DE3731032A1

DE3731032A1 - Flachdichtung, insbesondere zylinderkopfdichtung fuer verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE3731032A1
Application number: DE19873731032
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Giesen; Hans-Rainer Dr Zerfass
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1987-09-16
Filing date: 1987-09-16
Publication date: 1989-03-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachdichtung, wie insbesondere eine Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einem gegebenenfalls imprägnierten und metallisch verstärkten Faservlies mit einem dem Kleben an den Dichtflächen entgegenwirkenden und der Verbesserung der Abdichtwirkung dienenden Überzug aus einem Silikonharz.

Weichstoffzylinderkopfdichtungen für Verbrennungskraftmaschinen bestehen bevorzugt aus gegebenenfalls metallisch verstärkten und imprägnierten, meist asbestfreien Faservliesen. Sowohl zur Vermeidung des nachteiligen Klebens der Dichtungen an den Dichtflächen des Motors unter Betriebsbedingungen als auch zur Erhöhung der Abdichtgüte ist es bekannt, die Dichtungen mit Überzügen zu versehen. Die Überzüge bestehen bevorzugt aus Gleitlacken und/oder Gleitmitteln, um eine Dehäsivwirkung zu erreichen, und die Überzüge sind nach der Aushärtung oder Vulkanisation noch so weit plastisch oder elastisch verformbar, daß sie sich beim Einbau unter dem Dichtpressungsdruck den abzudichtenden Flächen anpassen und so die Abdichtgüte verbessern.

Nach beispielsweise der US-PS 42 23 897 bestehen solche Überzüge aus einem Silikonharz oder Polytetrafluorethylen, und in der modernen Dichtungstechnik bestehen solche Überzüge meist aus einem Silkonharz. Silikonharze sind dabei leicht zu Überzügen zu verarbeiten, und sie schützen bei guter Temperaturbeständigkeit die gesamte Dichtung vor einem korrodierenden Angriff der meisten Abdichtmedien.

Nachteilig bei Überzügen aus herkömmlichen Silikonharzansätzen ist ihre Versprödung unter dem Temperatureinfluß des Motors bei längerem Einsatz. Die Versprödung führt zu einer Verhärtung des Überzuges, und der Überzug verliert seine Dehäsivwirkung, so daß die Dichtung nach längerer Betriebsdauer an den Dichtflächen des Motors klebt. Versprödete Überzüge sind außerdem gasdurchlässig, es kommt zu einem Nachlassen der Gasabdichtgüte und auch zu einem Nachlassen der Haftung an der Dichtung.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flachdichtung gemäß Oberbegriff des Hauptpatentanspruches zu schaffen, deren Polysilikonharzüberzug auch nach längerer Einsatzdauer bei höheren Temperaturen von bis zu 250°C nicht versprödet und seine Dehäsivwirkung und Gasabdichtgüte nicht verliert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Flachdichtung gelöst, deren Überzug aus einem Polysilikonharzansatz mit Polysiloxan-Silikonharz (Viskosität zwischen 1000 und 30 000 m Pa · s) als Hauptbestandteil und zwischen 30 und 50 Gewichtsteilen Polyvinylsiloxan (reaktives Silikonöl, Viskosität zwischen 10 und 1000 m Pa · s) hergestellt ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Silikonharzansatz wurden durch bevorzugt Aufwalzen Flachdichtungen beschichtet, und der Überzug wurde auf den Flachdichtungen unter dem Einfluß von Katalysatoren und/oder Vernetzern thermisch ausgehärtet. Dabei ergab sich ein gut haftender Überzug sowohl auf den Werkstofflächen als auch auf den Metallflächen der Dichtung. Die Dichtung war direkt nach dem Einbau unter dem Dichtflächenpressungsdruck statisch dicht gegenüber flüssigen und gasförmigen Abdichtmedien, und ein Kleben an den abzudichtenden Flächen wurde nicht beobachtet.

Im anschließenden Test wurde eine eingebaute Dichtung während eines Langzeitversuches von 240 Stunden Temperaturen von bis zu 250°C ausgesetzt und anschließend ihre Funktionsfähigkeit untersucht. Nach der Belastung war keine Versprödung der Schicht und kein Kleben an den Dichtflächen des Testgerätes zu beobachten. Der Überzug hatte seine Härte kaum verändert, und seine Abdichtgüte sowohl gegenüber flüssigen als auch gegenüber gasförmigen Abdichtmedien war praktisch gegenüber den Ausgangswerten unverändert.

Der erfindungsgemäße Silikonharzansatz enthält außer den genannten beiden Silikonharzpolymeren die zur Vernetzung und zur Verarbeitung üblichen Zusatzstoffe. Als Vernetzer und Haftverstärker wird bevorzugt ein Butyltitanat mit 0,5 bis 5 Gewichtsteilen, bezogen auf jeweils 100 Gewichtsteile Polysiloxan-Silikonharz, hinzugefügt. Als Vernetzungskatalysatoren können bis zu 15 Gewichtsteile organischer Metallsalze und/oder bis zu 0,5 Gewichtsteile Platinkomplexsalze zugegeben werden. Zur Inhibierung der Katalysatorwirkung bei Raumtemperatur und damit zur Verlängerung der Topfzeit werden die Metalle bindende Chelatbildner, wie Ethylglykol oder ein Ketoxim, mit 0,5 bis 10 Gewichtsteilen dem Ansatz zugefügt. Als Vernetzer kann der Ansatz bis zu 5 Gewichtsteile eines organischen Peroxides, wie Dicumylperoxid, enthalten, und als Vernetzungshilfsmittel können Zusätze von jeweils bis zu 5 Gewichtsteilen Triallylisocyanurat dienen. Oberflächenadditive, wie vor allem Metallseifen, können genauso wie Antioxidantien oder Farbstoffe, mit jeweils bis zu 5 Gewichtsteilen im Überzug vorhanden sein. Die Füllstoffe werden in Faserform oder Pulverform mit bis zu 300 Gewichtsteilen dem Überzug zugegeben, und sie bestehen bevorzugt aus Metallen, Metalloxiden, Erd- und Erdalkalisulfaten und/oder -Silikaten. Zur Einstellung der optimalen Viskosität können organische Lösungsmittel, wie insbesondere Xylole, mit zwischen 10 und 300 Gewichtsteilen im Ansatz vorhanden sein.

Die Rezeptur des Polysiloxan-Silikonharzansatzes besitzt dann eine Zusammensetzung innerhalb folgender Grenzen:

100 Gewichtsteile
Polysiloxan-Silikonharz (vernetzungsfähig, Viskosität zwischen 1000 und 30 000 m Pa · s)
3 bis 50 Gewichtsteile	Polyvinylsiloxan (reaktives Silikonöl, Viskosität zwischen 10 und 10 000 m Pa · s)
0 bis 15 Gewichtsteile	Silikonharz-Metallsalzkatalysator
0 bis 15 Gewichtsteile	organisches Peroxid (Dicumylperoxid)
0 bis 0,5 Gewichtsteile	Platinkomplexsalzkatalysator
0 bis 5 Gewichtsteile	Polymethylhydrogensiloxan
0 bis 5 Gewichtsteile	Polybutyltitanat
0 bis 5 Gewichtsteile	Triallylisocyanurat als Vernetzungskoagenz
0 bis 5 Gewichtsteile	Oberflächenadditiv (Metallseife)
0 bis 5 Gewichtsteile	Antioxidantien
0,5 bis 10 Gewichtsteile	Topfzeitverlängerer (Chelatbildner, wie Ketoxim oder Ethylglykol)
10 bis 300 Gewichtsteile	organisches Lösungsmittel (Xylol)
0 bis 300 Gewichtsteile	pulverige oder faserartige Füllstoffe aus Metall, Metalloxid, Dolomit, Sulfat und/oder Silikat
0 bis 50 Gewichtsteile	Farbpigment oder Farbstoff

Durch die Erfindung ist somit eine Flachdichtung mit einem Silikonharzüberzug geschaffen, die auch nach längerer Betriebszeit bei höherer Temperatur voll wirksam ist. Antiklebwirkung, Haftung, Anpassungsfähigkeit und Abdichtgüte bleiben auch nach längeren Betriebszeiten unverändert gegenüber denen einer frischen Dichtung, so daß die Dichtung mit langer Lebensdauer einsetzbar ist. Der Überzug ist dabei einfach und dadurch wirtschaftlich herstellbar.

Während der erfindungsgemäße Überzug vor allem auf die Dichtflächen von Weichstoffzylinderkopfdichtungen aufgetragen wird, kann der Überzug auch auf andere Dichtungen, vor allem für Verbrennungskraftmaschinen, aufgetragen werden. Die Dichtungen können dabei gegebenenfalls auch aus Metall bestehen. Ferner kann der Überzug nicht nur ganzflächig, sondern er kann auch lediglich partiell auf besonders beanspruchte Bereiche der Dichtung aufgetragen werden.

Claims

1. Flachdichtung, wie insbesondere Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einem gegebenenfalls imprägnierten und wesentlich verstärkten Faservlies mit einem dem Kleben an den Dichtflächen entgegenwirkenden und der Verbesserung der Abdichtgüte dienenden Überzug aus einem Silikonharz, dadurch gekennzeichnet, daß der Silikonharzüberzug aus einem niedrig viskosen Silikonharzansatz hergestellt ist, der 100 Gewichtsteile eines Polysiloxan-Silikonharzes mit einer Viskosität zwischen 1000 und 30 000 m Pa · s und 3 bis 50 Gewichtsteile eines Polyvinylsiloxans (reaktives Silikonöl, Viskosität zwischen 10 und 1000 m Pa · s)

enthält.

2. Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Silikonharzansatz weitere, in der Silikonharztechnik übliche Zusatzstoffe enthält.

3. Flachdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Silikonharzansatz zur Herstellung des Überzuges aus 100 Gewichtsteilen Polysiloxan-Silikonharz 3 bis 50 Gewichtsteilen Polyvinylsiloxan 0 bis 15 Gewichtsteilen Silikonharz-Metallsalzkatalysator 0 bis 15 Gewichtsteilen organisches Peroxid (Dicumylperoxid) 0 bis 0,5 Gewichtsteilen Platinkomplexsalzkatalysator 0 bis 5 Gewichtsteilen Polymethylsiloxan 0 bis 5 Gewichtsteilen Polybutyltitanat 0 bis 5 Gewichtsteilen Triallylisocyanurat 0 bis 5 Gewichtsteilen Oberflächenadditiv (Metallseife) 0 bis 5 Gewichtsteilen Antioxidantien 0,5 bis 10 Gewichtsteilen Topfzeitverlängerer (Chelatbildner) 0 bis 300 Gewichtsteilen faserigem bis pulverigem Füllstoff aus Metall, Metalloxid, Dolomit, Sulfat und/oder Silikat und 10 bis 300 Gewichtsteilen organischem Lösungsmittel (Xylol) und 0 bis 50 Gewichtsteilen Farbpigment oder Farbstoff

besteht.