Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM
Klebstofffolien und -beschichtungen auf Basis von Benzoxazin – lagerstabil und nicht aufschmelzbar
Reparaturen an Faserverbund-Bauteilen sind oftmals zeitaufwändig, da die Wiederherstellung der Funktion oder Optik einer beschädigten Stelle im Nasslaminierverfahren oder mit oberflächlich aufgebrachten Verstärkungsstrukturen mehrere Arbeitsschritte und das Aushärten des Harzes bedarf. Verwendet man stattdessen eine Klebstofffolie bzw. -beschichtung auf Basis von Benzoxazinen, ermöglicht das eine vergleichsweise einfachere Reparatur und Klebung mit Erreichen der Endfestigkeit innerhalb von 30 Minuten.
Benzoxazin-Vitrimere: neue Möglichkeiten für FVK-Reparaturen
Der vom Fraunhofer IFAM entwickelten benzoxazin-basierten Klebstofffolie liegt ein grundsätzlich duromeres Kunststoffsystem zugrunde. Ihr wesentlicher Vorteil liegt darin, dass der Klebstoff bzw. das Harz nicht aufschmilzt und kein (klassisches) reaktives Harzsystem vorhanden ist, wie es bspw. im Nasslaminierverfahren der Fall wäre. Die Klebstofffolie bzw. -beschichtung ist ein bereits polymerisierter und vernetzter Kunststoff, der neben der möglichen Einsparung von Aushärtungszeiten außerdem eine höhere Arbeitssicherheit gewährleistet, da der Umgang mit reaktiven Gefahrstoffen entfällt. Die Haftung wird über Druck und thermisch induzierte chemische Austauschreaktionen (Vitrimer) generiert.
Das für die Klebstofffolie verwendete Harzsystem ermöglicht einen großen design- und auslegungstechnischen Freiraum, da das Benzoxazinsystem als Beschichtung bereits auf einem Reparatur-Patch vorhanden sein kann. Die ausgehärtete Folie passt sich im erwärmten Zustand endkonturnah an die zu klebende oder reparierende Stelle an. Im Unterschied zu Prepregs oder herkömmlichen Duromer-basierten Klebstofffolien ist eine gekühlte Lagerung zum Unterbinden vorzeitiger Aushärtung nicht notwendig. Die benzoxazin-basierte Klebstofffolie ist dadurch bei Raumtemperatur lagerstabil und nicht klebrig.
Durch die Flexibilität und Möglichkeiten der Benzoxazin-Chemie kann die Technologie zukünftig auch mit biobasierten und nachhaltigeren Rohstoffen realisiert werden. Sie eröffnet damit verschiedene Anwendungsmöglichkeiten in diversen Branchen, wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrtbranche und für maritime Technologien.