Definition
Klebstoffe, auch bekannt als Polymerharze (Polyester, Vinylester, modifizierte Acrylate, Epoxidharze, Phenolharze und Polyurethane), können Verstärkungsfasern in geordneter Weise miteinander verbinden. In Verbundwerkstoffen spielen Fasern und Gewebe eine verstärkende Rolle, während Harze das Matrixmaterial sind. Polyurethan-Verbundbaumaterialien zeigen in Bauanwendungen vorteilhaftere Eigenschaften.
Gesamtübersicht
Ob es sich um ein Neubauprojekt oder ein Renovierungsprojekt handelt, die Vorteile von Polyurethan-Verbundbaumaterialien aus Polyurethanklebstoff werden allmählich erforscht, einschließlich Haltbarkeit, Leichtigkeit, Korrosionsbeständigkeit, hoher Festigkeit und geringem Wartungsaufwand. Verbundprodukte haben aufgrund ihrer guten Gestaltbarkeit eine hohe Flexibilität in der Produktanwendung. Technisch nennen wir sie faserverstärkte Kunststoffe/Polymere (FRP), und sie bestehen normalerweise aus zwei Rohstoffen: Verstärkungsfasern und Polymerbindemitteln (normalerweise Matrizen genannt). Faktoren wie Produktgröße, Form, Gewichts-/Volumenverhältnis und Verstärkungsfasermaterialien bestimmen normalerweise die mechanischen Eigenschaften von Kunststoffverbundwerkstoffen, wie Steifigkeit und Festigkeit. Die Art und das Zugabeverhältnis der Polyurethanharzmatrix verleihen dem Endprodukt unterschiedliche physikalische Eigenschaften, wie Schlagfestigkeit.
Vorteile in Naturfaserverbundanwendungen
PU-Verbundbaumaterialien werden normalerweise durch Pressformen mit Polyurethanklebstoffen hergestellt. Die strukturellen Eigenschaften von Kunststoffverbundwerkstoffen hängen hauptsächlich von der Art der verwendeten Faser ab. Obwohl Glasfaser die Hauptkomponente vieler Kunststoffverbundwerkstoffe ist, ist sie jetzt auch mit Kohlenstofffaser, Aramidfaser oder Borfaser erhältlich. Diese Rohstoffe verleihen Verbundwerkstoffen Steifigkeit und Festigkeit, die verschiedenen Anwendungsbereichen gerecht werden können. In den letzten 10 Jahren wurden auch Pflanzenfasern und Holzfasern weit verbreitet, insbesondere im Wohnungsbau. Obwohl Polyethylen, Polyvinylchlorid (PVC) und Polypropylen die Hauptpolymerharze in Naturfaserverbundwerkstoffen sind, können Naturfasern auch in Verbundwerkstoffen mit Phenolharzen, Polyestern, Polystyrol, Polyurethanen und anderen Polymermatrizen verwendet werden.
Viele aktuelle Polyurethan-Verbundbaumaterialien, bei denen natürliche Fasern, hauptsächlich aus der Epidermis von Pflanzen (wie Weizenstrohfasern, Flachs, Jute, Kenaf, Sisal, Hanf und Kokosnuss), mit PU-Klebstoffen wie Polyester oder Polypropylen gebunden werden. Aufgrund der moderaten mechanischen Eigenschaften von Naturfasern werden sie normalerweise nicht in Hochleistungsanwendungen verwendet, aber die Fasern selbst sind leicht und haben gute Festigkeit und Steifigkeit sowie eine ausgezeichnete Biegesteifigkeit. Eine andere Naturfaser, Holz, wird hauptsächlich in Verbundplatten für Bauprodukte wie Terrassen, Tür- und Fensterprofile, dekorative Zierleisten, Geländer und Plattenprodukte verwendet. Diese PU-Verbundbaumaterialien enthalten je nach Anwendungsbereich normalerweise 30 % bis 70 % Holzfaser, wobei 50 % die typischste Anwendung sind. Unabhängig vom Verhältnis wird die Verstärkung in Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen normalerweise durch Holzspäne oder Holzpartikel gebildet, die mit einem Polyurethankleber geformt und verbunden werden.
Vorteile in Spezialverbundanwendungen mit hohem Holzgehalt
Gängige Fasersorten stammen hauptsächlich von Kiefer, Ahorn und Eiche. Einige Hersteller verwenden PU-Duroplast-Klebstoffe, um Spezialverbundwerkstoffe mit höherem Holzgehalt herzustellen. Für anorganische Faserverbundwerkstoffe können kleine Mengen anderer Materialien zu Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen (WPCs) hinzugefügt werden, um die Verarbeitungseffizienz und Leistung zu verbessern. Additive können Kupplungsmittel, Lichtstabilisatoren, Pigmente, Schmiermittel, Fungizide und Treibmittel umfassen. Polyurethanklebstoffe werden hauptsächlich in der Bauindustrie für Böden, Wände und Dächer verwendet. Verbundwerkstoffe können auch Ziegel oder Steine für die Außendekoration von Gebäuden simulieren. Im Inneren von Gebäuden können Verbundwerkstoffe in Duschkabinen, Badewannen, Waschbecken verwendet werden.
Vorteile in der Anwendung von Verbundplatten
Polyurethan-Klebstoffe können zur Herstellung einer Vielzahl von Verbundplatten mit unterschiedlichen Spezifikationen verwendet werden, einschließlich Spanplatten (OSB), Hartfaserplatten (HB), mitteldichten Faserplatten (MDF) und Karton, Spanplatten (PB) und Sperrholz (LVL). Sie werden üblicherweise als struktureller Schutz, Bodenbeläge und Bedachungen von Wohngebäuden verwendet. Holz-Kunststoff-Verbundstoffe werden häufig als Außenbodenbeläge, Türrahmen, Zäune und andere Anwendungen eingesetzt, die Haltbarkeit erfordern. Wenn die richtigen Herstellungs- und Installationsverfahren angewendet werden, verrotten, reißen oder verziehen sich Holz-Kunststoff-Verbundprodukte unter den meisten normalen Klimabedingungen in den Vereinigten Staaten selten. Darüber hinaus ist diese Art von Platte flecken-, wasser- und UV-beständig, nicht anfällig für Insektenbefall und hat eine gute Tragfähigkeit. Sie haben auch tendenziell eine gute Maßstabilität und einen niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten als Hartkunststoffe, was besser ist als die Maßstabilität von Holz. Holzfasern, Holzspäne, Reishülsen und andere häufig verwendete organische Füllstoffe in diesen Anwendungen.
Vorteile der Anwendung in Szenen wie Türen und Fenstern
Türen und Fenster sind die typischsten Anwendungen. Polyvinylchlorid (PVC) wird häufig als thermoplastische Harzmatrix im Bereich von Türen und Fenstern verwendet (obwohl auch andere Kunststoffe dieses Rohmaterial verwenden). Die in diesem Bereich verwendeten Fasern sind in der Regel 80 bis 200 Gitter Holzfasern, die mit Holz gefüllte Polyvinylchlorid (PVC)-Produkte mit guter Stabilität, Feuchtigkeitsbeständigkeit und Steifigkeit erzeugen. In neuen Außenanwendungen haben Vinyl- und Polyolefin-Kunstharze (wie Polyethylen und Polypropylen), Holzspäne, gemischt mit einem bestimmten Anteil an PU-Klebstoffen, um Holz-Kunststoff-Verbundstoffe herzustellen, eine gute Korrosions- und Wetterbeständigkeit.
Vorteile der Verwendung in Sandwichplatten
Eine weitere häufig verwendete Sandwichstruktur besteht aus leichten Sandwichmaterialien und Verbundmaterialien, die mit Polyurethan-Klebstoffen laminiert sind. Türen bestehen hauptsächlich aus glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK)-Oberflächen und Polyurethanschaum oder expandierten Polystyrol (EPS)-Sandwiches. Derzeit wird dieser Produkttyp hauptsächlich in Wohn- und Gewerbeprojekten eingesetzt. Diese Verbund-"Sandwich"-Sandwichtüren bieten hohe spezifische Festigkeit und spezifische Steifigkeit, geringes Gewicht, gute Schlagfestigkeit und eine gleichmäßige und glatte Oberflächentextur. Andere Überlegungen, wie Schalldämmung, Hitzebeständigkeit und Schwingungsdämpfung, bestimmen die Wahl des Kernmaterials.
Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich die verschiedenen Materialien in ihrer Leistung ergänzen und einen synergistischen Effekt erzeugen, sodass die umfassende Leistung von Verbundbaustoffen aus Polyurethan-Klebstoffen besser ist als die der ursprünglichen Komponentenmaterialien und verschiedene Anforderungen erfüllt. Füllstoffe oder Additive können auch die fertigen Verbundmaterialien gegen ultraviolettes (UV) Licht oder Feuer resistent machen. Führende Verbundmaterialproduktionstechnologie bietet Menschen mehr Anwendungsmöglichkeiten und kann Hochleistungs-Verbundmaterialien für verschiedene gewerbliche und Wohngebäude anpassen.
