DE3319062A1

DE3319062A1 - Impraegniermittel

Info

Publication number: DE3319062A1
Application number: DE19833319062
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr. 6000 Frankfurt Deibig; Klaus 6250 Limburg Wollmann; Hans-Rainer Dr. 5063 Burscheid Zerfaß
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Federal Mogul Sealing Systems GmbH
Priority date: 1983-05-26
Filing date: 1983-05-26
Publication date: 1984-11-29
Also published as: DE3319062C2

Description

Imprägniermittel.
Die Erfindung betrifft ein Imprägniermittel, insbesondere zum Imprägnieren von Weichstoffflachdichtungen für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einer organischen, synthetischen und vernetzbaren Flüssigkeit und sein Herstellungsverfahren.
Beispielsweise aus der DE-AS 2.304.558 ist es bekannt, Zylinderkopfdichtungen aus Faservliesmaterialien mit einer organischen, synthetischen, thermisch, peroxidisch oder mit Schwefel vollständig polymerisierbaren Flüssigkeit zu imprägnieren. Diese Imprägniermittel werden anschließend in der Dichtungsplatte vernetzt und haben den Vorteil, daß dabei keine verdampfenden Substanzen frei werden, die das Dichtungsmaterial aufblähen. So entstehen Dichtungen mit guter Querschnittsdichtigkeit.
Nach der DE-AS 2.304.558 wird dabei als Imprägniermittel ein niedrig viskoses Polybutadien eingesetzt, dessen Vernetzung in der Dichtungsplatte über die freien Doppelbindungen erfolgt. Bei diesem Vernetzungvorgang wird jedoch nur ein Teil der Doppelbindungen umgesetzt, und die restlichen ungesättigten Doppelbindungen bilden Angriffspunkte für vor allem Luft- und Lichteinfluß, so daß beim längeren Lagern der Dichtungen diese Alterungserscheinungen zum Verhärten und Verspröden der Dichtungsplatten führen. Diese Dichtungen werden nach einer gewissen Zeit unbrauchbar.
Imprägnierte Zylinderkopfdichtungen sollen darüberhinaus neben einer ausreichenden Festigkeit und Querschnittsdichtigkeit auch eine ausreichende Anpassungsfähigkeit an die Dichtflächen des Zylinderkopfes und des Motorblockes besitzen. In mit Polybutadien imprägnierten Zylinderkopfdichtungen wird daher das Imprägniermittel zunächst bei der Herstellung nur bis zu einer noch plastischen Konsistenz vernetzt, so daß eine Anpassung beim Einbau an die Dicht flächen von Zylinderkopf und Motorblock erfolgen kann. Die endgültige Nachvernetzung erfolgt dann in der Betriebshitze des Motors.
Gerade aber ein solches Vorvernetzen des Polybutadiens ist in der Fertigung sehr schwierig einzustellen, die im vorvernetzten Polybutadien vermehrt vorhandenen freien Doppelbindungen bilden Angriffspunkte für Alterungserscheinungen mit nachfolgendem Unbrauchbarwerden der Dichtungen nach längerem Lagern. Nach bisherigen Verfahren müssen daher die Dichtungen unter Verwendung handelsüblicher Alterungsschutzmittel geschützt werden, allerdings verteuern solche Maßnahmen die Herstellung der Dichtungen wesentlich und bieten zugleich keinen absoluten Schutz gegenüber Alterungserscheinungen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Imprägniermittel auf der Basis vollständig vernetzbarer Flüssigkeiten zu schaffen, welches im vernetzten Zustand in der Dichtungsplatte weitgehend alterungsbeständig ist, und welches der Dichtungsplatte neben guten Festigkeitseigenschaften und einer guten Quer- schnittsdichtigkeit auch eine gute Anpassungsfähigkeit beim Einbau zwischen den Dichtflächen verleiht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Imprägniermittel auf der Basis eines Methacrylsäure- oder Acrylsäureesters der allgemeinen Formel gelöst, welches 1 - 15 X einer mehrfach ungesättigten Verbindung als Coagenz sowie 1 - 5 % eines Peroxides als radikalischen Initiator enthält.
R1 ist Wasserstoff oder eine Methylgruppe, und R2 ist ein Polyester oder Poyetherrest mit einem Molekulargewicht von weniger als 5000.
Bevorzugt besteht dabei die mehrfach ungesättigte Verbindung als Coagenz aus Trimethylolpropantriacrylat, und als Peroxid wird Dicumylperoxid verwendet. Als Polyol-Komponente HO-R1-0H wird bevorzugt ein lineares Polyäthylenglycol mit einem Molekulargewicht zwischen 500 und 2000 verwendet, und über die Größe des Molekulargewichtes wird die Viskosität des Imprägniermittels eingestellt.
Die freie Hydroxylgruppe kann gegebenenfalls zusätzlich mit einem Mono- oder Diisocyanat zu einem Urethan umgesetzt werden.
Je nach Mengenverhältnis zwischen Säurekomponente und Polyolkomponente kann auch die zweite OH-Gruppe mit der Acryl- oder Methacrylsäure zumindest teilweise verestert sein.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Acrylsäure- oder Methacrylsäureester werden die Säuren beziehungsweise deren Ester mit den Polyolen auf Polyester- oder Polyetherbasis bevorzugt unter Verwendung von Kathalysatoren ver- beziehungsweise umgeestert. Das Vernetzen des Imprägniermittels in der Dichtungsplatte kann gegebenenfalls durch energiereiche Strahlung, wie bevorzugt Elektronenstrahlung, erfolgen. In diesem Fall kann das Impragniermittel frei von Peroxiden sein.
Mit dem erfindungsgemäßen Imsprägniermittel werden Weichstoffzylinderkopfdichtungen imprägniert, und das Imprägniermittel wird anschließend thermisch vernetzt. Neben einer hervorragenden Festigkeit und Querschnittsdichtigkeit weisen die Dichtungen auch eine gute Elastizität auf, so daß die Dichtungen sich beim Einbau an die Dichtflächen des Motors und des Zylinderkopfes sehr gut anpassen. Erstaunlicherweise wird dabei gefunden, daß sich die Härte der Dichtungen in Abhängigkeit von der zugesetzten Menge der als Coagenz wirkenden, mehrfach ungesättigten Verbindungen steigert, so daß der Fachmann die Zusatzmenge an Coagenz zwischen 1 und 15 % wählen kann, um entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall die Härte und Elastizität der Dichtungsplatte einzustellen.
Durch die begrenzte Anzahl der im Imprägniermittel vor- handenen Doppelbindungen, die bei der Vernetzung weitgehend umgesetzt werden, erweisen sich die Dichtungsplatten alterungsbeständig und verlieren auch bei längeren Lagerzeiten nicht die eingestellten Funktionseigenschaften.
-Durch die Erfindung wird somit ein Imprägniermittel geschaffen, mit dem Zylinderkopfdichtungen mit den je nach Anwendungsfall erforderlichen Eigenschaften imprägniert werden können. Wenn das erfindungsgemäße Imprägniermittel bevorzugt für Zylinderkopfdichtungen und Auspuffflanschdichtungen eingesetzt werden soll, so ist es auch möglich, das Imprägniermittel auch für andere Anwendungsfälle, wie bevorzugt zum Imprägnieren von Weichstoffflachdichtungsplatten oder anderen Faservliesmaterialien, zu verwenden.
Die Erfindung wird anhand eines Aus führungsbeispieles näher erläutert.
Ausgegangen wird von Acrylsäure, die im Molverhältnis 1 : 1 mit Polyethylenglycol von durchschnittlich einem Molekulargewicht von 1600 umgesetzt wird. In 100 Teilen dieses flüssigen Produktes werden insgesamt 8 Gewichtsteile Trimethylpropantriacrylat und 5 Gewichtstreile Dicumylperoxid hinzugefügt, und mit dieser Lösung werden Zylinderkopfdichtungen aus Asbestfaservliesen mit einem Porenflüllungsgrad von 80 % imprägniert. Das Vernetzen des Imprägniermittels erfolgt über 7 Minuten bei 1700C.
Die so hergestellten Zylinderkopfdichtungen erweisen sich in Motortestläufen als voll funktionsfähig und zeigen auch nach längeren Lagerzeiten von mehr als einem halben Jahr keine Verschlechterung ihrer Funktionseigenschaften.

Claims

Patentansprüche: rs U Imprägniermittel, insbesondere zum Imprägnieren von Weichstoffflachdichtungen für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einer organischen, synthetischen und vernetzbaren Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel aus einem Methacrylsäure- oder Acrylsäureester der allgemeinen Formel besteht, welches 1 -15 % einer mehrfach ungesättigtern Verbindung als Coagenz sowie gegebenenfalls 1 -5 % eines Peroxides als radikalischen Initiator enthält, und worin R1 ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe und R2 ein Polyester- oder ein Polyetherrest mit einem Molekulargewicht von weniger als 5000 ist.
2. Imprägniermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrfach ungesättigte Verbindung, das Coagenz, aus Trimethylolpropantriacrylat besteht.
3. imprägniermittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Peroxid Dicumylperoxid ist.
4. Imprägniermittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyol-Komponente HO-R2-OH ein lineares Polyethylenglycol mit einem Molekulargewciht zwischen 500 und 2000 ist.
5. Imprägniermittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Hydroxylgruppe des Acrylsäureesters mit einem Mono-oder Diisocyanat zu einem Urethan umgesetzt ist.
6. Imprägniermittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite freie Hydroxylgruppe zumindest teilweise mit Acrylsäure oder Methacrylsäure verestert ist.
7. Verfahren zur Herstellung des Acrylsäureesters des Impprägniermittels nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Acrylsäure oder Methacrylsäure beziehungsweise deren Ester im Molverhältnis 1 : 1 mit einem Polyol auf Polyester- oder Polyetherbasis unter gegebenenfalls Verwendung von Katalysatoren ver- beziehungsweise umgeestert ist.
8. Verfahren zum Vernetzen des Imprägniermittels in der Dichtungsplatte nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzung durch energiereiche Elektronenstrahlen erfolgt.