ВОДНАЯ ДИСПЕРСИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЙ, ОБЛАДАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬЮ СНИЖАТЬ ШУМ И/ИЛИ ТРЕНИЕ Российский патент 2011 года по МПК C09D175/04 C09D183/04 B60J10/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к органической, свободной от растворителя водной композиции, которая, будучи нанесенной в виде покрытия на резиновую или полимерную подложку, такую как уплотнитель для транспортных средств, снижает уровень шума, создаваемого подложкой при контакте с деталью, и сохраняет первоначальный статический коэффициент трения с ней в течение некоторого периода времени.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

До настоящего времени уплотнители для транспортных средств, обеспечивая заслон для внешних природных явлений, таких как ветер, дождь, снег и ледяной дождь, обычно не снижали, а даже способствовали повышению уровня шума в транспортном средстве. Таким образом, транспортные средства часто имели уровень внутреннего шума намного выше 40 dBA.

Уплотнители для транспортных средств, такие как уплотнители для автомобилей, использовались в течение нескольких лет, вначале с уретановыми системами, полученными с использованием растворителей, а в последнее время - с водными уретановыми системами. Несмотря на то, что такие покрытия должны пройти различные эксплуатационные испытания для автомобилей (варьирующиеся в зависимости от производителя комплектующих изделий (ОЕМ)), они обычно имеют нежелательный уровень шума. Более того, низкий коэффициент трения (COF) обычно не сохраняется, поскольку такое покрытие содержит различные наполнители, такие как различные виды воска или силикона, которые мигрируют к поверхности уплотнителя и в конце концов удаляются, что приводит к повышению коэффициента трения.

Японский реферат 61155432 описывает получение композиции для покрытий, которая, будучи нанесенной на поверхность полимерного эластомера, такого как деталь, особенно из неполярной резины, предположительно улучшает адгезию, маслянистость, гидрофобность, стойкость к замерзанию, стойкость к истиранию и т.д. эластомера благодаря использованию в качестве основных компонентов композиции для покрытий отверждаемого полиуретана, отверждаемого силикона и вещества для повышения клейкости.

Японский реферат 61155431 описывает получение композиции для покрытий, которая, будучи нанесенной на поверхность полимерного эластомера, такого как ЕРТ (этиленпропиленовая) резина, предположительно способна улучшать его адгезию, маслянистость, гидрофобность, стойкость к истиранию, стойкость к замерзанию и т.д. благодаря использованию отверждаемого полиуретана, полиорганосилоксаной композиции и повышающего клейкость вещества в качестве основных компонентов композиции для покрытий.

Японский реферат 61138636 описывает получение композиции, содержащей отверждаемый полиуретан, состоящий из поливалентного изоцианата и полиола, а также отверждаемый силикон к качестве пленкообразующих элементов, обеспечивающих получение прочной связи в результате нанесения одного слоя и формирование поверхности, предположительно имеющей хорошую скользящую способность, гидрофобность, звукоизоляционные свойства и стойкость к истиранию.

Японский реферат 58071233 описывает предотвращение шума от трения и предположительно улучшения сопротивления скольжению и адгезии путем формирования верхнего фиксирующего покрытия с использованием агента для обработки поверхности, содержащего полимер со специфическим составом полиуретанового материала для покрытий.

Патент США № 6742784 описывает уплотнитель или движение стекла в автомобиле. Уплотнитель состоит из основной массы, сформированной эластомером. Контактная часть, по которой скользит деталь, отличная от уплотнителя, неподвижно сформирована на основной массе и содержит материал, обладающий по меньшей мере одним из таких свойств, как гидрофильность и способность поглощать воду. Скользящая деталь может составлять единое целое с основной массой, образуя цельную структуру, в которой скользящая деталь сформирована из эластомера, при этом эластомер основной массы и скользящая деталь содержат материал, обладающий по меньшей мере одним из таких свойств, как гидрофильность и способность поглощать воду.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА

На чертеже представлен вид в поперечном разрезе обычного уплотнителя для транспортных средств, имеющего покрытие согласно настоящему изобретению.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Водная дисперсионная композиция в виде покрытия для резины или полимера содержит полимерную смесь, включающую по меньшей мере один полисилоксан в количестве приблизительно от 50 до 80 мас.% и по меньшей мере один термоотверждаемый полиуретан per se, полученный из алифатического диизоцианата, в расчете на общую массу всех упомянутых полисилоксановых и всех полиуретановых полимеров. Вводят также различные наполнители, такие как полиолефиновый полимер с высокой теплостойкостью и высокой молекулярной массой в количестве приблизительно от 5 до 35 весовых частей в расчете на общую массу полимерных твердых веществ, такой как по меньшей мере один силоксан и по меньшей мере один термоотверждаемый полиуретан. Другие наполнители, такие как различные полиамиды, диоксиды кремния, политетрафторэтилен, порошок силоксанового каучука и керамические сферические частицы обычно снижают уровень сухого шума, но, как правило, не снижают уровень мокрого шума. Получаемое дисперсионное покрытие по существу свободно от органических растворителей и при нанесении на полимерную или резиновую подложку, такую как уплотнитель из EPDM (мономер этилена-пропилена-диена), снижает уровень внутреннего шума транспортного средства до величины, составляющей менее приблизительно 38 dBA. Такие покрытия также обеспечивают получение поверхности с низким коэффициентом трения, который в отличие от обычных уплотнителей с покрытием со временем не повышается.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Физическая водная дисперсионная композиция для покрытий согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере один полисилоксан предпочтительно в виде водной дисперсии, включающей по меньшей мере одно повторяющееся звено, имеющее формулу:

в которой R¹ и R² независимо один от другого представляют собой алкил, содержащий от 1 до приблизительно 4 атомов углерода с метилгруппой. Соответственно, (полидиметилсилоксан) предпочтительно представляет собой полисилоксан. Один или более полисилоксанов обеспечивают сопротивление истиранию и снижают коэффициент трения после нанесения покрытия на подложку и его отверждения. Подходящие среднечисловые молекулярные массы обычно варьируются приблизительно от 100000 до 500000 и, желательно, приблизительно от 200000 до 400000. Такие полисилоксаны известны в данной области техники и описаны в соответствующей литературе, они являются коммерчески доступными и обычно имеют содержание твердых веществ приблизительно от 20 до 50 мас.%, предпочтительно приблизительно от 25 до 40 мас.% в воде.

Полисилоксаны согласно настоящему изобретению по существу свободны от аминных концевых групп. Это означает, что обычно менее приблизительно 10 мас.%, желательно, менее приблизительно 5 мас.% и предпочтительно менее приблизительно 2 мас.% или приблизительно 1 мас.% от общей массы всех полисилоксановых полимеров несут на себе аминогруппу. Наиболее предпочтительно, чтобы полисилоксановые полимеры не несли на себе аминную концевую группу. Общее количество по меньшей мере одного полисилоксана per se, т.е. общее количество самого полимера (полимеров) (100% твердых веществ и отсутствие воды), в расчете на общую массу всех из одного или более силоксанов и всех из одного или более полиуретанов per se, т.е. общее количество полиуретанового полимера (полимеров) (100% твердых веществ и отсутствие воды) обычно составляет приблизительно от 50 или 53 до приблизительно 85 мас.%, желательно, приблизительно от 55 до 80 мас.%, предпочтительно приблизительно от 60 до 75 мас.%.

Различные один или более полиуретанов предпочтительно в виде водной дисперсии обеспечивают структурную целостность и стойкость против явлений природы, таких как ветер, дождь, ледяной дождь и снег, а также стойкость к воздействию экстремальных низких и высоких температур. Такие полиуретаны являются коммерчески доступными и могут быть получены из одного или более полиизоцианатов и одного или более заканчивающихся гидроксилом промежуточных соединений, таких как поликарбонат, сложный полиэфир или простой полиэфир либо их сочетания, при этом предпочтительным промежуточным соединением является поликарбонат.

Поликарбонаты, также называемые димерными диоловыми карбонатами, известные в данной области техники и описанные в соответствующей литературе, соединены вместе карбонатными группами, т.е.:

и включают одну или более углеводородных групп, содержащих приблизительно от 1 до 20 углеродных атомов, при этом бисфенол А является весьма обычной и желательной группой. Поликарбонат желательно получают из одного или более ароматических диолов, таких как бисфенол А, тетрабром бисфенол А, тетраметил бисфенол А, 1,1-бис(4-гидроксифенил)-1-фенилэтан, 3,3-бис(пара-гилроксифенил)фталид или бисгидроксифенилфлуорен. Поликарбонаты могут быть получены из исходных материалов любым из нескольких известных способов, таких как способы с использованием межфазной границы, раствора или плавления. Как хорошо известно, подходящие для завершения цепи агенты и/или разветвляющие агенты могут быть использованы для получения нужных молекулярных масс и степеней разветвления. Поликарбонат может быть получен из двух или более различных ароматических диолов или ароматического диола и гликоля, либо заканчивающегося гидроксилом или кислотой сложного полиэфира, либо двухосновной кислоты при получении поликарбонатного сополимера или гетерополимера, а не гомополимера.

Промежуточные соединения простого полиэфира, хорошо известные в данной области техники и описанные в соответствующей литературе, обычно имеют повторяющееся звено -R-O-, в котором R представляет собой алкиленгруппу, содержащую от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно - 2 или 3 атома, т.е. этилен или пропилен. Примеры полиуретановых дисперсий на основе воды и способы их получения, известные в данной области техники и соответствующей литературе, описаны в патентах США 5312865, 5555686, 5696291, 4876302 и 4567228, приводимых здесь целиком в качестве ссылки. Обычно уретаны гидрофильного полиэфира могут быть получены с использованием полиола простого полиэфира, содержащего по меньшей мере две, предпочтительно - три гидроксильные группы, имеющего среднечисловые молекулярные массы приблизительно от 2000 до 20000, желательно, приблизительно от 2000 до 5000, предпочтительно - приблизительно от 4000 до 5000, а также молярное отношение беспорядочных звеньев оксида этилена (ЕО) к оксиду высшего алкилена, составляющее от 1:1 до 4:1. Оксид алкилена может быть выбран из оксида пропилена (РО), оксида бутилена, оксида пентилена, оксида гексилена, оксида триметилена, оксида тетраметилена и их смесей. Гидрофильный полиол предпочтительно представляет собой полиол полиоксиэтилена-пропилена, включающий, например, приблизительно от 50 до 70% ЕО и приблизительно от 30 до 50% РО. Особенно предпочтительный триол полиэфира представляет собой соединение, включающее приблизительно 68% ЕО и приблизительно 32% РО. При получении гидрофильных полиолов могут быть использованы альтернативные соотношения ЕО:РО при условии, что они не оказывают существенного отрицательного влияния на получаемый полиол. Такие соотношения могут быть установлены путем испытаний.

Различные заканчивающиеся гидроксилом сложные полиэфиры включают связь формулы:

и обычно являются продуктами взаимодействия дикарбоновой кислоты или ее ангидрида, содержащего приблизительно от 2 до 10 или 20 атомов углерода, с диолом, содержащим приблизительно от 2 до 20 атомов углерода, при этом предпочтительным является содержание, составляющее приблизительно от 2 до 6 или 8 атомов углерода. Примеры дикарбоновых кислот и ангидридов включают малеиновую кислоту, малеиновый ангидрид, янтарную кислоту, глутаровую кислоту, глутаровый ангидрид, адипиновую кислоту, пробковую кислоту, пимелиновую кислоту, азелаиновую кислоту, себациновую кислоту, хлорэндиковую кислоту, 1,2,4-бутан-трикарбоновую кислоту, фталевую кислоту, изомеры фталевой кислоты, фталевый ангидрид, фумаровую кислоту, димерные жирные кислоты, такие как олеиновая кислота и т.п., а также их смеси. Примеры диолов включают различные алкиленгликоли, например, этиленгликоль, 1,2- и 1,3-пропиленгликоли, 1,2-, 1,3-, 1,4- и 2,3-бутиленгликоли, гександиолы, неопентилгликоли, 1,6-гександиол, 1,8-октандиол, и другие гликоли, такие как бисфенол А, циклогександиол, циклогександиметанол(1,4-бис-гидроксиметилциклогексан), 2-метил-1,3-пропандиол, 2,2,4-триметил-1,3-пентандиол, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, полиэтиленгликоль, дипропиленгликоль, полипропиленгликоль, дибутиленгликоль, полибутиленгликоль, капролактондиол, димератдиол, гидроксилированные бисфенолы, галогенированные диолы и т.п., а также их смеси. Предпочтительные диолы обычно включают этиленгликоль, пропиленгликоль, бутиленгликоль и гександиол. Такие сложные полиэфиры хорошо известны в данной области техники и соответствующей литературе.

Заканчивающиеся гидроксилом полиуретановые промежуточные соединения согласно настоящему изобретению могут также содержать другие гидрофильные группы с целью улучшения дисперсии полиуретана в воде. Такие гидрофильные группы обычно представляют собой боковые ответвления от основной цепи и включают гидроксильные группы, карбоксильные группы и т.п. и подвержены поперечному сшиванию, что приводит к отверждению уретана. Примеры гидроксильных групп хорошо известны и включают гликоли, перечисленные выше в связи с формированием промежуточного соединения сложного эфира и приводимые здесь целиком в качестве ссылки. Примеры карбоксильных групп также известны в данной области техники и соответствующей литературе и могут включать гидрокси-карбоновые кислоты, имеющие общую формулу (HO)_xQ(COOH)_y, в которой Q представляет собой прямолинейный или разветвленный углеводородный радикал, содержащий от 1 до 12 атомов углерода, а х и y независимо один от другого имеют значение от 1 до 3. Примеры таких гидрокси-карбоновых кислот включают, но ограничиваются ими, лимонную кислоту, диметилолпропановую кислоту (DMPA), диметилолбутановую кислоту (DMBA), гликолевую кислоту, молочную кислоту, яблочную кислоту, дигидроксияблочную кислоту, дигидроксивинную кислоту и т.п., а также их смеси.

Различные изоцианаты, подвергаемые взаимодействию с одним или более заканчивающихся гидроксилом промежуточных соединений, предпочтительно представляют собой алифатический или циклоалифатический диизоцианат, придающий полиуретану способность переносить атмосферные условия. Примеры таких подходящих диизоцианатов, содержащих от 4 до приблизительно 20 атомов углерода включают 4,4'-диизоцианат дициклогексилметана (H12MDI), 3,5,5-триметил-1-изоцианато-3-изоцианатометилциклогексан (диизоцианат изофорона или IPDI), диизоцианат тетраметилена, циклогексан 1,3-бис(изоцианатометил), диизоцианат гексамсетилена (HDI) и диизоцианат додекаметилена. Использование три- или тетраизоцианата несомненно приведет к поперечному сшиванию полиуретана.

Получение полиуретанов, используемых в настоящем изобретении, хорошо известно в данной области техники и соответствующей литературе; они являются коммерчески доступными, равно как и их получение. Таким образом, взаимодействие обычно осуществляют в органическом растворителе, таком как метилэтилкетон или н-метилпирролидон и т.п. Желательно добавление нейтрализующих агентов, улучшающих совместимость полиуретана с водой. Нейтрализующие агенты включают амины, такие как N-метилморфолин, триэтиламин, диметилэтаноламин, метилдиэтаноламин, диметилизопропаноламин морфолина, 2-амино-2-метил-1-пропанол и т.п., а также их смеси. Обычно необходимо удлинение цепи, и, несмотря на то, что могут быть использованы различные диолы, желательным является использование диаминов, в целом включающих приблизительно от 2 до 20 атомов углерода. Примеры включают этилендиамин, 1,6-диаминогексан, пиперазин, трис(2-аминоэтил)амин и заканчивающиеся амином простые полиэфиры, а также их смеси и т.п. После нейтрализации обычно добавляют воду. Затем органический растворитель может быть удален при помощи различных известных способов, таких как выпаривание, экстрагирование и т.п., с получением водного полиуретана с высокой молекулярной массой.

Среднечисловые молекулярные массы полиуретанов согласно настоящему изобретению обычно варьируются приблизительно от 50000 до 500000, при этом предпочтительными являются значения, составляющие приблизительно от 150000 до 400000. Количество твердого уретана в воде обычно составляет приблизительно от 20 до 50 мас.%, желательно - приблизительно от 25 до 40 мас.%. Предпочтительными являются поликарбонаты на основе полиуретанов.

Количество одного или более полиуретанов per se, т.е. общее количество полимера (полимеров) (100% твердых веществ и отсутствие воды), используемого в водной дисперсионной композиции согласно настоящему изобретению, обычно составляет приблизительно от 15 до 50 мас.%, желательно - приблизительно от 20 до 45 мас.%, предпочтительно - приблизительно от 25 до 40 мас.% в расчете на общую массу всех полимеров, т.е. одного или более твердых силоксанов и одного или более полиуретанов.

Несмотря на то, что различные добавки могут содержать какой-либо органический растворитель, общее количество одного или более органических растворителей является низким, т.е. обычно менее приблизительно 7 мас.%, желательно - менее приблизительно 5 мас.%, и предпочтительно - менее приблизительно 2 мас.% в расчете на общую массу водной дисперсионной композиции, включая различные добавки к ней. Таким образом, водные дисперсионные композиции согласно настоящему изобретению не наносят вреда окружающей среде и, тем не менее, обеспечивают низкий уровень шума и низкие коэффициенты трения при их нанесении на резиновую или полимерную подложку.

Полиуретаны согласно настоящему изобретению могут быть подвергнуты поперечному сшиванию после нанесения водной дисперсионной композиции на подложку. Под поперечным сшиванием или отверждением подразумевается, что отдельная полиуретановая цепь связана химическим способом с по меньшей мере одной, предпочтительно по меньшей мере двумя другими различными полиуретановыми цепями в точках, отличных от их концов. Предпочтительный механизм поперечного сшивания согласно настоящему изобретению осуществляется через одну или более боковых групп карбоновой кислоты полиуретана. Подходящие агенты для поперечного сшивания включают различные карбодиимиды, известные в данной области техники и соответствующей литературе. Альтернативно, могут быть использованы различные азиридины, несущие на себе две или более азиридиновых групп, такие как триметилолпропан-трис-(В-(N-азиридинил)пропионат) и пентаэритрит-трис-(В-(N-азиридинил)пропионат). Карбодиимидные и полиазиридиновые агенты для поперечного сшивания являются желательными и отверждаются при температурах, составляющих приблизительно от 50°С до 200°С, желательно - приблизительно от 80°С до 190°С, в течение относительно коротких периодов времени, таких как приблизительно от 2 до 30 минут. Разумеется, осуществление реакции поперечного сшивания не следует начинать до тех пор, пока водная дисперсионная композиция не будет нанесена на конечную подложку. Количество агента для поперечного сшивания обычно варьируется приблизительно от 0,5 до 10 мас.%, желательно - приблизительно от 1 до 5 мас.% в расчете на общую массу полисилоксанполиурентановой дисперсионной композиции.

Важным аспектом настоящего изобретения является применение одного или более полиолефинов, предпочтительно полиэтиленов, таких как порошковые, кристаллические, стойкие к воздействию высоких температур полиэтилены, поскольку они снижают уровень как сухого, так и мокрого шума при их нанесении на уплотнение для транспортных средств, такое как уплотнитель для автомобилей. Такие полиэтилены являются коммерчески доступными и, следовательно, известными в данной области техники и соответствующей литературе. Количество полиолефинов, таких как описанный выше полиэтилен, обычно варьируется приблизительно от 5 до 8 или 35 весовых частей, желательно - приблизительно от 10 или 15 до 25 или 30 весовых частей на 100 весовых частей одного или более силоксанов per se и одного или более полиуретанов per se, т.е. свободных от воды и растворителей. Средневесовая молекулярная масса предпочтительного полиэтилена обычно является очень высокой и варьируется приблизительно от 2 до 5 миллионов, желательно - приблизительно от 3 до 4 миллионов, и, следовательно, такой полиэтилен может быть классифицирован, как полиэтилен с ультравысокой молекулярной массой. Размер полиэтиленового порошка может быть различным со средним или усредненным диаметром частиц, составляющим приблизительно от 20 до 50 микрон.

Различные добавки, такие как наполнители, керамические сферические частицы, регулирующие блеск добавки, пигменты, модификаторы реологии, смачивающие вещества и т.п., могут быть использованы для придания различных свойств водной дисперсионной композиции для покрытий и/или ее отвержденному покрытию.

Наполнители используют для снижения стоимости и, зачастую, для снижения COF и шума. Наполнители желательно представляют собой различные полимеры, такие как нейлон, политетрафторэтилен, полиолефины и порошок силоксанового каучука. Такие наполнители способствуют снижению коэффициента трения сухих покрытий из водной дисперсии согласно настоящему изобретению. Однако что касается снижения уровня шума, обычно они показывают более высокие результаты относительно снижения уровня сухого шума.

Использования галогенизированных полимеров следует избегать, поскольку было установлено, что обычно они не снижают уровень шума, мокрого или сухого, и, как правило, являются очень дорогими. Такие полимеры включают поливинилхлорид и различные фторуглеродные полимеры, такие как политетрафторэтилен, поливинилфторид, поливинилиденфторид и полихлортрифторэтилен. При использовании их количество является небольшим, например, как правило, менее приблизительно 10 весовых частей, желательно - менее приблизительно 5 весовых частей, предпочтительно - менее приблизительно 2 или 1 весовых частей, предпочтительно - ноль, т.е. ни одной весовой части на 100 общих весовых частей одного или более полисилоксанов per se и одного или более полиуретанов per se.

Другой класс соединений, которых следует избегать, включает различные вещества для повышения клейкости, поскольку они обычно повышают низкий коэффициент трения, являются липкими и не отделяются быстро от металлов, пластмасс и т.п., а также собирают грязь и пыль. Примеры веществ для повышения клейкости, которых следует избегать, включают различные ароматические и алифатические углеводородные смолы, различные канифоли, такие как канифоли из таллового масла, и сложные эфиры канифолей, сосновый деготь, различные фенольные смолы, различные алкилфенольные формальдегиды и т.п.

Любое их используемое количество должно быть очень небольшим, например, как правило, менее приблизительно 10 или менее 5 весовых частей, желательно - менее приблизительно 2 весовых частей, предпочтительно - 1 части или менее либо ноль, т.е. ни одной весовой части на 100 общих весовых частей одного или более полисилоксанов per se и одного или более полиуретанов per se.

Другой класс наполнителей включает керамические сферические частицы, обычно используемые в качестве удлинителя и известные в данной области техники и соответствующей литературе. Подходящие сферические частицы включают керамические шарики, имеющие средний диаметр, составляющий приблизительно от 1 до 12 микрон. Их количество обычно составляет приблизительно от 10 или 20 до приблизительно 35 или 40 весовых частей на 100 весовых частей упомянутого одного или более полисилоксанов per se и упомянутого одного или более полиуретанов per se.

Для снижения блеска отвержденного покрытия могут быть использованы различные регулирующие блеск добавки в количествах приблизительно от 2 или 4 частей до приблизительно 7 или 9 весовых частей на 100 весовых частей одного или более полисилоксанов per se и одного или более полиуретанов per se. Подходящие регулирующие блеск добавки известны в данной области техники и соответствующей литературе, например, различные синтетические диоксиды кремния с покрытием из воска.

Зачастую желательным является использование различных пигментов таким образом, что нанесенное покрытие может в целом соответствовать цвету полимерной подложки. Поскольку уплотнители часто имеют черный цвет, могут быть использованы различные дисперсии черного пигмента, большая часть которых представляет собой различные углеродные сажи, хорошо известные в данной области техники и соответствующей литературе. Количество таких пигментов может варьироваться, например, приблизительно от 0,1 до 5,0 весовых частей на 100 весовых частей одного или более полисилоксанов per se и одного или более полиуретанов per se.

Для предотвращения капания, скапливания, провисания или стекания водной дисперсионной композиции для покрытий при ее нанесении на подложку, а также для сохранения диспергированного состояния полимерных частиц в воде часто используют модификатор реологии или загуститель. Могут быть использованы многочисленные виды коммерчески доступных загустителей в количествах, составляющих приблизительно от 0,5 или 1,5 до 2,5 или 3 весовых частей на 100 весовых частей одного или более полисилоксанов per se и одного или более полиуретанов per se. Загустители включают различные модификаторы реологии, такие как ассоциативный загуститель на основе уретана.

Реологические добавки также включают многочисленные смачивающие вещества, при этом обычно желательными являются фторированные анионные поверхностно-активные вещества. В зависимости от специфических составов водной дисперсионной композиции для покрытий их количества могут сильно варьироваться, например, приблизительно от 0,05 до 0,5 весовых частей на 100 весовых частей одного или более полисилоксанов per se и одного или более полиуретанов per se.

Водную дисперсионную композицию согласно настоящему изобретению получают путем объединения полисилоксановой водной дисперсии, а также полиуретановой водной дисперсии и их смешивания. После этого может быть добавлена регулирующая блеск добавка, а смесь подвергнута перемешиванию со сдвигом. Затем оставшиеся компоненты могут быть добавлены либо по отдельности, либо все вместе, смешаны и подвергнуты хранению до тех пор, пока они не потребуются. Перед нанесением на подложку любым удобным способом, таким как окунание или нанесение кистью, при этом предпочтительным является напыление, необязательно добавляют сшивающий агент в количестве, составляющем приблизительно от 1 до 5% мас. в расчете на общую массу водного дисперсионного покрытия.

Подложкой может служить любая подложка или полимер, имеющий низкий коэффициент фрикционного покрытия, и/или подложка, конечное использование которой предполагает низкий уровень шума при контакте с деталью, например, как правило, около 42 dBA или менее, предпочтительно - около 38 dBA или менее и более предпочтительно - 36 dBA или менее. Помимо настоящего изобретения, обеспечивающего хороший уровень снижения шума как в сухих, так и влажных условиях, важным аспектом является обеспечение хорошей стабильности. Иными словами, при нанесении составов согласно настоящему изобретению на уплотняющую подложку коэффициент трения со временем не повышается, а удивительным и неожиданным образом понижается. Начальные статические коэффициенты трения композиций согласно данному изобретению в соответствии с испытанием ASTM D-1894-95 обычно являются очень низкими, например, около 0,40 или менее, желательно - около 0,35 или менее и предпочтительно - 0,2 или менее. Данные величины действительно снижаются со временем, поэтому важный аспект настоящего изобретения заключается в том, что при старении композиция согласно данному изобретению имеет низкий статический коэффициент трения через 12 недель, 16 недель, 20 недель, 28 недель и даже 40 недель ниже первоначального значения. Это очень необычно, поскольку до настоящего времени коэффициент трения известных покрытий всегда повышался. Подобным образом кинетический коэффициент трения со временем падал, и согласно испытанию ASTM D-1894-95 требовалось несколько месяцев для их повышения до первоначального значения. Таким образом, как статическое испытание, так и кинетическое испытание показывают, что со временем величина коэффициента трения стабилизируется, в то время как при использовании известных покрытий со временем обычно всегда происходило ее повышение. Покрытие может быть нанесено на все поверхности различных подложек, однако обычно покрытие наносят только на их часть, а именно, на поверхность, соприкасающуюся с окрашенным металлом или пластмассой, и/или которая должна иметь низкий коэффициент фрикционного сцепления. Подложки включают различные виды резины, т.е. эластомеры, такие как, но не ограничиваясь ими, эластомеры, полученные из натурального каучука, бутадиена, изопрена, бутадиена и стирола, а также резины из этилена-пропилена-диена. Полимерные подложки включают, но не ограничиваются ими, различные соединения акрила, различные виниловые или винилидиеновые полимеры, такие как поливилхлорид и полистирол, различные виды полиамидов, различные виды сложных полиэфиров, различные виды полиуретанов, различные виды полиолефинов, различные виды термопластичных олефинов и различные виды термопластичных эластомеров или вулканизатов, таких как термопластичные полиуретаны. Предпочтительным конечным видом использования композиции является покрытие уплотнителя для транспортных средств с целью снижения уровня шума, обычно вызываемого его трением о металлическое или пластмассовое изделие или деталь. Транспортные средства включают различные виды грузовых автомобилей, таких как пикапы, автофургоны, транспортные средства спортивного назначения, легковые автомобили и т.п. Уплотнители включают любые используемые на транспортных средствах уплотнители, особенно уплотнители, используемые на дверях, окнах, капотах и уплотнители для крышки багажника.

Что касается чертежа, уплотнитель 10, обычно изготавливаемый из EPDM, включает участок для крепления кузова 12, прикрепленный к детали транспортного средства, такой как дверной выступ. Губчатое утолщение из EPDM может сцепляться или контактировать с частью кузова транспортного средства, такой как дверная рама, создавая уплотнитель. Водную композицию для покрытий 18 согласно настоящему изобретению наносят на губчатое утолщение 16, которое будет вступать в контакт с кузовом транспортного средства.

Данное изобретение станет более понятным со ссылкой на следующие примеры, служащие для иллюстрации, а не ограничения настоящего изобретения.

Водные дисперсионные покрытия согласно настоящему изобретению не наносят вреда окружающей среде, поскольку они представляют собой композиции на основе воды и содержат очень небольшие количества растворителей или вовсе не содержат их. Они имеют низкие коэффициенты трения, а также обеспечивают низкий уровень шума при их использовании в качестве уплотнителей для транспортного средства.

Резиновый уплотнитель с покрытием подвергают испытанию в соответствии с испытанием General Motors, т.е. GM9842P Rev A. Ниже приведено описание такого испытания.

Стандарты GM Engineering, способ испытания GM9842P Rev A

1. Объем

Данная спецификация включает описание испытания по оценке и упорядочению акустического выхода 2 одинаковых или различных материалов в динамическом контакте.

Примечание: ни одно положение в данной спецификации, однако, не заменяет действующие законы и предписания при отсутствии специальной инструкции.

Примечание: в случае противоречия между английским и каким-либо другим языком предпочтение отдается английскому языку.

2. Ссылки

Примечание: при отсутствии иных указаний действительными являются только последние принятые стандарты.

2.1. Нормативы

Не применимы.

2.2. GM

GM9840P GM9842P

3. Оборудование для испытаний

3.1. Звукоизоляция. Полубезэховая камера, способная снижать давление внутреннего звукового сопровождения до уровня, составляющего максимум 30 dB(A) (антивибрационная система, работающая с зажимом). Кроме того, такая камера обеспечивает кондиционирование воздуха до заданных пределов температуры и влажности (Раздел 5.1.).

3.2. Антивибрационная система. Антивибрационная система, имеющая синусовые и беспорядочные характеристики (раздел 5.3). Выбранная антивибрационная система обычно принадлежит к электродинамическому типу, однако она также может принадлежать к другому типу, способному обеспечивать низкий уровень шума таким образом, чтобы сводить к минимуму влияние акустических измерений испытуемых деталей.

3.3. Система измерений. Калиброванный микрофон ANSI 1 типа и система сбора звуковых данных (SDAS), способная обеспечивать А взвешенные устойчивые средние уровни звукового давления (SPL) и диаграммы частотной области 1/3 полосы октавы в диапазоне частоты от 20 Гц до 20 кГц. Данная система должна дополнительно иметь возможность записи звука, издаваемого испытуемыми деталями, в цифровой файл для дальнейшего аудиовоспроизведения.

3.4. Зажимы. Системы зажимов должны обеспечивать близкое сближение материалов, отклонение и прилегание деталей транспортного средства.

4. Материал для испытаний

4.1. Образцы для испытаний. Испытаниям должны быть подвергнуты три образца. Образцы должны представлять собой отдельные детали или отрезанные куски резины, пластмассы или подложки длиной 150 мм или взаимоприемлемые и подходящие для использования в качестве детали. Сопряженные поверхности должны, по возможности, приближаться к существующим в действительности профилю и поверхности для предотвращения возможного смещения или силы помех образцов.

5. Способ испытаний

5.1. Стандартные условия испытаний. При отсутствии иных указаний температура стандартной среды для испытаний должна составлять 21±1°С, а относительная влажность - 75±5%. При отсутствии иных указаний стандартная поверхность для испытаний представляет собой DuPont RK8010A Clearcoat. Высота сжатия должна быть определена во время выбора детали и должна быть вычтена из номинальной величины на чертеже детали.

5.2. Калибровка и запись шума окружающей среды. Перед любыми измерениями микрофон и система сбора звуковых данных должны быть калиброваны при помощи отслеживаемого калибратора тона NIST мощностью 1 кГц. Тон калибровки показывает амплитуду, составляющую 94 dB, в то время как должна быть использована амплитуда, равная 104 dB. Полученные данные должны быть занесены в протокол. Расстояние от микрофона до испытуемой контактной поверхности должно составлять 150 мм. Данное расстояние должно оставаться постоянным во время проводимых испытаний и должно быть указано в протоколе. До контакта с испытуемым образцом включают вибрационную систему с определенным синусовым или беспорядочным вибрационным профилем и в течение 10 секунд записывают шум окружающей среды. Его значение не должно превышать 30 dB(A) и должно быть занесено в протокол. Такую запись необходимо осуществлять перед каждой серией испытаний или при изменении параметров вибрации. Спектр шума окружающей среды должен быть включен в протокол.

5.3. Вибрационные профили. В следующих таблицах (таблицы 1 и 2) указаны как синусовые, так и беспорядочные вибрационные профили во время испытания образцов.

Таблица 1
Беспорядочный вибрационный профиль Частота PSD (г ² /Гц) Смещение (pk-pk) 5 Гц 0,0065 0,308 дюймов (7,82 мм) 12,5 Гц 0,063 0,242 дюймов (6,14 мм) 20 Гц 0,0995 0,151 дюйм (3,83 мм) 32,5 Гц 0,1480 0,089 дюймов (2,26 мм) 50 Гц 0,036 0,023 дюйма (0,58 мм) PSD - спектральная плотность мощности
Общий G(RMS) = 1,945

Таблица 2
Синусовые вибрационные профили Частота Смещение (pk-pk) Подложка 9 Гц 0,2 дюйма (5 мм) Эластомер (>65 по Шору А) 9 Гц 0,04 дюйма (1 мм) Пластмасса (≥65 по Шору А)

Каждый из двух вышеприведенных синусовых профилей характерен для твердости состава соединения.

5.4. Подготовка образца. Все поверхности должны быть чистыми и свободными от грязи или масел. Все испытуемые образцы или детали должны быть промыты водой с последующей сушкой при температуре окружающей среды в течение 12 часов. При отсутствии иных указаний стеклянные, окрашенные или металлические поверхности перед испытанием должны быть очищены изопропиловым спиртом.

5.5. Испытание сухой контактной поверхности. Включают систему анализа звука и вибрационный механизм и записывают звук в течение 10 секунд в виде файла цифровой частотной области. Данное действие повторяют дважды для, как минимум, трех показаний. Интервал между показаниями составляет 2 минуты. Показания должны быть сняты в начале вибрации, через 2 минуты после начала и через 4 минуты после ее начала. В том случае, если шумовые данные являются нестабильными, продолжительность испытания может быть увеличена. Три образца деталей подвергают повторным испытаниям, при этом каждый образец измеряют трижды.

5.5. Испытание влажной контактной поверхности. При помощи пипетки на контактную поверхность капают 2±0,25 мл дистиллированной воды. Результаты записывают таким же образом, как и в разделе 5.5.

(Необязательное) длительное испытание на прочность. Испытуемый образец может быть необязательно подвергнут вибрации при сухой контактной поверхности с большим количеством циклов или в течение длительного периода времени для оценки долговременных акустических свойств.

6. Оценка и параметры

6.1. Результаты приведены в виде средних расчетных значений из 3 (первоначальное, через две минуты, через четыре минуты) стабильных средних значений амплитуды в dB(A) (в расчете на 20 микропаскалей).

6.2. В результате проведения испытания GM9842P в целом получают двенадцать значений (четыре беспорядочных сухих, четыре беспорядочных мокрых, четыре синусовых сухих и четыре синусовых мокрых) для каждого из трех представленных образцов уплотнителей.

ТАБЛИЦА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

  Образец № 1 УСЛОВИЯ Беспорядочные/
сухие Беспорядочные/
мокрые Синусовые/
сухие Синусовые/ мокрые ПОКАЗАНИЯ Первоначальное
показание Первоначальное
показание Первоначальное
показание Первоначальное
показание Показание через
2 мин Показание через
2 мин Показание через
2 мин Показание через 2 мин Показание через
4 мин Показание через
4 мин Показание через
4 мин Показание через 4 мин ЗНАЧЕНИЯ Среднее Среднее Среднее Среднее   Образец № 2 УСЛОВИЯ Беспорядочные/
сухие Беспорядочные/
мокрые Синусовые/
сухие Синусовые/
мокрые ПОКАЗАНИЯ
  Первоначальное
показание Первоначальное
показание Первоначальное
показание Первоначальное
показание Показание через
2 мин Показание через
2 мин Показание через
2 мин Показание через 2 мин Показание через
4 мин Показание через
4 мин Показание через
4 мин Показание через 4 мин ЗНАЧЕНИЯ Среднее Среднее Среднее Среднее

  Образец № 3 УСЛОВИЯ Беспорядочные/
сухие Беспорядочные/
мокрые Синусовые/
сухие Синусовые/
мокрые ПОКАЗАНИЯ
  Первоначальное
показание Первоначальное
показание Первоначальное
показание Первоначальное
показание Показание через
2 мин Показание через
2 мин Показание через
2 мин Показание через 2 мин Показание через
4 мин Показание через
4 мин Показание через
4 мин Показание через 4 мин ЗНАЧЕНИЯ Среднее Среднее Среднее Среднее Любое среднее значение, превышающее 40 dBA, считается неприемлемым

6.3. Значения, превышающие 40 dB(A), считаются неприемлемыми.

7. Протокол

Протокол должен включать следующую информацию: лаборатория для испытаний должна обеспечивать спектры частотной области с минимальным разрешением, составляющим 1/3 октавы в диапазоне частот. Законченный протокол также должен содержать сведения об окружающей образец среде, включая замеры шума окружающей среды, температуру и относительную влажность, а также копию калибровочного сертификата NIST. Должны быть представлены данные по испытанию образца, такие как поверхность подсчета, частота вибрации, длина хода, степень отклонения или нормальная сила нагрузки, продолжительность испытания и состояние контактной поверхности между образцом и сопряженной поверхностью (сухая, мокрая и т.д.).

8. Утвержденные критерии

Для такой спецификации требуется технологическая квалификация согласно утвержденному руководству. Было установлено, что единственные критерии, отвечающие требованиям данной спецификации с технологической точки зрения относительно указанного номера спецификации, приведены в GM Corporate Materials File. Информация о данных критериях может быть получена через он-лайновую систему MATSPC.

9. Безопасность

Данный способ может включать использование опасных материалов, операций и оборудования. Данный способ не предполагает решения всех проблем с безопасностью, связанных с его использованием. Перед использованием данного способа должны быть приняты соответствующие меры по безопасности и охране здоровья и установлена применимость регулирующих ограничений.

9. Система кодирования

Данное испытание обозначено в других документах, на чертежах, VTS, CTS следующим образом: “Испытание согласно GM9842P”.

10.1. Разработка и поправки

10.1. Разработка. Данный стандарт был разработан в сотрудничестве с лабораториями по заказным акустическим исследованиям и скрининговому исследованию окружающей среды (Custom Acoustic Research and Environmental Screening Test Laboratories (ESTL)). Данный стандарт был разработан Группой специалистов по уплотнителям в декабре 1997 г. и впервые опубликован в сентябре 1998 г.

10.2. Поправки

Поправка Дата Описание/Причина Организация/
комитет по разработке А Декабрь
1998 г. Номер спецификации изменен с GM9840P на GM 9842P. Номер был присвоен неправильно. Перенесен из Общего руководства в Процедурное руководство. Группа
специалистов по уплотнителям В Январь 2002 г. Изменен формат; изменен первоначальный предел до 30 dB(A); добавлены условия стандартных испытаний; добавлены требования по отклонению уплотнений; добавлена таблица для записи результатов испытаний Группа
специалистов по уплотнителям

Пример А

Состав А относится к водному дисперсионному покрытию согласно настоящему изобретению, обеспечивающему низкие уровни мокрого и сухого шума после его нанесения на уплотняющую подложку из EPDM. Уплотнитель, используемый во всех примерах, представляет собой типичное рельефное губчатое утолщение для первичного уплотнения двери, который, как показано на чертеже, имеет типичный состав EPDM.

Состав А

  % Содер-жание твердых веществ Общее содержание весовых частей На основе водного полиуретана-поликарбоната 39% 17,21 Порошок полиэтилена со сверхвысокой молекулярной массой (наполнитель) 100% 4,0 Керамические шарики (наполнитель), средний диаметр которых составляет 1-12 микрон 100% 6,40 Диоксид кремния, покрытый синтетическим воском (агент для регулирования блеска) 100% 1,14 Силиконовая смола - водная дисперсия 35% 40,15 Пигмент - дисперсия углеродной сажи 30% 1,93 Вода (DI) 0% 26,86 Реологические добавки 21% 2,31 Общая масса   100,00

Дисперсию из полиуретана и дисперсию из полисилоксана или силиконовой смолы помещают в сосуд и смешивают приблизительно с половиной массы увлажняющего агента приблизительно в течение 15 минут. Затем добавляют агент для регулирования блеска и перемешивают с умеренным сдвигом при помощи пневматической лопасти Hochmeyer в течение приблизительно 15 минут. Затем в любом порядке добавляют оставшиеся ингредиенты и смешивают при перемешивании. После добавления всех различных компонентов смесь перемешивают в течение еще приблизительно 20 минут, а затем фильтруют и упаковывают для хранения. Перед использованием при перемешивании добавляют приблизительно 3 мас.% карбодиимидного сшивающего агента. Агенты для поперечного сшивания также используют во всех последующих примерах. Смешанную композицию для покрытий затем наносят на подложку из EPDM при помощи турбораспылителя или распылителя для HVLP. Вязкость при распылении, как правило, составляет от 20 до приблизительно 50 секунд при измерении в чашке Zahn #3. Общее содержание твердых веществ в композиции для покрытий обычно варьируется приблизительно от 30 до 35 мас.%, а толщина сухого покрытия или пленки составляет приблизительно от 0,2 до 0,6 милей.

Подложку с покрытием затем подвергают испытанию в соответствии со способом испытания GM GM9842P, Rev A. Полученные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1 Композиция (dBA)
Беспорядочный сухой (dBA)
Беспорядочный мокрый (dBA)
Синусовый сухой (dBA)
Синусовый
мокрый Состав А 35 38 26 27

Как следует из вышеприведенных данных, хорошие низкие значения dBA были получены в беспорядочном мокром и сухом испытаниях, а очень хорошие данные были получены в мокром и сухом синусовых испытаниях.

Примеры B, C, D и Е

Дополнительные водные дисперсионные покрытия согласно настоящему изобретению имеют следующие составы:

СОСТАВЫ B, C, D и Е

    Составы (общее количество весовых частей) Ингредиент % Сухих веществ В С D E На основе водного полиуретана-поликарбоната 39% 16,64 16,64 16,64 16,64 Порошок полиэтилена со сверхвысокой молекулярной массой (наполнитель) 100% 3,87 3,87 3,87 3,87 Керамические шарики (наполнители), средний диаметр которых составляет 1-12 микрон 100% 6,19 6,19 6,19 6,19 Диоксид кремния, покрытый синтетическим воском (агент для регулирования блеска) 100%` 1,10 1,10 1,10 1,10 Силиконовая смола - водная дисперсия (% сухих веществ)   (35%)
38,82 (35%)
38,82 (50%)
38,82 (40%)
38,82 Пигмент - дисперсия углеродной сажи 30% 1,87 1,87 1,87 1,87 Вода (DI) 0% 29,67 29,67 41,31 34,51 Реологические добавки 21% 1,84 1,84 1,84 1,84

Составы В-Е были получены способом, описанным в примере А, и подвергнуты испытаниям согласно такому же испытанию GM подложки для уплотнителя такого же типа. Полученные результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2 Состав (dBA)
Сухой, беспорядочный (dBA)
Мокрый, беспорядочный (dBA) Сухой, синусовый (dBA) Мокрый, синусовый B 33,0 36,6 25,4 27,1 C 33,7 36,3 27,2 27,3 D 31,4 35,0 26,1 27,8 E 33,3 37,8 25,6 26,8

Как следует из вышеприведенных данных, очень хорошие низкие значения dBA были получены как в мокром, так и сухом синусовых испытаниях, а также в беспорядочном мокром и сухом испытаниях.

По сравнению с таблицами 1 и 2 в таблице 3 представлены данные, полученные в результате проведения вышеописанного испытания GM и подложки для уплотнителя из EPDM. В качестве контроля были использованы и подвергнуты испытаниям на уровень шума изделия Lord Corporation #1, #2 и #3.

Таблица 3 Покрытие (dBA)
Беспорядочный сухой (dBA)
Беспорядочный мокрый (dBA)
Синусовый сухой (dBA)
Синусовый мокрый Изделие Lord #1 50 65 41 63 Изделие Lord #2 34 55 28 50 Изделие Lord #3 30 62 25 61

Как следует из таблицы 3, очень высокие значения dBA были получены как в беспорядочном мокром, так и мокром синусовом испытаниях. Для сравнения представленные выше данные относительно составов А-Е оказались намного более низкими, в некоторых случая более чем на 50% ниже.

СОСТАВЫ F и G

  Состав
F Состав
G Ингредиент Процентное содержание твердых веществ Общее содер-жание весовых частей Общее содер-жание весовых частей На основе водного полиуретана-поликарбоната 39% 16,64 13,21 Порошок полиэтилена со
сверхвысокой молекулярной массой (наполнитель) 100% 3,87 2,93 Керамические шарики (наполнители), средний диаметр которых составляет 1-12 микрон 100% 6,19 6,30 Диоксид кремния, покрытый синтетическим воском (агент для регулирования блеска) 100% 1,10 - Силиконовая смола - водная дисперсия 50%
40% 27,18
- -
39,69 Пигмент - дисперсия углеродной сажи 30% 1,87 1,90 Вода (DI) 0% 41,31 25,55 Реологические добавки 21% 1,84 1,87 м-Пирролидон 0% - 8,55

Одновременно испытаниям подвергались три коммерческих изделия, т.е. сравнительные изделия #1 и #2, а также изделие Lord #3.

Таблица 4 Покрытие (dBA)
Сухой беспорядочный (dBA)
Мокрый беспорядочный (dBA)
Сухой синусовый (dBA)
Мокрый синусовый Состав F 30,4 30,6 24,9 24,2 Состав G 31,5 35,1 24,2 26,7 Сравнительное изделие #1 34,1 42,7 27,0 40,6 Сравнительное изделие #2 37,8 47,1 29,2 40,4 Изделие
Lord #3 27,6 57,2 23,55 57,1

Как следует из таблицы 4, составы F и G согласно настоящему изобретению демонстрируют прекрасные результаты по низкому уровню шума даже по сравнению с результатами мокрых беспорядочных и мокрых синусовых испытаний, в то время как коммерческие изделия показывают очень высокие значения уровня шума.

Примеры H, I, J и K

Другие составы покрытий для уплотнителей представлены ниже.

Составы H, I, J и K

% Содержание силиконовой смолы 47% 57% 66% 75%   % Твердых веществ H I J K На основе водного полиуретана-поликарбоната 39% 28,21 23,21 18,21 13,21 Порошок полиэтилена со
сверхвысокой молекулярной массой (наполнитель) 100% 2,93 2,93 2,93 2,93 Керамические шарики (наполнители), средний диаметр которых составляет 1-12 микрон 100% 6,30 6,30 6,30 6,30 Силиконовая смола - водная дисперсия 40% 24,69 29,69 34,69 39,69 Пигмент - дисперсия углеродной сажи 30% 1,90 1,90 1,90 1,90 Вода (DI) 0% 25,55 25,55 25,55 25,55 м-Пироллидон 0% 8,55 8,55 8,55 8,55 Реологические добавки 21% 1,87 1,87 1,87 1,87 Всего   100,00 100,00 100,00 100,00

Составы Н, I, J и К были получены способом, описанным в примере А, и подвергнуты такому же испытанию GM и таких же типов подложки, как и в примере А. Результаты определения уровня шума представлены в таблице 5.

Таблица 5   СОСТАВЫ   H I J K Шум (dBA)         Беспорядочный мокрый 40,7 36,7 36,6 35,9 Синусовый мокрый 26,8 25,9 26,7 27,0 Беспорядочный сухой 34,1 33,1 31,7 32,3 Синусовый сухой 24,8 25,2 24,6 24,8

Как следует из таблицы 5, в различных испытаниях были вновь получены очень низкие уровни шума dBA. Более того, что касается мокрых испытаний и особенно беспорядочного мокрого испытания, за исключением состава Н, были легко получены величины ниже 38 dBA. Пример Н демонстрирует, что для получения хороших беспорядочных влажных свойств обычно требуются большие количества силиконовой смолы, т.е. более 50 мас.%, и в сочетании приблизительно с 3 мас.%. РЕ порошка.

Примеры L, M и N

Водные дисперсионные композиции согласно настоящему изобретению были также подвергнуты испытаниям относительно длительного удержания статического и динамического коэффициента трения. Составы таких водных дисперсионных композиций представлены в составах L, M и N, в которых были использованы различные наполнители и, тем не менее, были получены хорошие низкие значения dBA, равно как и хорошие значения стабильности.

Составы L,M и N

  % Твердых веществ СОСТАВ     L M N На основе водного полиуретана-поликарбоната 39% 28,68 28,68 17,21 Порошок полиэтилена со
сверхвысокой молекулярной массой (наполнитель) 100% 2,98 2,98 2,98 Керамические шарики (наполнители), средний диаметр которых составляет 1-12 микрон 100% 6,40 6,40 6,40 Фторированная полимерная дисперсия 50% - 2,98 - Силиконовая смола - водная дисперсия 35% 28,68 28,68 40,15 Пигмент - дисперсия углеродной сажи 30% 1,93 1,93 1,93 Вода (DI) 0% 30,69 30,69 30,69 Реологические добавки 21% 2,31 2,31 2,31   Всего 101,67 104,65 101,67

После перемешивания вышеупомянутых ингредиентов с получением указанных составов и непосредственно перед их нанесением на уплотняющую подложку из EPDM в соответствии с GM 9842P, Rev. A добавляют 3 мас.% (в расчете на общую массу состава) описанного выше сшивающего агента и полученную смесь перемешивают.

Полученные в результате испытаний данные относительно уровня шума, блеска и коэффициента трения представлены в таблице 6.

Таблица 6   СОСТАВ   L M N Сухой синусовый (dBA) 24,4 23,9 24,7 Мокрый синусовый (dBA) 27,8 27,4 28,4 Сухой беспорядочный (dBA) 30,7 28,6 32,9 Мокрый беспорядочный (dBA) 35,0 34,6 35,4

Как следует из приведенных данных, вновь были получены хорошие результаты по низкому уровню шума dBA, включая мокрое беспорядочное испытание.

Составы L и N были подвергнуты испытаниям согласно испытанию ASTM D1894-95 по определению статического коэффициента трения в зависимости от времени. Были получены следующие результаты.

Таблица 7 Время/Недели Состав L Состав N   Статический Кинетический Статический Кинетический 0 0,325 0,236 0,298 0,216 4 0,243 0,156 0,202 0,145 8 0,193 0,126 0,221 0,134 12 0,212 0,170 0,179 0,152 16 0,291 0,257 0,267 0,217 20 0,279 0,228 0,229 0,182 28 0,266 0,244 0,244 0,200 40 0,330 0,269 0,248 0,227

Как следует из вышеприведенных данных, стандартный коэффициент трения со временем после указанных периодов времени (недели) всегда оказывался ниже первоначального коэффициента трения. Соответствующий COF становится значимым со временем для сохранения возможности хорошего отделения льда и низкого уровня накопления грязи на уплотнителе двери.

Несмотря на то, что в соответствии с патентными законами были описаны лучшие и предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, объем данного изобретения ограничивается не ими, а объемом прилагаемой формулы изобретения.

Настоящее изобретение относится к водной дисперсионной композиции для покрытия на резиновую или полимерную подложку. Композиция включает: полимерную смесь, содержащую а) водную дисперсию по меньшей мере одного полисилоксана и b) водную дисперсию по меньшей мере одного полиуретана, в которой содержание упомянутого по меньшей мере одного полисилоксанового полимера варьируется приблизительно от 50 до 85 мас.%, а содержание упомянутого по меньшей мере одного полиуретана варьируется приблизительно от 15 до 50 мас.% в расчете на общую массу твердых веществ упомянутого по меньшей мере одного полисилоксанового полимера и упомянутого по меньшей мере одного полиуретана и с) порошок полиолефина с ультравысокой молекулярной массой в количестве, составляющем приблизительно от 5 весовых частей до 35 весовых частей на 100 общих весовых частей упомянутого одного или более полисилоксанов и упомянутого одного или более полиуретанов. При этом упомянутый полиуретан получен из по меньшей мере одного алифатического или циклоалифатического диизоцианата и по меньшей мере одного заканчивающегося гидроксилом промежуточного соединения, такого как поликарбонат, сложный полиэфир или простой полиэфир или их сочетание, и является термоотверждаемым. Упомянутая водная дисперсия содержит около 7 мас.% или менее органического растворителя в расчете на общую массу упомянутой дисперсионной композиции, а упомянутая полимерная смесь содержит от менее приблизительно 10 до 0 весовых частей вещества для повышения клейкости в расчете на 100 общих весовых частей упомянутого по меньшей мере одного полиуретана и упомянутого по меньшей мере одного полисилоксана; и содержит от менее приблизительно 10 до 0 весовых частей галогенсодержащего полимера в расчете на 100 общих весовых частей упомянутого по меньшей мере одного полиуретана и упомянутого по меньшей мере одного полисилоксана. Также описаны варианты полимерной или резиновой подложки и варианты уплотнителя для транспортного средства, по меньшей мере частично покрытые указанной выше высушенной водной композицией. Технический результат - снижение уровня шума при контакте или движении подложки с покрытием из указанной выше композиции с деталью, а также обеспечение получения поверхности с низким коэффициентом трения, который со временем не повышается. 9 н. и 8 з.п. ф-лы, 16 табл., 1 ил.

1. Водная дисперсионная композиция для покрытия на резиновую или полимерную подложку, включающая:
полимерную смесь, содержащую а) водную дисперсию по меньшей мере одного полисилоксана и b) водную дисперсию по меньшей мере одного полиуретана, в которой содержание упомянутого по меньшей мере одного полисилоксанового полимера варьируется приблизительно от 50 до 85 мас.%, а содержание упомянутого по меньшей мере одного полиуретана варьируется приблизительно от 15 до 50 мас.% в расчете на общую массу твердых веществ упомянутого по меньшей мере одного полисилоксанового полимера и упомянутого по меньшей мере одного полиуретана, при этом упомянутый полиуретан получен из по меньшей мере одного алифатического или циклоалифатического диизоцианата и, по меньшей мере, одного заканчивающегося гидроксилом промежуточного соединения, такого как поликарбонат, сложный полиэфир или простой полиэфир или их сочетание;
упомянутый полиуретан является термоотверждаемым; и с) порошок полиолефина с ультравысокой молекулярной массой в количестве, составляющем приблизительно от 5 до 35 вес.ч. на 100 общих вес.ч. упомянутого одного или более полисилоксанов и упомянутого одного или более полиуретанов; при этом:
упомянутая водная дисперсия содержит около 7 мас.% или менее органического растворителя в расчете на общую массу упомянутой дисперсионной композиции;
упомянутая полимерная смесь содержит от менее приблизительно 10 до 0 вес.ч. вещества для повышения клейкости в расчете на 100 общих вес.ч. упомянутого по меньшей мере одного полиуретана и упомянутого по меньшей мере одного полисилоксана; и
упомянутая полимерная смесь содержит от менее приблизительно 10 до 0 вес.ч. галогенсодержащего полимера в расчете на 100 общих вес.ч. упомянутого по меньшей мере одного полиуретана и упомянутого по меньшей мере одного полисилоксана.

2. Водная дисперсионная композиция по п.1, в которой содержание упомянутого полисилоксана составляет приблизительно от 55 до 80 мас.% и в которой содержание упомянутого полиуретана составляет приблизительно от 20 до 45 мас.% в расчете на общую массу упомянутого по меньшей мере одного полисилоксанового полимера и по меньшей мере одного полиуретанового полимера.

3. Водная дисперсионная композиция по п.2, в которой упомянутый полиолефин включает полиэтилен в количестве, составляющем приблизительно от 10 вес.ч. до 30 вес.ч., и в которой упомянутый полиуретан получают с использованием промежуточного соединения простого полиэфира.

4. Водная дисперсионная композиция по п.3, в которой средневесовая молекулярная масса упомянутого полиэтилена составляет приблизительно от 2 до 5 млн; в которой содержание упомянутого вещества для повышения клейкости составляет менее приблизительно 5 вес.ч.; и в которой содержание упомянутого галогенсодержащего полимера составляет менее приблизительно 5 вес.ч.

5. Водная дисперсионная композиция по п.4, в которой упомянутый полисилоксан представляет собой поли(диметилсилоксан), в которой количество любого полисилоксана, имеющего аминную концевую группу, составляет приблизительно 10 мас.% или менее в расчете на общую массу всех полисилоксанов, в которой содержание упомянутого полиэтилена составляет приблизительно от 15 до 25 вес.ч., в которой содержание любого органического растворителя составляет около 5 мас.% или менее; в которой содержание упомянутого вещества для повышения клейкости составляет менее приблизительно 1 вес.ч.; и в которой содержание упомянутого галогенизированного полимера составляет менее 1 вес.ч.

6. Водная дисперсионная композиция по п.5, в которой содержание упомянутого полисилоксана составляет приблизительно от 60 до 75 мас.% и в которой содержание упомянутого полиуретана составляет приблизительно от 25 до 40 мас.% в расчете на общую массу упомянутого по меньшей мере одного полисилоксана и по меньшей мере одного полиуретана; и в которой средневесовая молекулярная масса упомянутого полиэтилена составляет приблизительно от 3 до 4 млн.

7. Полимерная или резиновая подложка, по меньшей мере частично покрытая высушенной водной композицией по п.1, для которой уровень мокрого беспорядочного шума упомянутой подложки в соответствии со способом испытаний GM9842P, Rev. А составляет около 40 dBA или менее.

8. Полимерная или резиновая подложка, по меньшей мере частично покрытая высушенной водной композицией по п.3, где упомянутая подложка состоит из резины, акрилата, винилового или винилиденового полимера, полиамида, сложного полиэфира, полиуретана, полиолефина, термопластичного олефина или термопластичного вулканизата либо их сочетаний; для которой уровень мокрого беспорядочного шума упомянутой подложки в соответствии со способом испытаний GM9842P, Rev. А составляет около 40 dBA или менее.

9. Полимерная или резиновая подложка, по меньшей мере частично покрытая высушенной водной композицией по п.5, в котором упомянутая подложка состоит из резины, акрилата, винилового или винилиденового полимера, полиамида, сложного полиэфира, полиуретана, полиолефина, термопластичного олефина или термопластичного вулканизата либо их сочетаний, в котором уровень мокрого беспорядочного шума упомянутой подложки в соответствии со способом испытаний GM9842P, Rev. А составляет около 38 dBA или менее и в котором упомянутая подложка в соответствии с ASTM D1894-95 имеет первоначальный статический коэффициент величины трения, составляющий около 0,40 или менее.

10. Полимерная или резиновая подложка, по меньшей мере частично покрытая высушенной водной композицией по п.6, в котором упомянутая подложка состоит из этилен-пропилен-диеновой резины, термопластичного эластомера или термопластичного олефина либо их сочетаний, в котором уровень упомянутого мокрого беспорядочного шума упомянутой подложки в соответствии со способом испытаний GM9842P, Rev. А составляет около 36 dBA или менее и в котором упомянутая подложка в соответствии с ASTM D1894-95 имеет первоначальный статический коэффициент величины трения, составляющий около 0,32 или менее.

11. Уплотнитель для транспортного средства, по меньшей мере частично покрытый высушенной водной композицией по п.1, в котором уровень упомянутого мокрого беспорядочного шума упомянутой подложки в соответствии со способом испытаний GM9842P, Rev. А составляет около 42 dBA или менее.

12. Уплотнитель для транспортного средства, по меньшей мере частично покрытый высушенной водной композицией по п.3, в котором уровень упомянутого мокрого беспорядочного шума упомянутой подложки в соответствии со способом испытаний GM GM9842P, Rev. А составляет около 40 dBA или менее.

13. Уплотнитель для транспортного средства, по меньшей мере частично покрытый высушенной водной композицией по п.5, в котором упомянутый уплотнитель представляет собой резину, акрилат, полиамид, уретан либо их сочетания и в котором уровень мокрого беспорядочного шума упомянутой подложки в соответствии со способом испытаний GM GM9842P, Rev. A составляет около 38 dBA или менее.

14. Уплотнитель для транспортного средства, по меньшей мере частично покрытый высушенной водной композицией по п.6, в котором упомянутый уплотнитель включает резину, акрилат, полиамид, уретан либо их сочетания и в котором уровень мокрого беспорядочного шума упомянутой подложки в соответствии со способом испытаний GM9842P, Rev. А составляет около 36 dBA или менее.

15. Уплотнитель по п.11, в котором упомянутый уплотнитель в соответствии с испытанием ASTM D-1894-95 имеет первоначальный статический коэффициент величины трения, составляющий около 0,40 или менее.

16. Уплотнитель по п.12, в котором упомянутый уплотнитель в соответствии с испытанием ASTM D-1894-95 имеет первоначальный статический коэффициент величины трения, составляющий около 0,35 или менее.

17. Уплотнитель по п.14, в котором упомянутый уплотнитель в соответствии с испытанием ASTM D-1894-95 имеет первоначальный статический коэффициент величины трения, составляющий около 0,32 или менее и в котором статический коэффициент трения сохраняется в течение по меньшей мере около 40 недель.