WO2002024822A1 - Beschichtung aus fluorhaltigem polymer für automobilkarosserien oder deren teile - Google Patents

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WO2002024822A1
WO2002024822A1 PCT/EP2001/010529 EP0110529W WO0224822A1 WO 2002024822 A1 WO2002024822 A1 WO 2002024822A1 EP 0110529 W EP0110529 W EP 0110529W WO 0224822 A1 WO0224822 A1 WO 0224822A1
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    • C09D127/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D127/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D127/12—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C09D127/18—Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethene

Definitions

  • the invention relates to a coating of fluorine-containing polymer for automobile bodies or their parts and an automobile body or their part with a friction-reducing coating of fluorine-containing polymer.
  • the invention also relates to a new use of fluorine-containing plastics.
  • this fluorine-containing polymer consists of a copolymer which consists of 30-70 mol of a perfluorinated or partially fluorinated olefin, which may also contain chlorine or bromine, 20-60 mol% of a vinyl ether and 1-25 mol% of a silicone is composed which contains olefinic and hydrolyzable groups; According to the exemplary embodiments, 50% of perfluorinated propene and 60% of chlorotrifluoroethylene are contained therein. When exposed to water, the hydrolyzable groups of the silicone cause the copolymer to crosslink, which is promoted by the addition of a metal chelate and, if appropriate, a silicate.
  • Binding to the substrate can be promoted by adding a condensation product of a silicate and an epoxy alcohol to the fluorine-containing copolymer when the fluorine-containing copolymer is applied directly to the substrate.
  • the substrate can also be provided beforehand with an adhesion promoter, which consists of a metal alkoxide or an epoxy resin, which can contain a silicone with an epoxy group.
  • the fluorine-containing copolymer cures at a low temperature and has
  • BEST ⁇ TIGU ⁇ GSKOPIE drawn properties with regard to the effects of weather, water and chemicals.
  • the coating composition contains, for example, a fluorine-containing resin having a silane and an epoxy group in the same molecule or a mixture of fluorine-containing resins each containing a silane or an epoxy group; but it can also be provided that the silane or epoxy group is contained in a fluorine-containing resin and the epoxy or silane group is contained in a fluorine-free resin.
  • a vinyl ester or ether or an acrylic ester which contains crosslinkable epoxy or silane groups is copolymerized with a perfluorinated or partially fluorinated olefin.
  • the copolymers thus obtained contain up to 50% by weight of the fluorinated olefins; They are applied to the substrate after the addition of a metal chelate and, if appropriate, after admixing the desired pigments, and crosslinked by heating to form a hardened coating.
  • the coating thus formed has a high scratch resistance due to the synergistic effect, which is caused by a high cross-linking density and the reduction in the frictional resistance, which is due to the polysiloxane and C-F bonds which are present in the base resin.
  • the object of the invention is to provide a coating for automobile bodies or their parts in such a way that the lowest possible air resistance arises in the operation of the automobile at a comparatively low cost in the construction of the automobile.
  • the fluorine-containing polymer is selected from the group of perfluorinated or partially fluorinated polymers free of functional groups, perfluoroalkoxy polymers, chloroperfluoropolymers, their mixtures and alloys.
  • this object is achieved in that the fluorine-containing polymer from the group of perfluorinated or partially fluorinated, functional group-free polymers, perfluoroalkoxy polymers, chloroperfluoropolymers, their mixtures and alloys is selected and that the fluorine-containing polymer is exposed to at least one wind Part of the car body is applied.
  • the fluorine-containing plastic from the group perfluorinated or partially fluorinated, functional groups-free polymers, perfluoroalkoxy polymers, chloroperfluoropolymers, their mixtures and alloys
  • this object is achieved in that the fluorine-containing plastic for coating automobile bodies or their parts exposed to the wind.
  • the coating according to the invention essentially contains the pure fluorine-containing polymers without major additions which impair the favorable coefficients of friction of these polymers.
  • these favorable coefficients of friction in contrast to the copolymers mentioned at the outset, take full effect on the automobile body or its parts in the wind and lead to a considerable reduction in the air resistance. the one that prevents the automobile from moving.
  • the lower air resistance values obtained in this way therefore result in the desired improvement in economy and ecology in the operation of the respective automobile with the same motorization and the same vehicle weight.
  • the coating is applied to the automobile body or a body part by known methods and is connected to it by sintering or melting at temperatures> 150 ° C.
  • the fluorine-containing polymer is applied in a thin layer and forms a closed layer after sintering or melting at a temperature which is set according to the choice of the polymer, the polymer mixture or the polymer alloy. Since the polymer is in the form of fine particles in the micro to nano range, the sintering or melting time in the case of local, brief heating, such as by a burner flame or a laser, is so short that, despite the relatively high sintering or melting temperature, it does not become one disadvantageous heating of the automotive parts comes.
  • the fluorine-containing polymer is preferably formed from particles of different sizes, as a result of which the sintering or melting times for the various particles become differently long and an uneven surface in the form of the so-called "orange peel" which is favorable for air resistance is produced.
  • the fluorine-containing polymer according to the invention can be admixed with fillers selected from the group consisting of corundum, finely divided glass fiber, diatomaceous earth, crosslinked polyolefin and ultra-high molecular weight polyolefin without adversely influencing the coefficient of friction to increase the abrasion resistance.
  • fillers selected from the group consisting of corundum, finely divided glass fiber, diatomaceous earth, crosslinked polyolefin and ultra-high molecular weight polyolefin without adversely influencing the coefficient of friction to increase the abrasion resistance.
  • graphite or pigments can optionally also be added.
  • the adhesion of the fluorine-containing polymers to the automobile body or its parts it may be advisable to coat the surface of the automobile body or its parts before coating, for. B. by treatment with a to roughen acidic caustic.
  • the adhesion can also be improved by means of an adhesion promoter, which is applied to the surface to be coated prior to coating with the polymer and, if appropriate, can be acidic.
  • the adhesion promoter can also be provided with tough-elastic particles, for example made of a crosslinked polyolefin such as polyethylene, or with particles made of an ultra-high molecular weight polyolefin such as polyethylene.
  • the fluorine-containing polymer can also be applied in the form of a shrink film to automobile body parts for which sintering temperatures above 150 ° C. cannot be used.
  • Example 1 A commercially available dispersion of polytetrafluoroethylene in a carrier liquid, for example from Whitford GmbH, In den Elf Morgen 2, D-66549 Limburg, is applied to the outside surface of a cleaned and degreased automobile body part using a spray gun or by a customary electrostatic method is exposed to the wind, such as a fender, a hood, a door, an underbody or the like, in one or more passes in an amount sufficient to form a coating with a layer thickness in the range of 200-800 nm.
  • the dispersion contains polytetrafluoroethylene with a particle size of 265 nm at 60 vol.%,
  • the rest consists of the carrier liquid, which essentially consists of deionized water, volatile solvents and a wetting agent.
  • the outer surface of the automobile body part covered in this way is then heated to temperatures above 150 ° C. using a local heat source such as a burner flame or a laser, so that the nanoparticles of polytetrafluoroethylene sinter and / or melt together.
  • a local heat source such as a burner flame or a laser
  • the heat source is guided over the occupied outer surface; sintering occurs because of the small amount of polytetrafluoroethylene applied or melting in such a short time that there is no undue heating of the automobile body part.
  • fluorine-containing polymers such as perfluorinated or partially fluorinated fluorine polymers free of functional groups, perfluoroalkoxy polymers, chloroperfluorinated polymers, their mixtures or alloys can also be used.
  • Example 2 The fluorine-containing polymer can also be applied in the form of a shrink film to particularly heat-sensitive automobile body parts.
  • shrink films are one- or two-dimensionally cold-stretched films or tubes made of the fluorine-containing polymers mentioned in Example 1 above. They are commercially available, for example from Raychem, Haidgraben 6, 85521 Ottobrunn.
  • Short-term heating of the shrink film causes the film to try to return to its original dimensions.
  • the rate of this regression depends on the temperature; the higher the heating temperature of the shrink film is chosen, the faster it is. Rapid regression occurs at temperatures up to 100 ° C, for example 80 °, without undue heating of the automobile body part.
  • the Auto mobiiteii is covered with the shrink film or enclosed in the shrink tube and then placed in a heating oven which is set to the desired temperature. After the shrinking time has elapsed, the automobile part coated in this way is removed from the heating furnace.
  • Example 3 The procedure is as in Example 1, but with the modification that in the dispersion the polytetrafluoroethylene is composed 70% of particles with a grain size of 265 nm and 30% of particles with a grain size of 10 ⁇ m. The heat source is guided over the occupied area at such a speed that the particles with the large grain size only soften or melt on the surface.
  • the other fluorine-containing polymers mentioned in Example 1 can also be used, it also being possible to use a mixture of fluorine-containing polymers with different melting points.
  • an uneven coating in the manner of a so-called orange peel is formed on the outer surface of the automobile body part, in which the larger, non-melted or only melted particles protrude from the layer formed by the smaller particles.
  • Such an "Afelsinenhaut” is particularly advantageous for reducing wind friction.
  • the structure of this "orange peel” is essentially determined and selected by the grain size of the larger particles, their mutual distances or their relative amount in the dispersion.
  • Example 4 For example, automobile body parts such as wheel arches are exposed to the impact of highly thrown particles such as grains of sand on their outer surface at the same time as the headwind. This can cause unwanted abrasion. of the coating. This can be counteracted by abrasion-resistant additives.
  • the procedure is as in Example 1 and an abrasion-resistant filler such as corundum with a particle size of 1 ⁇ m is added to the polytetrafluoroethylene in an amount by which the reduction in the coefficient of friction is not or only insignificantly influenced.
  • the procedure is as in Example 1, and the other fluorine-containing polymers mentioned in Example 1 can also be used here instead of the polytetrafluoroethylene.
  • abrasion-resistant fillers such as glass beads, finely divided glass fibers, diatomaceous earth, cross-linked polyolefin and ultrahocli-olecular polyolefin can also be used in a corresponding manner.
  • the coating with an "orange skin” described in Example 3 can also be produced in this way.
  • the amount of abrasion-resistant filler added can be increased up to a maximum of 20%, but this reduces the reduction in the coefficient of friction. In such cases, it is advisable to apply a further layer of pure fluorine-containing polymer to the coating, which can be renewed if necessary.
  • Example 5 To improve the adhesion of the coating to the outer surface of the automobile body part, it may be advisable to roughen the surface to be coated in a manner known per se before coating. The roughening can be carried out by etching agents, which may also already be contained in the dispersion of the fluorine-containing polymer.
  • the adhesion of the fluorine-containing polymer can also be improved by applying an adhesion promoter, which is present in the form of a dispersion in an evaporable carrier liquid, to the surface of the automobile body part to be coated before coating with the fluorine-containing polymer.
  • adhesion promoters are commercially available, for example from Whitford GmbH, In den Elf Morgen 2, D-65549 Limburg.
  • the application is carried out by known methods by spraying, rolling or electrostatically, and after the application the applied layer is dried by the action of heat.
  • the adhesion promoter should be applied up to a layer thickness of 1 ⁇ m, the application possibly also taking place in several passes, with a further layer of the Hafh'ermfier being applied after each drying.
  • the coating of the fluorine-containing polymer is then applied to the adhesion promoter in the manner described in Example 1.
  • the adhesion of the fluorine-containing polymer can additionally be improved in that this fluorine-containing polymer is applied to the surface of the adhesion promoter layer before the coating of the fluorine-containing polymer is applied.
  • a crosslinked polyolefin such as polyethylene or an ultra-high molecular weight polyolefin such as polyethylene can also be added to the coupling agent.
  • a further improved adhesion can be achieved in that a crosslinked polyolefin such as polyethylene or an ultra-high molecular weight polyolefin such as polyethylene is also added to the fluorine-containing polymer in an amount which does not or only insignificantly influences the friction-reducing action of the fluorine-containing polymer.

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Abstract

Die Beschichtung besteht aus einem fluorhaltigen Polymer, das aus der Gruppe perfluorierte oder teilfluorierte, von funktionellen Gruppen freie Polymere, Perfluoralkoxypolymere, Chlorperfluorpolymere, deren Mischungen und Legierungen ausgewählt ist. Das fluorhaltige Polymer wird aus einer Dispersion durch Aufsprühen oder elektrostatisch aufgetragen und bei Temperaturen > 150 °C durch Sintern oder Schmelzen mit der zu beschichtenden Aussenfläche eines dem Fahrtwind ausgesetzten Automobilkarosserieteils fest verbunden. Falls das Automobilkarosserieteil so hohe Temperaturen nicht verträgt, wird das fluorhaltige Polymer bei niedrigeren Temperaturen in Form einer Schrumpffolie aufgebracht. Das fluorhaltige Polymer kann Partikel unterschiedlicher Grösse enthalten, wodurch eine unebene Oberfläche nach Art einer 'Apfelsinenhaut' ausgebildet wird. Die Beschichtung kann mit Füllstoffen zur Erhöhung der Abriebfestgkeit oder zur Pigmentierung versehen werden. Die Haftung des fluorhaltigen Polymeren an dem Automobilkarosserieteil kann durch einen Haftvermittler verbessert werden.

Description

Beschichtung aus fluorhaltigem Polymer für Automobilkarosserien oder deren Teile
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Beschichtung aus fluorhaltigem Polymer für Automobilkarosserien oder deren Teile und eine Automobilkarosserie oder deren Teil mit einer reibvermindernden Beschichtung aus fluorhaltigem Polymer. Die Erfindung betrifft auch eine neue Verwendung fluorhaltiger Kunststoffe.
Stand der Technik
Aus der US 4,701,508 ist bekannt, daß fluorhaltige Polymere ausgezeichnete Beständigkeit gegen Einwirkung von Wetter, Wasser, Lösungsmitteln und Chemikalien und niedrige Reibungswerte aufweisen, aber zu ihrer Aufbringung hohe Temperaturen erfordern. In dieser Druckschrift wird ein fϊuorhaltiges Polymer zur Beschichtung von unter anderen auch Stahlblechen und Radfahrzeugen beschrieben, das sich von vorbekannten Fluorpolymeren dadurch unterscheidet, daß es in Lösung und bei gewöhnlicher Temperatur auf das Substrat aufgebracht werden kann. Im einzelnen besteht dieses fluorhaltige Polymere aus einem Copolymeren, das zu 30-70 Mol aus einem perfluorierten oder teilfluorierten Olefin, das auch Chlor oder Brom enthalten kann, zu 20-60 Mol% aus einem Ninyiether und zu 1-25 Mol% aus einem Silicon zusammengesetzt ist, das olefinische und hydroly- sierbare Gruppen enthält; nach den Ausführungsbeispielen sind perfluoriertes Propen zu 50% und Chlortrifluorethylen zu 60% darin enthalten. Die hydrolysierbaren Gruppen des Silicons bewirken bei Einwirkung von Wasser eine Vernetzung des Copolymers, die durch den Zusatz eines Metallchelats und gegebenenfalls eines Silikats gefördert wird. Die Bindung an das Substrat kann dadurch unterstützt werden, daß dem fluorhaltigen Copolymer ein Kondensationsprodukt aus einem Silikat und einem Epoxidalkohol beigemischt wird, wenn das fluorhaltige Copolymere unmittelbar auf das Substrat aufgetragen wird. Es kann aber auch das Substrat zuvor mit einem Haftvermittler versehen werden, der aus einem Metallalkoxid oder einem Epoxidharz besteht, das ein Silikon mit einer Epoxidgruppe enthalten kann. Das fluorhaltige Copolymer härtet bei niedriger Temperatur und hat aus-
BESTÄTIGUΝGSKOPIE gezeichnete Eigenschaften hinsichtlich der Einwirkung von Wetter, Wasser und Chemikalien.
Aus der DE 40 06 439 AI ist eine Beschichtungszusammensetzung aus fluorhaltigen Kunststoffen bekannt, die für die Beschichtung von Automobilkarosserieteilen verwendet wird. Die Beschichtungszusammensetzung enthält beispielsweise ein fluorhaltiges Harz mit einer Silan- und einer Epoxidgruppe im gleichen Molekül oder eine Mischung aus fluorhaltigen Harzen, die jeweils eine Silan- oder eine Epoxidgruppe enthalten; es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Silan- oder Epoxidgruppe in einem fluorhaltigen Harz und die Epoxid- oder Silangruppe in einem fluorfreien Harz enthalten ist. Zur Herstellung der fluorhaltigen Harze werden beispielsweise ein Ninylester oder -ether oder ein Acrylester, der vernetzbare Epoxid- oder Silangruppen enthält, mit einem perfluorierten oder teilfluorierten Olefin copolymerisiert. In den so erhaltenen Copolymeren sind die fluorierten Olefine bis zu 50 Gew.-% enthalten; sie werden nach Zusatz eines Metallchelats und gegebenenfalls nach Zumischung jeweils gewünschter Pigmente auf das Substrat aufgetragen und durch Erwärmen unter Ausbildung einer gehärteten Beschichtung vernetzt. Der so gebildete Überzug hat eine hohe Kratzfestigkeit aufgrund des synergistischen Effektes, der durch eine hohe Nernetzungsdichte und die Verringerung des Reibungswiderstands, der auf die Polysiloxan- und C-F-Bindungen, die im Grundharz vorhanden sind, zurückzuführen ist, hervorgerufen wird.
Aus der DE 38 16 327 AI ist es bekannt, Polytetrafluorethylen durch Elektronenbestrahlung in ein vernetztes Polymer mit thermoplastischen Eigenschaften zu verwandein, aus dem in der Wärme schrumpfende Folien hergestellt werden können. Jede Automobilkarosserie oder deren Teile, die während des Betriebs des Automobils dem Fahrtwind ausgesetzt ist bzw. sind, bildet einen Luftwiderstand, der sich nachteilig auf die Ökonomie und Ökologie des Automobilbetriebs auswirkt, wobei diese nachteilige Auswirkung mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt. Nachteilig ist diese Auswirkung hinsichtlich der Ökonomie dadurch, daß der Treibstoffverbrauch mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, und hinsichtlich der Ökologie dadurch, daß mit zunehmendem Treibstofϊverbrauch die Menge der erzeugten und teilweise unerwünschten Abgase ebenfalls zunimmt.
Aus diesen Gründen besteht der Wunsch, Automobile mit leistungsstarken, aber im TreibstoflVerbrauch möglichst sparsamen Motoren zu versehen, wobei gleichzeitig auch eine Gewichtsverminderung und, wo möglich, eines Verminderung des Luftwiderstandes durch die Formgebung der Karosserie beabsichtigt wird. Die so angestrebte ökonomische und ökologische Verbesserung der Automobile und ihrer Teile erfordert jedoch einen zunehmend größeren ingenieurtechnischen und kostenmäßigen Aufwand.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Beschichtung für Automobilkarosserien oder deren Teile so auszubilden, daß im Betrieb des Automobils ein möglichst geringer Luftwiderstand bei vergleichsweise geringem Kostenaufwand in der Konstruktion des Automobils entsteht.
Hinsichtlich der Beschichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das fluorhaltige Polymer aus der Gruppe perfluorierte oder teilfluorierte, von funktioneilen Gruppen freie Polymere, Perfluoralkoxypolymere, Chlorperfluorpolymere, deren Mischungen und Legierungen ausgewählt ist.
Hinsichtlich der Automobiϊkarosserie oder deren Teil wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das fluorhaltige Polymer aus der Gruppe perfluorierte oder teilfluorierte, von funktionellen Gruppen freie Polymere, Perfluoralkoxypolymere, Chlorperfluorpoiymere, deren Mischungen und Legierungen ausgewählt ist und daß das fluorhaltige Polymer mindestens auf ein dem Fahrtwind ausgesetztes Teil der Automobilkarosserie aufgetragen ist. Hinsichtlich der Verwendung des fluorhaltigen Kunststoffs aus der Gruppe perfluorierte oder teilfluorierte, von funktioneilen Gruppen freie Polymere, Perfluoralkoxypolymere, Chlorperfluorpolymere, deren Mischungen und Legierungen wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der fluorhaltige Kunststoff zur Beschichtung von Automobilkarosserien oder deren dem Fahrtwind ausgesetzten Teilen.
Die erfmdungsgemäße Beschichtung enthält im Gegensatz zu den Beschichtungen nach den eingangs genannten Druckschriften im wesentlichen die reinen fluorhaltigen Polymere ohne größere Beimengungen, welche die günstigen Reibwerte dieser Polymeren beeinträchtigen. Demzufolge kommen diese günstigen Reibwerte im Gegensatz zu den eingangs genannten Copolymeren auf der im Fahrtwind stehenden Automobilkarosserie oder deren Teilen voll zur Wirkung und fuhren zu einer erheblichen Verringerung des Luftwiderstan- des, der der Fortbewegung des Automobils entgegensteht. Die so erhaltenen geringeren Luftwiderstandswerte ergeben daher bei gleicher Motorisierung und gleichem Fahrzeug- gewicht die gewünschte Verbesserung der Ökonomie und Ökologie im Betrieb des jeweiligen Automobils. Dieser sehr erwünschte Effekt wird ohne großen ingenieurtechmschen und/oder kostenmäßigen Aufwand erzielt, denn die Beschichtung der Automobilkarosserie oder ihrer Teile hat nur eine geringe Schichtdicke und erfolgt nach an sich bekannten Verfahren. Ein zusätzlicher Vorteil der Beschichtung aus den erfindungsgemäßen fluorhaltigen Polymeren besteht darin, daß die Beschichtung schmutzabweisend wirkt und daher die Verschmutzung im Fahrzeugbetrieb verringert wird. Die genannten fluorhaltigen Polymere sind im Handel erhältlich.
Vorteilhafterweise wird die Beschichtung nach bekannten Verfahren auf die Automobilkarosserie oder ein Karosserieteil aufgetragen und durch Sintern oder Schmelzen bei Temperaturen >150°C damit verbunden. Das fluorhaltige Polymere wird in dünner Schicht aufgetragen und bildet nach dem Sintern oder Schmelzen bei einer Temperatur, die entsprechend der Wahl des Polymeren, der Polymermischung oder der Poiymerlegierung eingestellt wird, eine geschlossene Schicht. Da das Polymere in Form von Feinpartikeln im Mi- kro- bis Nanobereich vorliegt, ist die Sinter- oder Schmelzzeit bei lokaler, kurzzeitiger Erwärmung wie durch eine Brennerflamme oder einen Laser so kurz, daß es trotz der relativ hohen Sinter- oder Schmelztemperatur nicht zu einer nachteiligen Erwärmung der Automobilteile kommt.
Bevorzugt ist das fluorhaltige Polymer aus Partikeln unterschiedlicher Größe gebildet, wodurch die Sinter- oder Schmelzzeiten für die verschiedenen Partikel unterscliiedlich lang werden und eine für den Luftwiderstand günstige unebene Oberfläche in Form der sogenannten "Apfelsinenhaut" entsteht.
Dem fluorhaltigen Polymeren nach der Erfindung können ohne nachteilhafte Beeinflussung des Reibwertes zur Erhöhung der Abriebfestigkeit Füllstoffe beigemischt werden, die aus der Gruppe Korund, fein zerteilte Glasfaser, Kieselgur, vernetztes Polyolefin und ultrahochmolekulares Polyolefin ausgewählt sind. Zusätzlich können gegebenenfalls auch Graphit oder Pigmente beigemischt werden.
Zur Verbesserung der Haftung der fluorhaltigen Polymere an der Automobilkarosserie oder deren Teilen kann es sich empfehlen, die zu beschichtende Oberfläche der Automobilkarosserie oder deren Teilen vor der Beschichtung z. B. durch Behandlung mit einem sauren Ätzmittel aufzurauhen. Die Haftung kann stattdessen auch durch einen Haftvermittler verbessert werden, der vor der Beschichtung mit dem Polymeren auf die zu beschichtende Fläche aufgetragen wird und gegebenenfalls säurehaltig sein kann. Der Haftvermittler kann auch mit zäh-elastischen Partikeln zum Beispiel aus einem vernetztem Polyolefin wie Polyethylen oder mit Partikeln aus einem ultahochmolekularem Polyolefin wie Polyethylen versehen werden.
Auf Automobilkarosserieteile, für die Sintertemperaturen über 150°C nicht verwendet werden können, kann das fluorhaltige Polymere auch in Form einer Schrumpffolie aufgebracht werden.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden einige Ausführungsbeispiele beschrieben.
Beispiel 1 Eine handelsübliche Dispersion von Polytetrafluorethylen in einer Trägerflüssigkeit, zum Beispiel von der Firma Whitford GmbH, In den Elf Morgen 2, D-66549 Limburg, wird mittels einer Spritzpistole oder nach einem üblichen elektrostatischen Verfahren auf die Außenfläche eines gesäuberten und entfetteten Automobilkarosserieteils, das im Betrieb dem Fahrtwind ausgesetzt ist, wie eines Kotflügels, einer Motorhaube, einer Tür, eines Unterbodens oder dergleichen in einem oder mehreren Durchgängen in einer Menge aufgetragen, die ausreicht, um eine Beschichtung mit einer Schichtdicke im Bereich von 200- 800 nm auszubilden. In der Dispersion ist Polytetrafluorethylen mit einer Partikelgröße von 265 nm zu 60 Vol.% enthalten, der Rest besteht aus der Trägerflüssigkeit, die im wesentlichen aus entsalztem Wasser, flüchtigen Lösungsmitteln und einem Netzmittel besteht.
Anschließend wird die so belegte Außenfläche des Automobilkarosserieteils mit einer lokalen Wärmequelle wie einer Brennerflamme oder auch eines Lasers auf Temperaturen über 150°C erwärmt, sodaß die Nanopartikel des Polytetrafluorethylens zusammensintern und/oder schmelzen. Dabei wird die Wärmequelle über die belegte Außenfläche geführt; wegen der geringen Menge des aufgetragenen Polytetrafluorethylens erfolgt die Sinterung oder das Schmelzen in so kurzer Zeit, daß es dabei nicht zu einer unzuträglichen Erwärmung des Automobilkarosserieteils kommt.
Anstelle des Polytetrafluorethylens können auch andere fluorhaltige Polymere wie perfluorierte oder teilfluorierte, von funktionellen Gruppen freie Fluorpolymere, Perfluoralkoxypolymere, Chlorperfluorierte Polymere, deren Mischungen oder Legierungen eingesetzt werden.
Beispiel 2 Auf besonders wärmeepfindliche Automobilkarosserieteile kann das fluorhaltige Polymere auch in Form einer Schrumpffolie aufgebracht werden. Solche Schrumpffolien sind ein- oder zweidimensional kalt gereckte Folien oder Schläuche aus den vorstehend in Beispiel 1 genannten fluorhaltigen Polymeren. Sie sind im Handel erhältlich, zum Beispiel von der Fa. Raychem, Haidgraben 6, 85521 Ottobrunn.
Kurzfristige Erwärmung der Schrumpffolie bewirkt, daß die Folie ihre ursprünglichen Dimensionen wieder einzunehmen trachtet. Die Geschwindigkeit dieser Rückbildung ist von der Temperatur abhängig; sie ist um so schneller, je höher die Erwärmungstemperatur der Schrumpffolie gewählt wird. Rasche Rückbildung erfolgt bei Temperaturen bis zu 100°C, zum Beispiel 80°, ohne unzulässige Erwärmung des Automobilkarosserieteils. Das Auto- mobiiteii wird dazu mit der Schrumpffolie belegt oder in den Schrumpfschlauch eingeschlossen und anschließend in einen Wärmeofen eingebracht, der auf die jeweils gewünschte Temperatur eingestellt ist. Nach Ablauf der Schrumpfzeit wird das so beschichtete Automobilteil dem Wärmeofen entnommen.
Beispiel 3 Es wird wie in Beispiel 1 verfahren, jedoch mit der Abwandlung, daß in der Dispersion das Polytetrafluorethylen zu 70% aus Teilchen der Korngröße von 265 nm und zu 30% aus Teilchen der Korngröße von 10 μm zusammengesetzt ist. Die Wärmequelle wird dabei mit einer solchen Geschwindigkeit über die belegte Fläche geführt, daß die Teilchen mit der hohen Korngröße nur oberflächlich erweichen oder angeschmolzen werden. Anstelle des Polytetrafluorethylens können auch die anderen in Beispiel 1 genannten fluorhaltigen Polymeren eingesetzt werden, wobei auch ein Gemisch aus fluorhaltigen Polymeren mit unterschiedlichen Schmelzpunkten verwendet werden kann. Auf diese Weise wird auf der Außenfläche des Automobilkarosserieteils eine unebene Beschichtung nach Art einer sogenannten Apfelsinenhaut ausgebildet, in der die größeren, nicht oder nur angeschmolzenen Teilchen aus der Schicht vorstehen, die von den kleineren Teilchen gebildet ist. Eine solche "Afelsinenhaut" ist für die Verringerung der Fahrtwindreibung besonders vorteilhaft. Die Struktur dieser "Apfelsinenhaut" wird im wesentlichen durch die Korngröße der größeren Teilchen, ihre gegenseitigen Abstände bzw. ihre relative Menge in der Dispersion bestimmt und gewählt.
Beispiel 4 Beispielsweise Automobilkarosserieteile wie Radkästen sind an ihrer Außenfläche zugleich mit dem Fahrtwind auch der Einwirkung hochgeschleudeter Teilchen we Sandkörnern ausgesetzt. Dadurch kann ein unerwünschter Abrieb . der Beschichtung hervorgerufen werden. Dem kann durch abriebfeste Zusätze entgegengewirkt werden. Dazu wird wie in Beispiel 1 verfahren und dem Polytetrafluorethylen ein abriebfester Füllstoff wie Korund mit einer Teilchengröße von 1 μm in einer Menge beigemischt, durch die die Reibwertverminderung nicht oder nur unwesentlich beeinflußt wird. Im übrigen wird wie in Beispiel 1 verfahren, und es können auch hier anstelle des Polytetrafluorethylens die in Beispiel 1 angeführten anderen fluorhaltigen Polymere eingesetzt werden. Anstelle des Korunds können in entsprechender Weise auch andere abriebfeste Füllstoffe wie Glasperlen, fein zerteilte Glasfaser, Kieselgur, vernetztes Polyolefin und ultrahocli o- lekulares Polyolefin eingesetzt werden.
Wählt man für den abriebfesten Füllstoff eine Korngröße, die diejenige des fluorhaltigen Polymers übersteigt, so kann auf diese Weise ebenfalls die in Beispiel 3 beschriebene Beschichtung mit einer "Apfelsinenhaut" erzeugt werden.
Bei hohen Belastungen des Automobilkarosserieteils kann die zugesetzte Menge des abriebfesten Füllstoffs bis maximal 20% erhöht werden, jedoch wird dadurch die Reibwert- verminderung verschlechtert. In solchen Fällen empfiehlt es sich, auf die Beschichtung eine weitere Schicht aus reinem fluorhaltigen Polymeren aufzutragen, die bei Abnutzung gegebenenfalls erneuert werden kann. Beispiel 5 Zur Verbesserung der Haftung der Beschichtung an der Außenfläche des Automobilkarosserieteils kann es sich empfehlen, die zu beschichtende Fläche vor der Beschichtung in an sich bekannter Weise aufzurauhen. Die Aufrauhung kann dabei durch Ätzmittel erfolgen, die gegebenenfalls auch bereits in der Dispersion des fluorhaltigen Polymeren enthalten sein können.
Die Haftung des fluorhaltigen Polymeren kann auch dadurch verbessert werden, daß auf die zu beschichtende Fläche des Automobilkarosserieteils vor der Beschichtung mit dem fluorhaltigen Polymer ein Haftvermittler aufgetragen wird, der in Form einer Dispersion in einer verdampfbaren Trägerflüssigkeit vorliegt. Solche Haftvermittler sind im Handel erhältlich, zum Beispiel von der Firma Whitford GmbH, In den Elf Morgen 2, D-65549 Limburg.
Die Auftragung erfolgt nach bekannten Verfahren durch Sprühen, Rollen oder auch elektrostatisch, und nach der Auftragung wird die aufgetragene Schicht durch Wärmeeinwirkung getrocknet. Insgesamt sollte der Haftvermittler bis zu einer Schichtdicke von 1 μm aufgetragen werden, wobei die Auftragung gegebenenfalls auch in mehreren Durchgängen erfolgen kann, wobei nach jeder Trocknung eine weitere Schicht des Hafh'ermitfiers aufgebracht wird.
Auf den Haftvermittler wird dann die Beschichtung aus dem fluorhaltigen Polymeren in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise aufgetragen.
Die Haftung des fluorhaltigen Polymeren kann zusätzlich dadurch verbessert werden, daß auf die Oberfläche der Haftvermittlerschicht vor dem Aufbringen der Beschichtung aus dem fluorhaltigen Polymeren dieses fluorhaltige Polymere aufgetragen wird. Es kann aber dem Haftvermittler auch ein vernetztes Polyolefin wie Polyethylen oder ein ultrahochmolekulares Polyolefin wie Polyethylen zugesetzt werden. Eine weiter verbesserte Haftung läßt sich dadurch erzielen, daß auch dem fluorhaltigen Polymer ein vernetztes Polyolefin wie Polyethylen oder ein ultrahochmolekulares Polyolefin wie Polyethylen in einer Menge beigemischt wird, welche die reibvermindernde Wirkung des fluorhaltigen Polymeren nicht oder nur unwesentlich beeinflußt.

Claims

Patentansprüche
1. Beschichtung aus fluorhaltigem Polymer für Automobilkarosserien oder deren Teile, dadurch gekennzeichnet, daß das fluorhaltige Polymer aus der Gruppe perfluorierte oder teilfluorierte, von funktioneilen Gruppen freie Polymere, Perfluoralkoxypolymere, Chlorperfluorpolymere, deren Mischungen und Legierungen ausgewählt ist.
2. Beschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fluorhaltige Polymer Sintertemperaturen >150°C aufweist.
3. Beschichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das fluorhaltige Polymer aus Feinpartikeln mit Korngrößen im Mikro- bis Nanobereich gebildet ist.
4. Beschichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das fluorhaltige Polymer aus unterschiedlich großen Partikeln gebildet ist.
5. Beschichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das fluorhaltige Polymer aus unterschiedlich großen Partikeln mit gleichem Schmelzpunkt gebildet ist.
6. Beschichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das fluorhaltige Polymer aus unterschiedlich großen Partikeln mit unterschiedlichen Schmelzpunkten gebildet ist.
7. Beschichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem fluorhaltigen Polymer ein Füllstoff beigemischt wird.
8. Beschichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff ein die Abriebfestigkeit erhöhender Füllstoff ist.
9. Beschichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus der Gruppe Korund, Glasperlen, fein zerteilte Glasfaser, Kieselgur, vernetztes Polyolefin und ultrahochmolekulares Polyolefin ausgewählt ist.
10. Beschichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff Graphit ist.
11. Beschichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff ein Pigment ist.
12. Beschichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das fluorhaltige Polymer als Sclirumpffblie ausgebildet ist.
13. Automobilkarosserie oder deren Teil mit einer Beschichtung aus fluorhaltigem Polymer, dadurch gekennzeichnet, daß das fluorhaltige Polymer aus der Gruppe perfluorierte oder teilfluorierte, von fünktionellen Gruppen freie Polymere, Perfluoralkoxypolymere, Chlorperfluorpolymere, deren Mischungen und Legierungen ausgewählt ist. und daß das fluorhaltige Polymer mindestens auf ein dem Fahrtwind ausgesetztes Teil der Automobilkarosserie aufgetragen ist.
14. Automobilkarosserie oder deren Teil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das fluorhaltige Polymer bei Temperaturen >150°C aufgesintert ist.
15. Automobilkarosserie oder deren Teil nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das fluorhaltige Polymer aus Feinpartikeln im Mikro- bis Nanobereich gebildet ist.
16. Automobilkarosserie oder deren Teil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das fluorhaltige Polymer aus unterschiedlich großen Partikeln gebildet ist.
17. Automobilkarosserie oder deren Teil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das fluorhaltige Polymer aus unterschiedlich großen Partikeln mit gleichem Schmelzpunkt gebildet ist.
18. Automobilkarosserie oder deren Teil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das fluorhaltige Polymer aus unterschiedlich großen Partikeln mit unterschiedlichem Schmelzpunkt gebildet ist.
19. Automobilkarosserie oder deren Teil nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß dem fluorhaltigen Polymer ein Füllstoff beigemischt wird.
20. Automobilkarosserie oder deren Teil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff ein die Abriebfestigkeit erhöhender Füllstoff ist.
21. Automobilkarosserie oder deren Teil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus der Gruppe Korund, Glasperlen, fein zerteilte Glasfaser, Kieselgur, vernetztes Polyolefin und ultrahochmolekulares Polyolefin ausgewählt ist.
22. Automobilkarosserie oder deren Teil nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff Graphit ist.
23. Automobilkarosserie oder deren Teil nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff ein Pigment ist.
24. Automobilkarosserie oder deren Teil nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das fluorhaltige Polymer als Schrumpffolie ausgebildet ist.
25. Automobilkarosserie oder deren Teil nach einem der Ansprüche 13 bis 24, gekennzeichnet durch eine die Beschichtung tragende, aufgerauhte Oberfläche.
26. Automobilkarosserie oder deren Teil nach einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das fluorhaltige Polymer durch Haftvermittler mit der Automobilkarosserie oder deren Teil verbunden ist.
27. Automobilkarosserie oder deren Teil nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftvermittler säurehaltig ist.
28. Automobilkarosserie oder deren Teil nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftvermittler vernetztes oder ultrahochmolekulares Polyolefin enthält.
30. Verwendung eines fluorhaltigen Kunststoffs aus der Gruppe perfluorierte oder teilfluorierte, von fünktionellen Gruppen freie Polymere, Perfluoralkoxypolymere, Chlorperfluorpolymere, deren Mischungen und Legierungen zur Beschichtung von Automobilkarosserien oder deren dem Fahrtwind ausgesetzten Teilen.
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