DE3245664C2 - Imprägnierte Dichtung - Google Patents

Abstract

Eine Dichtung auf Papierbasis wird mit einem Silikonharz imprägniert, um die Beständigkeit gegen Wasser/Antigefriermittelmischungen zu verbessern. Die Dichtung wird aus Papier hergestellt, das im wesentlichen frei von aminhaltigem Material ist, wie Netzmitteln, und mit einem schwefelfreien oder schwefeldonatorfreien Kautschukbinder gebunden.

Description

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Der Erfindungsgegenstand ist in den vorstehenden Patentansprüchen zusammengefaßt

Dichtungen, insbesondere Zylinderkopfdichtungen für moderne Hochleistungsmotoren haben sich als sehr empfindlich gegenüber Wasser und/oder Wasserantigefriermittelmischungen erwiesen. Wenn Wasser in den Körper der Dichtung, die gewöhnlich eine Papierdichtung mit Kautschukbinder ist, eindringt, bildet sich eine Streß-Relaxierung aus. Schmiermittel kann den zunehmenden Zusammenbruch und/oder den Fluß des Körpermaterials und somit den beschleunigten Zusammenbruch der Dichtung bewirken. Bekannte Gegenmittel für diesen Fehler sind zu arbeitsintensiv und/oder erfordem zu viele Verfahrensstufen um für eine Massenproduktion wirtschaftlich und technisch attraktiv zu sein. Es ist zwar bekannt, Silikonharze in Zylinderkopfdichtungen zu verwenden und man weiß, daß Schwefel oder Schwefeldonatoren die Vulkanisation von Silikonen stören können.

Zum Stand der Technik sei erwähnt die Druckschrift Wackersilikone »Elastische Formen aus RTV-2 Silikonkautschuk für Industrie und Handwerk, München, 1980; Motortechnische Zeitschrift 42, S. 36//362; Modem Piastics International, Februar 1979 und die GB-PSen 14 64 179,14 47 143 und 14 54 047.

Gemäß der Erfindung wird ein Dichtungskörper aus Papier gestanzt, dieser Körper mit einem Silikonharz imprägniert und anschließend das Harz in situ in bzw. auf der Dichtung gehärtet, wobei man ein Papier verwendet, das im wesentlichen frei von aminhaltigem Material und mit einem schwefel- und schwefeldonatorfreiem Kautschukbinder gebunden ist, wobei das Silikonharz ein hitzehärtbares Polyadditionssilikonharz ist, das einen Platinkatalysator enthält. Vorzugsweise erfolgt die Imprägnierung nach dem Einsetzen von Ösen mit Zylinderbohrung oder irgendwelchen anderen ösen.

Das Silikocharz wird in der Dichtung in situ gehärtet

Natrilkautschuk ist der bevorzugte Binder wegen seiner Zähigkeit selbst in ungehärtetem Zustand. Er hat auch ausgezeichnete Beständigkeit gegen Hitze und Öls. Es wurde durch thermische Analysentechniken festgestellt daß dann wenn das Papier aus Asbest ist, beim Erhitzen eine teilweise Vernetzung des Kautschuks selbst in Abwesenheit aller herkömmlichen Schwefeldonator-Härtungsmittel erfolgt

Es hat sich gezeigt, daß man beim Ausschluß von Netzmitteln, Schwefel und Schwefeldonatoren im Dichtungspapier als Silikonimprägnierungsmittel Polyadditionssilikone, wie Polymethyl-Vinylsilikone, die weniger als 5 Gew.-°/o Lösungsmittel enthalten und die in Gegenwart eines Platinkomplexkatalysators hitzehärtbar sind, verwenden kann. Solche Verbindungen sind aus mehreren wirtschaftlichen Quellen verfügbar. Früher waren solche Silikone nicht gut verwendbar, da der Katalysator durch Spuren von Schwefel, organischen Metallsalzen von Zink und/oder Zinn und Aminen (aus dem Netzmittel) zerstört oder wenigstens inhibiert wurde.

Überdies kann leicht eine sehr zufriedenstellende Durchdringung durch das Silikonharz-Imprägnierungsmittel erzielt werden und das erhaltene Dichtungsverhalten nach dem Härten ist ausgezeichnet Es können statt Abdichtungen gegen maximale Wasserdrücke von beispielsweise 2 bar Dichtungen gegen Drücke von 6 bis 10 bar erzielt werden. Das Imprägnieren nach dem Einsetzen aller Ösen (falls vorhanden) ist bevorzugt, das es jede beträchtliche Imprägnierung unter den ösen verhindert. Die hohen Drücke und Temperaturen, welchen Metallösen mit Zylinderbohrungen unterworfen werden, können leicht eine übermäßige Streß-Relaxierung hervorrufen, wenn das darunterliegende Papier vorher imprägniert wird.

Die Anwendbarkeit von Dichtungen gemäß dieser Erfindung ist nicht auf den Automobilsektor beschränkt, da ähnliche Arbeitsbedingungen und Probleme auch woanders auftreten, beispielsweise in der chemischen Verfahrenstechnik.

Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung.

Ein Dichtungspapier auf Asbestbasis wurde nach herkömmlicher Papiermacher-Arbeitsweise hergestellt mit der Ausnahme, daß ein Eintrag verwendet wurde, von dem aminhaltige Materiale, wie Netzmittel, sowie schwefelhaltige oder schwefeldonatorhaltige Vulkanisiermittei für den Kautschukbinder weggelassen waren.

Proben des Papiers wurden in Form von Zylinderkopfdichtungen gestanzt und zu Dichtungen gearbeitet, wobei das Papier eine Außenseite darstellte. Metallösen wurden in größere (Zylinderbohrung) und kleinere (Wasser/Öldurchlässe) öffnungen in üblicher Weise eingepreßt.

Einige der erhaltenen Dichtungen wurden danach mit einem üblichen härtbaren Polymethyl-Vinylsilikonharz imprägniert, das von einem technischen Hersteller erhalten war. Es wurde so rezeptiert, daß es etwa 2 Gew.-% eines Platinkomplexkatalysators in Lösung in Isopropanol enthielt. Die Viskosität war 300 cP und die Topfzeit des Harzes war etwa 16 Stunden, was für die Produktionszwecke ausreichte. Die Imprägnierung wurde durch Eintauchen der Dichtungen für wenigstens 5 Minuten durchgeführt. Das Harz wurde dann 10 Minuten bei 6O⁰C gefolgt von wenigstens 10 Minuten bei 150⁰C gehärtet, wobei die Anwendung von 2 Stufen sich als hilfreich erwies, einen übermäßig raschen Temperaturanstieg zu vermeiden. Das Verhalten der behandelten Dichtungen aus diesem Spezialpapier war sehr zu-

friedenstellend in einem Automotor. Es wurde nicht nur das Silikonharz richtig in situ gehärtet, sondern das Produkt war viel beständiger gegen Wasser/Antigefriermittel Penetration als unbehandelte Dichtungen.

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Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Dichtung, bei dem man einen Dichtungskörper aus Papier stanzt, diesen Körper mit einem Silikonharz imprägniert und anschließend das Harz in situ in bzw. auf der Dichtung härtet, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Papier verwendet, das im wesentlichen frei von aminhaltigem Material und mit einem schwefel- und schwefeldonatorfreien Kautschukbinder gebunden ist, und daß das Silikonharz ein hitzehärtbares Polyadditionssilikonharz ist, das einen Platinkatalysator enthält

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung durchgeführt wird, nachdem ösen mit Zylinderbohrung oder andere Metallösen eingesetzt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kautschuk Nitrilkautschuk ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonharz einen Lösungsmittelgehalt von weniger als 5 Gew.-°/o hat.

5. Dichtung, hergestellt nach einem Verfahren gemaß einem der vorangehenden Ansprüche.

6. Verwendung der Dichtung nach Anspruch 5 als Zylinderkopfdichtung.