiser (LORIA), de AI < 85, DOI > 70 (escala 0 -100), e OP > 7,0(escala 0 -10).

Ainda outros aspectos e vantagens da presente invençãoficarão rapidamente aparentes para aqueles adestrados na arte a partir daseguinte descrição detalhada, onde são mostradas e descritas as realizaçõespreferidas da invenção, simplesmente para fins de ilustração da melhor formaconsiderada de se executar a invenção. Por considerações de conveniência, ainvenção é descrita em termos de painéis de corpo compósitos reforçados paraveículos de transporte. No entanto, a invenção não é limitada a painéis decorpo ou a veículos de transporte. Conforme será visto, a invenção é capaz deoutras realizações diferentes, e os seus diversos detalhes são capazes demodificações em vários aspectos óbvios, sem se afastarem da invenção.Assim sendo, a descrição deve ser considerada como ilustrativa e não denatureza restritiva.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A invenção é melhor entendida através da descrição detalhadaseguinte quando lida juntamente com o desenho anexo. São incluídos nodesenho as seguintes figuras:

A figura 1 é uma tabela descrevendo o impacto de váriascargas sobre a qualidade de superfície de peças moldadas a 300°F (149°C)das formulações de baixa densidade da invenção.

Deve-se notar, no entanto, que o desenho anexo ilustrasomente realizações típicas desta invenção e portanto não deve serconsiderado como limitando o seu escopo, porque a invenção poderá admitiroutras realizações igualmente efetivas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA REALIZAÇÃO PREFERIDA

Peças padrão de compósitos de polímeros termocurados sãoutilizadas extensamente na indústria de transporte. Tais formulações típicas decompostos contêm concentrações elevadas de cargas inorgânicas de altadensidade, i.e., cargas de CaCOs em níveis de > 180 peças por 100 peças deresinas orgânicas, para ajudar a reduzir a contração de cura da formulação.

Estes níveis elevados de carga, juntamente com o reforço de fibras,produziram painéis de compostos moldados tendo uma densidade muitomaior, i.e., >1,9 g/cm3 (g/cc), do que a densidade dos seus componentespoliméricos em torno de 1,2 g/cm3 (g/cm ).

Atualmente, existe uma forte demanda por peças cosméticasde compostos de densidade menor, resistentes, (densidade <1,6 g/cm3) comqualidade de superfície classe A da indústria de transporte. No entanto,devido aos requisitos mecânicos e técnicos da indústria, a maioria doscompostos moldados são formulados com várias resinas poliméricastermocuradas que mostram tipicamente uma contração significativa durante acura. Esta "contração pela cura" pode resultar em compostos moldados tendouma superfície muito rugoza devido à contração da resina ao redor do reforçode fibras. As técnicas atuais para a redução da contração tipicamente incluemo uso de grandes quantidades de cargas com densidade maior, comocarbonato de cálcio e argila, para produzir peças moldadas de compostoscosméticos usando, tanto uma boa resistência como uma aparência desuperfície macia. Infelizmente, estas formulações, com freqüência, contém >70% em peso de carga e reforço de fibra com densidade maior e tendo umadensidade >1,9 g/cm3.

O aumento constante nos preços de combustíveis e anecessidade para a redução da geração de "gases de estufa", i.e., dióxido decarbono (CO2), fez com que a eficiência melhorada de energia vista emveículos mais leves que utilizam peças de compostos com densidade menor,sejam altamente desejáveis. No entanto, a economia de peso conseguida comtais peças com densidade menor não têm utilidade se for perdida a resistênciaelevada, a rigidez (i.e., rachaduras e resistência à sustentação da tinta), ou boaaparência de superfície, tipicamente encontrada nos compostos de classe Acom densidade maior. Por exemplo, é bem conhecido que substituindo umaporção das cargas com alta densidade por microesferas de vidro ocas, istopode reduzir significativamente a densidade, ao mesmo tempo mantendo aSQ. No entanto, as microesferas de vidro são inaceitáveis em utilizaçõescosméticas da classe A porque elas reduzem a resistência do composto, arigidez, e a resistência à sustentação da tinta e fazem com que o reparo dedefeitos de pintura sejam quase que impossíveis.

E também bem conhecido que as propriedades mecânicas daspeças moldadas de compostos termocurados são altamente dependentes donível e do tipo do seu reforço de fibras. Como a manutenção da resistência eda rigidez requeridas deixa pouca flexibilidade para o ajuste do nível e do tipode reforço de fibra, a formulação de compostos cosméticos aceitáveis dedensidade menor parece dependente da redução dramática do nível de cargas,sem alterar significativamente as suas propriedades desejadas. A avaliaçãodas formulações com densidade menor mostrou que simplesmente reduzindo-se o nível de CaCO3 usado nos sistemas standard não produzirá uma peçamoldada aceitável de baixa densidade da classe A. Ao contrário, é requerida areformulação completa da resina e a substituição de CaCO3 por uma misturade cargas com área superficial elevada para se conseguir os objetivos acima.

Uma metodologia preferida para a determinação da qualidadeda superfície é através do uso de um analisador de imagens ópticas refletidaspor leiser, i.e. LORIA, conforme apresentado por Hupp (US 4.853.777) o teorintegral da qual é especificamente incorporado como referência para todos osfins. A qualidade de superfície (SQ), conforme medido pelo LORIA, édeterminada através de três medições - índice Ashland (AI), nitidez daimagem (DOI), e "Orange Peel" (OP). SMC com SQ classe A tipicamente édefinida como tendo uma AI < 85, uma DOI > 70 (escala O -100), e uma OP >7,0 (escala 0-10).

Um exemplo de uma formulação de moldagem de compostotermocurado convencional "endurecido" poderia ter a seguinte composiçãoaproximada: 39 g de uma resina poliéster insaturada (UPE) endurecida,altamente reativa; 14 g de um aditivo de baixo perfil termoplástico (LPA), 3-4 g de modificador de impacto de borracha termoplástica; 40 - 45 g demonômero vinílico reativo, i.e., monômero de estireno; e 190 - 200 g de cargaCaCOs; 9 - 10 g de espessante de óxido de magnésio; 4 - 5 g de liberador domolde; 1,5 g de iniciador de radical livre de butil perbenzoato terciário; e 0,05g de um "ativador", i.e. cobalto, para acelerar a geração de radicais livres peloreferido iniciador. Tais formulações convencionais de moldagem tipicamentetêm uma densidade de > 1,9 g/cm3.

A presente invenção é projetada para produzir uma formulaçãode moldagem para moldar peças cosméticas tendo uma densidade de 1,45 a1,6 g/cm3, ao mesmo tempo mantendo as propriedades mecânicas, rigidez,resistência à sustentação da tinta e uma SQ classe A de peças com densidademaior. Uma composição moldada de densidade menor, poderá ser compostade 38 - 40 g de uma resina poliéster insaturada (UPE) endurecida, altamentereativa; 14 g de um aditivo de baixo perfil termoplástico (LPA), 3 - 4 g demodificador de impacto de borracha termoplástica; 40 - 45 g de monômerovinílico reativo, i.e. monômero de estireno; 35 - 65 g de carga misturada; 9-10g de espessante de óxido de magnésio; 4-5 g de liberador de molde; 1,5 - 1,7 gde iniciador de radical livre; e 0,05 g de um "ativador", i.e. cobalto, paraacelerar a geração de radicais livres pelo referido iniciador. A carga misturadapoderá incluir tipos de cargas, tais como nanoargila (argilas tratadasorganicamente que são delaminadas em nanoplaquetas quando submetidas aestiramento durante a mistura), terra diatomácea, mica, volastonita (CaSiO3),argila de caulim, grafite, fibra de carbono moída, cargas com base emcelulose e materiais semelhantes.

Um pacote típico de carga para composto moldado de baixadensidade poderá incluir 1 - 6 g de nanoargila, O - 20 g de terra diatomácea, 0a 25 g de mica, 0 a 25 g de volastonita, e/ou 0 a 60 g de argila de caulim,CaC03, grafite, fibra de carbono moída, ou orgânico celulósico. Combinaçõesdestas cargas tipicamente totalizarão 35 a 65 g por 100 g de resinas orgânicase monômeros reativos. Os níveis de carga na extremidade mais elevada dafaixa tendem a produzir propriedades mecânicas e SQ melhores, no entanto,elas aumentam a densidade e podem aumentar a viscosidade da formulação efazer com que a preparação do composto moldado seja mais difícil. Aviscosidade da pasta de resina cheia tipicamente é mantida entre 15.000 e35.000 cps para assegurar a secagem apropriada do reforço de fibra antes damoldagem.

As formulações de pasta de composto de moldagem de chapas(pasta SMC) e os compostos de moldagem de chapas reforçadas (SMC)adequados para fins da presente invenção foram descritos como as aplicaçõesco-pendentes de número 11/124.356; 11/124.294; e 11/124.354, os teores dasquais são incorporados aqui como referência nas suas integridades respectivaspara todos os fins. As formulações de pasta SMC são compostas pelo menosde uma resina termocurada, conforme descrito na solicitação co-pendente11/124.356; pelo menos um monômero etilenicamente insaturado, conformedescrito na solicitação co-pendente 11/124.356; pelo menos um aditivo comperfil baixo, conforme descrito a na solicitação co-pendente 11/124.356; umacomposição de carga de nanoargila, conforme descrito na solicitação co-pendente 11/124.356. Um aspecto da presente invenção mostra que a pastaSMC não contém microesferas de vidro com recheio ou ocas. Um outroaspecto da invenção mostra que a pasta SMC tem uma densidade menor doque cerca de 1,25 g/cm3.

Em aspectos preferidos, a resina termocurada é uma resinapoliéster insaturada com alongamento elevado, endurecida, conforme descritona solicitação co-pendente 11/124.356. De preferência, as resinas de poliésterinsaturadas de alongamento elevado, endurecidas, não limitantes, sãocompostas de um maleato de polietileno glicol UPE modificado com pelomenos um substituinte escolhido do grupo consistindo de ácidos dibásicosaromáticos, ácidos dibásicos alifáticos, glicóis tendo 2 a 8 carbonos, emisturas dos mesmos.

De acordo com aspectos preferidos alternativos, a resinatermocurada é composta de cerca de 10% em mols a cerca de 40% em molsde resina poliéster de glicol maleico, modificada por ftalato, e de cerca de60% em mols a cerca de 90% em mols de uma resina poliéster de glicolmaleico conforme descrito na solicitação co-pendente a 11/124.354.

De acordo com aspectos preferidos, as formulações de pastaSMG são ainda compostas de um monômero reativo alternativo consistindode um monômero multietilenicamente insaturado, aromático, conformedescrito na solicitação co-pendente 11/124.294. Um monômero alternativoreativo, preferido, mas não limitante, é divinilbenzeno.

As formulações de pasta SMC adequadas para fins da presenteinvenção poderão ainda ser compostas de uma carga mineral de reforço,conforme descrito na solicitação co- pendente 11/124.356. De preferência, ascargas minerais não limitantes, incluem mica, volastonita, e misturas dosmesmos.

As formulações de pasta SMC adequadas para fins da presenteinvenção poderão ainda ser compostas de uma carga orgânica, conformedescrito na solicitação co-pendente 11/124.356. São preferidas as cargasorgânicas, incluindo grafite, as fibras de carbono moídas, celulósicas,polímeros, e misturas dos mesmos não limitantes, e misturas dos mesmos.Monômeros etilenicamente insaturados adequados para fins dapresente invenção foram descritos na solicitação co-pendente 11/124.356. Osmonômeros etilenicamente insaturados adequados incluem, mas não sãolimitados a: acrilatos, metacrilatos, metacrilato de metila, 2-etilexil acrilato,estireno e divinil-benzeno e estirenos substituídos, acrilatos multifuncionais,etileno glicol dimetacrilato, trimetilol propanotriacrilato, e misturas dosmesmos. Um monômero etilenicamente insaturado preferido é o estireno.

Aditivos adequados de perfil baixo são resinas termoplásticas,conforme descrito na solicitação co- pendente 11/124.356. As resinastermoplásticas de baixo perfil incluem, mas não são limitadas a poliéstersaturado, poliuretano, acetato de polivinila, polimetilmetacrilato, poliestireno,poliéster estendida por epóxi, e misturas dos mesmos.

As formulações de pasta SMC poderão ainda ser compostas deum intensificador de LPA conforme descrito na solicitação co- pendente11/124.356.

As formulações de pasta SMC poderão ainda ser compostas deum modificador de impacto de borracha conforme descrito na solicitação co-pendente 11/124.356.

As formulações de pasta SMC poderão ainda ser compostaspelo menos de um componente auxiliar escolhido do grupo consistindo decargas minerais, cargas orgânicas, monômeros auxiliares, modificadores deimpacto de borracha, endurecedores de resina, iniciadores orgânicos,estabilizantes, espessantes de inibidor, promotores de cobalto, agentesnucleantes, lubrificantes, opacificantes, extensores de cadeia, corantes,agentes de liberação de molde, agentes antiestáticos, pigmentos, retardantesde fogo, e misturas dos mesmos, conforme descrito na solicitação co-pendente 11/124.356.

Os compostos moldados de chapas de baixa densidade (SMC)adequados para fins da presente invenção foram descritos nas solicitações co-pendentes 11/124.356; 11/124.294; e na 11/124.374. Resumidamente, oscompostos moldados de chapas de baixa densidade adequados para fins dapresente invenção são compostos de um material fibroso para fiação e umapasta SMC conforme descrito acima. A SMC adequada tem densidadesmenores do que cerca de 1,6 g/cm3. A SMC da presente invenção não contémmicroesferas de vidro.

Aspectos da presente invenção produzem artigos de fabricaçãocompostos de SMC e/ou pastas de SMC de baixa densidade, conformedescrito acima.

Aspectos da invenção apresentam métodos de fabricação deum artigo de fabricação. Os métodos da invenção incluem pelo menos oaquecimento sob pressão da SMC e/ou pasta de SMC de baixa densidadedescritas acima.

Em um aspecto, é apresentado um método de produção de umaSMC de baixa densidade. O método é composto da formação de um compostode nanoargila in situ em uma mistura não curada de resina-monômero e a curada referida mistura, onde a referida peça moldada de SMG tem umadensidade menor do que cerca de 1,6 g/cm3.

Aspectos da invenção também apresentam um processo para aprodução de peças para veículos e a construção de compostos moldados tendouma densidade menor do que 1,6 g/cm3. O processo é composto da mistura deuma resina de poliéster termocurada insaturada, um monômeroolefinicamente insaturado capaz de copolimerização com a resina de poliésterinsaturada, um aditivo termoplástico de baixo perfil, um iniciador de radicallivre, um agente de espessamento de óxido ou hidróxido alcalino terroso, umacomposição de carga de composto de nanoargila; formando uma pasta; aaplicação da referida pasta no filme veículo acima e abaixo de um leito defiação, formando uma chapa moldada; o envelopamento da chapa no filmeveículo; a consolidação da chapa; a maturação da chapa até ser obtida umaviscosidade de moldagem maturada de 3 milhões a 70 milhões de centipoisese a chapa ser não pegajosa, liberando a chapa do filme veículo; a moldagempor compressão da chapa em uma peça em um molde aquecido sob pressãoatravés do que ocorre um fluxo uniforme de resina, de carga, e vidro para foradas beiradas da peça; e a remoção da peça moldada.

Em aspectos preferidos do processo, as peças são formadasmoldando-se sob pressão de 200 psi a 1400 psi (1379 a 9653 kPa) e mais depreferência, de 400 psi a 800 psi (2758 a 5516 kPa). Em aspectos preferidosdo processo, as peças são formadas por moldagem em uma temperatura de250°F a 315°F (121 a 157°C), mais de preferência, de 270°F a 290°F (132 a143°C), e mais de preferência, de 275°F a 285°F (135 a 140°C).

De acordo com o método, a pasta de SMC e/ou as formulaçõesde SMC são colocadas sobre a superfície de um molde altamente polido etransformado sob calor e pressão em um painel plano com aproximadamente0,1 polegadas (2,54 mm) de espessura. A pasta SMC e/ou as formulações deSMC não contêm microesferas de vidro. O painel resultante tem uma maciezde superfície, conforme definido pelo índice Ashland (AI), nitidez de imagem(DOI), e valores de "Orange Peel" (OP) medidos pelo analisador de imagemóptica refletida a leiser (LORIA), de AI < 85, DOI > 70 (escala 0 - 100), e OP> 7,0 (escala 0 - 10). De preferência, a peça moldada tem uma qualidade demaciez de superfície menor do que um índice do analisador LORIA Ashlandde 75. A maciez da superfície é uma função da superfície do molde no qual apasta SMC é prensada. Na definição acima, um molde altamente polidorefere-se a um molde que foi polido com um acabamento de espelho.Conforme é entendido na indústria, o acabamento de espelho refere-se a um"acabamento #8", o acabamento mais refletor comumente produzido em umachapa, também conhecido como de espelho ou polido. Ele é produzidopolindo-se com abrasivos finos em seqüência, e então polindo-se comcompostos de polimento muito finos ou ruges. A superfície é essencialmenteisenta de riscos das operações preliminares de polimento, apesar de, em certosângulos, alguns poderem ainda ser visíveis.

A invenção é ilustrada com um exemplo. As formulações depasta de resina sem reforço foram curadas e avaliadas em relação à "contraçãolinear" com as melhores sendo misturadas com reforço de fibra e sendomoldadas em painéis reforçados planos de 12 polegadas/12 polegadas (30,48cm/30,48 cm) com cerca de 0,1 polegadas (0,254 cm) de espessura. Ospainéis foram testados em relação à densidade, aparência da superfície eresistência mecânica. A aparência da superfície foi analisada utilizando-se umanalisador de superfície LORIA para medir o índice Ashland para "long termwaviness" e nitidez de imagem (DOI) e "Orange Peel" (OP) para a distorçãoda superfície a "curto prazo".

Os dados da tabela 1 mostram as formulações contendonanoargila mais um nível de carga reduzido requerido para produzir umadensidade menor, 1,5-1,6 g/cm , de painéis moldados. Notar o nível de cargareduzido requerido para produzir uma densidade menor, 1,5 - 1,6 g/cm , depainéis moldados. Notar o excelente SQ geral do controle (aproximadamente1,9 g/cm). Os dados para as formulações TLM-I a TLM-8 mostramclaramente que a obtenção de uma densidade inferior de SMC com SQaceitável não é simplesmente um assunto de redução do nível de CaCOs. Defato, eles mostram a necessidade de se utilizar uma mistura de cargas tendoformatos e área superficial diferentes, para preparar um painel moldadoaceitável. Os dados também mostram que uma mistura correta de cargas é achave. Notar que o TLM-5 e o TLM-7, que contêm CaC03, mostram umacontração significativamente maior e uma SQ reduzida, em comparação coma TLM-6 e a TLM-8 onde a argila é o componente da terceira carga.

Deve-se notar que a contração da cura pode sersignificativamente reduzida utilizando-se níveis mais elevados de cargasaltamente estruturadas, tais como nanoargila, volastonita, mica, e terradiatomácea. No entanto, os níveis aumentados de tais cargas provocam umgrande aumento na viscosidade da pasta de resina e produzem uma secagempobre da fibra quando se prepara um composto moldado reforçado. Asecagem pobre da fibra provoca muitos problemas quando a peça é moldada,incluindo uma SQ pobre, propriedades físicas reduzidas, delaminação e aformação de bolhas.

INCORPORAÇÃO POR REFERÊNCIA

Todas a as publicações, patentes, e publicações de solicitaçõesde patente previamente concedidas citadas nesta especificação sãoincorporadas aqui como referência, e para qualquer e todos os fins, como secada publicação ou solicitação de patente individual fosse especificamente eindividualmente indicada como sendo incorporada como referência.Especialmente, as solicitações co-pendentes 11/124.356:11/124.294; e11/124.354 são especificamente incorporadas como referência. No caso deinconsistências, prevalecerá a apresentação atual.

Claims (28)

1. Painel de corpo compósito reforçado para veículos detransporte, caracterizado pelo fato de compreender:um composto de moldagem termocurado, o qual, quandomoldado, com reforço em um painel plano com aproximadamente 0,1polegadas (2,54 mm) de espessura sobre um molde altamente polido, tem umamaciez de superfície, conforme definido pelo índice Ashland (AI), nitidez deimagem (DOI), e valores de "Orange Peel" (OP) medidos pelo analisador deimagem óptica refletida a leiser (LORIA), de AI < 85, DOI > 70 (escala 0 -- 100), e OP > 70 (escala 0 - 10); onde o referido painel tem uma densidadeinferior a 1,6 g/cm3, sem micro esferas de vidro ocas; eonde o referido painel não é composto de micro esferas devidro.

2. Painel de corpo compósito reforçado para veículos detransporte, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato decompreender um composto moldado termocurado, o qual, quando moldadoem um painel plano sem reforço, tem uma contração de cura linear média,quando comparado com o molde frio, de -0,1 a +0,2%.

3. Painel de corpo compósito reforçado para veículos detransporte, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato decompreender um composto moldado termocurado, o qual, quando moldadoem um painel plano com reforço, tem uma contração de cura linear, quandocomparado com o molde frio, de -0,02 a +0,15%.

4. Formulação de pasta (pasta SMC) de composto demoldagem de chapas, caracterizada pelo fato de compreender:uma resina termocurada,um monômero etilenicamente insaturado;um aditivo de perfil baixo;uma composição de carga de nanoargila;onde a referida pasta SMC não contém micro esferas de vidro;eonde a referida pasta SMC tem uma densidade menor do quecerca de 1,25 g/cm3.

5. Formulação de pasta SMC, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato de ainda compreender uma carga mineral dereforço.

6. Formulação de pasta SMC, de acordo com a reivindicação-2, caracterizada pelo fato da referida carga mineral ser escolhida do grupoconsistindo de mica, volastonita, e misturas dos mesmos.

7. Formulação de pasta SMC, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato de ainda compreender uma carga orgânica escolhidado grupo consistindo de grafite, fibra de carbono moída, celulósicos,polímeros, e misturas dos mesmos.

8. Formulação de pasta SMC, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato da referida resina termocurada ser uma resina depoliéster insaturada com alongamento elevado, endurecida.

9. Formulação de pasta SMC, de acordo com a reivindicação-6, caracterizada pelo fato da referida UPE de alongamento elevado,endurecida, compreender um maleato de polietileno glicol UPE modificadocom pelo menos um substituinte escolhido do grupo consistindo de ácidosdibásicos aromáticos, ácidos dibásicos alifáticos, glicóis tendo 2 a S carbonos,e misturas dos mesmos.

10. Formulação da pasta SMC, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato do referido monômero etilenicamente insaturado serescolhido do grupo consistindo de acrilato, metacrilatos, metacrilato demetila, acrilato de 2-etilexila, estireno, divinil benzeno e estirenossubstituídos, acrilatos multifuncionais, etileno glicol dimetacrilato, trimetilolpropanotriacrilato, e misturas dos mesmos.

11. Formulação de pasta SMC, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato do monômero preferido etilenicamente insaturadoser estireno.

12. Formulação de pasta SMG5 de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do referido aditivo de baixo perfil ser uma resinatermoplástica.

13. Formulação de pasta SMC, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato da referida resina termoplástica de baixo perfil serescolhida do grupo consistindo de poliéster saturado, poliuretano, acetato depolivinila, poliacrilatos, polimetacrilatos, poliestireno, poliéster estendido porepóxi, e misturas dos mesmos.

14. Formulação de pasta SMC, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de ser adicionalmente composta de umintensificador de LPA.

15. Formulação de pasta SMC, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender ainda um modificador de impactode borracha.

16. Formulação de pasta SMC, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender ainda um monômero reativoalternativo composto de um monômero aromático, multietilenicamenteinsaturado.

17. Formulação de pasta SMC, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato da referida resina compreender:de cerca de 10% em mols a cerca de 40% em mols de resina depoliéster glicol maleico modificada por ftalato; ede cerca de 60% em mols a cerca de 90% em mols de resina depoliéster glicol maleico.

18. Formulação de pasta SMC, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente pelo menos umaditivo escolhido do grupo consistindo de iniciadores orgânicos,estabilizantes, inibidor, espessante, promotores de cobalto, agentesnucleantes, lubrificantes, plastificantes, extensores de cadeia, corantes,agentes de liberação de molde, agentes antiestáticos, pigmentos, retardantesde chama, e misturas dos mesmos.

19. Composto moldado de chapa de baixa densidade (SMC),caracterizado pelo fato de compreender:um material de fiação fibroso; e a pasta de SMC comodefinido na reivindicação 1, onde a referida 5MG tem uma densidade menordo que cerca de 1,6 g/cm3.

20. Artigo de fabricação, caracterizado pelo fato decompreender SMC de baixa densidade como definida na reivindicação 14.

21. Artigo de fabricação, de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato do referido artigo ter uma qualidade de superfícieclasse A.

22. Método para fabricar um artigo de fabricação,caracterizado pelo fato de compreender o aquecimento sob pressão do SMCde baixa densidade como definido na reivindicação 14.

23. Método para fabricar um SMC de baixa densidade, deacordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de compreender aindafornecimento de componentes auxiliares escolhidos do grupo consistindo decargas minerais, cargas orgânicas, monômeros auxiliares, modificadores deimpacto de borracha, endurecedores de resina, iniciadores orgânicos,estabilizantes, inibidor, espessante, promotores de cobalto, agentesnucleantes, lubrificantes, plastificantes, extensores de cadeia, colorantes,agentes de liberação de molde, agentes antiestáticos, pigmentos, retardantesde chama, e misturas dos mesmos.

24. Método para fabricar um SMC de baixa densidade,caracterizado pelo fato de compreender formação de um compósito denanoargila in situ dentro de uma mistura de resina-monômero não curada, ecurando-se a referida mistura, onde a referida peça moldada de SMC tem umadensidade menor do que cerca de 1,6 g/cm3.

25. Processo para produzir artigos moldados de fabricação,tendo uma densidade menor do que 1,6 g por cm3, caracterizado pelo fato deser composto de:mistura de resina termocurada insaturada de poliéster, ummonômero olefinicamente insaturado capaz de copolimerização com a resinade poliéster insaturada, um aditivo termoplástico de baixo perfil, um iniciadorde radical livre, um óxido alcalino terroso ou um agente de espessamento dehidróxido, e uma composição de carga de um composto de nanoargila;formando uma pasta;a dispensação da referida pasta sobre um filme veículo acima eabaixo de um leito de fiação, formando uma chapa moldada;o envelopamento da referida chapa no filme veículo; aconsolidação da referida chapa;a maturação da referida chapa até ser obtida uma viscosidadede moldagem maturada de 3 milhões a 70 milhões de centipoises e a referidachapa ser não pegajosa, sendo liberada a referida chapa do referido filmeveículo.a moldagem por compressão da referida chapa em uma peçaem um molde aquecido sob pressão, através do que, ocorre um fluxo uniformede resina, carga e vidro, para fora das beiradas da referida peça; e a remoçãoda referida peça moldada.

26. Processo para produzir artigos moldados de fabricação, deacordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato da referida pressão demoldagem para a peça ser de 200 psi a 1400 psi (1379 a 9653 kPa); depreferência, de 400 psi a 800 psi (2758 a 5516 kPa).

27. Processo para fabricar artigos moldados de fabricação, deacordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato da referidatemperatura de moldagem para a peça ser de 25 O0F a315°F(121 a 157°C); depreferência, de 270°F a 290°F (132 a 143°C); e mais de preferência, de 275°Fa 285°F (135 a 140°C).

28. Processo para produzir artigos moldados de fabricação, deacordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato da referida peçamoldada ter uma qualidade de maciez de superfície menor do que um índicedo analisador Ashland LORIA de 100.