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Haftmechanismen von 1K-PUR-Klebstoffen auf lackierten Oberflächen : grenzflächenchemische Untersuchungen zur Haftung und Enthaftung auf automobilen Multischicht-Lacksystemen
Ort / Verlag
Paderborn
Erscheinungsjahr
2016
Verknüpfte Titel
Beschreibungen/Notizen
Tag der Verteidigung: 10.06.2016
ger: In der Fahrzeugendmontage schafft die Klebtechnik notwendige Flexibilität für die Umsetzung neuer Modulstrategien. Geklebt wird dabei karosserieseitig auf die lackierte Fahrzeugstruktur. Häufig unbekannt ist der Beitrag einzelner Lackschichten zu den Eigenschaften des Gesamtaufbaus. Die Haftung zu einem Klarlack verändert sich z. B. auch in Abhängigkeit des Basislacks. Vergleichende Untersuchungen zeigen den Einfluss einer Basislackmodifikation auf die Oberflächenchemie der Klarlackschicht. Exemplarisch zeigt dies der Austausch der Co-Lösungsmittel. Hydroxyfunktionelle Lösungsmittel des Basislacks können unter Ausbildung sogenannter dangling chains in die Klarlackaushärtung eingreifen: Vernetzungsstellen des Klarlacks werden reduziert. Der Austausch der Lösungsmittel führt zu Klarlackschichten mit verschiedenem Vernetzungsgrad und basislackabhängigen Eigenschaften. In einem weiteren Schritt wurden verschiedene Methoden zur Vorhersage der Haftung auf Lacksubstraten überprüft. Hochvernetzte inerte Lackoberflächen werden schon heute zur Herausforderung für Polyurethan-Klebstoffe. Lösungsmittelfreie Vorbehandlungsmethoden, wie z. B. das Atmosphärendruck-Plasma, bieten die Möglichkeit Polyurethan-Klebstoffe auf chemisch inerten Klarlackoberflächen einzusetzen. Darüber hinaus werden alternative Klebstoffsysteme und neue Möglichkeiten lackspezifischer Klebstoffmodifikationen (durch Enzyme) für die Anwendung auf Klarlacken diskutiert.
eng: In automotive industry, growing use of multi-material-design and the topic of modularization are the reasons for increased application of adhesive bonding after paint shop. However, surfaces of multilayer coating systems demonstrate interesting physical and chemical properties due to their complex processes during hardening. Regarding adhesion on clearcoat, paradox phenomena are observed regularly, i.e. color/basecoat dependent adhesivity. The substitution of bascoat co-solvents has been analyzed, which significantly affects the clearcoat surface properties. Depending on their reactivity and boiling ranges, co-solvents interfere with the clearcoats hardening process to different extent. The formation of dangling chains results in a lower crosslinking density of the clearcoat. The correlation between the degree of cure of the clearcoat and its adhesiveness was subsequently confirmed. A diffusion-controlled mechanism for adhesive bonding on coated surfaces is proposed. Additionally, prescreening tests to determine surface adhesion of coatings are developed. Highly crosslinked, inert paint surfaces are a challenge for one-component polyurethane adhesives. Solvent-free pretreatment methods, e.g. atmospheric-pressure plasma, in combination with polyurethane adhesives demonstrate excellent performance. The use of alternative pretreatment-free adhesive systems or (enzymatic) adhesive modifications for optimized adhesion to clearcoats is discussed as well.