DE60101245T2 - Beschichtungszusammensetzung und ihre Verwendung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Farbzusammensetzung für Tür- und Fensterdichtungen für Kraftfahrzeuge.
• Die meisten Tür- und Fensterdichtungen für Kraftfahrzeuge sind mit aushärtbaren, auf Urethan basierenden Farben beschichtet, die auf die Oberfläche des Trägers aufgetragen werden, um diesem besondere Eigenschaften zu verleihen wie Verschleißfestigkeit und Rutscheigenschaften (Gleiteigenschaften) oder um dessen Aussehen zu verbessern.
• Herkömmlicherweise hat man aushärtbare, auf Urethan basierende lösungsmittelhaltige Farben bei der Herstellung von Tür- und Fensterdichtungen für Kraftfahrzeuge verwendet. In Anbetracht der jüngsten Besorgnis um die globale Umwelt und die Gesundheit des Arbeitspersonals hat sich jedoch die Notwendigkeit eines Übergangs zu Farben auf Wasserbasis und anderen lösungsmittelfreien Farben ergeben.
• Jedoch ist für Wasser der Farben auf Wasserbasis eine größere Wärme zum Verdampfen erforderlich als für Lösungsmittel, so dass die Farben auf Wasserbasis mehr Hitze zum Verdampfen erfordern, um das Wasser nach dem Aufbringen abzutrocknen. Außerdem müssen Farben auf Wasserbasis im Gegensatz zu lösungsmittelhaltigen Farben, die eine Einstellung von Verdunstungstemperatur und -rate durch Kombination verschiedener Lösungsmittelarten gestatten, vorgetrocknet werden, um Glanzgradschwankungen der Oberfläche aufgrund einer fast unverzüglich eintretenden Wasserverdunstung zu verhindern. Infolgedessen benötigen die Farben auf Wasserbasis längere Trockenzeiten und, um dieses Problem niedriger Produktivität zu lösen, muß ein neuer Trockenofen gebaut werden, um von der lösungsmittelhaltigen Farbe auf eine Farbe auf Wasserbasis überzuwechseln.
• Bei den meisten Tür- und Fensterdichtungen für Kraftfahrzeuge werden Träger verwendet, die aus wärmeaushärtbaren Elastomeren wie zum Beispiel EPDM-Gummi (Ethylen-Propylen-Gummi) oder aus thermoplastischen Elastomeren wie TPO (thermoplastische Polyolefine) bestehen.
• Wenn thermoplastische Elastomere als Träger verwendet werden, sollte das Trocknen bei einer niedrigen Temperatur von 150°C oder weniger stattfinden, um eine Wärmeverformung zu verhindern, die andernfalls auftreten würde, wenn das Trocknen nach Auftragen der Farbe stattfinden würde. Wenn es sich bei der aufgetragenen Farbe jedoch um eine Farbe auf Wasserbasis handelt, ist der Trocknungsvorgang nicht sehr produktiv, da sich Wasser sehr schlecht trocknen lässt.
• EPDM-Gummi als beispielhaft wärmeaushärtbares Elastomer ist nicht polar und hat eine geringe Hafteigenschaft und ist außerdem hydrophob. Farben auf Wasserbasis können daher keine Beschichtung mit höheren Haftwerten erzeugen als lösungsmittelhaltige Farben.
• Um dieses Problem zu lösen, werden Vorbehandlungen wie Koronaentladung und das Auftragen von Grundiermittel auf die Trägeroberfläche angewandt, aber bestimmte Probleme bestehen weiterhin wie z. B. hohe Anfangskosten und Schwierigkeiten beim Ausführen von positiven Vorbehandlungen auf Gegenständen mit komplizierten Formen.
• Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Farbe für Tür- und Fensterdichtungen für Kraftfahrzeuge bereitzustellen, die mit den oben aufgeführten, beim Stand der Technik auftretenden Nachteilen nicht behaftet ist und die eine hohe Haftung auf EPDM-Gummi erreicht ohne die Notwendigkeit einer Koronaentladung, des Auftragens eines Grundiermittels oder anderer Vorbehandlungen auf der Trägeroberfläche, während gleichzeitig eine hohe Verschleißfestigkeit erzielt wird.
• Als Ergebnis ausgedehnter Untersuchungen mit dem Ziel, die oben aufgeführte Aufgabe zu erfüllen, stellten die Erfinder fest, dass dieses Ziel erreicht werden kann, indem wenigstens zwei vorbestimmte Silanhaftvermittler oder ein Produkt hinzugefügt werden/wird, das sich aus einer Vormischreaktion zwischen den wenigstens zwei Silanhaftvermittlern und einer aushärtbaren, auf Urethan basierenden Emulsionsfarbe ergibt.
• Die vorliegende Erfindung betrifft also eine Farbzusammensetzung Tür- und Fensterdichtungen für Fahrzeuge, die eine aushärtbare, auf Urethan basierende Emulsionsfarbe aufweist, die entweder wenigstens zwei Silanhaftvermittler aufweist, welche aus einer Gruppe aus einem Silanhaftvermittler mit einer Aminogruppe, einem Silanhaftvermittler mit einer Epoxygruppe, einem Silanhaftvermittler mit einer Methacryloxygruppe und einem Silanhaftvermittler mit einer Acryloxygruppe ausgewählt sind oder aus einem Reaktionprodukt, das dadurch erhalten wird, dass zuvor wenigstens zwei der genannten Silanhaftvermittler vermischt werden.
• Besondere Ausführungsformen und erfindungsgemäße Beispiele werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
• 1 eine schematische Darstellung einer Abriebprüfmaschine gemäß dem von der Japan Society for Promotion of Scientific Research präzisierten Verfahren.
• 2 ist eine Darstellung einer Fensterdichtung.
• 3 ist eine Darstellung einer anderen Art von Fensterdichtung.
• 4 zeigt, wie eine Fensterdichtung einer Abriebprüfung oder einer Gleitwiderstandsprüfung unterzogen wird.
• Es folgt nun eine Beschreibung eines Verfahrens zum Ausführen der Erfindung bezogen auf eine Farbzusammensetzung für Tür- und Fensterdichtungen für Fahrzeuge.
• Bei der aushärtbaren, auf Urethan basierenden Emulsionsfarbe, die als Basis für die Farbzusammensetzung verwendet wird, handelt es sich um eine auf Urethan basierende Emulsionsfarbe, die in einer typischen Anwendungsform ein auf Isocyanat, Melamin, Epoxy oder Carbodiimid basierendes Aushärtungsmittel aufweist.
• Beispiele der Silanhaftvermittler weisen eine Aminogruppe mit γ-Aminopropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyl-triethoxysilan und N-β (Aminoethyl) -γ-Aminopropyl-trimethoxysilan auf.
• Beispiele der Silanhaftvermittler mit einer Epoxygruppe weisen -γglycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-glycidoxypropyltriethoxysilan und β-(3.4-epoxycyclo-hexyl)ethyltrimethoxysilan auf.
• Beispiele der Silanhaftvermittler mit einer Methacryloxy-gruppe weisen γ-methacryloxypropyltrimethoxysilan, γ-methacryloxypropyltriethoxysilan, γ-methacryloxypropyl-methyldiethoxysilan und 3-acryloxypropylmethoxysilan auf.
• Wenigstens zwei der oben aufgeführten Silanehaftvermittler oder deren Reaktionsprodukte werden vorzugsweise in einer Menge von 10 bis 40 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des nicht-flüchtigen Inhalts der aushärtbaren, auf Urethan basierenden Emulsionsbasisfarbe zugegeben.
• Wenn bei der Herstellung von Tür- und Fensterdichtungen für Fahrzeuge, die Farbe auf Wasserbasis, die die Silikonverbindung mit einer Aminogruppe enthält, auf eine mit Silan vernetzbare Polyethylenfarbe, die dann in einem Wärmeofen getrocket und ausgehärtet wird, aufgetragen wird, arbeitet das Wasser in der Farbe auf Wasserbasis und die Silikonverbindung mit einer Aminogruppe, die eine katalytische Wirkung bei der Kondensation von Silanvernetzungen durch Alkoholentfernung ausübt, zusammen, um eine schnelle Vernetzung und Aushärtung der aufgetragenen mit Silan vernetzbaren Polyethylen-verbindung zu erzielen. Die Silikonverbindung mit einer Aminogruppe hat einen zusätzlichen Vorteil insofern, als sie das Aushärten der aufgetragenen Farbe auf Wasserbasis fördert und somit die Haftung auf dem EDPM-Gummi oder auf dem mit Silan vernetzbaren Polyethylen erhöht.
• Bevorzugte Beispiele der Silikonverbindung mit einer Aminogruppe weisen Aminosilanhaftvermittler wie z. B. γ-aminopropyltrimethoxysilan, γ-aminopropyltriethoxysilan und N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilan sowie mit Amino modifizierte Silikonöle auf. Die Silikon-verbindung mit einer Aminogruppe wird vorzugsweise in Mengen von 2 bis 15 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des nicht-flüchtigen Inhalts der Farbe auf Wasserbasis beigegeben.
• BEISPIELE
• Die vorliegende Erfindung wird im einzelnen unten unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele erläutert, aber die Erfindung ist nicht durch diese eingeschränkt.
• BEISPIELE 1 UND 2 UND VERGLEICHSBEISPIEL 1
• Die Angaben in Tabelle 1 verdeutlichen die Vorteile der erfindungsgemäßen Farbzusammensetzung. Zwei Proben eines aushärtbaren Urethanpolymers werden mit zwei Silanhaftvermittlern vermischt, um zwei Farbzusammensetzungen herzustellen, die in Bezug auf Haftung, Verschleißfestigkeit und dynamischen Reibungskoeffizienten geprüft werden. Die Ergebnisse und die einer Vergleichsfarbzusammensetzung sind in Tabelle 1 aufgeführt.
• Tabelle 1

  
• Silanhaftvermittler A: γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan
  (KBM-403 der Shin-Etsu Chemical Co. Ltd., TSL 8350 der GE Toshiba Silicone; SH-6040 der Toray Dow Silicone).
• Silanhaftvermittler B: 3-Acryloxypropyltrimethoxysilan
  (KBM-5103 der Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.)
• Silanhaftvermittler C: γ-Aminopropyltrimethoxysilan
  (KBM-903 der Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) TSL 8330 der GE Toshiba Silicone)
• 1) Verscheißfestigkeit: Die beschichtete Oberfläche wurde mit einer Glasplatte gerieben (siehe 1), bis der Träger sichtbar wurde. Die Verschleißfestigkeit der Probe wurde bewertet im Hinblick auf Zahl der Hin- und Herbewegungen der Glasplatte, ehe der Träger sichtbar wurde.
• Wie auf den vorangehenden Seiten beschrieben, kann die erfindungsgemäße Farbzusammensetzung für Tür- und Fensterdichtungen für Fahrzeuge eine ausgezeichnete Haftung auf EPDM-Gummi erzielen ohne die Notwendigkeit einer Koronaentladung, einer Grundierung oder anderer Vorbehandlungen auf der Trägeroberfläche. Gleichzeitig erreicht sie eine hohe Verschleißfestigkeit.

Claims (1)

1. Lösungsmittelfreie Farbzusammensetzung für Tür- und Fensterdichtungen für Fahrzeuge, die eine aushärtbare, auf Urethan basierende Emulsionsfarbe aufweist, der entweder zwei Silanhaftvermittler oder ein Reaktionsprodukt zugegeben wurde, das durch vorheriges Mischen von wenigstens zwei Silanhaftvermittlern miteinander erhalten wurde wobei die Silanhaftvermittler einen Silanhaftvermittler mit einer Aminogruppe, einen Silanhaftvermittler mit einer Epoxygruppe, einen Silanhaftvermittler mit einer Methacryloxygruppe oder einen Silanhaftvermittler mit einer Acryloxygruppe aufweisen.