Kratzfest, geruchsneutral und kostengünstig: Kunststoffteile im KFZ-Innenraum mit Silikon-Compounds

Menschen verbringen heute viele Stunden im Auto – entsprechend wohnlich soll der Innenraum sein und beim Sehen und Anfassen einen hochwertigen Eindruck erwecken. Je weiter es jedoch  in der Modellhierarchie nach unten geht, desto preissensibler werden die potenziellen Käufer. Zudem zählt der Innenraum zu den wenigen Bereichen eines Autos, wo die Hersteller sparen können, ohne Abstriche an der Funktionalität oder Sicherheit zu machen. Für die Verkleidungen werden deshalb oft Bauteile aus Materialien verwendet, die deutlich weniger aufwändig herzustellen sind – etwa aus talkgefülltem Polypropylen. Nachteil: Sie sind kratzempfindlich und können im Gebrauch schnell unansehnlich werden

Oft kommen matte Kunststoffoberflächen zum Einsatz – sie fühlen sich samtig an, sehen gut aus und vermeiden Lichtreflexionen, die den Fahrer irritieren oder blenden könnten. Aber je matter eine solche Oberfläche ist, desto größer ist ihre Kratz- und Abriebempfindlichkeit. Dem Kunststoff-Verarbeiter stehen viele Methoden zur Verfügung, mit denen er dem preiswerten Kunststoff dauerhaft einen wertigen Eindruck verleihen kann. So kann das harte Material mit einem thermoplastischen Elastomer beschichtet, lackiert oder mit Heißprägefolien veredelt werden. All diese Verfahren verteuern jedoch die Bauteile spürbar.

Einfacher und billiger ist es, wenn der Compound-Hersteller die Oberflächen-Eigen­schaften des Kunststoffs mithilfe eines Zusatzstoffs modifiziert. Herkömmliche Additive haben jedoch erhebliche Schwächen und Nebenwirkungen, die gerade in der Automobilbranche nicht toleriert werden. Organische Gleitmittel etwa riechen unangenehm und wandern im Laufe der Zeit aus dem Kunststoff heraus. Das aus der Kunststoffoberfläche tretende Gleitmittel ergibt zudem einen unangenehmen haptischen Eindruck, den es zu vermeiden gilt.

Silikonöle, ebenfalls Klassiker unter den Gleitmitteln, sind zwar geruchlos und verkraften problemlos hohe Temperaturen, tendieren aber noch stärker als die organischen Gleitmittel dazu, aus dem Kunststoff auszuwandern. Darauf reagierten die Hersteller, indem sie ultrahochmolekulare Silikon-Polymere auf den Markt brachten, die wegen ihres hohen Molekulargewichts praktisch nicht mehr auswandern. Allerdings sind diese hochviskos, lassen sich also kaum in die thermoplastischen Kunststoff-Mischungen einarbeiten.

Silikon-Pelletes als Problemlöser

Dieses Problem lösten Compound-Produzenten durch seit Ende der neunziger Jahre erhältlichen Silikon-Masterbatches, die als feste Granulate ohne Schwierigkeiten eingemischt werden können. Bei ihnen muss der Hersteller aber als Nachteil in Kauf nehmen, dass er für jeden einzelnen Thermoplasten, den er mit dem Additiv modifizieren will, ein eigenes Additiv-Masterbatch vorhalten muss. Zweifellos nicht besonders wirtschaftlich. Ziel war es also ganz klar, ein hochwirksames und leicht zu verarbeitendes Silikon-Additiv zu entwickeln, das sich universell für jeden thermoplastischen Kunststoff eignen sollte.

Wie die beiden Autoren Dr. Klaus Pohmer und Martin Schmid von der Wacker Chemie (München) in der Fachzeitschrift Plastverarbeiter schreiben, ist mittlerweile der richtige Schritt gelungen:

Nach der Herstellung der ersten Proben des Additivs begannen die umfangreichen anwendungstechnischen Prüfungen. Hier mussten die Silikon-Pellets ihre Wirksamkeit und Praxistauglichkeit anhand von talkgefüllten Polypropylen-Mischungen beweisen und sich dem Vergleich mit marktgängigen Konkurrenzprodukten stellen. Auch hinsichtlich etwaiger Nebenwirkungen wurden Test-Reihen durchgeführt, die zu einem klaren Ergebnis führen: Die Silikon-Pellets verringern die Oberflächenreibung des Kunststoffs und verbessern dadurch die Kratz- und Abriebbeständigkeit. Die Zugfestigkeit und die Steifigkeit werden sogar besser. Außerdem zeigten die Tests, dass der modifizierte Kunststoff nicht klebrig wird, wenn er ultraviolettem Licht ausgesetzt wird. Daher fühlen sich die Bauteile aus modifiziertem Polypropylen auch nach intensiver Sonneneinstrahlung noch gut an.

Im Unterschied zu organischem Additiv migriert das langkettige Silikon nicht aus dem Kunststoff aus, auch nicht bei höheren Temperaturen. Unangenehme Gerüche und Ausblühungen sowie lästige Beläge auf der Windschutzscheibe gehören der Vergangenheit an. Und weil Kunststoffoberflächen mit dem neuen Additiv deutlich kratz- und abriebbeständiger werden, sehen sie im Fahrzeug-Innenraum auch nach längerer intensiver Nutzung noch fast wie neu aus.