CH473211A - Ausbesserungsstreifen für beschädigte Oberflächen - Google Patents

Description

  



  Ausbesserungsstreifen für beschädigte Oberflächen
Gegenstand der Erfindung ist ein Ausbesserungsstreifen für beschädigte Oberflächen, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass er eine durch UV-Licht härtbare Unterlage aufweist, welche durch ein abtrennbares Blatt gestützt wird und auf der anderen Oberfläche mit einer für UV-Licht durchlässigen Folie bedeckt ist, wobei die Unterlage aus einem Gewebe besteht, das mit einer klebrigen Masse mit einer Viskosität zwischen 800 und 1500 Cps bei 1150 C und nicht kleiner als 200 000 Cps bei   24     C imprägniert und leicht überzogen ist, die aus 125 Gew.-Teilen eines ungesättigten Polyesters mit einem Nichtsättigungs-Wert von 0,002 bis 0,003 Mol Wasserstoff/g,

   4 bis 10 Gew.-Teilen eines Phenoxyharzes oder Polyvinylformalharzes und 2 bis 3 Gew.-Teilen eines aromatischen Acyloins als Photopolymerisationskatalysator besteht.



   Der Ausbesserungsstreifen dieser Erfindung ist besonders geeignet für die vorübergehende Reparatur von Kraftfahrzeugflächen, z. B. für die Karosserieteile von Lastwagen. Der Streifen wird zweckmässig in Schutzhüllen geliefert, so dass er in dem Fahrzeug aufbewahrt werden kann, um jederzeit für eine Notreparatur zur Hand zu sein. Wenn er aus der Schutzhülle entfernt und an Ort und Stelle gegen die gereinigte Stelle gepresst wird, haftet der Streifen fest an und verbleibt in dieser Stellung, selbst wenn er nachfolgendem Stossen und anderen Kräften ausgesetzt ist. Bei dauernder Einwirkung von Sonnenlicht im Freien härtet er bald durch und verfestigt sich unter Bildung einer dauerhaften Reparaturstelle.



   Typisch für die Verwendbarkeit des erfindungsgemässen Streifens ist das Verschliessen von Löchern oder Sprüngen, die in den Metallflächen der Karosserien von Ueberlandfahrzeugen auftreten. Nach der bisherigen Praxis war es notwendig, wenn ein Loch oder ein Sprung, der Regenwasser eindringen liess, in der Fahrzeugkarosserie entdeckt wurde, das Lastfahrzeug zu entladen und es einer Reparaturwerkstatt zuzuführen, wo eine neue Platte eingesetzt oder ein Flickstück angebracht wurde und zwar durch Vernieten oder, im Falle von Fiberglasflächen, durch Härtung unter Wärme und Druck. Durch die vorliegende Erfindung ist es nunmehr möglich, die Reparatur derartiger Metall- oder Fiberglasflächen während jedes zwischenzeitlichen Aufenthalts durchzuführen. Der Reparaturbereich wird zuerst gereinigt, z.

   B. durch Abwischen mit einem benzingetränkten Lappen, und der Streifen wird mit der Hand an die betreffende Stelle gepresst. Sodann ist das Fahrzeug zur Weiterfahrt fertig. Unter der nachfolgenden Sonnenlichteinwirkung härtet der Streifen bald und verfestigt sich, wobei eine feste zähe dauerhaft gebundene Reparaturstelle gebildet wird.



   Die Polymerisation von äthylenisch ungesättigten Harzmassen unter dem Einfluss von UV-Strahlung ist bereits beschrieben worden, z. B. in der USA-Patentschrift 2 367 661, wobei Benzoin oder andere aromatische Acyloine als Photopolymerisationskatalysatoren für Methylmetacrylat und ähnliche Monomeren in Form von klaren Flüssigkeiten oder schweren   Teig-    oder Kitt-ähnlichen Massen aufgezeigt werden. Zu den gebräuchlicheren Massnahmen zur Induzierung der Polymerisation derartiger harzbildender Materialien gehört das Erhitzen in Gegenwart organischer Peroxyde,   vgl.    die kanadische Patentschrift 485 856. Hier werden die nicht klebrigen vorgeformten Teile unter Wärme und Druck, die mit erhitzten Platten ausgeübt werden, gehärtet, um starre dichte harzartige Schichtgebilde zu erzeugen.

   Die relativ niedrigviskosen fliessfähigen Polyesterharzmassen, aus denen sich die vorgeformten Teile hauptsächlich zusammensetzen, werden, wenn man sie zuerst erhitzt, am Abfliessen gehindert, indem wesentliche Mengen eines Polyvinylformalharzes einverleibt werden. 



   Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung geht aus dem nachfolgenden Beispiel hervor, wobei sich alle Anteilmengen, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht beziehen.



   Beispiel:
Eine harzartige Masse wird hergestellt durch Vermischen der folgenden Bestandteile.



   Teile a) Polyester aus Maleinsäureanhydrid, Isophthalsäure- und Propylenglykol in einem Molverhältnis von   1:1,75 : 2,97    mit einer Säurezahl von 27, einem Molekulargewicht von 1760 und einem Nichtsättigungswert von   0,00138,    wie das unter der Handelsbezeichnung  Co-Resin No   2     erhältliche Material. 75 b) Polyester aus Maleinsäureanhydrid, Adipinsäure, o-Phthalsäure und Diäthylenglykol, mit einer Säurezahl von 26, einem Molekulargewicht von 2030 und einem Nichtsättigungswert von   0,00110,    wie das unter der Handelsbezeichnung    Co.    Resin No 3  erhältliche Material.

   25 c) Diallylphthalat 25 d) festes Phenoxyharz mit einem Molekulargewicht von etwa 30 000, wie das unter der Handelsbezeichnung  Phenoxy   8080     erhältliche Material 6 e) Benzoin
Das Gemisch bildet eine durchsichtige oder leicht trübe Masse, die bei 1150 C leicht vergiessbar und in Aceton in jeder Konzentration löslich ist.



   Die für das Molekulargewicht angegebenen Werte beziehen sich auf die Messungen, die an dem in Aceton gelösten Material gemacht wurden. Die Säurezahl bezieht sich auf die mg von KOH, die nötig sind, um ein Gramm des Materials zu neutralisieren. Der Nichtsättigungswert als Mol Wasserstoff ist derjenige, der nötig ist, um die Äthylenbindungen in einem Gramm des Harzes zu sättigen, wie mit einem  Brown  Micro-Hydro-Analyser     bestimmt wurde.



   Ein Anteil des homogenen Gemisches des verträglichen Polyesterharzes, Phenoxyharzes, Diallylphthalats und Benzoins wird, wie vorher beschrieben, in einem Viertel seines Gewichts Aceton, d. h. zu einer Konzentration von   800/0    aufgelöst. Ein Streifen eines Glasfasergewebes (Hess-Goldsmith Glas-Stoff, Style 312, Finish I-550, Gewicht 27 g je 929 cm2), wird mit der Harzlösung gesättigt und getrocknet; das Gewicht des Stoffes wird hierdurch um 30   Olo    erhöht.

   Eine weitere Menge des Harzgemischs, in diesem Fall frei von Lösungsmittel, wird in flüssiger Form bei einer Temperatur von etwa   115  C    auf beide Seiten des behandelten Materials aufgetragen und rasch auf Raumtemperatur abgekühlt; das Endgewicht des beschichteten Materials beträgt das   2,87fache    des Gewichtes des anfänglichen Glasfasergewebes pro Flächeneinheit, das heisst 77 g pro 929 cm2. Das Gewebe ist vollkommen imprägniert oder gesättigt und auf der Oberfläche leicht beschichtet; die Oberflächen des beschichteten Stoffteiles sind bei normaler Raumtemperatur von etwa 240 C an den Fingern haftend, aber das Harz überträgt sich nicht auf die Haut, wenn so gehandhabt.



  Eine Oberfläche ist mit einem orientierten Polyesterfilm oder Folie, die 0,0013 cm stark ist, die andere mit einer Silikon-beschichteten Papierauskleidung bedeckt.



   Abschnitte der erhaltenen Materialteile werden in undurchsichtige   Papierumschiäge    verschlossen und bei Raumtemperatur längere Zeit stehen gelassen. Proben werden zwischendurch entnommen, von dem silikonbehandelten Abtrennblatt befreit, gegen saubere Metallplatten gelegt und actinischem Licht ausgesetzt, entweder dem Sonnenlicht im Freien oder der Strahlung einer ultravioletten Lampe durch die durchlässige Schutzfolie hindurch.   -    Mindestens während des ersten Jahres der Lagerung bilden die Proben, wenn wie eben beschrieben geprüft, eine stark haftende Bindung mit dem Metall und härten zu einer harten, zähen, stoss- und lösungsmittelfesten Substanz aus. Die Entfernung der Polyesterfolie nach vollständiger Härtung gibt eine nicht klebrige, harte und klare Harzoberfläche frei.



   Vor und während der Bestrahlungs-Härtungsstufe blieben die Proben intakt und einheitlich, selbst wenn sie mässig erhöhten Temperaturen unterworfen wurden. Die harzartige Masse glich sich allen Unregelmässigkeiten der Metalloberfläche an, aber kein Teil floss vom Reparaturbereich ab oder aus.



   Der Nichtsättigungswert eines Gemischs der Polyesterharze und des Diallylphthalats in den angegebenen Anteilmengen beträgt annähernd 0,00265 Mol Wasserstoff/g der Mischung, was entweder analytisch oder durch Berechnung bestimmt werden kann. Gemische oder einfache Polyester mit einem   Athylen-Nichtsät-    tigungsgrad von 0,002 bis 0,003 Mol   H2/g    sind für die Massen dieser Erfindung geeignet. Bei geringeren Werten ist die Polymerisation oder Härtung nicht ausreichend, um die Härte und Festigkeit, die für das Endprodukt gefordert wird, herzustellen, während bei viel höheren Werten das gehärtete Produkt brüchig wird.



   Die Viskosität des Beschichtungsgemisches muss ebenfalls genau überwacht werden. Bei Raumtemperatur (240 C) ist das Gemisch aus den fünf im Beispiel angegebenen Bestandteilen eine weiche viskose, harzige Masse, und ihre Viskosität ist grösser als 200 000 Cps, wie mit dem    Brookfield-Viskosimeter     mit einer No7 Spindel bei 20 Umdrehungen pro Minute gemessen wurde. Bei 1150 C hat die gleiche Mischung eine Viskosität innerhalb des erlaubten Bereichs von 800 bis 1500 Cps. Verbindungen von wesentlich geringerer Viskosität neigen dazu, vom Stoff zu fliessen, vor   al-    lem wenn der Streifen einer senkrecht stehenden Fläche anhaftet. Bei wesentlich höheren Viskositäten imprägniert und beschichtet das Harz den Stoff nicht wirkungsvoll, so dass die gehärtete Unterlage insbesondere Homogenität und Stärke vermissen lässt.



   Der niedere Dampfdruck, hohe Siedepunkt, die Geruchsfreiheit und handelsübliche Verfügbarkeit von Diallylphthalat machen dies Material zu einem bevorzugten Bestandteil der Harzmasse, aber auch viele andere äthylenisch ungesättigte Verbindungen oder Gemische, die mit den ungesättigten Polyesterharzen mischpolymerisierbar sind, können verwendet werden.



  Unter solch brauchbaren Äquivalenten seien genannt: Triallyloyanurat, Diallyladipat, Allyldiglykolcarbonat, Triallylphosphit, Tetraallylpyromellitat und Diallylisophthalat. 



   Polyvinylformalharz, wie z. B. das unter der Handelsbezeichnung   Formvar   15/9 5E     erhältliche Harz, das vom Hersteller gekennzeichnet ist durch ein durchschnittliches Molekulargewicht von 34 000; einen Hydroxylgehalt von 5 bis 6 (ausgedrückt in   O/o    Polyvinylalkohol), einen Acetatgehalt von 9,5 bis 13 (ausgedrückt in   O/o    Polyvinylacetat) und eine Viskosität von 40 bis 60 Cps (bestimmt mit 5 g Harz zu 100 ml   Äthylen-    chlorid bei   20     C), ist auch mit dem ungesättigten Polyester verträglich und übt darauf eine verstärkende und Fliessfähigkeits-regelnde Wirkung aus.

   Die Menge dieser Harze wird je nach Bedarf an Hand der hier angegebenen Viskositätsmessungen ausgewählt, muss aber in jedem Fall innerhalb von etwa vier bis acht Teilen des Phenoxyharzes oder aber von sechs bis zehn Teilen des Polyvinylformals liegen. Bei diesen Mengen wird die gewünschte Viskosität, Fliessbeständigkeit und Klebfestigkeit der Imprägniermasse erreicht, ohne wesentlichen Verlust an Kleb- oder Haftfestigkeit.



   Benzoinmethyläther ist ein weiterer Acyloin-Photopolymerisationskatalysator, der im USA-Patent 2 367 661 vorgeschlagen wird, und der auch in der Praxis der vorliegenden Erfindung von Nutzen ist.



   Hervorragende Biegsamkeit und überlegene Festigkeit werden mit Glasfaserstoffen erreicht, jedoch wurden für vielerlei Zwecke faserige Gewebe anderer synthetischer oder Naturfasern als wünschenswert gefunden, und Stoffe aus Polyamid-, Polyester- und Polyacrylatfasern wurden verwendet.



   Silikon-behandeltes Papier ist zuvor schon als Muster eines biegsamen ablösbaren Blattes bezeichnet worden. Die Silikonschicht kann ebenso wirkungsvoll auf Pergamentpapier oder andere geeignete biegsame Unterlagen aufgetragen werden, oder kann als selbststützender Film oder Folie dienen. Die nicht gehärtete klebrige Oberfläche der harzigen Unterlage haftet nur leicht an solchen   Silikonüberzügen    und die Unterlage kann glatt und vollständig entfernt werden durch Abziehen mit der Hand. Die undurchlässige Silikonschicht dient überdies zum Schutz des harzartigen Esters vor den Einwirkungen des atmosphärischen Sauerstoffs.

   Falls erwünscht, kann das Silikon-beschichtete Stützblatt die ganze oder einen Teil der die Unterlage   uruschliessenden    Hülle ausmachen; in welchem Falle das Stützblatt für actinische Strahlung nicht durchlässig sein darf.



   Die schützende Polyesterfolie, die an der anderen Oberfläche der harzartigen Unterlage haftet, übt eine Anzahl von Funktionen aus. Sie schützt die Unterlage vor den Einwirkungen des atmosphärischen Sauerstoffs.



  Sie gestattet es, dass die darunterliegende Harzmasse actinischer Strahlung ausgesetzt wird, wohingegen sie den Kontakt des klebrigen Harzes mit anderen Oberflächen und vor allem mit Staub oder Schmutz verhindert, der während der Fahrt des Fahrzeugs dagegengeschleudert wird. Sie liefert eine dichte glatte Oberfläche, die dem darunterliegenden Harz während der Härtung als Formfläche dient. Überraschenderweise dient sie auch dazu, die Vollständigkeit der Härtung des Harzes zu prüfen. Vor und während der Härtung haftet das Harz so fest an der Polyesterfolie, dass Abreissen oder Abziehen der Folie das Splittern, Lockern und völlige Loslösen wesentlicher Teile der harzartigen Masse verursacht.

   Aber während das Harz, beim Här  ten    in Berührung mit der Folie, dazu neigt, die Klebbindung an Metall, Faserglas und verschiedene durchsichtige Folien wie Polypropylen, zu verstärken, wird die Adhäsion an    Mylar -Polyester    dagegen so wesentlich reduziert, dass die Folie leicht und sauber von der gehärteten harzartigen Oberfläche abgezogen werden kann. Demzufolge ist es leicht zu bestimmen, ob oder ob nicht eine entsprechende Reparaturunterlage in angemessener Weise dem Licht ausgesetzt und vollkommen gehärtet wurde, einfach indem man leicht an einer losen Ecke der darüberliegenden durchsichtigen Polyesterschutzfolie zieht.



   Als Beispiel der Eigenschaften, die man mit den hier beschriebenen Unterlagenstrukturen erhält, wurde eine in Übereinstimmung mit dem speziellen Beispiel präparierte Musterunterlage auf eine saubere Alumi  niumfläche    aufgebracht, der Strahlung einer Höhensonne ausgesetzt, bis sich die Polyesterfolie leicht ablösen liess, und dann über sich selbst und von der Fläche auf einer     Instron-tensile  -Testmaschine    mit einer Geschwindigkeit von 30,48 cm pro Minute zurückgezogen. Die Abzugskraft wurde zu 2,9 kg gemessen, bei Verwendung von 2,54 cm breiten Streifen.



  Wenn sie zuerst aufgebracht worden sind, werden die Streifen mit 0,45 kg bei 2,54 cm Breite entfernt. Bei einem anderen Versuch wurde die Unterlage mit den Abmessungen 20,3 X 30,5 cm auf eine dünne Aluminiumplatte (0,05 cm) aufgebracht und gehärtet, wie bei dem Folien-Abziehversuch gezeigt. Sie wurde dann um einen Dorn vom Durchmesser   7,62 cm    gebogen, wobei die Aluminiumplatte sich gegen dem Dorn befand, ohne die gehärtete Unterlage zu brechen oder einzureissen. Auf einem Dorn von 6,98 cm Durchmesser erschienen im Harz ein paar Haarlinienrisse.



   Ein weiterer Versuch wurde mit der lösemittelfreien harzartigen Masse des Beispiels vor der Beschichtung des Gewebes gemacht unter Anwendung der Vorrichtung und Verfahrensweisen des Fliessfähigkeitstests, wie in den  US military test specifications   MIL-S-8802-C     beschrieben, wobei eine definierte Masse des Harzes, auf eine glatte senkrechte Platte aufgetragen, auf Durchhängen und Abfliessen unter Schwerkraft-Anziehung gemessen wurde. In fünf Minuten rückte die Masse bei diesem Versuch 6,85 cm vor.

   Die gleiche harzartige Esterverbindung in Form einer faserverstärkten Unterlage der Erfindung und auf eine senkrechte Aluminiumoberfläche aufgebracht, zeigte kein messbares Durchhängen oder Abfliessen der Unterlage oder des Harzes, wenn sie viele Stunden lang bei Zimmertemperatur gehalten wurde; und wenn sie an einer Fahrzeugkarosserie angebracht war, wurde festgestellt, dass sie unter Fahrbedingungen an Ort und Stelle härtete, wiederum ohne irgend messbares Durchhängen oder Abfliessen zu zeigen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Ausbesserungsstreifen für beschädigte Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass er eine durch UV Licht härtbare Unterlage aufweist, welche durch ein abtrennbares Blatt gestützt wird und auf der anderen Oberfläche mit einer für UV-Licht durchlässigen Folie bedeckt ist, wobei die Unterlage aus einem Gewebe besteht, das mit einer klebrigen Masse mit einer Visko sität zwischen 800 und 1500 Cps bei 115 C und nicht kleiner als 200 000 Cps bei 240 C imprägniert und leicht überzogen ist, die aus 125 Gew.-Teilen eines ungesättigten Polyesters mit einem Nichtsättigungs-Wert von 0,002 bis 0,003 Mol Wasserstoff/g, 4 bis 10 Gew. Teilen eines Phenoxyharzes oder Polyvinylformalharzes und 2 bis 3 Gew.-Teilen eines aromatischen Acyloins als Photopolymerisationskatalysator besteht.

   II. Verwendung des Ausbesserungsstreifens nach Patenanspruch I zur vorübergehenden Reparatur beschädigter Fahrzeug-Flächenbauteile.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Ausbesserungsstreifen nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe ein Glasfasergewebe ist, welches 30 bis 35 O/o des kombinierten Gewichtes von Gewebe und Harzmasse ausmacht, das Polyesterharz ein Gemisch aus (a) drei Teilen eines äthylenisch ungesättigten Polyesterharzes, das bei Raumtemperatur fest ist, eine Säurezahl von 27, ein Molekulargewicht von 1760 und einen Nichtsättigungswert von 0,0014 aufweist, (b) 1 Teil eines äthylenisch ungesättigten Polyesterharzes, das bei Raumtemperatur in Form einer hochviskosen Flüssigkeit vorliegt und eine Säurezahl von 26, ein Molekulargewicht von 2030 und einen Nichtsättigungs-Wert von 0,0011 aufweist, und (c) 1 Teil Diallylphthalat ist, der Katalysator Benzoin und das abtrennbare Blatt ein Silicon-überzogenes Papier ist,

   wobei die gestützte und bedeckte Unterlage innerhalb einer lichtdichten flexiblen Schutzhülle eingeschlossen ist.

   2. Ausbesserungsstreifen nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durchsichtige Folie eine orientierte Polyesterfolie ist.