Unterbodenschutz und PVC-Plastisole

Aufgabe

Der Unterbodenschutz bildet eine dicke, zähelastische Schicht (oft um 250 µm) am Fahrzeugunterboden. Er verteilt die Stoßenergie von Steinschlag über einen großen Bereich und schützt zusätzlich vor Korrosion. Neben den PVC-Plastisolen gibt es lösemittelhaltige Unterbodenschutzmittel auf Wachs-Bitumen-Basis, vor allem für die Nachbehandlung im Reparaturbereich und für die Hohlraumkonservierung. Sie trocknen physikalisch durch Lösemittelverdunstung und haben deshalb — anders als das Plastisol — einen Festkörper deutlich unter 100 %.

PVC-Plastisole

Polyvinylchlorid (PVC), ein pulverförmiges Homopolymerisat aus Vinylchlorid, ist in vielen üblichen Lacklösemitteln schwer bzw. nur begrenzt löslich; die Löslichkeit hängt von PVC-Typ und Lösemittel ab. Man mischt es mit Weichmacher zu einem Plastisol.

Die Gelierung beim Erhitzen (ca. 160–200 °C Objekttemperatur; im Coil Coating mit sehr kurzer Verweilzeit entsprechend höher, 180–220 °C, siehe L-106) ist eine physikalische Fusion, keine chemische Vernetzung: Die PVC-Teilchen quellen im Weichmacher auf, erweichen oberhalb der Geliertemperatur und verschmelzen zu einem kontinuierlichen, homogenen Film. Beim Abkühlen erstarrt dieser zu einem zähelastischen Feststoff; das PVC bleibt thermoplastisch. Das Verarbeitungsfenster ist eng: Zu niedrige Temperatur → unvollständige Gelierung, klebrig und spröde. Zu hohe Temperatur oder zu lange Verweilzeit → Dehydrochlorierung (HCl-Abspaltung, Gelbverfärbung). Temperatur und Zeit müssen ans konkrete System angepasst werden. Das Fließverhalten von Plastisolen ist komplex und stark formulierungs- und scherratenabhängig: Bei niedrigen Scherraten zeigen viele Systeme eher strukturviskoses Verhalten, bei hohen Scherraten kann dagegen — etwa durch enge Teilchenpackung — Dilatanz (Scherverdickung) auftreten. Eine pauschale Einordnung als „dilatant“ greift deshalb zu kurz; für die Applikation (Airless, Rakel) muss das konkrete Rheologieprofil auf das Verfahren abgestimmt werden.

Weichmacher

Der Weichmacher füllt die Hohlräume zwischen den PVC-Teilchen; seine Polarität muss zum PVC passen. Klassisch waren Phthalsäureester, doch bestimmte Phthalate (z. B. DEHP) sind heute unter REACH beschränkt (SVHC, siehe L-48); man weicht auf Adipate, Citrate, Terephthalate (DOTP) oder Cyclohexandicarboxylate (DINCH) aus — deren regulatorischer Status und Migrationsverhalten sind jedoch jeweils eigens zu bewerten (siehe L-48).

Verarbeitung und Grenzen

Achtung bei der Herstellung: Bei sehr hohem Schereintrag (z. B. Hochleistungsdissolver mit hoher Umfangsgeschwindigkeit) können Plastisole durch Dilatanz stark eindicken — das Material ist kaum noch pumpbar, der Dissolver kann festfahren. Plastisole daher immer mit langsam laufendem Dissolver oder Planetenmischer ansetzen (niedrige Umfangsgeschwindigkeit, kurze Mischzeiten).

Die Applikationsart richtet sich nach dem Produkt: Unterbodenschutzmassen (dünnflüssigere Plastisole) werden per Airless gespritzt (hoher Druck, 200–400 µm Nassfilm); Nahtabdichtmassen und Nahtfüller sind dickflüssigere Pasten, die mit Rakel oder Spachtel manuell in Schweißnähte und Flansche gedrückt werden — auch Borstenauftrag oder Druckluftverpressung ist möglich. Beide Produktfamilien gehören zur Gruppe der Unterbodenschutzsysteme, werden aber separat formuliert und eingesetzt. Damit die dicke Schicht nicht abläuft, stellt man das Plastisol thixotrop ein — dafür dienen Rheologieadditive wie pyrogene Kieselsäure oder organophile Schichtsilicate (siehe L-49, L-46); sie verhindern zugleich das Absetzen der Füllstoffe. Unstabilisiertes PVC beginnt in technisch relevantem Umfang ab etwa 160 °C Chlorwasserstoff abzuspalten (siehe L-92); Beginn und Ausmaß hängen von PVC-Typ, Stabilisierung, Temperatur und Verweilzeit ab. Wärme- und Lichtstabilisatoren erlauben es, das Plastisol trotzdem bei rund 200 °C zu gelieren, ohne dass es sich übermäßig zersetzt. Chlorhaltige Systeme stehen zudem unter Umweltvorbehalt.

Prüfung

Die Steinschlagfestigkeit prüft man mit der Einzelschlagprüfung (ein definierter Schlagkörper) und der Multischlag- bzw. Kugelstrahlprüfung (viele Stahlkugeln). Bewertet wird die Fläche, auf der Haftungsverlust eingetreten ist.

Merksatz