Die Erfindung betrifft auch eine neue Verwendung fluorhaltiger Kunststoffe.

Stand der Technik Aus der US 4,701,508 ist bekannt, daß fluorhaltige Polymere ausgezeichnete Beständig- keit gegen Einwirkung von Wetter, Wasser, Lösungsmitteln und Chemikalien und niedrige Reibungswerte aufweisen, aber zu ihrer Aufbringung hohe Temperaturen erfordern. In dieser Druckschrift wird ein fluorhaltiges Polymer zur Beschichtung von unter anderen auch Stahlblechen und Radfahrzeugen beschrieben, das sich von vorbekannten Fluorpoly- meren 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 perRuorierten oder teilfluorierten Olefin, das auch Chlor oder Brom enthalten kann, zu 20-60 Mol% aus einem Vitlylether und zu 1-25 Mol% aus einem Silicon zusammengesetzt ist, das olefinische und hydroly- sierbare Gruppen enthält ; nach den Ausfiillrungsbeispielen 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 Bin- dung 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- gezeichnete Eigenschaften hinsichtlich der Einwirkung von Wetter, Wasser und Chemika- lien.

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 flu- orhaltigen 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 Vinylester oder-ether oder ein Acrylester, der vernetzbare Epoxid-oder Silangruppen enthält, mit einem perfluorierten oder teilflu- orierten Olefin copolymerisiert. In den so erhaltenen Copolymeren sind die fluorierten Olefine bis zu 50 Gew.-% enthalten ; sie werden nach Zusatz eines Metallchelats und ge- gebenenfalls 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 Vernetzungsdichte und die Verringerung des Reibungswiderstands, der auf die Polysiloxan-und C-F-Bindungen, die im Grundharz vorhanden sind, zurückzufüh- ren ist, hervorgerufen wird.

Aus der DE 38 16 327 Al ist es bekannt, Polytetrafluorethylen durch Elektronenbestrah- lung in ein vernetztes Polymer mit thermoplastischen Eigenschaften zu verwandeln, 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 Aus- wirkung hinsichtlich der Ökonomie dadurch, daß der Treibstoffverbrauch rnit der Fahr- zeuggeschwindigkeit zunimmt, und hinsichtlich der Ökologie dadurch, daß mit zunehmen- dem Treibstoffverbrauch die Menge der erzeugten und teilweise unerwünschten Abgase ebenfalls zunimmt.

Aus diesen Gründen besteht der Wunsch, Automobile mit leistungsstarken, aber im Treibstoff-verbrauch 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 zu- nehmend 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 funktionellen Gruppen freie Polymere, Perfluoralkoxypolymere, Chlorperfluorpolymere, deren Mi- schungen und Legierungen ausgewählt ist.

Hinsichtlich der Automobilkarosserie oder deren Teil wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das fluorhaltige Polymer aus der Gruppe perfluorierte oder teilfluorierte, von funktio- nellen 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.

Hinsichtlich der Verwendung des fluorhaltigen Kunststoffs aus der Gruppe perfluorierte oder teilfluorierte, von funktionellen 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 erfindungsgemäße 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 beein- trächtigen. 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 führen 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 jewei- ligen Automobils. Dieser sehr erwünschte Effekt wird ohne großen ingenieurtechnischen und/oder kostenmäßigen Aufwand erzielt, denn die Beschichtung der Automobilkarosse- rie oder ihrer Teile hat nur eine geringe Schichtdicke und erfolgt nach an sich bekannten Verfahren. Ein zusätzlicher Vorteil der Beschichtung aus den erfindungsgemäßen fluor- haltigen Polymeren besteht darin, daß die Beschichtung schmutzabweisend wirkt und da- her die Verschmutzung im Fahrzeugbetrieb verringert wird. Die genannten fluorhaltigen Polymere sind im Handel erhältlich.

Vorteilhafterweise wird die Beschichtung nach bekannten Verfahren auf die Automobilka- rosserie oder ein Karosserieteil aufgetragen und durch Sintern oder Schmelzen bei Tempe- raturen >150°C damit verbunden. Das fluorhaltige Polymere wird in dünner Schicht auf- getragen und bildet nach dem Sintern oder Schmelzen bei einer Temperatur, die entspre- chend der Wahl des Polymeren, der Polymermischung oder der Polymerlegierung einge- stellt 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 re- lativ 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 unterschiedlich 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 Beeinflus- sung des Reibwertes zur Erhöhung der Abriebfestigkeit Füllstoffe beigemischt werden, die aus der Gruppe Korund, fein zerteilte Glasfaser, Kieselgur, vernetztes Polyolefin und ul- trahochmolekulares 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 Automo- bilkarosserie oder deren Teilen vor der Beschichtung z. B. durch Behandlung mit einem sauren Ätzmittel aufzurauhen. Die Haftung kann stattdessen auch durch einen Haftver- mittler verbessert werden, der vor der Beschichtung mit dem Polymeren auf die zu be- schichtende Fläche aufgetragen wird und gegebenenfalls säurehaltig sein kann. Der Haft- vermittler 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 aufge- bracht 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 Durchgangen in einer Menge auf- getragen, 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 we- sentlichen aus entsalztem Wasser, flüchtigen Lösungsmitteln und einem Netzmittel be- steht.

Anschließend wird die so belegte Außenfläche des Automobilkarosserieteils mit einer lo- kalen 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 Erwär- mung des Automobilkarosserieteils kommt.

Anstelle des Polytetrafluorethylens können auch andere fluorhaltige Polymere wie perflu- orierte oder teilfluorierte, von funktionellen Gruppen freie Fluorpolymere, Perfluoralk- oxypolymere, Chlorperfluorierte Polymere, deren Mischungen oder Legierungen einge- setzt werden.

Beispiel 2 Auf besonders wärmeepfindliclie 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 Di- mensionen wieder einzunehmen trachtet. Die Geschwindigkeit dieser Rüclrbildung ist von der Temperatur abhängig ; sie ist um so schneller, je höher die Erwärmungstenzperatur der Schrumpffolie gewahlt wird. Rasche Riickbildung erfolgt bei Temperaturen bis zu 100°C, zum Beispiel 80°, ohne unzulässige Erwärmung des Automobilkarosserieteils. Das Auto- mobilteil wird dazu mit der Schrumpifolie belegt oder in den Schrumpfschlauch einge- schlossen und anschließend in einen Wärmeofen eingebracht, der auf die jeweils ge- wunschte Temperatur eingestellt ist. Nach Ablauf der Schrumpfzeit wird das so beschich- tete Automobilteil dem Wärmeofen entnommen.

Beispiel 3 Es wird wie in Beispiel I 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 um zusammengesetzt ist. Die Wärmequelle wird da- bei 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 flu- orhaltigen Polymeren eingesetzt werden, wobei auch ein Gemisch aus fluorhaltigen Poly- meren mit unterschiedlichen Schmelzpunkten verwendet werden kann.

Auf diese Weise wird auf der Außenfläche des Automobilkarosserieteils eine unebene Be- schichtung 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 Fahrtwind- reibung besonders vorteilhaft. Die Struktur dieser"Apfelsinenhaut"wird im wesentlichen durch die Korngröße der größeren Teilchen, ihre gegenseitigen Abstände bzw. ihre relati- ve 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 l Mm in einer Menge beigemischt, durch die die Reibwertverminderung nicht oder nur unwesentlich beeinflußt wird. Im üb- rigen wird wie in Beispiel I verfahren, und es können auch hier anstelle des Polytetrafluo- rethylens die in Beispiel 1 angeführten anderen fluorhaitigen Polymere eingesetzt werden.

Anstelle des Korunds können in entsprechender Weise auch andere abriebfeste Füllstoffe wie Glasperlen, fein zerteilte Glasfaser, Kieselgur, vernetztes Polyolefin und ultrahochmo- 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 Be- schichtung mit einer"Apfelsinenhaut"erzeugt werden.

Bei hohen Belastungen des Automobilkarosserieteils kann die zugesetzte Menge des ab- riebfesten Füllstoffs bis maximal 20% erhöht werden, jedoch wird dadurch die Reibwert- verminderung verschlechtert. In solchen Fällen empfiehlt es sich, auf die Beschichtung ei- ne weitere Schicht aus reinem fluorhaltigen Polymeren aufzutfagen, die bei Abnutzung gegebenenfalls erneuert werden kann.

Beispiel 5 Zur Verbesserung der Haftung der Beschichtung an der Außenfläche des Automobilka- rosserieteils kann es sich empfehlen, die zu beschichtende Fläche vor der Beschichtung in an sich bekannter Weise aufzurauhen. Die Aufrauhung kann dabei durch Ätzmittel erfol- gen, die gegebenenfalls auch bereits in der Dispersion des fluorhaltigen Polymeren enthal- ten 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 er- hältlich, 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 elek- trostatisch,-und nach der Auftragung wird die aufgetragene Schicht durch Wärmeeinwir- kung getrocknet. Insgesamt sollte der Haftvermittler bis zu einer Schichtdicke on 1, um aufgetragen werden, wobei die Auftragung gegebenenfalls auch in mehreren Durchgänge erfolgen kann, wobei nach jeder Trocknung eine weitere Schicht des Haftvermittlers auf- gebracht 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 kam1 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 ultrahochmo- lekulares Polyolefin wie Polyethylen zugesetzt werden. Eine weiter verbesserte Haftung läßt sich dadurch erzielen, dal3 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.