DD200527A1

DD200527A1 - Plastpulver fuer plastpulverbeschichtungen

Info

Publication number: DD200527A1
Application number: DD23257381A
Authority: DD
Inventors: Karl-Christian Danz; Harald Bittorf; Wolfgang Haendler
Original assignee: Danz Karl Christian; Harald Bittorf; Wolfgang Haendler
Priority date: 1981-08-13
Filing date: 1981-08-13
Publication date: 1983-05-11

Abstract

Plastpulver fuer Plastpulverbeschichtungen auf metallischen und mineralischen Oberflaechen mit verbesserter Korrosionsbestaendigkeit der daraus hergestellten Ueberzuege auf der Basis von Thermoplasten werden erhalten, wenn in dem Polymer 1 bis 50 Masse-% anorganische pulverfoermige Substanzen im Korngroessenbereich von 0,001 bis 20 My eingearbeitet enthalten sind.

Description

Titel der Erfindung

Plastpulver für Plastpulverbeschichtungen

Anwendungsgebiet der' Erfindung

Die Erfindung betrifft Plastpulver für Plastpulverbeschichtungen auf metallischen und mineralischen Oberflächen mit verbesserter Korrosionsbeständigkeit auf der Basis von Thermoplasten®

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Korrosionsbeständigkeit von organischen Schutzschichten wird durch ihre Widerstandsfähigkeit gegen Unterwanderung durch flüssige und gasförmige Substanzen sowie ihre hemmende Wirkung auf elektrochemische Reaktionen der zu schützenden Metalloberfläche mit dem umgebenden Medium charakterisiert»

Es ist bekannt, die Korrosionsbeständigkeit durch Verbesserung der .Haftfestigkeit der Plastbeschichtung bz\^ru des Beschichtungswerkstoff es, durch haftvermittelnde Zvii sehen schichten aus thermisch härtbaren Phenolharzen (DE-OS 1 906 299) und speziellen Polyamiden (DE-AS' 1 172 163) und durch Passivierung der zu schützenden Metalloberfläche durch .Ph.qspha.tie~ rung öder^: Chromatierung vor' der 'Beschichtung'mit dem· or.gani-»' ; sehen Thermoplast-Schutzfilm zu steigern»

Zur Verbesserung der Haftfestigkeit des Beschichtungswerkstoff es werden darüber hinaus die chemische Modifikation des Basispolymeren (DE-AS 1 669. 15I)₅ die Zumischung von reaktiv wirkenden Peroxiden (DD-WP 72 477, DE-OS. 2 002 008) und die Zumischung von Polymeren mit größerer Polarität (DD-WP 129 DE-OS 2 302 941) angegeben«

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Die bekannten Verfahren besitzen die Wachteile, daß entweder teure Zusatzkomponenten in die Beschichtungswerkstoffe eingearbeitet werden müssen oder zusätzliche Zwischenschichten vor dem Aufbringen der Plastpulverbeschichtung notwendig sind«,

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ohne zusätzliche Zwischenschichten die Korrosionsbeständigkeit von Plastpulverbeschichtungen zu verbessern· Weiterhin sollen die Verwendung von reaktiven Zusätzen und die dadurch bedingten Arbeitsschritte des Vernetzens unter Teinperatureinwirkung nach der Filmbildung vermieden werden«

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,- durch Modifizierung der thermoplastischen Beschichtungswerkstoffe die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen« ,

Es wurde gefunden, daß die Korrosionsbeständigkeit von thermoplastischen Pulverbeschichtungen erheblich verbessert werden kann, wenn in das Polymer oder Polymergeraisch 1 bis 50 Masse-?», vorzugsweise 4 bis 20 Masse-%, pulverfö'rrnige Substanzen im .Korngrößenbereich von 0,001 bis 20/um in der schmelzflüssigen_s gelösten oder suspendierten Phase vor der Aufbereitung zu Beschichtungspulver eingearbeitet werden«.

Die pulverförmigen Substanzen können alle festen Stoffe und· Stoffgemische sein,.die während der Herstellung und Verarbeitung, der Beschichtungspulver ausreichend thermisch stabil sind und keine zerstörenden oder zersetzenden Einflüsse auf das Polymer oder dag. Substrat ausüben:« .. . . .- ·. , .. .. · · '.. . . '.·.. _:,.'. .· ·

Als besonders geeignete pulverförmige Substanzen können anor-· " ' ganische Pigmente und/oder Füllstoffe_s wie gefälltes und mineralisches Bariumsulfats gefälltes Galciinncarbonat, Talkum, Kaolin, Kreide, Siliciumdioxid,· Titandioxid, Ruß, Eisen-Hund -III-oxid_s. Cadmiumsulfid and -selenid, Cobalt·« und Chromaluininat, Bleisilikochromat, einzeln oder im Gemisch eingesetzt werden t.

Darüber hinaus Ist es möglich, weitere bekannte Zusätze in das Plastpulver einzuarbeiten, wie z«B_e organische Pigmente, Stabilisatoren und Thixotropiermittele

Als Thermoplasten werden bevorzugt Polyethylen hoher und niederer Dichte, Ethylen-Vinylalkohol-Copolymere, Polypropylen, Polyamide, Polyethylenterephthalat und Polyvinylchlorid verwendete

Die Verarbeitung der Beschichtungspulver. erfolgt nach einem der bekannten Verfahren«. Die Vorbereitung der zu beschichtenden Oberflächen erfolgt durch Reinigen und gegebenenfalls Passivieren*

Ausführungsbeispiele

Beispiel 1

83,5 Masse-% Polyethylen hoher Dichte (f« 0,945 bis 0,957 g«cm~- und einer mittleren Molmasse von i10000 bis 130000 werden mit 8 Masse-% Pe₂O₃-ROt, 3 Massel TiO₂, 2,5 Masse-% BaSO₄, 2,5 Masse~% CaCO₀ und 0,5 Masse-% SIOp im festen Zustand gemischt und anschließend auf einem Kombinationskneter in der Schmelzphase des Polymeren homogenisiert« Das Granulat wird mit einer Pralltellermühle zu Pulver im Korngrößenbereich von 100 bis 350 ,um vermählen»

Die .Pulverbeschichtung erfolgt im Wirbelsinterverfahren. Als Beschichtungsgegenstände werden Stahlbleche mit Säuberungsgrad 3 und Abmessungen von 100 χ 70 χ.2 mm verwendet» Bei einer Vorvvärmtemperatur der Prüfbleche, von 620 K und einer Verweil-' ze.it von 5 s. im Wirbelbad werden Beschichtungen mit 45.0yum . Pilmdicke hergestellte . . ' ^: · ' ·

Die Prüfbleche werden mit in gleicher Weise hergestellten Prüfblechen mit BeSchichtungen aus dem unmodifizierten Polyethylen hoher Dichte auf Ihre Widerstandsfähigkeit gegen elektrochemische Unterwanderung von pünktiörmigen Schichtverletzungen aus geprüft« Die Proben werden dazu mit .definierten Verletzungen versehen und in eine Elektrolytlösung getaucht«. An Elektrolyt

und Prüfblech wird eine Gleichspannung angelegt, Die durch den elektrochemischen Angriff auf den Verbund Polyraerfilm ~ Metalloberfläche durchschnittlich unterwanderte Fläche ist ein Maß für die Unterwanderungsbeständigkeit«.

Unter gleichen Prüfbedingungen beträgt die unterwanderte Fläche bei den Beschichtungen aus unmodifizierten Polyethylen hoher Dichte durchschnittlich 6 nmu Die mit Füllstoffen modifizierten Beschichtungen werden durchschnittlich 2,2 mm unterwanderte Die Resistenz gegen Unterwanderung bei dieser Beanspruchung wurde damit nahezu um das Dreifache gesteigert«.

Beispiel 2

87 Masse-% eines Ethylen-Vinylalkohol-Copolyraeren, welches durch 100 %ige Verseifung eines Ethylen-Vinylacetat-Gopolymeren mit 31,4 Masse-% Vinylacetat gewonnen wurde_s werden mit 10 Masse-% TiO₂, 2,5 Masse-% BaSO, und 0,5 Masse-% SiOg im festen Zustand gemischt und mit einem Doppelschneckenextruder in der flüssigen Phase des Polymeren homogenisiert* Durch Mahlung des Extrudats auf einer Pralltellermühle wird ein Pulver von 100 bis 250/am Korngröße gewonnen» Mit diesem Pulver werden metallblank ge~ !bürstete Probebleche mit Abmessungen von 300 x. 100 χ 0,5 ram in einem elektrostatischen Wirbelbad beschichtete Die Filmbildungszeit beträgt 200 s bei 500 K₆

Diese Beschichtungsproben werden mit in gleicher Weise hergestellten Probeblechen mit Schutzfilmen aus dem gleichen Ethylen» Vinylalkohol~Copolymer ohne Zusätze auf einem Bevsitterung'sstand Industrieklima ausgesetzte

''DIe' Beschiebtü-ngen "c-türe· 'Füllstoffe zeigen nach 6; Monaten Span- :·· ;.. nungsrisse von mehreren Zentimetern an den Kanten und Abiösen der Polymerfilme in der Probenfläche von den Kanten her«. Damit haben die Beschichtungen ihren Schutzwert verlorene

Die Beschichtungen aus der Polymer-Füllstoff-Kombination weisen nach 30 Monaten Bewitterung noch keine Fehlstelle auf* Der Schutzwert ist vollständig erhalten geblieben©

Beispiel 3

95 Masse-% eines Polyethylens niederer Dichte (0,918 bis

„3 0,925 g * cm ^J) und einer mittleren Molmasse von 30000 werden mit 5 Masse-% CdS/Se~Rot im festen Zustand gemischt und mit einem Kombinationskneter im flüssigen Zustand des Polymeren homogenisiert» Die weitere technologische Bearbeitung und Beschichtung erfolgen analog Beispiel 1·

Die beschichteten Prüfbleche werden mit solchen verglichen, die eine Wirbelsinterbeschichtung aus dem gleichen Polyethylen ohne Zusätze erhalten haben« Die Prüfung erfolgt in einem Wechseltauchversuch mit UV-Belastung* Zur Verschärfung der Versuchsbedingungen werden die Proben mit definierten Schnittverletzungen versehen.».

Die Beschichtungen aus dem Polyethylen ohne Füllstoffe sind nach 300 Stunden Belastungsdauer, von den Schnittverletzungen ausgehend, vollständig unterwandert*

Die Beschichtungen.aus dem compoundierten Polymeren zeigen nach 1200 Stunden Belastung lediglich maximale Unterwanderungsraten von 1,5 mm auf₉ Der Schutzwert der Beschichtungen bleibt trotz der künstlichen Verletzung erhaltene

Beispiel 4

94 Masse-% eines Polyethylens niederer Dichte (kleiner als 0,918 g * CIiTO mit einer mittleren Molmasse von 50000 werden mit 5 Masse-% Fe₂Oo-ROt und 1 Masse-% Ruß analog Beispiel 1 verarbeitet«

Die' geYJönneneB.-Wirbelsinte.rbeschicht.ungen .werden mit ,sOlchen; ..· aus dem uncompoundierten Polymer 'verglichene Als Prüfmethode kommt der Salzsprühtest nach TGL 18 754/04'zur Anwendung«. Die Probebleche werden vor der Prüfung mit einer Schnittverletzung versehen« Die.Auswertimg erfolgt nach 33 Prüfzyklen»

Die BeSchichtungen auf Basis dea Polyethylens ohne Fülletoffe weisen eine durchschnittliche Unterrostuns von 16 mm auf_e

-e- 2 j Zb/ s ι

Die Beschichtungen rait Füllstoffen werden im Durchschnitt 3 min unterwandert«.

Die Empfindlichkeit gegenüber Chloridionen-haltigen Medien damit entscheidend gesenkt«

Beispiel 5

72,9 Masse-% Polyethylen niederer Dichte (0,918 bis 0,925 g-cnf-γι erden entsprechend der in Beispiel 1 angeführten Technologie mit 10 Masse-vö eines Bthylen-Vinylalkohol-Copolymeren entsprechend Beispiel 2_} 10 Masse-# gefälltem. BaSO,, 7 Mas.se-% ^Ti02 und 0,1 Masse-% Phthalocyanin-Blau homogenisiert und zu Beschichtungspulver verarbeitete Die -Beschichtung erfolgt wie in Beispiel 2 mittels elektrostatischem Wirbelsintern* Die erzeugten Schichten haben eine Dicke von 320 /um«

Zum Vergleich werden in analoger Weise Beschichtungen aus Pulver hergestellt, das aus einer homogenisierten Mischung von 90 Masse-% des oben erwähnten Polyethylens und-10 Masse-/» des Ethylen-Vinylalkohol-Copolymeren besteht*

Die Prüfung an schnittverletzten Proben irn Wechseltauehversuch mit UV-Belastung ergibt folgende Ergebnissei

Die Beschichtungen aus der Polymermischung des Polyethylens mit dem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymeren ohne weitere Zusätze weisen nach 400 Stunden Belastung eine durchschnittliche Unter« wanderung von 20 mm auf«.

Die Beschichtungen aus der Polymermischung mit den Zuschlag-' stoffen weisen nach 1.050 Stunden Belastung lediglich durch« . schnittliche Unterwanderungen von. 3 >.5 mm auf« .. -,' ' : \.... ·..-. . . ,.. ;...

Auch bei der Polymermischung wird eine deutliche Steigerung der Unterwanderungsbeständigkeit durch die Kombination mit den anorganischen Füllstoffen erreicht«,

Claims

~ 7

Erfindungsansprüche

1· Plastpulver für Plastpulverbeschichtungen, insbesondere auf raetallischen oder mineralischen Oberflächen, mit verbesser- tor Korrosionsbeständigkeit auf der Basis von Thermoplasten, dadurch gekennzeichnet,· daß das Polymer oder Polymergemisch 1 bis 50 Masse-%, vorzugsweise 4 bis 20 Masse-%, anorganic .sehe pulverförmige Substanzen im Korngrößenbereich von 0,001 bis 20/um, in das Polymer eingearbeitet,enthalte

2« Plastpulver für Plastpulverbeschichtungen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet j daß die anorganischen pulverförmiger Substanzen Pigmente und/oder Füllstoffe, wie gefälltes und "mineralisches Bariumsulfat, gefälltes Calciumcarbonate Talkum, Kaolin, Kreide, Siliziumdioxid, Titandioxid, Ruß,
Eisen-II- und Eisen-III-oxid, Cadmiumsulfid und Cadmium«
selenid, Cobalt™ und Chromaluminat, Bleisilikochromat, sindo