Automotive Coatings Formulation: Chemistry, Physics und Practices

3.4.8 Underbody seals and seam sealants
3.4.8.1 Underbody seals
The car underbody and the wheel houses are the parts mostly affected by stonechipping. They 
therefore have to be coated with special materials called underbody seals. There are no special 
requirements here concerning an attractive surface structure in terms of colour, effect, gloss, and 
smoothness. But besides stonechip protection, the seals must offer excellent adhesion and boost 
corrosion resistance. The properties of such materials are tested by applying them to test panels 
in a defined layer thickness, and then exposing them to permanent stonechipping. The damage 
is assessed on the basis of exposure time. The chosen materials can be applied in relatively thick 
layers and are inexpensive. For thick-layer application, the best materials are those which form 
films without evaporation of solvents. Evaporation of solvents from thick layers causes film defects 
such as blisters and craters. In the past, waxes were used, which were applied as melt to the parts 
of the car body described above. But the wax layers were not durable enough. The most important 
materials currently for underbody seals are polyvinylchloride (PVC) and polyurethanes.
PVC plastisols
The binders for underbody seals consist of a dispersion of polyvinylchloride (which is not modified 
by additional chlorine, PCU) in a plasticiser. The most important plasticisers are those which are 
not saponifiable, and, because of their lower cost, esters of phthalic acid and adipic acid. The PVC 
is produced by emulsion polymerisation in water. The molar masses of the polymer are 30,000 to 
Automotive OEM coatings

---

75
100,000 g/mol. The primary particles of the dispersions are 0.1 to 2.0 µm. The PVC dispersion is 
spray-dried to yield a particle size of 10 to 20 µm. Those particles are dispersed in the plasticiser 
to form a plastisol (an extremely fine distribution of polymer particles in a plasticiser).
The underbody coating materials contain plastisols and coloured pigments and extenders. The 
colours are usually grey. The pigments and extenders are dispersed in the PVC dispersion. Film 
forming takes place at elevated temperatures. In most cases, stoving is carried out along with that 
of the primers or primer surfacers. During stoving, the PVC particles soften and dissolve in the 
plasticiser to form a homogeneous film matrix. After cooling, the resultant coating layers are resist-
ant to stonechipping, moisture, and chemicals. No volatile organic compounds are omitted during 
film formation. Film thicknesses of approx. 600 µm (in some cases up to 1 mm) are attainable. 
Some criticism surrounds the use of PVC. At high temperatures – e.g. in a fire – PVC can decom-
pose into hazardous chlorine compounds.