條形型件和塗覆條形型件的方法
2023-07-06 12:44:11
專利名稱：條形型件和塗覆條形型件的方法
條形型件和塗覆條形型件的方法
背景技術：
本發明涉及一種權利要求1的前述部分的由彈性材料製成的適用於刮水片的條 形型件。本發明還涉及塗覆該條形型件的方法。由彈性材料製成的條形型件(StrangfbrmigeProfile)例如用於刮水片，特別是 用作擋風玻璃刮水器的刮水片。這時重要的是用作刮水片的條形型件能儘可能好地適配於 汽車玻璃的外形，並且在不同溫度下還要保持柔韌性。因此該刮水片通常由彈性型件製成， 其中主要使用橡膠材料如天然橡膠或氯丁二烯橡膠。此外，也已知由矽橡膠或聚氨酯橡膠 製成的刮水片。但與如玻璃或塑料等材料相比，彈性體具有高的滑動摩擦係數，以致在玻璃板表 面上的呈擋風玻璃刮水片形式的彈性型件的垂直固定支承力情況下，對水平移動常需耗費 數倍的該支承力。如果該擋風玻璃刮水器在溼的情況下運行，則基本上不會有問題，因為通 過玻璃板上的水膜在擋風玻璃刮水片和玻璃板之間形成了潤滑膜，以致產生水力潤滑。但 如果該擋風玻璃刮水片在無水作為潤滑膜時運行，如在夏天或短時間的陣雨後運行，則就 會有問題。在這種條件下擋風玻璃很快變幹，由此大大增加了摩擦係數。這可導致刺耳聲 音、顫動或甚至使擋風玻璃刮水器停運。為降低擋風玻璃刮水片對乾燥的玻璃板的摩擦係數，常對擋風玻璃刮水片的表面 進行氯化處理或溴化處理，即硬化該擋風玻璃刮水片。但這需要精確的工序，並對環保也會 產生問題。此外，由於這種處理方法對刮水質量會產生不利影響。另外也已知，在擋風玻璃刮水片上施加可降低滑動摩擦係數的塗層。例如從DE-A 10116929已知一種潤滑漆成分和一種用於塗覆擋風玻璃刮水片的 彈性體的潤滑漆。該潤滑漆成分含聚氨酯、矽氧烷以及聚醯胺粉末、聚乙烯粉末或聚醯胺溶 液。該所建議的潤滑漆起硬機械隔片的作用，該隔片凸出於所塗覆的表面，其缺點在於由此 對刮水質量產生不利影響，特別是由於在刮水時產生渾濁和形成條紋。此外，在潤滑漆中所 含的填料也易於從塗層中分離，因為這些填料僅不良粘附，並且該塗層結構也顯示出低的 結合低粘結力。由DE-A 10132026也已知一種用於橡膠刮水片的塗層劑。給該橡膠刮水片提供塗 層膜，該塗層膜含顆粒狀的固體潤滑劑和粘合劑。該粘合劑的0. 5%模量為IMPa或更大，其 斷裂伸長率為或更大。但該彈性模量僅與塗層有關，與由聚合物粘合劑和石墨構成的復 合材料的粘結強度無關，並因此與耐磨性無關。
發明內容
本發明的優點由本發明構成的用於刮水片，特別是擋風玻璃刮水器的刮水片的條形型件，其具有由彈性材料製成的基底，且至少部分具有降低摩擦的塗層。按本發明該塗層包括2層，直 接塗於基底上的基層是耐磨塗層，塗於基層上的覆蓋層是降低摩擦的。在汽車中，大多使用具有疏水表面的擋風玻璃板。在擋風玻璃刮水器在疏水表面上運行時，其表現猶如在幹表面上滑動。由於擋風玻璃板的斥水特性，在擋風玻璃板表面和 擋風玻璃刮水器的刮水片之間不能形成潤滑的水膜。通過本發明的塗層不僅改進了滑動特 性，而且增加了耐磨性。該擋風玻璃板可無條紋和無渾濁地刮水。在一個優選實施方案中，該降低摩擦的覆蓋層含乾性潤滑物質。適合用作乾性潤 滑物質的例如是石墨、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、二硫化鉬或這些物質中至少兩種的混 合物。乾性潤滑物質的效力主要與其在塗層中的相對濃度有關。該乾性潤滑物質的含量越 高，則摩擦係數越低。但較高含量的乾性潤滑物質同時又會導致粘結強度下降和由此降低 塗層的耐磨性。通過本發明的含兩層的塗層的解決方案，除降低摩擦係數外還可同時實現 提高耐磨性。通過降低摩擦的覆蓋層可將條形型件用於在疏水玻璃板上工作的擋風玻璃刮 水器的刮水片。該乾性潤滑物質的粒度優選為0. 1-15 μ m,尤其是0. 1-5 μ m。為降低摩損，如果該塗層優良地粘附在條形型件的彈性材料上是特別有利的。低 摩擦係數可通過含較大份量的乾性潤滑物質的上層即覆蓋層實現。同時為增加耐磨性，需 要使直接施塗在條形型件上的第一塗層即基層比覆蓋層具有明顯更高的耐磨性。
為使刮水片在玻璃板上有足夠低的摩擦係數，在覆蓋層中的乾性潤滑物質的份量 優選為該層的60-100重量％。特別優選是，該乾性潤滑物質的份量為75-95重量％。乾性 潤滑物質的這種份量導致具有按本發明構成的刮水片的擋風玻璃刮水器在幹的玻璃上也 不產生刺耳聲、顫動或甚至粘住。在本發明的一個實施方案中，該耐磨的基層也含乾性潤滑物質。在基層中該乾性 潤滑物質的份量比在覆蓋層中的乾性潤滑物質的份量低。通過基層中乾性潤滑物質的較低 份量可增加該基層的粘結強度。增加粘結強度例如可通過較大份量的粘合劑和在基層材料 中的交聯劑實現。特別是為提高耐磨性，該基層在硬化後含一種交聯的聚合物。為達到足夠的耐磨性，在基層中的乾性潤滑物質的份量優選比覆蓋層中的乾性潤 滑物質的份量低至少30重量％，其均按硬化層計。特別優選是，在基層中的乾性潤滑物質 的份量比蓋層中的乾性潤滑物質的份量低至少50重量％。為實現足夠的耐磨性，該塗層優選含至少一種交聯的聚合物，在基層中的該交聯 的聚合物的份量比在覆蓋層中的高。如果該覆蓋層含未交聯的聚合物或甚至根本不合粘合 劑是特別優選的。由於覆蓋層僅含小份量的交聯的聚合物或甚至完全不合交聯的聚合物或完全不 含粘合劑，該乾性潤滑物質在運行時在基層中均勻分布。這可實現其本上平的表面，由此實 現在擋風玻璃板上的均勻支承。由此產生優良的刮水質量，並且實現長的使用壽命，並由於 在擋風玻璃板和刮水片的塗層之間的耐久的優良潤滑界面而在疏水的擋風玻璃板上僅有 小的顫動。特別是如在溼的疏水玻璃板上的測試表明，通過含乾性潤滑物質的覆蓋層實現 了持久不變的低摩擦係數。通過降低摩擦的覆蓋層的保護作用也進一步改進了基層的耐磨性。本發明還涉及一種用於塗覆條形型件的方法，該方法的第一步中，在型件上塗覆 基層，在第二步中塗覆覆蓋層。該基層含0-45重量％的乾性潤滑物質，該覆蓋層含60-100 重量％的乾性潤滑物質。優選是該基層含30-45重量％的乾性潤滑物質，該覆蓋層含75-95 重量％的乾性潤滑物質。按本發明，在覆蓋層中的乾性潤滑物質的份量大於在基層中的乾性潤滑物質的份量。由彈性材料構成的未經塗覆的條形型件例如通過擠出、注塑或模壓按專業人員所 熟知的常用工藝製備。為實現耐磨的塗層，如果基層的塗層劑含至少一種粘合劑和至少一種交聯劑是優 選的。該粘合劑優選是基於聚氨酯的粘合劑。例如帶羥基官能團的聚酯-聚氨酯樹脂適合 用作粘合劑。例如含高亞氨基含量的甲基化的蜜胺-氨基塑料可用作硬化劑。其它適用的 粘合劑例如是聚丙烯酸酯樹脂、聚酯-聚氨酯樹脂、聚醚-聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹 月旨、聚醯胺-醯亞胺樹脂，其它適用的硬化劑例如是異氰酸酯交聯劑、環氧化物交聯劑、矽 烷交聯劑、聚氮丙啶交聯劑、碳二亞胺交聯劑。用於覆蓋層的塗層材料除含乾性潤滑物質外還優選含不交聯的粘合劑，如基於丙 烯酸酯、甲基丙烯酸酯和苯乙烯的粘合劑。此外，用於覆蓋層的塗層材料還可含添加劑如增 稠劑和分散劑，以產生穩定的分散體。例如可使用市售的表面活性劑作為分散劑。在本發明方法的第一實施方案中，在塗覆覆蓋層前硬化基層。為此該基層例如首 先經乾燥，以去除溶劑。接著硬化該層。在硬化時粘合劑和硬化劑交聯，從而形成耐磨的交 聯層。用於去除溶劑的乾燥優選在50-100°C的溫度下進行1-5分鐘。硬化優選在75-160°C 的溫度下進行5-15分鐘。或者，也可在室溫下硬化至少6天。由此得到交聯的和耐水的膜。 該膜厚度優選為0. 2-5 μ m。該基層經硬化後塗覆覆蓋層。塗覆覆蓋層後對其進行乾燥，以去除溶劑。該乾燥 優選在50-150°C的溫度下進行。在使用不交聯的粘合劑時得到不交聯的覆蓋層。在第二實施方案中，將覆蓋層塗於尚未硬化的基層上。塗覆覆蓋層後，將兩層一同 乾燥和硬化。或者也可先乾燥基層，然後塗覆覆蓋層並接著一同硬化該兩層。在一個實施方案中，在硬化後將塗層塗於條形型件上。這使得可以首先製備條形 型件，然後塗以塗層。但如果在未硬化的條形型件上塗以塗層則是優選的。該型件接著與塗層一同硬 化。由此可將在硬化時引入的能量同時用於塗層的硬化和/或熱交聯。另外，塗層材料的 硬化以非常短的時間完成。此外，由於條形型件的未硬化的彈性材料的較高的反應性，實現 了基層的塗層材料與構成基底的彈性體的更好的交聯。為避免覆蓋層發生交聯並由此降低滑動特性，優選是在未硬化的彈性體材料上塗 覆該塗層的基層，接著再硬化該彈性體材料，然後塗覆降低磨擦係數的覆蓋層。此外，優選的是將該條形型件設計成雙型件，在雙型件上塗以基層，接著將該雙型 件分成兩單型件，並再塗以覆蓋層。在以雙型件形式製備刮水片時，該兩型件通常沿該刮水 片的刮水稜相互連結。然後通過沿刮水稜切斷該型件以分成兩單型件。由此該切斷面僅塗 有覆蓋層。與具有基層和覆蓋層的塗層相比，這導致改進的刮水質量。分離成單型件後塗覆降低摩擦的第二層。因為該降低摩擦的層僅少量交聯或完全 不交聯，所以在刮水稜上形成均勻的膜。
實施例對比實施例一種水性塗層組合物含聚酯_聚氨酯分散體、甲基化的亞氨基蜜胺氨基塑料交聯齊U、作為乾性潤滑劑的石墨和增稠劑。將該塗層組合物塗於彈性體基底上。該彈性體基底 是由氯化橡膠組合物經注塑製成的雙刮水器型件。在初始乾燥蒸發水性溶劑後，在150°c硬 化該塗層組合物lOmin。形成4μπι厚的交聯的和耐水的膜。經硬化的基層組合物含54. 6重量％的羥基官能化的聚酯_聚氨酯樹脂(Bayer Material Science的Bayhydrol PT241 )的交聯樹脂組合物(其平均羥基含量為2. 5%， 與含高亞氨含量的甲基化的蜜胺氨基塑料硬化劑(Cytec的Cymel 303 LF )交聯)、34.0 重量％的石墨、10.6重量％的聚乙烯(HDPE)和0.8重量％的丙烯酸酯增稠劑。如此製備的基層在噴有水以摸擬下雨條件的疏水擋風玻璃板上的刮水實驗中實 驗30分鐘。起初的刮水質量不太好，在長時間中顯現條紋和渾濁。在5分鐘後所記錄的顫 動幅度開始增大，並達到大於14mm的水平。在溼的旋轉的疏水玻璃板上實驗時，該基層的摩擦係數隨時間增大，並在30cm/s 的速度下經30分鐘後為0. 60。實施例1
在雙型件上塗覆相應於對比實施例的基層。該基層經硬化後，將該雙型件切斷成 兩個單型件。在單型件上噴灑石墨分散體，以塗覆基層和切斷面。該石墨分散體在90°C下 經乾燥，以去除水性溶劑。得到未交聯的覆蓋層。該覆蓋層含4.6重量％的固態粘合劑聚 合物、3. 4重量％的增稠劑、10. 2重量％的表面活性劑和81.8重量％的石墨，其均按幹的覆
蓋層計ο在溼的旋轉的疏水玻璃板上的實驗表明，該包括兩層的塗層有穩定的低摩擦系 數，即所測定的摩擦係數在實驗中保持恆定。該包括兩層的塗層的摩擦係數經30分鐘後為0. 4 (在30cm/s的速度下)。在擋風玻璃板刮水器實驗中，也將該塗有兩層塗層的刮水片在汽車的疏水性擋風 玻璃板上實驗30分鐘。在擋風玻璃板上噴水以模擬下雨。在整個實驗期間所記錄的顫動 幅度保持非常低(小於5mm)，並且該刮水片在擋風玻璃板上平滑運行且無噪聲。刮水質量 保持優異。實施例2在由氯化橡膠材料製成的刮水片上首先塗覆相應於對比實施例的基層。在該基層 上施加幹的石墨粉，其塗在單型件的基層的表面上。具有包括兩層的塗層的刮水片在疏水 性擋風玻璃板上進行刮水實驗30分鐘，在該玻璃板上噴有水以摸擬下雨。在實驗期間所記 錄的顫動幅度為2-4mm。
權利要求
用於刮水片、特別是擋風玻璃刮水器的刮水片的條形型件，其具有由彈性材料製成的基底，且至少部分具有降低摩擦的塗層，其特徵在於，該塗層包括2層，其中具有直接塗於基底上的基層是耐磨塗層，塗於基層上的覆蓋層是降低摩擦的。
2.權利要求1的條形型件，其特徵在於，所述降低摩擦的覆蓋層含乾性潤滑物質。
3.權利要求2的條形型件，其特徵在於，所述乾性潤滑物質是石墨、聚四氟乙烯、聚丙 烯、聚乙烯、二硫化鉬或這些物質中至少兩種的組合物。
4.權利要求2或3的條形型件，其特徵在於，在覆蓋層中的乾性潤滑物質的份量為硬化 層的60-100重量％。
5.權利要求1-4之一的條形型件，其特徵在於，耐磨的第一塗層也含乾性潤滑物質，在 基層中該乾性潤滑物質的份量比覆蓋層中的乾性潤滑物質的份量低。
6.權利要求5的條形型件，其特徵在於，在基層中的乾性潤滑物質的份量比覆蓋層中 的乾性潤滑物質的份量低至少30重量％，其均按硬化層計。
7.權利要求1-6之一的條形型件，其特徵在於，所述塗層含交聯的聚合物，在基層中的 該交聯的聚合物的份量比在覆蓋層中的高。
8.用於塗覆條形型件的方法，該方法的第一步中，在型件上塗覆基層，在第二步中塗覆 覆蓋層，其中基層含0-45重量％的乾性潤滑物質，覆蓋層含60-100重量％的乾性潤滑物 質。
9.權利要求8的方法，其特徵在於，所述基層在塗覆覆蓋層前經硬化。
10.權利要求8的方法，其特徵在於，覆蓋層塗於尚未硬化的基層上，並且兩層一同經 硬化。
11.權利要求8-10之一的方法，其特徵在於，在由彈性體材料形成條形型件後，在條形 型件上塗覆塗層，接著硬化帶塗層的型件。
12.權利要求8-10之一的方法，其特徵在於，經硬化後將塗層塗於條形型件上。
13.權利要求8-12之一的方法，其特徵在於，將所述條形型件設計成雙型件，在雙型件 上塗以基層，接著將該雙型件分成兩單型件，並隨後塗以覆蓋層。
全文摘要
本發明涉及一種用於刮水片、特別是擋風玻璃刮水器的刮水片的條形型件，其具有由彈性材料製成的基底，且至少部分塗有降低摩擦的塗層。該塗層包括2層，其中直接塗於基底上的基層是耐磨塗層，塗於基層上的覆蓋層是降低摩擦的。本發明還涉及一種用於塗覆條形型件的方法，該方法的第一步中，在型件上塗覆覆基層，在第二步中塗覆覆蓋層，該基層含0-45重量％的乾性潤滑物質，該覆蓋層含60-100重量％的乾性潤滑物質。在覆蓋層中的乾性潤滑物質的份量比基層中的高。
文檔編號B60S1/38GK101827734SQ200880111954
公開日2010年9月8日 申請日期2008年9月22日 優先權日2007年10月19日
發明者V·卡裡爾, V·杜瓦, Y·維伯格 申請人:羅伯特.博世有限公司