專利名稱：用于制造被涂層的彈性體成型件的方法, 彈性體成型件以及它的使用的制作方法
用于制造被涂層的彈性體成型件的方法，彈性體成型件以
及它的使用
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種用于制造被涂層的彈性體成型件的方法，該彈性體成型件具有由彈性體材料制成的基底。此外本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求10的前序部分所述的彈性體
成型件。本發(fā)明最后還涉及按照本發(fā)明的彈性體成型件的使用或按照本發(fā)明的方法制造的彈性體成型件的使用。 彈性體成型件例如用于制造刮水膠皮或密封帶。這種刮水膠皮例如用在汽車的風(fēng)擋刮水器上。刮水膠皮的其它應(yīng)用領(lǐng)域例如是擦玻璃器，如它們例如在家庭中用于清潔玻璃板。 為了使風(fēng)擋刮水器在很小的用力下產(chǎn)生滿意的結(jié)果，一般要求減小在被作為風(fēng)擋刮水器使用的刮水膠皮工作時的摩擦。為此公知的是為刮水膠皮配設(shè)例如石墨涂層或滑漆涂層。 用于減小摩擦的涂層通常包括加熱硬化的由粘合劑和硬化劑構(gòu)成的雙組分系統(tǒng)。這種加熱硬化的系統(tǒng)例如包括羥(基)氫氧基功能化的聚酯，丙烯聚合體或氨基甲酸脂聚合物和例如三聚氰胺，乙醛或異氰酸鹽硬化劑。為了減小涂層表面的摩擦，一般地添加石墨或二硫化鉬作為固體潤滑劑。這例如由US-B6， 696， 391公開。 備選地，由現(xiàn)有技術(shù)中例如由US-B7， 028， 367公開了在用于刮水膠皮的彈性體材料中混入用于減小摩擦的添加劑。作為合適的添加劑列舉了 PTFE，石墨，氮化硼，含氟聚合物或含氟添加劑。 在涂層中含有的石墨作為固體潤滑劑的缺點在于，石墨顆粒降低涂層的粘合強度和由此降低涂層的耐磨性。在許多情況下石墨的比例超過涂層的臨界涂料體積濃度，這導(dǎo)致涂層粘合力低和由此導(dǎo)致其沒有足夠的耐磨強度。高比例的石墨是必需的，以便達到涂層表面的低摩擦特性。 用于減小涂層的摩擦阻力的聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯粉末移動到涂層的表面上，由此實現(xiàn)對其潤滑的作用。但是缺點是由于缺少粘附性粉末容易從涂層表面上分離出來。 此外也可以使用具有低熔點的蠟作為潤滑劑。蠟在涂層熱硬化期間轉(zhuǎn)移到涂層的
表面上。當(dāng)涂層冷卻后涂層上形成一個薄的富含蠟的表面。由此減小刮水膠皮的摩擦。但
是缺點是，低熔點的蠟尤其是在熱環(huán)境中例如當(dāng)蠟處于太陽光下會變軟，由此不僅摩擦阻
力而且耐磨性都變差。尤其是低熔點的蠟在這種情況下在風(fēng)擋刮水器運行時會粘附在擋風(fēng)
玻璃上。相反具有高熔點的蠟具有優(yōu)點，即它即使在太陽光輻射下也不變軟。但是缺點是
高熔點的蠟在涂層表面沒有形成連續(xù)的薄膜。 發(fā)明的公開 —種按照本發(fā)明的用于制造具有由彈性體材料制成的基底的、被涂層的彈性體成型件的方法包括以下步驟 (a)將涂層材料涂布到由彈性體材料制成的基底上，其中涂層材料含有含聚合物
3材料的潤滑劑， (b)將配有涂層材料的基底加熱到高于包含在潤滑劑中的聚合物材料的熔化溫
度，其中在彈性體成型件的表面上形成聚合物膜， (c)輻射彈性體成型件，以使聚合物膜硬化。 通過用含有潤滑劑的涂層材料涂覆基底，實現(xiàn)彈性體成型件的良好的摩擦特性。通過硬化固化聚合物膜提高了涂層的耐磨強度。 彈性體成型件例如可以是擠出的、壓鑄的或模壓的成型件。 在一種實施形式中，在潤滑劑中含有的聚合物材料起著潤滑材料的作用。通常聚合物材料包含在粘合劑中。適用于粘合劑的例如有聚丙烯酸酯，聚亞安酯，聚酯-聚亞安酯，聚醚聚亞安酯，聚酯，聚酰胺，聚酰胺-酰亞胺。 在第二實施方式中，潤滑劑含有固體潤滑材料，它以顆粒的形式呈現(xiàn)，這些顆粒至少部分地用聚合物材料涂覆。 通過在步驟(b)中將設(shè)有涂層材料的基底加熱到超過聚合物材料的熔化溫度，聚合物材料移動到涂層表面上并且在那里熔化。由此在涂層材料的表面上形成由聚合物材料構(gòu)成的膜。通過在步驟(c)中固化聚合物膜，由此形成一個固態(tài)的表面，它在同樣改善的摩擦特性情況下具有更好的磨損特性。如果潤滑劑含有固體潤滑材料，那么該固體潤滑材料通過固化的聚合物膜保持在涂層中。避免了該固體潤滑材料由于磨損而從涂層中釋放出來。 在本發(fā)明的一種實施形式中，包含在涂層材料中的聚合物材料是具有低熔點的蠟。具有低熔點的蠟具有這樣的特性，即在涂層材料時效硬化期間在提高的溫度下它趨于在涂層的表面上擴散。但是由于采用具有低熔點的蠟還不能足夠地減小摩擦系數(shù)和此外耐磨損性還很小，因此需要處理該表面，以便達到希望的特性。這是這樣實現(xiàn)的，在表面上沉積的低熔點的蠟通過輻射被固化。由此形成具有高熔點的蠟，它具有更好的摩擦特性并且此外也具有更好的磨損特性。 包含在涂層材料中的合適的蠟例如是石蠟，巴西棕櫚(Carnauba)蠟，微晶蠟或費舍-特洛施(Fischer-Tropsch)蠟。 在一種替代的實施方式中，聚合物材料選自于聚乙烯(LDPE， LLDPE， HDPE)，聚丙烯，聚四氟乙烯，聚酰胺和PTFE改性的聚乙烯。 這些列舉的聚合物同樣具有在涂層材料硬化時在表面上形成膜的特性。此外它們可以通過輻射交聯(lián)和由此硬化。例如已知通過電子輻射硬化對低密度的聚乙烯(LDPE)輻射形成一種交聯(lián)，由此改善耐磨強度和滑動特性以及熱特性，例如熔化范圍。硬化通過反應(yīng)途徑實現(xiàn)，該反應(yīng)途徑在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的并且基于通過輻射在聚烯烴鏈中的雙鍵的中間形成。還可以通過添加添加劑提高交聯(lián)速度。合適的添加劑例如是三烯丙基異氰酸酯(TAIC)。 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，將具有低熔點的蠟用于聚合物材料，它可以通過電子輻射硬化以與LDPE類似的方式硬化。通過電子輻射硬化使蠟層在表面上交聯(lián)，使熔點提高，由此得到改善的硬度、改善的滑動特性、改善的耐磨損強度和提高的蠟臨界溫度。這種蠟例如是石蠟或微晶的蠟。 如果在涂層材料中含有固體潤滑劑，那么它最好選自于石墨，聚四氟乙烯，硫化鉬或它們的混合物。其它合適的固體潤滑劑例如也包括滑石，聚酰胺粉末或聚乙烯粉末。
合適用于彈性體成型件的彈性體材料是具有彈性體成型件的應(yīng)用領(lǐng)域所要求的 特性的所有彈性體材料。彈性體成型件的彈性體材料優(yōu)選選自于天然橡膠(NR)，氯丁橡膠 (CR)，乙烯-丙烯三聚合物(EP匿)，乙烯-丙烯橡膠(EPM)，聚亞安酯，異丁橡膠，丁腈橡膠， 硅橡膠和熱塑性彈性體(TPE)和它們的混合物。 除了上述采用電子輻射來輻射彈性體成型件以便硬化聚合物膜以外，還可以通過 伽馬(Y)輻射實施所述輻射。伽馬輻射相對于電子輻射的優(yōu)點是，伽馬輻射更深地透入涂 層中。由此在涂層中含有的聚合物材料也更深地硬化。 本發(fā)明此外涉及一種具有由彈性體材料制成的基底的彈性體成型件，其包括由涂 層材料制成的涂層，該涂層材料含有至少一種含聚合物材料的潤滑劑。按照本發(fā)明，該涂層 具有由涂層材料制成的第一層，其上形成第二層，后者基本上含有交聯(lián)的聚合物材料。
與現(xiàn)有技術(shù)中已知的涂層相比的優(yōu)點在于，基本上含有交聯(lián)的聚合物材料的第二 層具有改善的摩擦特性和改善的磨損特性。由此提高彈性體成型件的穩(wěn)定性，該彈性體成 型件例如作為刮水膠皮使用。 在一個第一實施方式中，在涂層表面上交聯(lián)的聚合物材料形成潤滑材料。但是備 選地，潤滑劑也可以含有固體潤滑材料。該固體潤滑材料一般至少部分地位于涂層的表面 上，由此降低摩擦。 按照本發(fā)明的方法制造的彈性體成型件或按照本發(fā)明的彈性體成型件例如被用 作汽車風(fēng)擋刮水器或擦玻璃器的刮水膠皮，如其例如用于清潔家庭中的玻璃板。按照本發(fā) 明制造的彈性體成型件的其它應(yīng)用領(lǐng)域例如是門密封件，風(fēng)擋玻璃密封件，汽車中的窗戶 密封件，彈性體密封插件，0形環(huán)，彈性體密封成型件，彈性體導(dǎo)向成型件。
附圖簡述 本發(fā)明的實施例在附圖中示出并且在以下的說明中詳細描述。
附圖中所示

圖1是具有涂層的彈性體成型件的橫截面視圖， 圖2是用于制造被涂層的彈性體成型件的方法的示意圖。 發(fā)明的實施方式 圖1中示出按照本發(fā)明構(gòu)造成的具有涂層的彈性體成型件。 按照本發(fā)明構(gòu)造成的、被涂層的彈性體成型件1包括基底3。基底3 —般是成型 件，它通過擠出工藝，壓鑄工藝或模壓工藝制造。基底3通常用彈性體材料制造。如前所述， 適合用作基底3的彈性體材料例如有NR， CR， EPTM， EPM或它們的混合物。如果基底3被用 于風(fēng)擋刮水器的刮水膠皮，那么希望減小在作為刮水膠皮使用的、被涂層的彈性體成型件1 和在其上使用風(fēng)擋刮水器的玻璃之間的摩擦系數(shù)。較低的摩擦系數(shù)例如使得運行噪聲減 小。按照本發(fā)明通過在基底3上施加涂層5實現(xiàn)該較低的摩擦系數(shù)。按照本發(fā)明，涂層5 含有聚合物材料，它在涂層5硬化時在涂層5的表面上形成聚合物膜。為了達到要求的摩 擦特性和磨損特性，通過輻射彈性體成型件1使聚合物膜硬化固化。 在圖1中示出的被涂層的彈性體成型件1的橫截面顯示了兩個刮水膠皮，它們首 先制造成彈性體成型件1。為了制造單個的風(fēng)擋刮水器，需要將彈性體成型件1沿著它的中 線7分開。由彈性體成型件1制造出兩個單個的刮水膠皮。備選地，除了對包括兩個刮水
5膠皮的彈性體成型件進行涂覆以外，也可以先使彈性體成型件1在中線7處分開，然后在接 著進行涂覆。 圖2中示意示出用于制造按照本發(fā)明構(gòu)造成的彈性體成型件的方法。 在第一步驟中涂層材料11被涂覆到基底3上。涂層材料11含有潤滑劑13，或者
含有聚合物材料。潤滑劑13最好被分散在粘合劑中。在此情況下潤滑劑13最好以分布在
粘合劑中的小顆粒的形式呈現(xiàn)。 適合用作涂層材料的粘合劑可以是專業(yè)人員公知的每種任意的被用于涂層的粘 合劑。但是此時要注意的是，粘合劑要粘附到基底3的彈性體材料上，使得涂層5不會從基 底3上脫開。粘附性也可以通過在涂層材料中添加粘附增強劑來改善。備選地也可以先將 增附劑施加到基底3上。合適的增附劑例如是在有機溶劑中用氯處理的聚合物。
適合用作粘合劑的尤其是是聚丙烯酸樹脂，聚氨基甲酸乙酯樹脂，聚酯-聚氨基 甲酸乙酯樹脂，聚醚-聚氨基甲酸乙酯樹脂，聚酯樹脂，聚酰胺樹脂，聚酰胺-酰亞胺樹脂。 這些樹脂可以交聯(lián)，例如與甲基化的亞氨基三聚氰胺_氨基塑料交聯(lián)劑，異氰酸鹽交聯(lián)劑 或環(huán)氧交聯(lián)劑交聯(lián)。 在潤滑劑13中含有的聚合物材料例如是蠟或聚烯烴。此外聚四氟乙烯或可以交 聯(lián)的聚酰胺也是適合的。尤其是聚四氟乙烯和可交聯(lián)的聚酰胺也可以同時作為潤滑劑的潤 滑材料使用。但是在一種實施方式中潤滑劑13是一種固體潤滑材料。作為固體潤滑材料 例如使用石墨或硫化鉬。 在將涂層材料11涂覆到基底3的彈性體材料上之后涂層材料11被時效硬化。該 時效硬化一般通過輸入熱量實現(xiàn)。通過加熱涂層材料11分散在涂層材料11中的潤滑劑13 顆粒上升到涂層材料ll的表面上。由此形成第一層15，它位于基底3上和基本上含有涂層 材料11的粘合劑。在第一層15上形成第二層17，它基本上含有潤滑劑13。這樣在基底3 上形成具有低的摩擦系數(shù)的表面。 第二層17通過潤滑劑13的顆粒的移動在涂層的表面上形成，所含有的潤滑劑顆 粒，例如石墨顆粒、硫化鉬顆粒，在粘合劑硬化之后在風(fēng)擋刮水器運行時還可以從該第二層 中釋放出來，因為在形成第二層的聚合物材料和潤滑劑顆粒之間的粘附力不是足夠大。還 可能的是，第二層17由于風(fēng)擋刮水器在風(fēng)擋玻璃上運動而被磨損地去掉。尤其是當(dāng)使用的 聚合物材料是軟的時是這種情況，例如在軟的蠟層時是這種情況。軟的蠟層的特性尤其是 其具有低的軟化點，由此蠟容易被磨損去除和轉(zhuǎn)移到風(fēng)擋玻璃上。 為了使第二層17穩(wěn)定和使?jié)櫥瑒┍３衷诘诙?7中，因此按照本發(fā)明輻射涂層 17，以使第二層17時效硬化。對第二層17的輻射例如通過電子輻射或伽馬輻射實施。為 此將涂層5置于輻射裝置19的作用下，輻射21由該輻射裝置出發(fā)射到涂層5上。不僅電 子輻射而且伽馬輻射都適合用于進行輻射。 在使用電子輻射來輻射涂層5情況下在第二層17的表面上在其中含有的聚合物 分子之間形成結(jié)合鍵，由此聚合物分子交聯(lián)。在第二層17中含有的聚合物材料被硬化和形 成硬化的層23。通過第二層17的硬化使被涂層的彈性體成型件1的表面穩(wěn)定。聚合物材 料由此不再能夠容易地磨損掉。此外潤滑劑的顆粒被更好地保持在硬化的層23中。這些 顆粒不再能夠容易地釋放出來。這樣也改善了被涂層的彈性體成型件1的潤滑作用和使摩 擦系數(shù)持久減小。
與電子輻射不同，伽馬輻射更深地滲透到第二層17中。硬化的層23比在通過采 用電子輻射的輻射21硬化時具有更大的厚度。 由于采用電子輻射或伽馬輻射來硬化第二層17形成硬化的層23，因此合適作為 聚合物材料的是在潤滑劑13含有的并且形成第二層17的聚合物材料、可以通過采用電子 輻射或伽馬輻射的輻射進行硬化的所有聚合物材料。合適的聚合物尤其是聚烯烴，例如聚 丙烯(PP)，聚乙烯(HDPE， LDPE， LLDPE)以及其它聚合物材料例如聚四氟乙烯(PTFE)和可 交聯(lián)的聚酰胺。由于尤其是后者可以同時也起潤滑劑作用，因此在使用聚四氟乙烯或可交 聯(lián)的聚酰胺情況下不需要使用附加的固體潤滑劑，如石墨或硫化鉬。 由于通過表面涂層使彈性體成型件1的摩擦系數(shù)減小，因此彈性體成型件可以在 將該彈性體成型件1在另一個表面上引導(dǎo)的所有地方上使用，這種情況如例如是在汽車的 風(fēng)擋刮水器上或在擦玻璃器的情況下，如例如該擦玻璃器在家庭中使用時。
權(quán)利要求
用于制造被涂層的、具有由彈性體材料制成的基底(3)的彈性體成型件(1)的方法，包括以下步驟(a)將涂層材料(1)涂布到由彈性體材料制成的基底(3)上，其中涂層材料(11)含有潤滑劑(13)，所述潤滑劑含有聚合物材料，(b)將配有涂層材料(11)的基底(3)加熱到高于包含在潤滑劑(13)中的聚合物材料的熔化溫度，其中在彈性體成型件的表面上形成聚合物膜(17)，(c)對彈性體成型件進行輻射，以使聚合物膜(17)硬化。
2. 按照權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在潤滑劑(13)中含有的聚合物材料起著潤滑材料的作用。
3. 按照權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，潤滑劑(13)含有以顆粒形式存在的固體潤滑材料，這些顆粒至少部分地用聚合物材料涂覆。
4. 按照權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，聚合物材料是具有低熔點的蠟。
5. 按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述蠟是石蠟或微晶的蠟。
6. 按照權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，聚合物材料選自于聚乙烯，尤其是LDPE， LLDPE， HDPE，聚丙烯，聚四氟乙烯，聚酰胺，或PTFE改性的聚乙烯。
7. 按照權(quán)利要求3至6之一所述的方法，其特征在于，固體潤滑劑選自于石墨，聚四氟乙烯，硫化鉬，滑石，聚酰胺粉末，聚乙烯粉末或它們的混合物。
8. 按照權(quán)利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，用于基底(3)的彈性體材料選自于天然橡膠，氯丁橡膠，乙烯_丙烯三聚合物，乙烯_丙烯橡膠，聚亞安酯，異丁橡膠，丁腈橡膠，硅橡膠，熱塑性彈性體以及它們的混合物。
9. 按照權(quán)利要求l至8之一所述的方法，其特征在于，在步驟(c)中的輻射采用電子輻射或伽馬輻射實施。
10. 具有由彈性體材料制成的基底的彈性體成型件，其包括由涂層材料(11)構(gòu)成的涂層(5)，所述涂層材料含有潤滑劑(13)，所述潤滑劑含有至少一種聚合物材料，其特征在于，所述涂層(5)具有由所述涂層材料(11)構(gòu)成的第一層(15)，在所述第一層上構(gòu)造第二層(17)，所述第二層基本上含有交聯(lián)的聚合物材料。
11. 按照權(quán)利要求10所述的彈性體成型件，其特征在于，潤滑劑(13)此外還含有固體潤滑材料，該固體潤滑材料最好選自于石墨，聚四氟乙烯，二硫化鉬，滑石，聚酰胺粉末，聚乙烯粉末或它們的混合物。
12. 按照權(quán)利要求10或11所述的彈性體成型件，其特征在于，所述聚合物材料選自于聚乙烯，尤其是LDPE， LLDPE， HDPE，聚丙烯，聚四氟乙烯，聚酰胺，PTFE改性的聚乙烯，或具有低熔點的蠟。
13. 按照權(quán)利要求10至12之一所述的彈性體成型件，其特征在于，基底(3)的彈性體材料選自于天然橡膠，氯丁橡膠，乙烯丙烯三聚合物，乙烯丙烯橡膠，聚亞安酯，異丁橡膠，丁腈橡膠，硅橡膠，熱塑性彈性體以及它們的混合物。
14. 使用按照權(quán)利要求10至12之一所述的彈性體成型件或按照權(quán)利要求1至9之一所述方法制造的彈性體成型件(1)，將其用作汽車風(fēng)擋刮水器或擦玻璃器的刮水膠皮，用作門密封件，用作風(fēng)擋玻璃密封件，用作汽車中的窗戶密封件，用作彈性體密封插件，用作彈性體密封成型件，用作0形環(huán)或用作彈性體導(dǎo)向成型件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造被涂層的、具有由彈性體材料制成的基底(3)的彈性體成型件(1)的方法。在所述方法的第一步驟中，將涂層材料(1)涂布到由彈性體材料制成的基底(3)上，其中涂層材料(11)含有潤滑劑(13)，所述潤滑劑含有聚合物材料。在第二步驟中，將配有涂層材料(11)的基底(3)加熱到高于包含在潤滑劑(13)中的聚合物材料的熔化溫度，使得在彈性體成型件的表面上形成聚合物膜(17)。最后對彈性體成型件進行輻射，以使聚合物膜(17)固化。此外本發(fā)明涉及一種具有由彈性體材料制成的基底的彈性體成型件，其包括由涂層材料(11)構(gòu)成的涂層(5)，所述涂層材料含有潤滑劑(13)，所述潤滑劑含有至少一種聚合物材料。所述涂層(5)具有由所述涂層材料(11)構(gòu)成的第一層(15)，在所述第一層上構(gòu)造第二層(17)，所述第二層基本上含有交聯(lián)的聚合物材料。彈性體成型件例如用作風(fēng)擋玻璃刮水器或擦玻璃器的刮水膠皮。
文檔編號B60S1/38GK101778744SQ200880101702
公開日2010年7月14日 申請日期2008年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月3日
發(fā)明者V·杜瓦爾, Y·弗伯格 申請人:羅伯特.博世有限公司