DE1769325A1 - Verwendung von Klebeplastisolen zum Verbinden von Boerdelnaehten - Google Patents

Description

Neue Patentanmeldung

; . D 5609
P 17 69 325.3

"Verwendung von Klebeplastisolen zum Verbinden von Bördelnähten"

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Klebeplastisolen zum Verbinden von Blechprofilen, insbesondere von Blechbördelnähten, bei der Herstellung von Fahrzeug-Karosserie- und Chassisteilen.

Die Verwendung von Klebstoff im Fahrzeug-, insbesondere im Automobilbau, ist seit 'langem bekannt. So hat man beispielsweise gemäß DBGM 1 847 699 Karosserieteile, insbesondere Außenhautteile für Kraftfahrzeuge, dadurch gegen Verformungen versteift, daß man auf besonders gefährdete Flächen Versteifungen in Gestalt von Versteifungsprofilen oder Versteifungsrahmen aufklebt.

Auch ist schon entsprechend DBGM 1 878 300 vorgeschlagen worden, auf glatte bereits vorlackierte Flächen von Kraftfahrzeugen, Leisten, Plaketten, Schilder oder andere Aufklebekörper aufzukleben.

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Weiterhin beschreibt die DAS 1 210 304 ein Verfahren zum Verbinden mehrerer metallischer Werkstücke miteinander durch einen bei Raumtemperatur aushärtenden Klebstoff, wobei nur einzelne Abschnitte der Klebeflächen kurzzeitig ausgehärtet werden und die nicht kurzzeitig ausgehärteten Abschnitte der Klebeflächen dann bei Raumtemperatur aushärten. Auf diese Weise soll das sonst übliche Punktschweißen der zu verbindenden Werkstücke, welches zur Zerstörung des Klebstoffes an diesen Stellen führte, vermieden werden, das aber zur vorläufigen Fixierung der aneinander zu fügenden Werkstücke bis zum endgültigen Abbinden des Klebstoffes notwendig ist.

Nun ist es bei diesem Verfahren bekanntermaßen (siehe Zeitschrift des VDI, Band 100, Nr. 2, 11. Januar 1958, Seite Hl₉ ■ rechte Spalte, 2. Absatz) unbedingt erforderlich, die zu klebenden Oberflächen vorzubehandeln. Geeignete Reinigungsmittel sind danach Tetrachlorkohlenstoff, Trichloräthylen, Benzin, Azeton oder P3-Lösung. Dieses Erfordernis 1st bei Verklebungen von fließbandmäßig hergestellten Fahrzeug-, insbesondere Karosserie- und Chassisteilen,praktisch undurchführbar. Es kann darüber hinaus im Zuge einer Fließbandfertigung von aus geöltem Blech herzustellenden Kraftfahrzeugteilen niemals eine vollständige Reinigung der zu verklebenden Oberflächen von öl und Fett erzielt werden.

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Die Aufgabe vorliegender Erfindung bestand deshalb darin, einen geeigneten Klebstoff ausfindig zu machen, durch welchen die geschilderten Vorarbeiten vor dem Zusammenfügen der zu verklebenden Werkstücke überflüssig sind, welcher andererseits «Jedoch eine Klebeverbindung mit ausreichenden Festigkeitseigenschaften bewirkt und durch welchen mit Sicherheit Korrosionserscheinungen in der Klebefuge und den damit korrespondierenden Teilen ausgeschlossen sind, ein Umstand, welcher im Kraftfahrzeugbau von entscheidender Bedeutung ist. Die Klebefuge soll fernerhin keinerlei Nacharbeiten erfordern und schließlieh soll deren Festigkeit die Festigkeit einer in konventioneller Weise mittels Punktschweißens verbundene Bördelnaht übertreffen.

Angesichts der vielen bekannten Metallklebstoffsorten war es zu vermuten, daß sich möglicherweise eine bestimmte Rezeptur als brauchbar erweisen könnte. Eine sinnvolle Auswahl erwies sich jedoch als schwierig.

Die Lösung dieser Aufgabe wurde schließlieh in der Verwendung von Klebeplastisolen zum Verbinden von Blechprofilen, insbesondere von Bördelnähten, bei der Herstellung von Fahrzeug-Karosserie- und Chassisteilen gefunden.

Klebeplastisole, die erfindungsgemäß verwendet werden können, bestehen aus einer Paste aus Polyvinylchlorid bzw. Mischpolymerisaten des VinylchlorldSi z. B. mit Vinylidenchlorid oder mit Vinylacetat. Weiterhin enthalten sie Weichmacher wie beispielsweise Ester der Phthalsäure (Dibutylphthalat, Dimethy1-

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cyclohexylphthalat, Dioctylphthalat, Dldecylphthalat, Octyldecylphthalat) oder auch Sulfonsäureester von Kresolen oder Phenol. Außerdem sind als Weichmacher geeignet, Phosphorsäureester wie Trikresylphosphat oder auch Adipinsäure- oder Sebacinsäureester von Butanol, Octanol oder Decanol.

Besonders vorteilhaft werden solche Klebeplastisole verwendet, die neben den erwähnten Verbindungen noch Triglycidylisocyanurat enthalten· Triglycidylisocyanurat ist bekannt und liegt entweder als harzartige oder kristallisierte Verbindung vor. Das bevorzugt eingesetzte kristallisierte technische Triglycidylisocyanurat besteht aus einer hoch- und tiefschmelzenden Form und besitzt meist einen Gehalt von mehr als 15 % an Epoxidsauerstoff. Sein Gehalt in den Klebeplastisolen soll so bemessen sein, daß auf die Gesamtmenge des Plastisols 1 bis 20 %, insbesondere 4 bis 12 %, entfallen.

Wenn die erfindungsgemäß einzusetzenden Klebeplastisole Triglycidylisocyanurat enthalten, sollten sie weiter sogenannte Härter für Epoxidverbindungen enthalten. Darunter werden Stoffe verstanden, die in der Lage sind, mit Epoxidverbindungen Polyaddukte zu bilden, oder eine Ringöffnungspolymerisation an Epoxidverbindungen auszulösen. Vorzugsweise wird man sogenannte Heißhärter, wie z. B. Carbonsäureanhydride

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oder bestimmte Stickstoffverbindungen, die wenigstens zwei aktive an Stickstoff gebundene Wasserstoffatome enthalten, verwenden. Es können demnach beispielsweise eingesetzt werden, Phthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthaisäureanhydrid, Pyromellitsäureanhydrid, Hexachlorendomethylentetrahydrophthalsäureanhydride. Weiterhin sind geeignet, Dicyandiamid, Melamin oder Kohlensäuredihydrazid,

Diese Mischungen werden in bekannter Weise in einem diskontinuierlich arbeitenden Trogkneter durchgeführt, dessen Konstruktion beispielsweise in "Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie", Band 1, 1951, Seite 726, Zeilen I¹Iff dargestellt ist.

Die Klebeplastisole können in Abhängigkeit von ihrer Zusammensetzung einen weiten Viskositätsbereich vom dünnflüssigen Zustand bis zum pastösen Bereich überstreichen. Je nach ihrer Viskosität werden sie durch Aufstreichen oder mit Röhrenpistolen oder durch luftfreies Spritzen aufgetragen.

Zur Herstellung eines Klebeplastisols wurden beispielsweise miteinander folgende Bestandteile gemischt:

25,9 kg Polyvinylchlorid, K-Wert 70 38,8 kg Dioctylphthalat
23,0 kg Kreide

3,6 kg basisches Blelphosphit

7,5 kg Triglydiylisoeyanurat (Gemisch der hoch- und tiefschmelzenden Form; Epoxidsauerstoffgehalt 15,4 %) Ö,12kg Dicyandiamid

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Ganz ähnliche Resultate wurden erhalten, wenn anstelle des Dicyandiamide 80 g Phthalsäureanhydrid eingesetzt wurden.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß bei der erfindungsgemäßen Verwendung von Klebeplastisolen beim Verbinden von Blechprofilen auch dann gute Scherfestigkeitswerte der Klebefuge von etwa 40 kp/qcm erzielt werden, wenn die zu verbindenden Oberflächen vorher nicht einem Reinigungsprozeß unterworfen wurden. Dieser Umstand erklärt sich vermutlich dadurch, daß das Klebeplastisol etwaige Fett- und ölschichten, welche eine brauchbare Verklebung unmöglich machen, absorbiert oder möglicherweise auch verdrängt und dadurch unwirksam macht.

Zur praktischen Durchführung der erfindungsgemäßen Anwendung, von Klebeplastisolen zum Verbinden einer Bördelnaht ist folgendermaßen zu verfahren:

Vor dem Bördeln der Blechteile trägt man auf eine der zu verbindenden Oberflächen, ohne diese vorher einem Reinigungsprozeß zu unterziehen, eine dünne Kleberschicht von weniger als 1 mm Schichtdicke auf. Dieser Auftrag kann von Hand oder auch maschinell mittels geeigneter, jedoch bekannter Klebstoffauftragsvorrichtungen erfolgen. Nach dem Kleberauftrag erfolgt das Umfalzen der gebördelten Kanten, wodurch die miteinander zu verklebenden Flächen zusammengefügt werden.

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Damit sind praktisch bereits die erforderlichen Arbeitsschritte getan. Zwar muß das Klebepiastisol noch bei einer Temperatur von etwa 170° C ausgehärtet werden, um seine volle Festigkeit zu erreichen* Dies erfolgt meistens automatisch im Verlauf des Trockenprozesses, welcher sich an den Lackierprozeß anschließt, der seinerseits auf den eigentlichen FügeVorgang folgt.

Es versteht sich von selbst, daß abweichend von diesem Vorgehen auch ein gesonderter Erwärmungsvorgang zwecks Aushärtung des Plastisols durchgeführt werden kann, wenn die gefügten Blechteile vor dem Lackieren bereits gewissen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sein sollten. In diesem Falle genügt jedoch ein Vortrocknen bei Temperaturen von etwa 130 - 14O° C, weil es in diesem Stadium in der Regel noch nicht erforderlich ist, die maximal erreichbare Festigkeit der Fügeverbindung zu bewirken.

Die Verwendung von Klebeplastisolen beim Verbinden von Blechprofilen von Kraftfahrzeugteilen erbringt beim Fügen von Bördelnähten verfahrenstechnisch den größten Nutzeffekt, weil es sich hierbei erübrigt, die Fuge durch Hilfsmittel solange zusammenzuhalten, bis die Klebeverbindung im Verlauf der Aushärtung des Klebstoffes eine genügend große eigene Haftkraft entwickelt hat, denn die gebördelten Blechkanten bewirken bereits einen bis zur vollständigen Klettstoffaushärtung ausreichenden Fugenzusammenhalt.

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Die durch die erfindungsgemäße Verwendung von Klebeplastisolen erzielbaren Vorteile liegen auf der Hand. Die flächig verklebten Bördelnähte sind absolut dicht und weisen keine Klebstoffzerstörungen infolge Punktschweißens auf, wodurch eine Korrosion an diesen und den damit korrespondierenden Stellen verhindert wird. Bei Mitverwendung von Triglycidylisocyanurat sowie Härtern für Epoxidverbindungen ist ferner eine Reinigung der zu verklebenden Oberflächen vor dem Fügevorgang nicht erforderlich.

Durch die absolute Dichtheit der verklebten Teile kann auch keine Feuchtigkeit durch die Bördelnaht hindurchtreten und deren Umgebung angreifen. Dieser Umstand ist wegen der Anwesenheit von aggressiven Chemikalien auf den Straßen, wie beispielsweise Streusalz im Winter, von entscheidender Bedeutung.

Bei dem Bördel- und Klebevorgang treten auch keine sogenannten Markierungen an den sichtbaren Außenseiten der Karossericteile auf, wie dies bei Anwendung der Widerstandsschweißung unvermeidlich ist. Hierbei müssen die betreffenden Flächenteile durch Schleifen und Polieren nachgearbeitet werden, um überhaupt eine Verkaufsfähige Fahrzeugkarosserie zu erhalten. Derartige Nachbehandlungsarbeiten sind demgegenüber bei der erfindungsgemäßen Verwendung von Klebeplastisolen entbehrlich.

Schließlich ergibt sich eine wesentlich gesteigerte Erhöhung der Festigkeit und damit der Verwindungssteifigkeit der erfindungsgemäß geklebten Bördelnaht gegenüber den punktgeschweißten

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Verbindungen durch den Umstand, daß bei der Klebung die Bördelkanten mit ihren gesamten Flächen zur Kräfteübertragung herangezogen werden, wogegen bei Punktschweißung die Bördelnahtfuge zwischen den einzelnen Schweißpunkten nicht kraftschlüssig 1st. Es ist hierbei ferner zu berücksichtigen, daß es aus wirtschaftlichen Gründen nicht möglich ist, etwa die Schweißpunkte dicht an dicht zu setzen, um hierdurch die' Festigkeit der Bördelnaht zu erhöhen. Die Verwendung einer Rollenschweißmaschine verbietet sich meist wegen der hierfür ungünstigen geometrischen Anordnung der Bördelnaht.

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Claims (2)

Patentansprüche

1. Verwendung von Klebeplastisolen auf Basis von Polyvinylchlorid bzw. Mischpolymerisaten des Vinylchlorids und Weichmachern für derartige Verbindungen zum Verbinden von Blechprofilen, insbesondere von Blech-Bördelnähten, bei der Herstellung von Kraftfahrzeug-Karosserie- und Chassisteilen.

2. Verwendung von Klebeplastisolen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Triglyciylisocyanurat sowie Härtern für Epoxidverbindungen.

HENKEL & CIE. GmbH

i. A.

(Dr. Haas) (Bornemann)

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Neue Unterlagen (An. / s ι Ab₁. 2 Nr ι satz 3 des ÄnderungnflH.y.