DE4120502C2 - Kleb- und Dichtstoff zum Verbinden oder Verkleben oder Abdichten von Metallbauteilen, ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kleb- und Dichtstoff zum Verbinden oder Verkleben oder Abdichten von Bauteilen aus Metall auf Kau­ tschukbasis.

Im Automobilbau werden seit längerem Kleb- und Dichtstoffe auf Kautschukbasis verwendet. Wichtig ist, daß die Kleb- und Dicht­ stoffe eine gute Haftung auf Metalloberflächen besitzen. Ferner werden hinsichtlich der Festigkeit sowie der Kälteflexibilität der Klebeverbindungen hohe Anforderungen gestellt. Sie müssen zu langfristig haltbaren Klebeverbindungen oder Abdichtungen füh­ ren, eine hohe Scherfestigkeit aufweisen und überlackierbar sein. Geeignete Kautschukgrundmaterialien sind beispielsweise Gemische aus Flüssig- und Festkautschuk. Derartige Kleb- und Dichtstoffe sind beispielsweise aus der EP-PS 0 097 394 bekannt. In der europäischen Patentanmeldung 0 256 316 ist allerdings angegeben, daß diese aus der EP-PS 0 097 394 bekannten Kleb- und Dichtstoffe noch erhebliche Mängel aufweisen. Aus diesem Grund wird in der EP 0 256 316 vorgeschlagen, anstelle von festen Kau­ tschuken wie festem Polybutadien einen oder mehrere chemisch irreversibel depolymerisierte Kautschuke natürlichen oder syn­ thetischen Ursprungs einzusetzen. Aber auch diese Kleb- und Dichtstoffe weisen noch keine zufriedenstellenden Klebeeigen­ schaften auf. Aus der DE-OS 37 41 165 und der DE-PS 38 34 818 sind ferner Kleb- und Dichtstoffe auf Kautschukbasis bekannt, die neben üblichen Bestandteilen als Hauptkomponente OH-termi­ nierten Polybutadienkautschuk enthalten, wodurch die Haftung und das Bruchverhalten verbessert werden. Aber auch die mit diesen Klebe- und Dichtstoffen erreichten Ergebnisse sind noch verbes­ serungsbedürftig.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Kleb- und Dichtstoff auf Kautschaukbasis zur Verfügung zu stellen, der bei erhöhten Temperaturen vulkanisiert und aushärtet und insbesonde­ re auf Metallflächen, die auch geölt sein können und vorzugs­ weise aus verzinktem Stahlblech bestehen, haftet, wobei die Haftung an den Metallflächen und die Eigenschaften des vernetz­ ten Kleb- und Dichtstoffs gegenüber den bekannten Kleb- und Dichtstoffen verbessert sind und eine gute Überlackierbarkeit gegeben ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Metallverbundkleb- und Dichtstoff auf Kautschukbasis gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kautschukbasis ein in der Hitze schwefelvulkanisierbares Kautschukgemisch ist und der Kleb- und Dichtstoff als Additivsy­ stem ein in der Hitze vernetzendes Epoxidharz/Härter-System ent­ hält.

Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ferner liefert die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kleb- und Dichtstoffs und ermöglicht dessen Verwendung zum Verbinden oder Verkleben und Abdichten von Bau­ teilen aus Metall, insbesondere im Fahrzeug-Karosserie-Rohbau.

Erfindungsgemäß werden der auf Kautschuk basierenden Kleb- und Dichtstoffgrundmasse, die in der Hitze schwefelvulkanisierbar und vorzugsweise ein Gemisch aus Flüssig- und Festkautschuk ist, ein in der Hitze vernetzendes Epoxidharz/Härter-System zuge­ setzt. Hierdurch wird ein Kleb- und Dichtstoff geschaffen, bei dem die Kautschukmasse und das Additivsystem gleichzeitig ver­ netzt und gehärtet werden können. Die zu verbindenden bzw. zu verklebenden oder abzudichtenden Metallteile werden hierzu zu­ sammen mit dem aufgebrachten Kleb- und Dichtstoff lokal erwärmt. Durch die erfindungsgemäße Kombination der Kautschukmasse aus einem in der Hitze schwefelvulkanisierbaren Kautschukgemisch mit dem Epoxidharz/Härter-System wird dem Material eine im Vergleich zu den herkömmlichen Kleb- und Dichtstoffen verbesserte Haftfä­ higkeit auf Metalloberflächen vermittelt. Insbesondere ist die Haftfähigkeit auf geölten, vorzugsweise feuer-, elektrolytisch oder galvanisch verzinkten Stahlblechen verbessert.

Neben der erhöhten Haftfähigkeit werden außerdem die mechani­ schen Eigenschaften wie Scherfestigkeit und Kältebeständigkeit sowohl bei erhöhten Temperaturen als auch bei tiefen Temperatu­ ren verbessert. Vorteilhafterweise wird die Überlackierbarkeit des Kleb- und Dichtstoffs nicht beeinträchtigt.

Der erfindungsgemäße Kleb- und Dichtstoff enthält im allgemeinen 10 bis 70 Gew.-% Kautschuk, vorzugsweise 10 bis 55 Gew.-% Flüs­ sigkautschuk, 1 bis 15 Gew.-% Festkautschuk, 1 bis 20 Gew.-% Schwefel, 0,1 bis 10 Gew.-% Vulkanisationsbeschleuniger, 20 bis 80 Gew.-% Füllstoffe, 0,1 bis 15 Gew.-% Epoxidharz und bezogen auf das Epoxidharz 0,1 bis 15 Gew.-% Härter, wobei 1 bis 10 Gew.-% Epoxidharz und bezogen auf das Epoxidharz 0,1 bis 10 Gew.-% Härter bevorzugt sind.

Als Festkautschuk kann Naturkautschuk oder synthetischer Kau­ tschuk eingesetzt werden. Der Flüssigkautschuk umfaßt etwa 10 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise etwa 10 bis 70 Gew.-% eines synthe­ tischen Homo- oder Copolymeren oder eines Gemisches aus einem Homo- und einem Copolymeren. Zumindest ein Teil der flüssigen Kautschukkomponente kann funktionelle Gruppen wie Carboxyl- oder Hydroxygruppen enthalten.

Der erfindungsgemäße Kleb- und Dichtstoff wird hergestellt, indem die Kleb- und Dichtstoffgrundmischung zunächst mit der Vulkanisierkomponente vermischt und anschließend das Epoxid­ harz/Härter-System zugegeben wird. Das Mischen erfolgt bei­ spielsweise in einem Preßmischer oder Kneter, wobei während des Mischens gekühlt wird, um die Temperatur unterhalb der Vulkani­ sier- und Vernetzungstemperatur zu halten.

Im folgenden sind die Rezepturen eines erfindungsgemäßen Kleb- und Dichtstoffs (A) und eines auf demselben Kautschukmaterial basierenden Vergleichskleb- und Dichtstoffs (B) aufgeführt, wobei der Vergleichskleb- und Dichtstoff kein erfindungsgemäßes Additiv aus Epoxidharz und Härter enthält.

Rezeptur

Die Ergebnisse der Prüfung der Scherfestigkeit im Temperaturbereich von +80°C bis -35°C, wodurch die Haftung und Bruchfe­ stigkeit der Kleb- und Dichtstoffe veranschaulicht werden, sind in der folgenden Tabelle angegeben.

Ein Vergleich der Testwerte des erfindungsgemäßen Kleb- und Dichtstoffs (A) und des Vergleichskleb- und Dichtstoffs (B) zeigt, daß der Zusatz des erfindungsgemäßen Additivsystems die Haftung und die mechanischen Eigenschaften erheblich verbessert.

Die erfindungsgemäßen Kleb- und Dichtstoffe können insbesondere im Automobilbau zum Verbinden bzw. Verkleben oder Abdichten von Metallbauteilen, insbesondere von verzinkten Metallteilen einge­ setzt werden, wobei die Metallteile auch geölt sein können. Hierbei wird auf eines der zu verbindenden bzw. zu verklebenden oder abzudichtenden Bauteile auf der Klebefläche oder an der abzudichtenden Stelle vor oder nach dem Zusammenfügen der Bau­ teile der erfindungsgemäße Kleb- und Dichtstoff aufgetragen, die Bauteile gegebenenfalls zusammengefügt und der so hergestellte Verbund erwärmt, um den Kleb- und Dichtstoff zu vulkanisieren und zu härten.

Claims (9)

1. Metallverbundkleb- und -dichtstoff auf Kautschukbasis, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kautschukbasis ein in der Hitze schwefelvulkanisierbares Kautschukgemisch aus Kau­ tschuk, Schwefel und Vulkanisationsbeschleunigern ist und der Kleb- und Dichtstoff als Additiv ein in der Hitze ver­ netzendes Epoxidharz/Härter-System enthält.

2. Kleb- und Dichtstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kautschukgemisch aus Flüssig- und Festkautschuk besteht.

3. Kleb- und Dichtstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er als Festkautschuk Naturkautschuk oder syn­ thetischer Kautschuk enthält.

4. Kleb- und Dichtstoff nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er als Flüssigkautschuk 10 bis 90 Gew.-% eines synthetischen Homo- oder Copolymeren oder eines Gemisches aus einem Homo- und einem Copolymeren enthält.

5. Kleb- und Dichtstoff flach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß er 0,1 bis 15 Gew.-% Epoxidharz und 0,1 bis 15 Gew.-% Härter bezogen auf das Epoxidharz enthält.

6. Verfahren zum Herstellen des Kleb- und Dichtstoffs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Kleb- und Dichtstoffgrundmischung zunächst mit dar Vulkani­ sierkomponente vermischt und anschließend das Epoxid­ harz/Härter-System zugegeben wird, wobei während des Mi­ schens gekühlt wird, um die Temperatur unterhalb der Vulka­ nisier- und Vernetzungstemperatur zuhalten.

7. Verwendung des Kleb- und Dichtstoffs gemäß einem der Ansprü­ che 1 bis 5 zum Verbinden, Verkleben oder Abdichten von Bauteilen aus Metall.

8. Verwendung Ansprüch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man den Kleb- und Dichtstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 auf mindestens einer der zu verbindenden oder zu verklebenden Flächen oder Bauteile oder auf die abzudichtenden Stelle vor oder nach dem Zusammenfügen der Bauteile aufträgt, die Bau­ teile gegebenenfalls zusammengefügt und den Verbund erwärmt, um den Kleb- und Dichtstoff zu vulkanisieren und zu härten.

9. Verwendung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man Bauteile aus Metall, insbesondere solche aus geölten und/oder verzinktem Metall verbindet oder verklebt oder abdichtet.