DE102004023658A1 - Verwendung einer Polymerlackzusammensetzung zur Herstellung von Elastomerhäuten oder deren Ausbesserung für Innenverkleidungen im Fahrzeugbau - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft Polymerlackzusammensetzungen, enthaltend durch Suspensionspolymerisation erhaltenes Polyvinylchlorid (S-PVC) zusammen mit einem Weichmacher und einem Wärmestabilisator in einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch für das S-PVC, zur Herstellung von Elastomerhäuten oder deren Ausbesserung für Innenverkleidungen im Fahrzeugbau.

Description

  • Die Erfindung betrifft Polymerlackzusammensetzungen enthaltend durch Suspensionspolymerisation erhaltenes Polyvinylchlorid (S-PVC) zusammen mit einem Weichmacher und einem Wärmestabilisator in einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch für das S-PVC zur Herstellung von Elastomerhäuten oder deren Ausbesserung für Innenverkleidungen im Fahrzeugbau.
  • Es ist bekannt, Innenverkleidungsteile für Kraftfahrzeuge dadurch herzustellen, dass formstabile Trägerteile und vorgeformte Oberflächenschichten in gesonderten Schaumwerkzeugen durch eine sich ausbildende Schaumschicht, auch Hinterschäumung genannt, miteinander verbunden werden. Vor allen Instrumententafelverkleidungen und Fahrgastsitze werden zur Zeit auf diese Weise gefertigt. Die formstabilen Trägerteile können dabei aus an sich beliebigen Werkstoffen bestehen, wie z.B. Holzwerkstoff oder Blech, bevorzugt werden aber Trägerteile aus spritzgegossenen oder gepressten Thermoplasten verwendet. Die vorgeformten Oberflächenschichten sind bevorzugt sog. „Slushhäute", d.h. durch Sintern oder Schlickern in gesonderten Werkzeugen hergestellte Formhäute, überwiegend aus PVC-Werkstoffen.
  • Die DE 198 55 277 beschreibt Innenverkleidungsteile, bei denen zwischen der Oberflächenhaut und der Hinterschäumung einer Haftvermittlungsschicht angeordnet wird, die eine Diffusion niedermolekularer organischer Substanzen, z.B. der Weichmacher, zumindest behindert. Die Haftvermittlungsschicht ist dabei aus Polyurethanen (PU), thermoplastischen Elastomeren (TPE) auf der Basis von Styrenen, Polyamiden oder Polyestern. Hiermit konnte die Diffusion von Weichmachern aus der Slushhaut in die Hinterschäumung verringert werden.
  • Der hier beschriebene Pulversinterprozess zur Herstellung von hinterschäumbaren Elastomerhäuten aus weich gemachten PVC weist aber nach wie vor den Nachteil auf, dass es zu nicht ausreichend gesinterten Bereichen, insbesondere in Hinterschnitten oder bei großen Kontursprüngen, kommen kann. Im sich anschließenden Verarbeitungsschritt des Hinterschäumens dieser Haut mit PUR-Schaum zusammen mit einem Kunststoffträger im geschlossenen Werkzeug kommt es wegen des Schaumdrucks in den porösen Bereichen zu Schaumkontaminationen auf der Vorderseite der Elastomerhaut, der nicht reinigbar ist und damit die Schäumform, vor allem die Vakuumbohrung, verschmutzt und zum Ausschuss des Bauteils führt.
    •
  • Ausgehend hiervon war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Polymerlackzusammensetzung bereitzustellen, die sowohl für die Herstellung von Elastomerhäuten als auch deren Ausbesserung geeignet ist und somit die Langzeitalterung von Innenverkleidungsteilen in Kraftfahrzeugen verbessert sowie das Gewicht dieser Teile und deren Herstellungskosten reduziert.
  • Diese Aufgabe wird mit der Polymerlackzusammensetzung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weiteren abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf. Die Verwendungen der erfindungsgemäßen Polymerlackzusammensetzung werden in den Ansprüchen 10 bis 14 beschrieben.
  • Erfindungsgemäß wird eine Polymerlackzusammensetzung bereitgestellt, die ein durch Suspensionspolymerisation erhaltenes Polyvinylchlorid, genannt S-PVC, zusammen mit einem Weichmacher und einem Wärmestabilisator in einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch enthält. Unter dem Begriff S-PVC sind im Rahmen dieser Anmeldung auch Abmischungen von S-PVC mit anderen Polymeren, insbesondere mit Emulsions-PVC (E-PVC) zu verstehen.
  • Überraschenderweise konnte gezeigt werden, dass derartige Polymerlackzusammensetzungen hervorragende Eigenschaften hinsichtlich der Versiegelung bzw. Ausbesserung von Elastomerhäuten aufweisen. Ebenso ist es auch gelungen, aus den erfindungsgemäßen Polymerlackzusammensetzungen Elastomerhäute per se herzustellen.
  • Vorzugsweise enthält die Polymerlackzusammensetzung durch Suspensionspolymerisation erhaltenes Polyvinyl chlorid mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 100.000 bis 150.000 g/mol auf. Das S-PVC beweist dabei bevorzugt einen K-Wert von 50 bis 80, besonders bevorzugt von 65 bis 75 auf.
  • Als Weichmacher können sämtliche aus dem Stand der Technik bekannten Substanzen eingesetzt werden. Hierunter sind Weichmacher bevorzugt, die auf Trimelitat, Phthalat oder linearen Kohlenwasserstoffen basieren. Besonders bevorzugt hierunter ist als Weichmacher Trinonyltrimellitat.
  • Als Wärmestabilisator sind bevorzugt Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der metallischen Stearate, insbesondere Calcium- und Zinkstearat enthalten.
  • Bevorzugte Lösungsmittel zum Lösen des verwendeten S-PVC sind die organischen Lösungsmittel Tetrahydrofuran (THF), Cyclohexanon oder deren Gemische. Es ist dabei ebenso möglich, sämtliche Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische zu verwenden, die für die Lösung von S-PVC geeignet sind.
  • Eine bevorzugte Zusammensetzung des Polymerlacks enthält 15 bis 20 Gew.-% des durch Suspensionspolymerisation erhaltenen PVC, bezogen auf die gesamte Lackzusammensetzung. Eine derartige Polymerlackzusammensetzung eignet sich hervorragend zur Ausbesserung und Versiegelung von Elastomerhäuten.
  • Eine weitere bevorzugte Zusammensetzung des Polymerlacks enthält das durch Suspensionspolymerisation erhaltene PVC in einer Konzentration von 25 bis 35 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Lackzusammensetzung. In dieser Zusammensetzung ist es möglich, aus dem Polymerlack eine Elastomerhaut herzustellen.
  • Verwendung findet die erfindungsgemäße Polymerlackzusammensetzung einerseits zur Herstellung von Elastomerhäuten, wenn der Anteil an S-PVC zwischen 25 und 35 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Lackzusammensetzung, enthält.
  • Eine weitere Verwendung der Polymerlackzusammensetzung betrifft die Versiegelung von Elastomerhäuten, an der der Hinterschäumung zugewandten Seite oder zur Ausbesserung von Elastomerhäuten, z.B. von Rissen, für Innenverkleidungen im Fahrzeugbau.
  • Die hier genannten Verwendungen beziehen sich somit insbesondere auf die Herstellung von Elastomerhäuten bzw. deren Versiegelung und Ausbesserung.
    •
  • Anhand der nachfolgenden Beispiele sollen die erfindungsgemäßen Polymerlackzusammensetzungen anhand einzelner Beispiele verdeutlicht werden.
  • Beispiel 1
  • Versiegelungslack für Pulver-Slushhäute
  • Es wurde ein geeigneter Versiegelungslack hergestellt, der in dünnen Schichten mit einem Pinsel oder einem geeigneten Schaum- oder Gewebeapplikator rückseitig auf die porösen Stellen der Pulver-Slushhaut aufgetragen wurde.
  • Für die Herstellung stehen zwei Varianten zur Verfügung:
    • Variante 1: 10 g Suspensions-PVC mittleren Molekulargewichts mit einem K-Wert von 65 bis 75 wurden mit 5 g Trinonyl-Trimellitat und 0,25 g eines Wärmestabilisators aus einem Gemisch aus Calciumstearat, Zinkstearat und epoxidierten Sojaöl in einem Lösungsmittelgemisch aus 74,75 g Tetrahydrofuran und 10 g Cyclohexanon gelöst. Bei Bedarf können Pigmente zur Einfärbung der Lösung zugegeben werden.
    • Variante 2: 13 bis 15 g der für die Hautherstellung PVC-Pulverpräparation (Drysol) wurden in einem Gemisch bestehend aus 75 bis 77 g Tetrahydrofuran und 10 g Cyclohexanon gelöst.
  • Derart hergestellte Versiegelungslacke konnten auf die porösen Stellen aufgetragen werden und führten zu einer Schaumdichtigkeit der Pulver-Slushhäute. Dabei veränderte der verwendete Versiegelungslack die Eigenschaften der Pulver-Slushhaut nicht und der Versiegelungslack ist nach dem Schäumen von der Vorderseite, also vom Fahrgastinnenraum aus, nicht sichtbar.
  • Beispiel 2
  • Reparatur von Rissen in der Elastomerhaut
  • Es wurden Versuche unternommen, PVC-Slush-Häute, die beim Entfernen im schäumrelevanten Randbereich eingerissen wurden, zu reparieren. Hierbei wurden die in Beispiel 1 nach Variante 1 bzw. Variante 2 hergestellten Polymerlackzusammensetzungen eingesetzt.
  • Es zeigte sich, dass mit der Polymerlackzusammensetzung die Risse so gut verklebt werden konnten, dass die reparierten Stellen schaumdicht waren. Somit wird es ermöglicht, dass gerissene Elastomerhäute weiterverarbeitet werden können, vorausgesetzt, der Rissbe reich liegt in einem Bereich, der nach dem Schäumen ausgestanzt wird.
  • Beispiel 3
  • Herstellung von Elastomerhäuten
  • Nach dem Stand der Technik werden Prototypenhäute, auch Streichhäute genannt, durch Einstreichen einer 2K-PUR-Paste in die Form hergestellt. Der Nachteil hierbei ist zum einen der hohe Kostenaufwand, zum anderen die Tatsache, dass die hinterschäumten Bauteile wegen der anderen Haptik und den Materialeigenschaften lediglich als Ansichtsmuster genutzt werden können.
  • Es wurde eine Polymerlackzusammensetzung eingesetzt, wobei das Suspensions-PVC in einer Konzentration von 25 bis 35 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Lackzusammensetzung, enthielt. Es bildete sich eine pastöse Masse, die sich in eine Abformschale, z.B. aus Nickel oder Silikon, in einer dünnen Schicht streichen lässt. Je nach gewünschter Schichtdicke kann der Streichvorgang nach dem ablüften der ersten Schicht mindestens einmal wiederholt werden. Wird zur Herstellung der Paste das für den Slush-Prozess vorgesehen Originalpulver eingesetzt, so bestehen diese Streichhäute aus Originalwerkstoff und sind in begrenztem Umfang prüffähig.

Claims (13)

  1. Polymerlackzusammensetzung enthaltend durch Suspensionspolymerisation erhaltenes Polyvinylchlorid (S-PVC) zusammen mit einem Weichmacher und einem Wärmestabilisator in einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch für das S-PVC.
  2. Polymerlackzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das S-PVC ein mittleres Molekulargewicht im Bereich von 100.000 bis 150.000 g/mol aufweist.
  3. Polymerlackzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das S-PVC einen K-Wert von 50 bis 80, insbesondere von 65 bis 75 aufweist.
  4. Polymerlackzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Weichmacher eine Verbindung ist, die auf Trimellitat, Phthalat oder linearen Kohlenwasserstoffen basiert.
  5. Polymerlackzusammensetzung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Weichmacher Trinonyltrimellitat ist.
  6. Polymerlackzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Wärmestabilisator ausgewählt ist aus der Gruppe der metallischen Stearate.
  7. Polymerlackzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel Tetrahydrofuran (THF), Cyclohexanon oder deren Gemische eingesetzt wird.
  8. Polymerlackzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das S-PVC in einer Konzentration von 25 bis 35 Gew-%, bezogen auf die gesamte Lackzusammensetzung, enthalten ist.
  9. Polymerlackzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das S-PVC in einer Konzentration von 15 bis 20 Gew-%, bezogen auf die gesamte Lackzusammensetzung, enthalten ist.
  10. Verwendung einer Polymerlackzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von Elastomerhäuten oder deren Ausbesserung für Innenverkleidungen im Fahrzeugbau.
  11. Verwendung einer Polymerlackzusammensetzung nach Anspruch 8 zur Herstellung von Elastomerhäuten, insbesondere Streichhäuten.
  12. Verwendung einer Polymerlackzusammensetzung nach Anspruch 9 zur Versiegelung der Elastomerhaut an der einer Hinterschäumung zugewandten Seite.
  13. Verwendung einer Polymerlackzusammensetzung nach Anspruch 9 zur Ausbesserung von Rissen in Elastomerhäuten.
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