DE10020481A1

DE10020481A1 - Coating of metal parts, especially of ungalvanized steel, comprises using powder coating compositions to avoid air pollution and health problems

Info

Publication number: DE10020481A1
Application number: DE2000120481
Authority: DE
Inventors: Bernd Drummer; Marco Emmerlich
Original assignee: WOBEK OBERFLAECHENSCHUTZ GmbH
Current assignee: WOBEK OBERFLAECHENSCHUTZ GmbH
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2001-10-31

Abstract

Process for coating metal parts comprises sandblasting the metal parts, applying a base coat of a zinc-containing or zinc-free epoxy powder coating composition and then applying a top coat of a polyester or mixed powder coating composition.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Metallteilen, insbesondere von unverzinkten Stahlteilen, zur Bereitstellung einer korrosionshemmenden Schicht.The invention relates to a method for coating Metal parts, especially of non-galvanized steel parts, for Provision of an anti-corrosion layer.

Solche Verfahren werden beispielsweise im Fahrzeugbau, im Maschinenbau, im Stahl- und Stahlleichtbau, bei Gartenmöbeln etc. eingesetzt. Die aus Stahl bestehenden Gegenstände werden durch die Beschichtung mit einem Lack oder Kunststoff vor dem Angriff korrosiver Medien (Sauerstoff, Wasser, Elektrolyte, Säuren oder Aerosole) geschützt. Dieser Schutz ist meistens sehr unzureichend, da die Lack- beziehungsweise Kunststoffbeschichtung häufig Poren und Risse aufweist, bzw. die Schicht nicht genügend diffusionsdicht ist, und sich dadurch ein Elektrolytfilm ausbreiten kann, der die Beschichtung unterwandern kann.Such methods are used, for example, in vehicle construction Mechanical engineering, in steel and lightweight steel construction, for garden furniture etc. used. The objects made of steel will by coating with a varnish or plastic before Attack of corrosive media (oxygen, water, electrolytes, Acids or aerosols). This protection is mostly very inadequate since the paint or Plastic coating often has pores and cracks, or the Layer is not sufficiently diffusion-tight, and thereby one Electrolyte film can spread out of the coating can infiltrate.

Um dieses zu vermeiden, wird die Lack- oder Kunststoffschicht nicht direkt auf das Metallteil aufgebracht. Es wird zuvor eine dem Korrosionsschutz dienende Zwischenschicht aufgebracht; überwiegend werden anorganische Zwischenschichten verwendet, die durch Phosphatierung Schichten aus Eisen und/oder Zinkphosphat oder durch Chromatierung Schichten aus Mischoxiden des Chroms erzeugen.To avoid this, the paint or plastic layer not applied directly to the metal part. It becomes one beforehand Intermediate layer used for corrosion protection; predominantly inorganic intermediate layers are used that by phosphating layers of iron and / or zinc phosphate or by chromating layers of mixed oxides of chromium produce.

Diese haben den Nachteil, daß sie gegenüber den Lack- und Kunststoffbeschichtungen nicht immer optimale haftvermittelnde Eigenschaften aufweisen.These have the disadvantage that they are compared to the paint and Plastic coatings are not always optimal adhesion promoters Have properties.

Im allgemeinen werden Stahlteile mit einer korrosionshemmenden Schicht versehen, die mittels mehrerer Beschichtungsschritte aufgebracht wird.In general, steel parts with an anti-corrosion Provide layer by means of several coating steps is applied.

Dies ist beispielsweise aus der DE 693 01 634 T2 bekannt. This is known for example from DE 693 01 634 T2.

Vor dem ersten Beschichtungsschritt wird die Oberfläche des Stahlteiles durch Sandstrahlen oder mit Hilfe eines chemischen Mittels gesäubert.Before the first coating step, the surface of the Steel part by sandblasting or with the help of a chemical Cleaned by.

Im ersten Beschichtungsschritt wird die saubere Oberfläche mit einer lösungsmittelhaltigen Rostschutzfarbe (Zink-Grundierfarbe) versehen, um eine Zink-Grundierschicht zu bilden. Durch den Anodeneffekt des darin enthaltenen Zinkpulvers wird dem Stahlgegenstand eine gute Korrosionsbeständigkeit verliehen. Daran anschließend wird auf dem Stahlgegenstand in einem zweiten Beschichtungsschritt eine Farbschicht (Farbe vom Lösungsmitteltyp) aufgebracht. Durch die Verwendung von lösungsmittelhaltigen Farben kann es zu Luftverschmutzungen und Gesundheitsbeeinträchtigungen kommen.In the first coating step, the clean surface is included a solvent-based rust protection paint (zinc primer) to form a zinc primer. By the The anode effect of the zinc powder contained therein is the Steel object is given good corrosion resistance. This is followed by a second on the steel object Coating step a layer of paint (color from Solvent type) applied. By the use of Solvent-based paints can cause air pollution and Health impairments are coming.

Durch den Einsatz von lösungsmittelfreien Farben, z. B. Pulverfarben, können diese Probleme beseitigt bzw. vermindert werden.Through the use of solvent-free colors, e.g. B. Powder colors, these problems can be eliminated or reduced become.

Da die Pulverfarbe auf die Zink-Grundierschicht aufgebracht und dann bei einer Temperatur von 160°C-200°C eingebrannt wird, entsteht in der Pulverschicht eine Wärmeschrumpfspannung.Because the powder paint is applied to the zinc primer layer and then baked at a temperature of 160 ° C-200 ° C, a heat shrinkage tension occurs in the powder layer.

Dadurch kann die Haftfestigkeit der Pulverschicht an der Grundierschicht abnehmen.As a result, the adhesive strength of the powder layer on the Remove primer coat.

Aufgrund der ungenügenden Wärmebeständigkeit vieler Zink- Grundierschichten kann es beim Einbrennen der Pulverschicht zu Problemen kommen.Due to the insufficient heat resistance of many zinc Primer coats can burn in when the powder coat is burned in Problems come up.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Beschichtung von Metallteilen, insbesondere von unverzinkten Stahlteilen, zu schaffen, das die vorher beschriebenen Probleme löst und eine korrosionshemmende Schicht auf einem Metallgegenstand bereitstellt.The object of the present invention is to provide a method for Coating of metal parts, especially non-galvanized ones Steel parts, creating the problems previously described dissolves and a corrosion-inhibiting layer on one Provides metal object.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nach der Säuberung der zu beschichtenden Stahlteile von Zunder bzw. von Rost durch Sandstrahlen in einem ersten Beschichtungsschritt ein zinkhaltiges oder ein zinkfreies Epoxidpulver als Grundierungsschicht und daran anschließend in einem zweiten Beschichtungsschritt ein Polyester- oder -mischpulver aufgetragen wird. Vor dem Auftragen der Grundierschicht wird eine Schweißnahtbehandlung durch Auftragen und Glätten einer 2-Komponenten-Spachtelmasse vorgenommen.According to the invention the object is achieved in that after cleaning the steel parts to be coated from scale or rust from sandblasting in a first Coating step a zinc-containing or a zinc-free Epoxy powder as a primer layer and then in a second coating step a polyester or -mixed powder is applied. Before applying the Primer layer is a weld seam treatment by application and smoothing a 2-component filler.

Die Polyester- oder -mischpulverschicht, die beispielsweise mit einer elektrostatischen Lackiermaschine aufgetragen werden kann, wird auf der Grundierungsschicht eingebrannt. Das Einbrennen kann in Gasöfen, Elektroöfen, infrarot-beheizten Öfen etc. erfolgen. Brenntemperatur und Brenndauer werden durch die Ofenbedingungen bzw. durch Größe oder Form des beschichteten Gegenstandes sowie durch die Pulverzusammensetzung bestimmt. Daher besteht die korrosionshemmende Schicht der vorliegenden Erfindung im wesentlichen aus einer Pulvergrundierschicht und einer Pulverfarbschicht und ist auf dem Stahlgegenstand mit guter Haftfestigkeit ausgebildet.The polyester or mixed powder layer, for example with can be applied to an electrostatic painting machine, is baked on the primer layer. The branding can be used in gas ovens, electric ovens, infrared heated ovens etc. respectively. Firing temperature and duration are determined by the Furnace conditions or by size or shape of the coated Object as well as determined by the powder composition. Therefore, the corrosion-inhibiting layer of the present is Invention essentially from a powder primer and a layer of powder paint and is on the steel object with good adhesive strength.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention is intended to be explained in more detail using an exemplary embodiment are explained.

In der vorliegenden Erfindung wird eine korrosionshemmende Schicht mit dem folgenden Verfahren, das erste und zweite Beschichtungsschritte einschließt, auf einen Stahlgegenstand aufgebracht. In the present invention, an anti-corrosion Layer using the following procedure, the first and second Includes coating steps on a steel object upset.

Der Stahlgegenstand, beispielsweise ein Rahmen aus unverzinktem Stahlprofil, wird aus entsprechend zugeschnitten Profilen zusammengeschweißt.The steel object, for example a frame made of non-galvanized Steel profile, is made from appropriately cut profiles welded together.

Die Konstruktion muß korrosionsschutzgerecht ausgeführt sein. Die Oberflächen der Profile werden durch Sandstrahlen vom Walzzunder und anderen Verunreinigungen befreit. Die Schweißnähte werden verschliffen und evtl. Poren durch Auftragen einer 2-Komponenten-Spachtelmasse, beispielsweise Knetmetall BG-X-84 von Technolit, vorbehandelt.The construction must be corrosion-proof. The surfaces of the profiles are sandblasted by Mill scale and other impurities are removed. The Weld seams are sanded and possibly pores by application a 2-component filler, for example kneading metal Technolit BG-X-84, pre-treated.

Nach dem Aushärten der Spachtelmasse wird diese durch Schleifen geglättet, um einen einwandfreien Übergang zu erhalten.After the filler has hardened, it is sanded smoothed to get a smooth transition.

Im ersten Beschichtungsschritt wird auf die Rahmenoberfläche ein Epoxidpulver, welches bis zu 60% Zink enthalten kann, aufgetragen. Das Auftragen kann beispielsweise elektrostatisch erfolgen, indem das Pulver elektrostatisch aufgeladen wird, wodurch es an der Oberfläche des geerdeten Teiles haften bleibt.In the first coating step, the frame surface is applied Epoxy powder, which can contain up to 60% zinc, applied. The application can take place, for example, electrostatically, by electrostatically charging the powder, causing it to sticks to the surface of the earthed part.

Die Grundierschicht wird einer ersten Wärmebehandlung unterworfen, und zwar derart, daß die Grundierschicht nur angeliert wird. Das heißt, das aufgetragene Epoxidpulver wird nicht vollständig vernetzt. Eventuell entstehende Unebenheiten oder Fehlstellen in der Schicht werden vor dem Auftragen der Deckschicht nachbehandelt.The primer layer undergoes a first heat treatment subjected, in such a way that the primer layer only is gelled. That is, the epoxy powder applied not fully networked. Possible bumps or imperfections in the layer are removed before applying the Treated top layer.

Die im ersten Beschichtungsschritt aufgetragene Grundierschicht weist eine Dicke von 60 bis 70 µm auf. The primer coat applied in the first coating step has a thickness of 60 to 70 microns.

Im zweiten Beschichtungsschritt wird eine Pulverfarbe auf die angelierte Grundierschicht aufgebracht und anschließend bei einer Brenntemperatur 180° bis 200°C eingebrannt, um eine Pulverfarbschicht auf der Grundierschicht zu erhalten.In the second coating step, a powder paint is applied to the fused primer coat applied and then at a firing temperature of 180 ° to 200 ° C to a Obtain powder paint layer on the primer layer.

Die Pulverfarbe, vorzugsweise ein Polyesterpulver, dem Zusatzstoffe wie z. B. Füllstoffe und/oder Farbpigmente zugesetzt sind, wird mittels eines elektrostatischen Beschichtungsgerätes auf die Grundierschicht aufgebracht.The powder paint, preferably a polyester powder, the Additives such as B. fillers and / or color pigments are added by means of an electrostatic Coating device applied to the primer layer.

Nach dem Auftragen der Pulverfarbschicht wird diese in einem Ofen eingebrannt. Das Einbrennen der Pulverfarbschicht erfolgt beispielsweise in einem Elektroheißluftofen bei einer Brenntemperatur von 190°C und einer Verweildauer von 25 Minuten. Die so erhaltene Deckschicht weist eine Dicke von 60-70 µm auf.After applying the powder paint layer, this is in one Branded oven. The powder paint layer is burned in for example in an electric hot air oven at a Firing temperature of 190 ° C and a residence time of 25 minutes. The top layer thus obtained has a thickness of 60-70 microns on.

Durch den Einbrennvorgang erhalten die Grenzbereiche zwischen Grundier- und Deckschicht eine innige Verbindung, sodaß eine hervorragende Haftfestigkeit erreicht wird.The burn-in process preserves the border areas between Primer and top layer an intimate connection, so that a excellent adhesive strength is achieved.

Durch die Verwendung von Epoxidpulver für die Grundierschicht und Polyesterpulver für die Deckschicht mit jeweils nahezu gleicher Wärmeschrumpfspannung ergibt sich eine korrosionshemmende Schicht mit guter Haftfestigkeit auf dem Stahlgegenstand. Eine Schädigung der Grundierschicht durch den Einbrennvorgang wird vermieden.By using epoxy powder for the primer coat and polyester powder for the top layer each with almost same heat shrinkage stress results in a corrosion-resistant layer with good adhesive strength on the Steel object. Damage to the primer coat caused by the Burn-in process is avoided.

Claims

1. A method for coating metal parts, in particular non-galvanized steel parts, the metal part being pretreated by sandblasting and then being provided with a primer and a top layer, characterized in that after cleaning the surface to be coated, a zinc-containing or zinc-free epoxy powder is applied as a primer layer and a polyester or mixed powder is applied in a second coating step.

2. Process for coating metal parts according to claim 1, characterized in that one before applying the primer coat Weld seam treatment by applying a 2-component Filler is made.