Die vorliegende Erfindung betrifft eine Paste, die insbesondere als Unterbodenschutz von Fahrzeugen geeignet ist, die neben Polyvinylchlorid ein Copolymer aus Vinylchlorid und Vinylacetat aufweist, wobei der Gesamtgehalt an Polyvinylchlorid in der Paste mindestens 30 Gew.-% beträgt.

Gegenstände aus Metall, wie sie beispielsweise im Fahrzeug-, Maschinen- und Gerätebau eingesetzt werden, müssen häufig mit einer abriebfesten Beschichtung als Schutz gegen Beschädigungen versehen werden. Im Fahrzeugbau, insbesondere im Automobilbereich, sind dies vor allem der Unterbodenbereich des Fahrzeugs und die Radhäuser, die einer erhöhten Beschädigungsgefahr, beispielsweise durch Steinschlag, ausgesetzt sind. Weiterhin müssen Nähte, beispielsweise Schweißnähte wie sie aus dem Zusammenbau resultieren, gegen das Eindringen von Staub und Wasser abgedichtet werden. Um einen Schutz des Materials sowie eine Abdichtung der Nähte zu erreichen, werden hierfür in der Regel sogenannte Plastisole verwendet, also Dispersionen von organischen Kunststoffen in Weichmachern, die beim Erwärmen auf höhere Temperaturen gelieren und beim Abkühlen aushärten.

US 5,563, 188 betrifft eine Beschichtungsmasse gegen Schlagbeanspruchung auf PVC-Basis mit hoher Filmfestigkeit und großer Lagerbeständigkeit. Die starke Erhöhung der Filmfestigkeit unter gleichzeitigem Erreichen hoher Lagerstabilität wird darauf zurückgeführt, dass Polyvinylcopolymerisate verwendet werden, insbesondere solche mit einem hohen K-Wert, die gleichzeitig einen hohen Acetat-Gehalt besitzen. Die in der Druckschrift beschriebenen Beschichtungsmassen setzen sich aus PVC, Polyvinylacetatcopolymerisat, Calciumcarbonat, Kunststoffhohlkugeln, Weichmachern, Farbstoffen und Additiven zusammen.

US 3,772,237 beschreibt eine Abdichtmasse, die ein Vinyl-Dispersionsharz, ein Vinyl- Mischharz, ein Ketonaldehyd-Kondensationsharz, Füllstoffe, Weichmacher und NH2- organofunktionelle Silane als Haftungsvermittler aufweist. Der beanspruchten Abdichtmasse werden gute Adhäsionseigenschaften zugeschrieben.

CN 105 017 879 offenbart ein Plastisol für Automobilchassis sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren. Das Plastisol umfasst als Hauptkomponenten PVC-Pastenharz und Dioctylphthalat (DOP).

US 5,205,963 beschreibt vergilbungsbeständige überlackierbare Plastisol zusammensetzungen aus Homo- oder Copolymeren des Vinylchlorids beziehungsweise Gemischen davon, die neben den üblichen Additiven optische Aufheller und wahlweise starksaure Ionenaustauscher enthalten und für überlackierbare Abdichtungen, speziell Naht- und Falzabdichtungen, im Karosseriebau geeignet sind. In der Veröffentlichung "Automotive Coatings Formulation Chemistry, Physics and Practices" European Coating Tech Files werden auf den Seiten 74 und 75 Untersuchungen zu Grundierungen in elektrophoretischen Abscheideprozessen vorgestellt.

Bisher ist es im Stand der Technik nur schwer möglich, beide Funktionen, eine geeignete Abriebfestigkeit sowie eine geeignete Abdichtungswirkung, in einem Material abzubilden, also eine Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die sich durch eine hohe Abriebfestigkeit auszeichnet, und somit als Unterbodenschutz geeignet ist, und die gleichzeitig eine gute Nahtabdichtung zeigt. Dies führt dazu, dass in der Regel mehrere Zusammensetzungen aufgetragen werden müssen, was sich in einem hohen Materialeinsatz, aufwendigen Arbeitsschritten und entsprechenden Kosten widerspiegelt. Darüber hinaus wirkt sich der hohe Materialeinsatz negativ auf das Gesamtgewicht des Fahrzeugs aus, was sich unter anderem in einem erhöhten Treibstoffverbrauch niederschlägt.

Angesichts dieser Nachteile besteht daher weiterhin der Bedarf an geeigneten Materialien, die zum Unterbodenschutz und zur Nahtabdichtung verwendet werden können. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein geeignetes Material zur Verfügung zu stellen, das sich durch eine hohe Abriebfestigkeit bei gleichzeitig guter Nahtabdichtung auszeichnet. Darüber hinaus soll das Material zur Gewichtsreduzierung des Fahrzeugs beitragen.

Es wurde überraschend gefunden, dass diese Aufgabe durch eine Paste gelöst wird, die neben einem Copolymer aus Vinylchlorid und Vinylacetat einen hohen Gesamtgehalt an Polyvinylchlorid aufweist. Durch eine erhöhte Konzentration an Polyvinylchlorid in der Paste konnte überraschend eine hohe mechanische Festigkeit erzielt werden, während durch den gezielten Einsatz des Copolymers die notwendige Standfestigkeit generiert wird, die für eine Verwendung der Paste als Nahtabdichtungsmaterial Voraussetzung ist.

Daher ist ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Paste, die a) 15 bis 45 Gew.-% eines Copolymers aus Vinylchlorid und Vinylacetat; b) 35 bis 45 Gew.-% eines Weichmachers; und c) homopolymeres Polyvinylchlorid umfasst, wobei der Gesamtgehalt an Polyvinylchlorid in der Paste mindestens 30 Gew.-% beträgt, wobei sich der Gesamtgehalt an Polyvinylchlorid aus den Anteilen an Polyvinylchlorid aus dem Copolymer und dem homopolymeren Polyvinylchlorid zusammensetzt und sich die Angaben der Gew.-% jeweils auf das Gesamtgewicht der Paste beziehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Vinylacetat im Copolymer 4 bis 7 Mol-% beträgt. Der Gesamtgehalt an Polyvinylchlorid in der erfindungsgemäßen Paste setzt sich aus den Anteilen an Polyvinylchlorid aus dem Copolymer und dem homopolymeren Polyvinylchlorid zusammen.

Copolymer aus Vinylchlorid und Vinylacetat ist im Sinne der vorliegenden Erfindung als ein Copolymer zu verstehen, das aus Vinylchlorid-Monomereinheiten und Vinylacetat- Monomereinheiten gebildet wird.

Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Paste als Unterbodenschutz konnte eine deutliche Reduktion des benötigten Materials erreicht werden, ohne dass eine Abnahme der Schutzwirkung beobachtet wurde. So konnte in ersten Versuchen eine Gesamtersparnis an Material von 7,5 kg pro Karosserie erreicht werden. Dabei erfüllt die erfindungsgemäße Paste sowohl die Anforderungen der DBL 6909 für den Unterbodenschutz als auch der DBL 6070 für die Nahtabdichtung, und dass bei einer bis zu 40% geringeren Schichtdicke als bei herkömmlichen Materialien nötig.

Um eine geeignete Standfestigkeit für die Nahtabdichtung zu erhalten, hat es sich als positiv erwiesen, wenn das Copolymer in der erfindungsgemäßen Paste einen bestimmten Anteil an Vinylacetat-Monomereinheiten aufweist. Daher beträgt der Anteil an Vinylacetat- Monomereinheiten 4 bis 7 Mol-%.

In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform beträgt der Anteil an Copolymer in der erfindungsgemäßen Paste vorzugsweise 20 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Paste.

Das in der erfindungsgemäßen Paste verwendete Copolymer ist vorzugsweise ein Emulsionspolymer. Es hat sich überraschend gezeigt, dass ein mittels Emulsionspolymerisation hergestelltes Copolymer zu einer weiteren Reduzierung der benötigen Materialmenge beiträgt, wobei trotz reduzierter Materialmenge die in der Automobilindustrie geforderten Standards für den Unterbodenschutz und die Nahtabdichtung erreicht werden. Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden zu sein, wird insbesondere die mittels Emulsionspolymerisation erreichte Partikelgrößenverteilung als besonders vorteilhaft angesehen. Daher ist eine Ausführungsform bevorzugt, in der das Copolymer eine mittlere Partikelgröße (D50) von 0,5 bis 2 pm, vorzugsweise 0,7 bis 1 ,5 pm, bestimmt gemäß statischem Laserlichtstreungsverfahren, aufweist.

Weiterhin hat sich die Verwendung von Copolymeren als vorteilhaft erwiesen, die einen Kettenlängenwert K von 65 oder mehr aufweisen. Daher ist eine Ausführungsform bevorzugt, in der das Copolymer einen K-Wert von 65 oder mehr aufweist, vorzugsweise 65 bis 100, besonders bevorzugt 65 bis 90. Der K-Wert kann dabei gemäß DIN EN ISO 1628-2 bestimmt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde überraschend festgestellt, dass die mechanische Festigkeit der Paste, insbesondere deren Abriebfestigkeit, erhöht werden konnte, wenn der Gesamtgehalt an Polyvinylchlorid in der Paste mindestens 30 Gew.-% betrug, bezogen auf das Gesamtgewicht der Paste. Eine weitere Verbesserung der Abriebfestigkeit konnte durch eine Erhöhung des Polyvinylchlorid-Anteils erreicht werden, wobei ab einem bestimmten Anteil die Verarbeitbarkeit der Paste negativ beeinflusst wurde. Daher ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Paste bevorzugt, in der der Gesamtgehalt an Polyvinylchlorid in der Paste 30 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 35 bis 45 Gew.-% beträgt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Paste. Um den hohen Gesamtanteil an Polyvinylchlorid in der Paste zu erreichen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein gewisser Anteil an homopolymerem Polyvinylchlorid verwendet wird. Daher ist eine Ausführungsform bevorzugt, in der die erfindungsgemäße Paste 5 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 7 bis 20 Gew.-% an homopolymerem Polyvinylchlorid aufweist.

Die erfindungsgemäße Paste zeichnet sich weiterhin durch einen hohen Anteil an Weichmachern aus, der 35 bis 45 Gew.-% des Gesamtgewichts der Paste ausmacht. Der Weichmacher ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Phthalate, insbesondere den Estern der Phthalsäuren. Besonders bevorzugt ist der Weichmacher ausgewählt aus den Estern der Isophthalsäure, bei denen die Estergruppen jeweils 5 bis 12, vorzugsweise 6 bis 1 1 Kohlenstoffatome aufweisen, die entweder als lineare Ketten, vorzugsweise jedoch verzweigt vorliegen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Weichmacher Diisononylphthalat und/oder Diisodecylphthalat.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich weiterhin überraschend gezeigt, dass trotz des hohen Anteils an Weichmachern in der erfindungsgemäßen Paste auch nach mehreren Tagen kein Austreten des Weichmachers festgestellt werden konnte. Dies steht wenigstens teilweise im Widerspruch zu den Beobachtungen, die im Zusammenhang mit herkömmlichen Plastisolen gemacht wurden und wird, ohne an eine bestimmte Theorie gebunden zu sein, auf die spezielle Kombination an Bestandteilen der erfindungsgemäßen Paste zurückgeführt.

Die erfindungsgemäße Paste zeichnet sich durch eine hohe Standfestigkeit aus, die sie besonders zum Abdichten von Nähten, beispielsweise Schweißnähten, geeignet macht. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Paste einen hohen Feststoffgehalt aufweist. Daher ist eine Ausführungsform bevorzugt, in der die erfindungsgemäße Paste einen Feststoffgehalt von mindestens 96 Gew.-%, vorzugsweise 96 bis 99 Gew.-% aufweist, bezogen auf das Gesamtgewicht der Paste.

Um für den Einsatz in der Fahrzeugfertigung geeignet zu sein, muss die Paste bestimmte

Eigenschaften aufweisen. So muss beispielsweise eine Verarbeitbarkeit der Paste gewährleistet sein, die die Integration in die üblichen Arbeitsabläufe erlaubt. Insbesondere zum Beschichten von größeren Flächen, beispielsweise Unterbodenbleche, werden die zur Beschichtung verwendeten Materialien in der Regel aufgesprüht. Daher ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Paste bevorzugt, in der diese sprühbar ist. Dazu weist die erfindungsgemäße Paste vorzugsweise eine Viskosität von 2 bis 4 Pas, besonders bevorzugt 2,5 bis 3,5 Pas auf, bestimmt bei 20 °C (Z4, 400 s ^_1 , Bingham).

Im Rahmen der momentanen Bemühungen um Nachhaltigkeit ist es erstrebenswert, den Treibstoffverbrauch von Fahrzeugen zu senken, was beispielsweise durch eine Reduktion des Gewichts des Fahrzeugs erreicht werden kann. Dies wird üblicherweise durch den Einsatz von Materialien mit einer geringen Dichte erreicht, wobei die Dichte der Materialien durch den Einsatz von Mikrohohlkugel verringert werden kann. Diese Hohlkugeln haben allerdings den Nachteil, dass sie die Kohäsion des Materials schwächen und sich somit negativ auf die Kernfunktion des Materials, nämlich den Unterbodenschutz, auswirken. Hier hat sich im Lauf der vorliegenden Erfindung gezeigt, dass eine Verringerung der Dichte der erfindungsgemäßen Paste mit einem deutlichen geringeren Anteil an Hohlkugel erreicht werden kann und in einigen Fällen ganz auf den Zusatz von Hohlkugeln verzichtet werden kann. Daher ist eine Ausführungsform bevorzugt, in der die erfindungsgemäße Paste Mikrohohlkugeln aufweist, vorzugsweise in einer Menge von 0 bis 15 Vol.-%, besonders bevorzugt 0 bis 10 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen der Paste. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Paste frei von Mikrohohlkugeln.

Die erfindungsgemäße Paste zeichnet sich durch eine hohe Abriebfestigkeit und

Standfestigkeit bei gleichzeitig geringer Dichte aus. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Paste eine Dichte von 1 ,0 bis 1 ,5 g/cm ³ , vorzugsweise 1 , 15 bis 1 ,25 g/cm ³ auf, bestimmt gemäß DIN 51757. Durch die geringe Dichte der erfindungsgemäßen Paste konnte eine deutliche Gewichtsreduzierung erreicht werden, ohne dass eine Beeinträchtigung der Schutzwirkung oder der Abdichtwirkung beobachtet wurde.

Um die Eigenschaften der Paste den jeweiligen Anforderungen anzupassen, können dieser weitere Bestandteile hinzugefügt werden, wie beispielsweise Füllstoffe, Haftvermittler und Pigmente. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Paste weiterhin Füllstoffe auf, vorzugsweise in einer Menge von 10 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 12 bis 15 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Paste. Bei dem Füllstoff kann es sich beispielsweise um Calciumcarbonat handeln.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich überraschend gezeigt, dass es von Vorteil ist, die Menge an Oxiden, insbesondere Metalloxiden, in der Paste zu begrenzen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Paste daher 0 bis 0,25 Gew.-%, vorzugsweise 0, 1 bis 0,25 Gew.-% Zinkoxid auf, bezogen auf das Gesamtgewicht der Paste.

Weithin bevorzugt ist eine Ausführungsform, in der der Anteil an Calciumoxid weniger als 1 ,5 Gew.-% beträgt, vorzugsweise 0 bis 1 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 1 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Paste.

Die erfindungsgemäße Paste zeichnet sich durch eine hohe Abriebfestigkeit und Standfestigkeit aus, was sie besonders geeignet für die Verwendung im Fahrzeugbau macht. Daher ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Paste als Unterbodenschutz von Fahrzeugen, insbesondere Automobilen, und/oder zur Nahtabdichtung, insbesondere von Schweißnähten.

Gemäß der erfindungsgemäßen Verwendung wird die Paste vorzugsweise bei einer Temperatur von 20 bis 45 °C, besonders bevorzugt 25 bis 40 °C appliziert, beispielsweise mittels Sprühen.

Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Paste konnte überraschend die erforderliche Schichtdicke reduziert werden, ohne dass eine Beeinträchtigung der Schutzwirkung festgestellt wurde. Daher ist eine Ausführungsform bevorzugt, in der die Paste in einer Schichtdicke von 250 pm bis 1200 pm, vorzugsweise 280 bis 1000 pm verwendet wird.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert, wobei diese keinesfalls als Einschränkung des Erfindungsgedanken zu verstehen sind.

Beispiel:

Eine erfindungsgemäße Paste mit der in Tabelle 1 wiedergegebenen Zusammensetzung wurde verschiedenen Tests unterzogen, wobei sich die Angaben in der Tabelle jeweils auf das Gesamtgewicht der Paste beziehen. Der Anteil an Vinylacetat-Einheiten im eingesetzten Copolymer betrug 5 Mol-%.

Tabelle 1

Nach dem Trocknen wies die erfindungsgemäße Paste eine Zugfestigkeit von 6,0 MPa, bestimmt gemäß DIN 53504 sowie eine Zugdehnung von 400% auf, bestimmt gemäß DIN 53504.

Die erfindungsgemäße Paste wies weiterhin eine exzellente Überlackierbarkeit und eine gute Standfestigkeit auf.

Figur 1 zeigt die Abriebbeständigkeit der erfindungsgemäßen Paste im Vergleich zu den von der Automobilindustrie festgelegten Sollwerten. Die untere Kurve zeigt die Sollwerte wie von der Automobilindustrie vorgegeben, während die obere Kurve die mit der erfindungsgemäßen Paste erzielten Werte zeigt. Die Abriebfestigkeit wurde dabei gemäß ASTM D968-51 bestimmt, wobei anstelle von Sand als vorgegebenem Strahlmittel Hartguss-Strahlmittel eingesetzt wurden (Diamant GH-K 4-5 mm, Firma Würth).

Wie aus Figur 1 ersichtlich, wurden die Sollwerte bei der erfindungsgemäßen Paste bereits bei deutlich geringeren Schichtdicken als gefordert erreicht. So lag die Abriebfestigkeit der erfindungsgemäßen Paste bei einer Trockenschichtdicke von 500 pm bei 0,3 l/pm, während die von der Industrie für solche Schichtdicken geforderte Abriebfestigkeit bei 0,15 l/pm liegt.

Figur 2 zeigt die Standfestigkeit der erfindungsgemäßen Paste, die als Maß für die Eignung zur Nahtabdichtung herangezogen wird.

Zur Bestimmung der Standfestigkeit wird die Nahtabdichtungsmasse mittels einer Aufziehrakel mit einer Spaltbreite von 80 mm und einer definierten Spalthöhe (Nassschichtdicke) auf ein elektrolytisch verzinktes, KTL-beschichtetes Stahlblech in Form eines Streifens parallel zur Kante des Prüfblechs aufgezogen. Unmittelbar nach dem Aufziehen wird das mit Nahtabdichtungsmasse versehene Prüfblech 20 Minuten bei Raumtemperatur freihängend gelagert. Direkt im Anschluss an die Lagerung bei Raumtemperatur wird das mit Nahtabdichtungsmasse versehene Blech im Trockner für 5 Minuten einer Temperaturbelastung von 60 °C ausgesetzt. Anschließend erfolgt eine Temperaturbelastung von 140 °C für 20 Minuten. An dem Prüfblech wird dann ausgemessen, ob und wie weit die aufgetragene Nahtabdichtungsmasse von der Unterkante des Prüfblechs abgerutscht ist. Die Abrutschstrecke wird in mm angegeben.

Die Anforderungen an die Standfestigkeit wie sie gemäß DBL 6070 von der Automobilindustrie vorgegeben sind, wurden von der erfindungsgemäßen Zusammensetzung voll erfüllt, das heißt es konnte kein Abrutschen über die Kante festgestellt werden.