DE3611285C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Epoxidharzmasse für die Herstellung druckfester und wärmebeständiger Auflagen auf den Dichtflächen von Flachdichtungen.

Bei Flachdichtungen, wie insbesondere Zylinderkopfdichtungen für Verbrennungskraftmaschinen, ist es bekannt, die Dichtflächen zur lokalen Erhöhung der Dichtpressung mit profilierten Auflagen zu versehen. Diese Auflagen werden bevorzugt im Siebdruckverfahren aufgetragen, und sie erstrecken sich zur Erhöhung der Abdichtwirkung bevorzugt ringförmig rund um die Durchgangsöffnungen für vor allem den Brennraum. Das Ausgangsmaterial besteht zur Erzielung einer optimalen Abdichtwirkung und Anpassung an die Dichtflächen bevorzugt aus einem elastisch verformbaren Material und wird nach dem Auftrag der siebdruckfähigen Masse auf der Dichtung bevorzugt thermisch vernetzt beziehungsweise vulkanisiert.

Nachteilig bei derartig elastisch verformbaren Auflagen ist jedoch ihre relativ geringe Druckfestigkeit. Während bei normalen Dichtpressungsdrücken die Druckfestigkeit solcher Auflagen ausreicht, werden bei hohen Dichtpressungsdrücken in extremen Anwendungsfällen, insbesondere bei metallischen Flachdichtungen, die Auflagen unter dem Druck zerquetscht, die Auflagen werden zerstört, und die Dichtung wird undicht.

Nach der US-PS 37 94 333 werden daher im Siebdruckverfahren auf die Dichtflächen zusätzliche Auflagen aus extrem druckfestem Material aufgetragen. Die Höhe dieser Auflagen ist geringer als die Höhe der ringförmig die Öffnungen umgebenden elastomeren Auflagen, so daß bei der Montage der auf die elastomeren Auflagen wirkende Dichtpressungsdruck begrenzt wird und die elastomeren Auflagen vor einem Zerquetschen geschützt sind. Die druckfesten Auftragsmaterialien bestehen nach der US-PS 37 94 333 aus mit anorganischen Füllstoffen gefüllten Silikonharzen oder Epoxidharzen, die nach dem Mischen der einzelnen Komponenten durch ein Siebdruckverfahren auf die Dichtflächen aufgetragen und dort zu einer druckfesten Auflage ausgehärtet werden.

Nach dem Handbuch "Epoxidharze" von Dr. H. Jahn, VEB Leipzig 1969 ist es dabei bekannt, Dicyandiamid als Epoxidhärter und epoxidgruppenhaltige Verbindungen aus der Gruppe der Mono- und Polyglycidether, wie beispielsweise Butylglycidyether, als Reaktionsverdünner in Epoxidharzen einzusetzen. Übliche anorganische Füllstoffe in Epoxidharzen sind Silikate, Dolomit, Calciumoxid oder Bariumsulfat, und nach dem Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen, Band I, Teil 2, Verlag W. A. Colomb, 1973, werden Epoxidharzmassen zur Erhöhung ihrer Flexibilität mit Dimethylpolysiloxanzusätzen verwendet.

Aufgrund des hohen Füllstoffgehaltes sind die Kunstharzmassen relativ hoch viskos und können im Siebdruckverfahren nur schwer verarbeitet werden. Zwischen Füllstoffgehalt und damit verbunden der Druck- und Wärmebeständigkeit der Auflagen und der Verarbeitbarkeit der Kunstharzmasse auf dem Sieb muß daher ein Kompromiß geschlossen werden.

Epoxidharzsysteme besitzen darüber hinaus nach dem Ansetzen relativ geringe Topfzeiten. Gerade beim Siebdruck führt ein frühzeitiges Gelieren gegebenenfalls schon vor Ablauf der Topfzeit zum Verstopfen des Siebes und damit zu Verlusten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Epoxidharzsystem gemäß Oberbegriff des Hauptpatentanspruches zu schaffen, welches gute Verarbeitungseigenschaften hinsichtlich vor allem der Topfzeit und Viskosität aufweist, und mit dem sich Auflagen hoher Druck- und Wärmebeständigkeit im Siebdruckverfahren herstellen lassen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Verwendung eines Epoxidharzsystemes gelöst, welches einen festen kristallinen Härter, einen reaktiven, niedrig viskosen Epoxidverdünner und 50 bis 90 Gewichtsprozent eines anorganischen Füllstoffes enthält.

Als kristalliner Härter wird bevorzugt 1-Cyanguanidin oder ein artverwandtes Produkt mit einer Korngröße von bis zu maximal 0,005 mm Durchmesser verwendet, und der niedrig viskose Epoxidharzverdünner besteht aus 1,4-Butandioldiglycidether.

Bei Verarbeitung des erfindungsgemäßen Epoxidsystemes wurde gefunden, daß das System nach dem Ansatz mehrere Monate in Vorratsbehältern und auf dem Sieb einige Tage gebrauchsfähig bleibt. Der feste kristalline Härter wird beim Einmischen in das Epoxidharzsystem dispergiert, und eine Reaktion erfolgt erst bei höheren Temperaturen. Beim Einbrennen läuft dann die Aushärtungsreaktion relativ schnell ab, und es wurde gefunden, daß offenbar schon der Einsatz des festen, kristallinen Härters die mechanische Festigkeit der ausgehärteten Auflagen steigert.

Durch den Einsatz des reaktiven Epoxidverdünners kann die Viskosität der Epoxidharzmasse in der gewünschten Weise eingestellt werden, und es können dem System höhere Anteile an anorganischen Füllstoffen zugegeben werden. Die Korngröße der Füllstoffe liegt bevorzugt unter 0,005 mm, und es werden bevorzugt 50 bis 90 Gewichtsprozent anorganischer Füllstoffe hinzugefügt. Trotz des hohen Gehaltes an Füllstoff bleibt die Siebdruckmasse siebdruckfähig, und durch die Menge des Füllstoffgehaltes kann die Höhe der Wärmebeständigkeit und Druckfestigkeit der ausgehärteten Auflagen gesteigert werden. Bevorzugt eingesetzte anorganische Füllstoffe bestehen aus Bariumsulfat, Silikaten oder Dolomit.

Die Epoxidharzmasse enthält ferner bis zu 2 Gewichtsprozent eines Dimethylpolysiloxans. Durch diesen Zusatz weisen die Auflagen eine höhere Flexibilität und damit eine verbesserte Verformbarkeit und Biegefestigkeit auf, und die Auflagen erhalten verbesserte Antikleb- und Gleiteigenschaften. Gleichzeitig wird durch diesen Zusatz das Gleitverhalten der flüssigen Epoxidharzmasse und damit ihre Verarbeitbarkeit auf dem Sieb verbessert.

Als Antigeliermittel können der Epoxidmasse ferner geringe Mengen an flüssigen Polyethersiloxanen und Calciumoxid hinzugegeben sein, die vor allem durch Abfangen der Luftfeuchtigkeit das vorzeitige Gelieren der Siebdruckmasse verhindern. Ebenso kann die Epoxidmasse durch Zugabe von Einfärbmitteln aus Farbstoffen oder Pigmenten gefärbt sein.

Durch die Erfindung ist somit eine Epoxidharzmasse geschaffen, die sich im Siebdruckverfahren gut verarbeiten läßt, und die nach dem Einbrennen als Auflage oder Beschichtung gute Beständigkeitseigenschaften und Festigkeiten aufweist. Die erfindungsgemäße Verwendung fester und kristalliner Epoxidhärter sorgt für die hohe Topfzeit der Epoxidharzmasse. Der Einsatz des flüssigen reaktiven Epoxidverdünners ermöglicht hohe Füllstoffgehalte, so daß die Auflagen und Beschichtungen verbesserte Festigkeitseigenschaften und Wärmebeständigkeiten erhalten. Der Zusatz von Gleitmitteln ermöglicht verbessert die Verarbeitbarkeit der Siebdruckmassen sowie die Flexibilität und Biegefestigkeit der Auflagen und Überzüge.

Während bevorzugt die erfindungsgemäßen Epoxidharzmassen zur Herstellung von Auflagen oder Beschichtungen im Siebdruckverfahren eingesetzt werden sollen, können die Epoxidharzmassen gegebenenfalls auch für andere Auftragsverfahren, wie beispielsweise vorteilhaft im Coil-Coating-Verfahren, eingesetzt werden. Insbesondere wegen der hohen Flexibilität der Epoxidharzüberzüge können damit beschichtete Bleche im Kraftfahrzeugbau, wie zum Beispiel Schwingungsdämpferbleche zum Beispiel in Bremsanlagen, verwendet werden.

Eine bevorzugte Rezeptur hat die folgende Zusammensetzung:
50 Gewichtsteile Epoxidharz auf der Basis Bisphenol A/Epichlorhydrin
50 Gewichtsteile Epoxidhärter 1-Cyanguanidin fest, kristallin, Korngröße kleiner als 0,005 mm
20 Gewichtsteile reaktiver Epoxidverdünner 1,4-Butandioldiglycidether
1 Gewichtsteil Polyethersiloxan als Antigeliermittel
200 Gewichtsteile Dolomit als Füllstoff, Korngröße kleiner als 0,005 mm
2 Gewichtsteile Calciumoxid als Antigeliermittel
2 Gewichtsteile Dimethylpolysiloxan flüssig als Gleitmittel und Flexibilisator
5 Gewichtsteile Eisenoxid als Einfärbpigment

Der Epoxidharzansatz blieb bei Raumtemperatur im Vorratsbehälter mehrere Monate und auf dem Sieb einige Tage gebrauchsfähig.

Die im Siebdruckverfahren hergestellten Auflagen wurden bei 180°C zehn Minuten lang ausgehärtet. Die ausgehärteten Auflagen erwiesen sich als druckfest und wärmebeständig bis zu 250°C.

Claims (9)

1. Verwendung einer Epoxidharzmasse für die Herstellung druckfester und wärmebeständiger Auflagen auf den Dichtflächen von Flachdichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Epoxidharzmasse als Epoxidhärter einen festen kristallinen Härter, einen reaktiven, niedrig viskosen Epoxidverdünner und 50 bis 90 Gewichtsprozent eines anorganischen Füllstoffes enthält.

2. Verwendung einer Epoxidharzmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Epoxidhärter aus 1-Cyanguanidin besteht.

3. Verwendung einer Epoxidharzmasse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Epoxidhärter eine Korngröße von maximal 0,005 mm besitzt.

4. Verwendung einer Epoxidharzmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der reaktive, niedrig viskose Epoxidverdünner aus 1,4-Butandioldiglycidether besteht.

5. Verwendung einer Epoxidharzmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus Bariumsulfat, einem Silikat und/oder Dolomit besteht.

6. Verwendung einer Epoxidharzmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der anorganische Füllstoff eine Korngröße von maximal 0,005 mm besitzt.

7. Verwendung einer Epoxidharzmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Epoxidharzmasse bis zu 2 Gewichtsprozent eines Dimethylpolysiloxans enthält.

8. Verwendung einer Epoxidharzmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Epoxidharzmasse bis zu maximal 2 Gewichtsprozent eines Gemisches aus Polyethersiloxan und Calciumoxid enthält.

9. Verwendung einer Epoxidharzmasse nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Epoxidharzmasse aus
50 Gewichtsteilen Epoxidharz flüssig auf der Basis Bisphenol A/Epichlorhydrin
50 Gewichtsteilen Epoxidhärter 1-Cyanguanidin fest kristallin, Korngröße kleiner als 0,005 mm
20 Gewichtsteilen reaktiver Epoxidverdünner 1,4-Butandioldiglycidether dünnflüssig
200 Gewichtsteilen Dolomit als Füllstoff, Korngröße kleiner als 0,005 mm
1 Gewichtsteil Polyethersiloxan als Antigeliermittel
2 Gewichtsteilen Calziumoxid als Antigeliermittel
2 Gewichtsteilen Dimethylpolysiloxan flüssig als Gleitmittel und Flexibilisator
5 Gewichtsteilen Eisenoxid rot als Einfärbpigment
besteht.