DE19836491C1 - Sprühbare pulverförmige Zusammensetzung für Unterbodenschutz oder Dichtmittel sowie Verfahren zur Beschichtung von Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeugteilen - Google Patents

Abstract

Pulverförmige thermoplastische Polymerzusammensetzungen auf der Basis von Polymeren mit polaren, funktionellen Gruppen eignen sich zur Herstellung von sprühbaren, pulverförmigen Unterbodenschutz- oder Dichtmittel-Zusammensetzungen. Diese Zusammensetzungen sind im wesentlichen frei von Wasser, flüchtigen organischen Lösungsmitteln und/oder flüssigen Weichmachern und werden nach der an sich bekannten Pulverlack-Technologie auf die zu beschichtenden oder abzudichtenden Substrate aufgebracht. Diese Zusammensetzungen werden im Fahrzeugbau als Unterbodenschutz oder Dichtmittel zur Abdichtung von Fügenähten verwendet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine sprühbare pulverförmige Zusammensetzung auf Basis von thermoplastischen Polymerpulvern sowie deren Herstellung und Ver­ wendung als Unterbodenschutz oder Dichtmittel.

Gegenstände aus metallischen Werkzeugen im Fahrzeug-, Maschinen-, und Geräte­ bau müssen zur Erhaltung ihrer Gebrauchstauglichkeit häufig mit Beschichtungen versehen werden, die abriebfest sind. Im Fahrzeugbau, insbesondere im Automobil­ bau sind dies insbesondere der Unterbodenbereich sowie die Radhäuser und die so­ genannten Schweller. Weiterhin müssen punktgeschweißte oder anderweitig me­ chanisch fixierte Nähte gegen das Eindringen von Staub und Wasser abgedichtet werden. Im Fahrzeugbau wurden hierfür in der Vergangenheit hauptsächlich Plasti­ sole, d. h. Dispersionen von organischen Kunststoffen in Weichmachern eingesetzt, welche beim Erwärmen auf höhere Temperaturen gelieren und beim Abkühlen aus­ härten. Die hierfür eingesetzten Plastisole sind Dispersionen auf Basis von (Meth)acrylathomo- bzw Copolymeren, Styrolcopolymeren sowie insbesondere Polyvinylchloridhomo- bzw. Copolymere in Weichmachern. Häufig enthalten diese Plastisolzusammensetzungen neben anderen Bestandteilen noch sogenannte Exten­ der in Form von hochsiedenden Kohlenwasserstoffen. Sowohl die vorgenannten Weichmacher als auch die Extender sind zwar schwer flüchtig, jedoch verdunstet von beiden Bestandteilen immer ein geringer Teil während des Gelierens in den Lacköfen der Autoindustrie. Dieses führt zu Emissions- bzw. Kondensations­ problemen in den Lacköfen. Weiterhin läßt sich ein sogenannter Overspray, d. h. ein Versprühen des Plastisols in die Umgebung der Applikationskabine trotz moderner Prozeßsteuerung nicht vollständig vermeiden. Dieser sogenannte Overspray muß entweder entsorgt oder durch aufwendige Wiederaufarbeitungsverfahren in den Produktkreislauf zurückgeführt werden.

Es besteht daher ein Bedarf, insbesondere für den Fahrzeugbau Unterbodenschutz- Zusammensetzungen oder Abdichtmaterialien bereitzustellen, die frei von jeglichen Lösungsmitteln und Weichmachern sind. In der Vergangenheit wurden zu diesem Zweck zwar Zusammensetzungen auf der Basis von wäßrigen Emulsionen oder Dispersionen vorgeschlagen, diese haben jedoch im normalen Fertigungsablauf von Fahrzeugen zu Applikationsproblemen geführt, da das Wasser während der prozeß­ bedingten kurzen Trocknungszeiten nicht vollständig bzw. nur unter Bildung von Blasen in der Schicht verdampfen kann. Außerdem enthalten auch wäßrige Disper­ sions- bzw. Emulsionssysteme immer noch geringe Mengen an flüchtigen organi­ schen Lösungsmitteln als sogenannte Verlaufshilfsmittel bzw. Filmbildungsmittel.

Es bestand daher die Aufgabe, Unterbodenschutz-Zusammensetzungen und/oder Dichtmittel-Zusammensetzung bereitzustellen, die sowohl frei von Lösungsmitteln und Weichmachern als auch frei von Wasser sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Bereitstellung von sprühbaren, pul­ verförmigen Zusammensetzungen auf der Basis von pulverförmigen thermoplasti­ schen Polymeren gelöst, wobei diese Zusammensetzungen im wesentlichen frei sind von Wasser, flüchtigen organischen Lösungsmitteln und/oder bei Raumtemperatur flüssigen Weichmachern. Diese Zusammensetzungen enthalten ein oder mehrere pulverförmige thermoplastische Polymere, wobei zumindest ein Teil der Polymeren polare, funktionelle Gruppen enthält. Weiterhin können diese Mischungen noch weitere organische oder anorganische Festsubstanzen in Pulverform enthalten. Diese Zusammensetzungen werden auf unbehandelte oder auf anorganisch oder or­ ganisch vorbehandelte und beschichtete Metalloberflächen mit elektrostatischen Verfahren aufgesprüht. Durch diese Aufladung haften die Partikel sofort und auch nach mehreren Stunden selbst an senkrechten Flächen auf diesen Metallen. Durch Einwirkung von erhöhter Temperatur wird diese Pulverschicht verschmolzen und gibt dann auf dem Untergrund einen festhaftenden Film.

Ähnliche pulverförmige Zusammensetzungen sind bereits als sogenannte Pulver­ lacke bekannt.

So beschreibt die US-A-4865882 eine Methode zur Pulverbeschichtung von me­ tallischen Artikeln. Die Pulverbeschichtungszusammensetzung enthält 80 bis 97% eines modifizierten Polypropylenpulvers und 20 bis 3% eines Polyethylenpulvers mit sehr niedriger Dichte. Diese Materialien werden in der Schmelze gemischt und in einem Extruder zu Pellets geformt, die dann durch Kryo-Mahlung zu einem Pul­ ver mit einer durchschnittlichen Korngröße von etwa 150 µm vermahlen werden. Die zu beschichtenden metallischen Gegenstände wie Körbe, Borde oder Automo­ bilzubehörteile werden dann auf etwa 200 bis 250°C vorgeheizt und anschließend in ein Fließbett, das die Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung enthält, für einige Sekunden bis einige Minuten getaucht. Dadurch scheidet sich auf dem heißen me­ tallischen Gegenstand eine Schicht der Pulverzusammensetzung ab. Nach dem Be­ schichten wird der metallische Gegenstand für längere Zeit auf 160 bis 230°C er­ wärmt um die Oberfläche der erhaltenen Beschichtung gleichmäßig aufzuschmel­ zen. Unterbodenschutz-Beschichtungen bzw. Nahtabdichtungen werden in dieser Schrift nicht offenbart.

Die US-A-5498783 beschreibt eine Pulverbeschichtungszusammensetzung, die thermisch vernetzt und aus einer pulverförmigen Mischung aus einem Polyesterharz mit durchschnittlich zwei oder mehr Carboxylgruppen, einem ersten Vernetzer, der reaktiv gegenüber den Carboxylgruppen des Polyesterharzes ist, einem weiteren reaktiven Acrylatcopolymer und einem zweiten Vernetzer besteht, wobei der zweite Vernetzer reaktiv gegenüber der reaktiven Funktionalität des Acrylatcopolymers sein soll. Wegen ihrer starken thermischen Vernetzung eignen sich derartige Zu­ sammensetzungen jedoch nur für Lackanwendungen, für die eine große Härte ver­ langt wird. Für Unterbodenschutzanwendungen bzw. für Nahtabdichtungen, für die eine hohe Flexibilität verlangt wird, sind diese Zusammensetzungen ungeeignet.

Ähnliches gilt für die in der EP 0 404960 A1 offenbarten Pulverlacke auf der Basis von Ethylencopolymeren, einem Epoxidharz sowie einem Härtungsmittel für das Epoxidharz. Dabei soll das Ethylencopolymer 0,5 bis 10 Gew.-% Strukturelemente enthalten, die von einem Carbonsäureanhydrid-haltigen Comonomer stammen und 3 bis 40 Gew.-% einer Struktur, die von einer olefinisch ungesättigten Carbonsäure als Monomer herrühren. Gemäß der Lehre dieser Schrift soll die dort offenbarte Pulverbeschichtungs-Zusammensetzung geeignet sein, metallische Substrate vor Korrosion, hervorgerufen durch Steinschlag zu schützen. Gemäß der Lehre dieser Schrift sind normale thermoplastische Harzzusammensetzungen, die nicht hochgra­ dig thermisch vernetzen, nicht geeignet um eine Steinschlagschutzbeschichtung zu bewirken, da nach dieser Lehre die thermoplastischen Harze eine geringe Haft­ wirkung auf dem Substrat haben.

Die WO 87/02043 A1 offenbart eine Pulverbeschichtungszusammensetzung enthaltend ein festes pulverförmiges Epoxidharz mit einer durchschnittlichen Epoxidfunktio­ nalität pro Molekül von größer als 2 sowie einem festen Härter für dieses Epoxid­ harz. Das feste Epoxidharz ist dabei ein multifunktioneller Polyglycidylether einer Bisphenolverbindung oder ein multifunktioneller Polyglycidylether eines Polygly­ kol-modifizierten Bisphenols. Es wird offenbart, daß die Pulverzusammensetzung direkt auf phosphatierten, chromatierten oder galvanisierten Stahl oder auf chroma­ tisiertes Aluminium gesprüht werden kann zur Ausbildung einer haltbaren Be­ schichtung. Über die Eignung derartiger Zusammensetzung für Unterbodenschutz- Anwendungen werden keine Angaben gemacht.

Die WO 95/03344 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines als Pulverbe­ schichtungsmaterials und/oder Schmelzkleber einsetzbaren Kunststoffes. Dazu wer­ den Polyolefine einer Niedertemperatur-Plasmabehandlung in einem Frequenzbe­ reich von 30 kHz bis 10 GHz unterzogen. Gemäß der Lehre dieser Schrift kann mit derartig hergestellten Pulverbeschichtungsmaterialien auf Glas bei einer Verarbei­ tungstemperatur von 160°C eine transparente, gut haftende Beschichtung aufge­ bracht werden. Weiterhin wird behauptet, daß diese Zusammensetzung zur Herstel­ lung einer Unterbodenbeschichtung im Automobilbau oder einer Beschichtung von Schiffsrümpfen geeignet sind. Derartige Materialien haben jedoch mir für einen sehr kurzen befristeten Zeitraum eine ausreichend gute Haftung zum Blech.

Die im Automobilbau zu beschichtenden oder mit Nahtabdichtungen zu versiegeln­ den bzw. abzudichtenden Substrate sind dabei im Automobilbau übliche Stahlble­ che, die zum Korrosionsschutz phosphatiert und/oder chromatiert sein können, ver­ zinkte Stahlbleche sowie Stahlbleche der vorgenannten Art, die mit Elektro­ tauchlackierungen, den sogenannten KTL-Lacken beschichtet sind. Weiterhin kommen in neuerer Zeit auch Bleche aus Aluminium, Aluminiumlegierungen sowie Magnesiumlegierungen zum Einsatz, so daß die Beschichtungs-Zusammensetzun­ gen oder Dichtmittel auf all den vorgenannten Substraten eine gute Haftung erzielen müssen.

Die erfindungsgemäß einzusetzenden Polymerpulver sind Thermoplasten. Dabei müssen diese Thermoplasten einen Schmelzbereich zwischen 50°C und 180°C be­ sitzen und zumindest anteilig polare Gruppen mit ausgeprägtem Dipol-Charakter und geringem sterischen Anspruch haben um auf einer eventuell vorhandenen Lackvorbeschichtung bzw. auf der Metalloberfläche ausreichende Haftung zu be­ wirken. Es hat sich gezeigt, daß Beschichtungen auf Basis von Polymeren, die stick­ stoffhaltige, polare Gruppierungen wie Polyurethane oder Polyamide entweder als Grundpolymer oder Copolymerisat enthalten, ebenso wie Epoxide als Hauptkompo­ nente oder als Beimengungen in den Pulvergemischen, ausgezeichnete Haftung auf elektrotauchlackierten (KTL) Substraten oder anderen Grundierungen ergeben. Ebenfalls gute Haftungsergebnisse werden mit (Meth)acrylsäure- oder (Meth)acrylatcopolymeren erzielt. Weiterhin bewirken ebenfalls Grundpolymere oder Copolymerisate mit Vinylacetatgehalt wie z. B. Polyvinylacetat-Copolymere oder Ethylenvinylacetatpolymere ebenfalls Haftung auf den vorgenannten Substra­ ten.

Wie bereits erwähnt, können die erfindungsgemäßen Unterbodenschutz-Zusammen­ setzungen oder Dichtmittel-Zusammensetzungen auf der Basis eines thermoplasti­ schen pulverförmigen Polymeren mit polaren Gruppen aufgebaut sein, es können jedoch auch Mischungen von mehreren thermoplastischen Polymeren eingesetzt werden, wobei zumindest ein Teil der Polymeren polare Gruppen tragen muß. Die polaren funktionellen Gruppen können ausgewählt werden aus Hydroxy-, Amino-, Epoxy-, Carboxy-, Ester-, Amid-, Urethan-, Isocyanurat-, Biuret-, Allophanat-, blockierte Isocyanat-, Silanol-, oder Alkoxysilangruppen. Dabei ist es ohne weiteres möglich, thermoplastische Polymere mit einem hohen Anteil der vorgenannten pola­ ren Gruppen mit Poly-α-Olefinhomo- und/oder Copolymeren zu mischen, wobei die Poly-α-Olefine vorzugsweise durch eine Corona- oder Plasmavorbehandlung aufbe­ reitet sein sollten. Im Einbrennvorgang der erfindungsgemäßen Beschichtungen muß ein gutes und dichtes Verschmelzen der Polymerteilchen erreicht werden, daher eignen sich nur die vorgenannten thermoplastischen Materialien. Sofern Pul­ vermischungen eingesetzt werden, z. B. aus Polyurethanen oder Polyamiden plus Epoxiden, gibt es starke Beweisanzeichen, daß nicht die Vernetzungsreaktion der Polymermatrix untereinander die primär entscheidende ist, sondern daß die Primär­ reaktion beispielsweise mit dem KTL-Untergrund (kathaphoretische Tauch-Lackie­ rung) oder mit dem metallischen Substrat stattfindet. Dadurch wird eine gute Haf­ tung der erfindungsgemäßen Unterbodenschutz-Zusammensetzungen zum Unter­ grund bewirkt, außerdem ist dadurch sichergestellt, daß keine zu hochgradige Ver­ netzung der Unterbodenschutz-Zusammensetzung stattfindet, da eine derartig hochgradige Vernetzung zu einer Versprödung der Beschichtung führen würde.

Für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen besonders geeignet sind aus den vorgenannten Gründen beispielsweise die Hauptbindemittelkomponenten von Pul­ verlacken, solange ihnen keine oder nur in sehr geringem Umfange Vernetzer zuge­ setzt werden, die für Pulverlackanwendungen normalerweise zwingend notwendig sind. Beispiele für derartige Bindemittelsysteme werden u. a. bei D. A. Bate, "powder coatings, chemistry, manufacture and application", SITA Technology, London, 1990, insbesondere Kapitel 2 bis 4, genannt. Ganz besonders geeignet sind z. B. Einkomponenten Epoxy-Pulverlacke mit einem Erweichungspunkt oberhalb von 50°C, Pulverlack-Bindemittel auf Basis von Polyurethanen mit einem Schmelzbereich zwischen 80 und 100°C, Schmelzindex (MFI 190/2, 16 gemäß DIN 53735) 30-40 g/10 min, Polyethylen-Acrylatcopolymer-Pulver mit einem Schmelzindex zwischen 5 und 15 g/10 min, thermoplastische Polyurethane, Poly­ amid-Pulver, mit einem Schmelzindex zwischen 15 und 40 g/10 min, Ethylen- Vinylacetatcopolymerpulver sowie vorbehandelte LDPE (low density polyethylene).

Außer den vorgenannten polymeren Bestandteilen können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen noch feinteilige anorganische und/oder organische (polymere) Füllstoffe, Pigmente und/oder Alterungsschutzmittel enthalten. Beispiele für geeig­ nete anorganische Füllstoffe sind feinteilige Calciumcarbonate in Form der diversen gemahlenen oder gefällten Kreiden, Schwerspat, Aluminiumoxide, Silikate. Als Farbpigmente können eingesetzt werden Ruß, Eisenoxide, Titandioxid, Zinkoxid und ähnliche an sich bekannte Farbpigmente. Dabei kann es zweckmäßig sein, so­ wohl für die Füllstoffe als auch für die Pigmente oberflächenvorbehandelte Mate­ rialien einzusetzen. Als Alterungsschutzmittel können dabei alle an sich bekannten Alterungsschutzmittel für Polymere aus der Klasse der UV-Schutzmittel gegen den photo- bzw. photooxidativen Abbau der Polymere, Antioxidantien gegen den ther­ mischen bzw. thermooxidativen Abbau sowie Schutzmittel gegen den hydrolyti­ schen Abbau oder Ozonschutzmittel gegen den Angriff durch Ozon eingesetzt wer­ den. Art und Menge der Alterungsschutzmittel richten sich dabei nach dem chemi­ schen Aufbau der eingesetzten Polymere.

Damit die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen problemlos als Pulverbe­ schichtungsmaterialien versprüht werden können, ist es wichtig, daß sämtliche Pul­ verbestandteile eine mittlere Korngröße von unter 700 µm, vorzugsweise unter 200 µm und ganz besonders bevorzugt unter 80 µm haben. Außerdem muß sichergestellt sein, daß die Pulverbestandteile keine Oberflächenklebrigkeit bei Temperaturen unterhalb von etwa 30 bis 40°C aufweisen um ein Verbacken der Pulverteilchen vor der Sprühapplikation zu vermeiden.

Untersuchungen haben gezeigt, daß es eine direkte Abhängigkeit der Applizierbar­ keit mit gängigen Applikationsverfahren von der Korngröße gibt. Die Applizier­ barkeit bedeutet Mengendurchsatz pro Zeiteinheit und ausreichende Trockenhaftung auf metallischem Untergrund. Hierfür müssen die Zusammensetzungen folgende Anforderungen erfüllen:

• - gute Fluidisierung im Fließbett
• - geringer Förderluftverbrauch,
• - hoher Mengendurchsatz pro Zeiteinheit
• - daraus resultierend kurze Beschichtungszeit.

Ein geringer Förderluft-Verbrauch ist Grundvoraussetzung für ein einheitliches Schichtdickenbild und zur Verhinderung des Wegblasens bereits aufgetragenen Pul­ vers.

Zur Herstellung der Pulvermischungen muß ein Verfahren ausgewählt werden, daß eine Entmischung während der Applikation und während der Rückgewinnung von Overspray-Pulver vermeidet.

Ein derartiges geeignetes Verfahren beruht auf einer Verwirbelung der Pulverkom­ ponenten im heißen Luftstrom geringfügig unterhalb der Schmelztemperatur des Hauptpolymeren. Entsprechend der Zuschlagstoffe und des Zweitpolymeren kann diese Temperatur unterschiedlich gewählt werden. Möglich ist dabei ein Verfahren, bei dem man zwischen 2 und 20°C unterhalb der Schmelztemperatur des Hauptpo­ lymeren verwirbelt. Beste Ergebnisse werden bei einem Temperaturbereich zwi­ schen 5 und 10°C unterhalb des Schmelzbereiches erzielt. Durch ein leichtes Ver­ sintern der Oberfläche der Pulvermischungen vermeidet man ein Verkleben der Po­ lymerpartikel untereinander, so daß die Polymerpulver gut fluidisierbar, förderbar und sprühbar sind. Bei dem bevorzugten Herstellverfahren wird folgendermaßen vorgangen: Die vorgemischten Pulver werden in einen Reaktor eingeblasen und verwirbelt und dort mit einem heißen Luftstrom beaufschlagt, anschließend wird dieses Pulver-Luftgemisch über eine Düse ausgetragen und im kalten Luftstrom ab­ gekühlt.

Der Einsatz von Plasma- oder Corona-vorbehandelten Polyolefinen als alleiniges Basispolymeres für Pulverunterbodenschutz-Beschichtungen führt zu unbefriedi­ genden Ergebnissen, da diese keine ausreichende längerfristige Pulverhaftung auf den zu beschichtenden Substraten erzielen. Außerdem ist die Filmhaftung nach dem Einbrennvorgang unbefriedigend. Es wird angenommen, daß bei der Plasmabe­ handlung nur Oberflächen-Polymerketten der Partikel in polare funktionelle Grup­ pen umgewandelt werden und daß diese geringfügigen Ladungen nicht ausreichen um eine voll befriedigende oder zumindest ausreichende Pulverhaftung bzw. Film­ haftung zu bewirken. Es kann jedoch sinnvoll sein, derartig vorbehandelte Polyole­ finpulver anteilig als Zuschlagstoffe für andere Polymere einzusetzen.

Neben den eingangs geschilderten Tauchverfahren werden Pulverbeschichtungen im Sprühverfahren sowohl nach der Methode der Coronaaufladung als auch nach dem Tribo-Verfahren versprüht. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen lassen sich nach den beiden letztgenannten Auftragsverfahren applizieren, besonders be­ vorzugt wird jedoch das Tribo-Verfahren, da sich dadurch an Ecken und Kanten ein besserer Umgriff und damit eine bessere Beschichtung erzielen läßt. Um einen möglichst effizienten Auftrag der Beschichtungszusammensetzung zu erzielen, müssen das Applikationsgerät, Pulverkreislauf und die Pulverbeschaffenheit best­ möglich aufeinander abgestimmt sein, damit es zu keinen systembedingten Arbeits­ unterbrechungen kommt. Neben der bereits vorgenannten guten Fluidisierbarkeit der Pulverzusammensetzung muß das Pulver beim Tribo-Verfahren bei einer vorge­ gebenen Luftgeschwindigkeit eine Mindestreibungsaufladung erzeugen. Zur Be­ stimmung der Tribo-Aufladbarkeit gibt es geeignete Prüfgeräte z. B. ein Strom-La­ dungs-Zeit-Meßgerät (I-Q-T-Meßgerät). Dabei soll ein minimaler Ableitstrom von 1,7 bis 2,5 µA bei einer Luftmenge von 1,8 Nm³/h (Normkubikmeter pro Stunde) erreicht werden.

Bei diesem Sprühverfahren wird bekanntlich Luft als Fördermedium verwendet, hierzu ist sowohl Luft zum Fördern als auch zum Dosieren als auch zum Erzeugen der Tribo-Aufladung notwendig. Für eine ökonomische Applikation muß darauf geachtet werden, daß die Luftmenge für Förder-, Dosier- und Tribo-Luft möglichst klein ist. Diese sollte maximal 7,5 m³/h betragen. Damit diese Gesamtluftmenge ausreicht, um das Pulver zu fördern, versprühen und aufzuladen, sollte der Fein­ kornanteil des Pulvers, d. h. der Anteil unter 8 µm möglichst gering sein. Eine Re­ duzierung der Luftmenge, insbesondere der Förderluftmenge ist auch wünschens­ wert, um den Verschleiß der Applikationsgeräte durch Abrieb zu minimieren. Dabei ergibt sich ein gleichmäßiger Pulverausstoß dann, wenn eine gute Fluidisierung im Pulvervorratsbehälter stattfindet.

Im Direktvergleich zu einem sehr hochwertigen Unterbodenschutz auf Basis eines PVC-Plastisols des Standes der Technik ergeben sich bei den Unterbodenschutz- Beschichtungen gemäß vorliegender Erfindung Abriebwerte, die weit über dem heute bekannten Maß liegen. Dadurch kann eine deutliche Schichtstärkenreduzie­ rung der Beschichtung vorgenommen werden. Außerdem zeichnen sich die erfin­ dungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen durch ein deutlich reduziertes spezifisches Gewicht im Vergleich zu den PVC-Plastisolen aus, so daß durch beide Faktoren eine deutliche Gewichtsreduzierung eines Fahrzeuges erzielt wird.

Beim erfindungsgemäßen Einsatz der vorgenannten Pulver-Zusammensetzungen als Unterbodenschutz, d. h. im Bereich des Fahrzeugunterbodens, in den Radhäusern oder als sogenannter Schwellerschutz werden Schichtstärken zwischen 100 µm und 900 µm, vorzugsweise zwischen 150 und 400 µm, appliziert. Diese Beschichtungen werden dann im normalen Prozeßablauf der Fahrzeugfertigung in den Lacktrocken­ öfen mitverfilmt. Hierbei stehen üblicherweise Prozeßtemperaturen zwischen 110­ °C und 180°C, vorzugsweise bis 160°C, in einem Zeitraum zwischen etwa 15 und 30 min zur Filmbildung zur Verfügung.

Für die Anwendung als Nahtabdichtungsmaterial, die u. a. auch im Fahrzeuginnen­ raum appliziert wird, können diese Nahtabdichtungen auch gezielt mit Hilfe von Lasern ausgehärtet werden.

Haftungsprüfungen nach Schwitzwassertest oder Salzsprühtest sowie Kälteverhalten nach den Anforderungen heutiger Spezifikationen für Unterbodenschutz-Zusam­ mensetzungen weltweiter Automobilhersteller werden mit den erfindungsgemäßen Pulvermaterialien erfüllt.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.

Beispiel 1

Aus den folgenden Bestandteilen wurde eine Pulvermischung hergestellt:

Polyepoxidpulver (Erweichungsbereich <50°C)	49,7 Gew.-%
Polyethylen-Pulver, low density	48,5 Gew.-%
Ruß, Printex XE 1 (Degussa)	0,1 Gew.-%
gefällte, gecoatete Kreide Winofil SPT	0,5 Gew.-%
Aluminiumoxidpulver	1 Gew.-%

Die vorgenannte Pulvermischung wurde auf verschiedene Korngrößenbereiche vermahlen und anschließend durch Verwirbelung der Pulverkomponenten im heißen Luftstrom geringfügig unterhalb der Schmelztemperatur des Hauptpolymeren ver­ wirbelt und danach über eine Düse ausgetragen und im kalten Luftstrom abgekühlt. Zur Ermittlung der besten Applizierbarkeit wurden die folgenden Korngrößenberei­ che untersucht:

Es zeigte sich, daß bei Optimierung auf geringstmögliche Förderluft bei gutem Durchsatz eine Korngrößenverteilung von ≦200 µ geeignet ist. Beste Ergebnisse werden bei Korngrößen ≦80 µ erzielt.

vergleichende Ergebnisse verschiedener Unterbodenschutz-Beschichtungen

Aus diesen Vergleichsergebnissen wird deutlich, daß ein plasmavorbehandeltes Polyolefinpulver gemäß Stand der Technik (analog zu WO 95/03344) außer in der Trockenhaftung in keinem für Unterbodenschutz-Beschichtungen wichtigen Krite­ rium befriedigende Ergebnisse liefert. Ein herkömmlicher Pulverlack gemäß Stand der Technik ist sowohl in Bezug auf die maximal erreichbare Schichtdicke als auch in Bezug auf die Abriebfestigkeit und in Bezug auf den Kälte-Biege-Test nicht für eine Unterbodenschutzzusammensetzung geeignet.

Analog zu Beispiel 1 wurden Pulvermischungen auf der Basis verschiedener Bin­ demittel hergestellt. Anschließend wurden mit diesen Pulvermischungen KTL-be­ schichtete Bleche beschichtet und bei 150 bzw. 170°C eingebrannt. Anschließend wurden die Filmbeschaffenheit in bezug auf optisches Aussehen, Dehnung sowie Haftungsverhalten beurteilt. Außerdem wurden die Abbriebfestigkeit gemessen. Zum Vergleich wurde ein qualitativ hochwertiges Dünnschicht-PVC-Plastisol. Terotex 3028 der Firma Henkel Teroson vergleichend mitgemessen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.

Kenngrößen der verwendeten Bindemittel:

Beispiel 7 Polyurethanpulver MFI: 35 g/10 min

Beispiel 8 Polyethylenacrylatcopolymer, MFI 8 g/10 min

Beispiel 9 Polyurethanpulver 2, Schmelzbereich (Kofler) 90-100°C

Beispiel 10 Polyethylen-Acrylatcopolymerpulver, MFI 9 g/10 min

Beispiel 11 Epoxidpulver, Schmelzbereich <50°C (DSC-Methode, differential scanning calorimetry)

Beispiel 12 Copolyamid, MFI 18 g/10 min

Sämtliche Beschichtungen gaben einen für Unterbodenschutz geeigneten geschlos­ senen Film, der in fast allen Fällen hoch flexibel und dehnfähig war. Alle Be­ schichtungen zeigten sowohl nach Einbrennen bei 150°C als auch nach Einbrennen bei 170°C als auch nach Schwitzwasser-Klimatest (Swwk, 14d/40°C) ausgezeich­ nete Haftungsergebnisse (Benotungsskala 10 = sehr gut, 0 = völlig ungeeignet).

Zur Bestimmung der Abriebfestigkeit nach der BMW-Methode wurden Bleche mit den Beschichtungszusammensetzungen in den in der Tabelle aufgeführten Schicht­ stärken hergestellt. Es wurde die Menge Split (in kg) bestimmt, die notwendig war, um die Unterbodenschutz-Beschichtung vollständig zu durchschlagen. Aus den ermittelten Abriebwerten wird deutlich, daß alle Unterbodenschutzformulierungen sehr gute Werte liefern, die selbst bei dünnen Schichtstärken hochwertigen Plastisol-Beschichtungen min­ destens ebenbürtig sind.

Claims (8)

1. Sprühbare, pulverförmige Unterbodenschutz- oder Dichtmittel-Zusammenset­ zung auf der Basis von pulverförmigen thermoplastischen Polymeren, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen frei ist von Wasser, flüchtigen organi­ schen Lösungsmitteln und/oder flüssigen Weichmachern.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverbe­ standteile eine mittlere Korngröße unter 700 µm, vorzugsweise unter 200 µm und insbesondere unter 80 µm haben.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polymer einen Schmelzbereich zwischen 50°C und 180°C hat.

4. Zusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Mischung von thermoplastischen Polymeren verwendet wird.

5. Zusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das oder die Polymeren polare, funktionelle Gruppen ausgewählt aus Hydroxy-, Amino-, Epoxy-, Carboxy-, Ester-, Amid-, Urethan-, Isocyanurat-, Biuret-, Allophanat-, blockierte Isocyanat-, Silanol- oder Alkoxy­ silan-Gruppen enthält/enthalten.

6. Zusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß sie außer dem/den thermoplastischen Polymeren feinteilige Füllstoffe, Pigmente und/oder Alterungsschutzmittel enthalten.

7. Verwendung von Zusammensetzungen auf der Basis von pulverförmigen ther­ moplastischen Polymeren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Beschichtung im Unterbodenschutzbereich oder als Dichtmittel zur Abdichtung von Nähten und Klebefugen im Kraftfahrzeugbau.

8. Verfahren zur Beschichtung von Kraftfahrzeugen oder Kraftfahrzeugteilen im Unterbodenbereich oder in den Radhäusern, gekennzeichnet durch die folgenden wesentlichen Verfahrensschritte:

• 1. Versprühen einer Zusammensetzung auf Basis von pulverförmigen ther­ moplastischen Polymeren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 auf das Substrat mit Hilfe von Corona- oder Tribo-Beschichtungsanlagen,
• 2. gefolgt vom Einbrennen der Beschichtung bei Temperaturen zwischen 110°C und 180°C für 15 bis 30 min.
• 3. wobei eine Schichtdicke der Beschichtung von 100 µm bis 900 µm Film­ stärke erzielt wird.