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Die Erfindung betrifft einen Korrosionsschutz, dessen Verwendung, ein Verfahren zu dessen Aufbringen und ein Set nach dem Oberbegriff des 1. 4., 5. und 11. Patentanspruchs, wobei der Korrosionsschutz zur Beschichtung metallischer Bauteile bzw. von Bauteilen mit metallischen Oberflächen eingesetzt wird.
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Korrosive Metalle korrodieren auch wenn Sie lackiert sind, daher werden Kfz Karosserien verzinkt, dann gibt es eine Herstellergarantie für max. 10 Jahre.
Es gibt auch die Möglichkeit der Plastifizierung.
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Unter Plastifizieren versteht man das Beschichten eines Gegenstands mit einer Schutzschicht aus Kunststoff.
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Dabei werden Metallgegenstände und Drähte z. B. (v. a. aus Kostengründen) plastifiziert, statt sie zu verzinken oder zu lackieren, um sie vor Rost zu schützen.
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Plastifiziert wird mit Extrudermaschinen, in denen plastifizierte, also thermisch weichgemachte Kunststoffe das Teil als Kern umhüllen.
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Dabei werden die Metalloberflächen in einer Anlage mit Kunststoff beschichtet bzw. plastifiziert ( https://de.wikipedia.org/wiki/Plastifizieren_(Beschichten) ). Das ist sehr aufwendig und teuer. Es muss bei der Produktion der Produkte direkt beschichtet werden ein einfaches Nachbeschichten ist nicht mehr möglich.
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Bekannt sind auch Anstrichfarben, die unter anderen auch für metallische Oberflächen Verwendung finden können, die jedoch mit UV-Licht aushärtbar sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache und kostengünstige Lösung zu entwickeln, die es jedem ermöglicht eine Metalloberfläche jederzeit und überall mit einer Schutzschicht aus Kunststoff zu versehen.
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Diese Lösung wird mit einer Kunststoffbeschichtung durch manuelles Plastifizieren nach Anspruch 1., deren Verwendung nach Anspruch 5., einem Verfahren nach Anspruch 6. und einem Set nach Anspruch 11. gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Der Korrosionsschutz für eine Metalloberfläche, ist erfindungsgemäß eine in Form eines auf die Metalloberfläche manuell auftragbaren in flüssiger oder teilflüssiger Form vorliegenden Kunststoffes auf Acrylatbasis, welcher mit Licht außerhalb, insbesondere oberhalb des UV-Bereiches lichthärtend ist.
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Dadurch bestehen keine gesundheitlichen Gefährdungen, insbesondere wenn die Beschichtung im Heimwerkerbereich auf metallische Substrate aufgetragen wird.
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Der Kunststoff zum manuellen Plastifizieren weist dabei einen Photoinitiator auf und ist bevorzugt mit Licht im blauen Wellenlängenbereich aushärtbar.
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Insbesondere weist der Kunststoff einen bei Einwirkung von Licht mit einer Wellenlänge oder einem Wellenlängenbereich größer oder gleich 280nm bis 600nm einen Polymerisationsprozess startenden, Photoinitiator auf.
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Bevorzugt ist die durch Plastifizieren aufgetragene Schicht aus Kunststoff durch Einwirkung mit Licht einer LED-Lampe aushärtbar.
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Der Kunststoff weist dabei zum manuellen Auftragen auf die zu behandelnde metallische Oberfläche eine entsprechende Viskosität auf, die insbesondere das Auftragen durch Anstreichen, Aufsprühen oder auch das Beschichten der metallischen Oberfläche durch Tauchen in den flüssigen/teilflüssigen lichtaushärtbaren Kunststoff gewährleistet und wird bevorzugt in handelsüblichen Verpackungen (Dosen, Sprühdosen und dergleichen) mit der Viskosität, die ein unmittelbares manuelles Beschichten der Metalloberfläche ermöglicht, dem Verbraucher zur Verfügung gestellt.
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Erfindungsgemäß erfolgt weiterhin erstmalig die Verwendung eines Kunststoffs als Korrosionsschutz zum manuellen Plastifizieren einer Metalloberfläche, der ein lichthärtender Kunststoff auf Acrylatbasis ist.
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Bevorzugt wird der Kunststoff dem Verbraucher mit einer Viskosität zur Verfügung gestellt, die ein Auftragen auf die metallische Oberfläche durch aufsprühen, Streichen, Tauchen (bevorzugt bei kleineren Gegenständen) ermöglicht.
Die Viskosität des Kunststoffs bei Raumtemperatur liegt dabei insbesondere zwischen 800 bis 2500 mPa · s.
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Je größer die Viskosität, desto dickflüssiger (weniger fließfähig) ist der Kunststoff, je niedriger die Viskosität, desto dünnflüssiger (fließfähiger) ist er.
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Bei dem erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Korrosionsschutzes auf einer Metalloberfläche, wird auf die Metalloberfläche Kunststoff auf Acrylatbasis manuell durch Plastifizieren aufgetragen, wobei der Kunststoff jedoch bereits in einer Viskosität vorliegt, die ein Aufbringen auf die metallische Oberfläche gewährleistet und wobei der Kunststoff lichthärtend ist und dann der auf die metallische Oberfläche manuell aufgetragene Kunststoff mit einer LED Lampe mit sichtbarem Licht beleuchtet wird, wodurch der aufgetragene Kunststoff aushärtet.
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Insbesondere wird der auf die Metalloberfläche aufgetragene Korrosionsschutz in Form der flüssigen oder teilflüssigen bzw. zähflüssigen Kunststoffplastifizierung mittels der LED-Lampe mit Licht einer Wellenlänge oder eines Wellenlängenbereiches größer oder gleich 280nm bis 600nm beleuchtet wird.
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Der durch Plastifizierung manuell auf die metallische Oberfläche in Form des lichthärtenden Kunststoffs aufgetragene Korrosionsschutz kann anschließend nach dem Aushärten mittels der LED herkömmlich lackiert werden.
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Das Lackieren kann z.B. mit lichthärtendem Lack oder mit Lacken die Lösungsmittel wie z.B. Terpentin, Alkohol, Aceton, Terpentinersatz und Verdünner enthalten, oder mit Latexfarben, Acrylfarben die auch wasserbasiert sein können, oder Alkydlacken erfolgen.
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Es ist möglich, vor dem Aufbringen des Lackes eine Grundierung auf die ausgehärtete Kunststoffschicht aufzutragen.
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Die flüssige oder teilflüssige bzw. zähflüssige lichtaushärtbare Kunststoffschicht kann auf die unbehandelte Metalloberfläche, die eventuell bereits Roststellen aufweist aufgetragen werden (durch aufstreichen mit einem Pinsel oder einer Walze, durch Aufsprühen oder Tauchen). Alternativ kann die Metalloberfläche auch vor dem Auftragen der lichthärtbaren Kunststoffbeschichtung gereinigt und/oder entfettet werden. Es ist bedarfsweise ebenfalls möglich, die Metalloberfläche vor dem manuellen Plastifizieren mit einer Grundierung zu versehen.
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Es besteht weiterhin die Möglichkeit, nach dem teilweisen oder vollständigen Aushärten der Kunststoffschicht eine oder mehrere weitere Schichten aus lichtaushärtbarem Kunststoff durch Plastifizieren aufzutragen, bis eine gewünschte Schichtdicke erreicht ist, je nachdem wie stark die Oberfläche mechanisch beansprucht wird.
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Die lichtaushärtbare Kunststoffschicht ist bevorzugt transparent ausgebildet.
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Das Set zum Herstellen eines Korrosionsschutzes besteht
- - aus dem Korrosionsschutz aus Kunststoff auf Acrylatbasis, der durch Plastifizieren auf die metallische Oberfläche auftragbar ist und dafür bereits mit der erforderlichen Viskosität vorliegt und mit Licht außerhalb / oberhalb des UV-Bereiches lichthärtend ist
- - sowie aus wenigstens einer LED Lampe, mit welcher Licht in einem Wellenlängenbereich von 300 nm bis 780nm abgebbar ist.
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Bevorzugt weist die LED-Lampe eine oder mehrere LEDs auf, welche Licht in einem Wellenlängenbereich von 300 bis 600 Nanometer (nm), insbesondere im Bereich von 450 bis 480 nm, insbesondere bei 470 nm und insbesondere in einem Bereich von 390 bis 410 nm (violette bis blaues Licht) abgibt.
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Der Photoinitiator sorgt bei Bestrahlung des aufgetragenen Kunststoffs insbesondere mit Strahlung/Licht in einem Bereich von 300 bis 600 Nanometer (nm), insbesondere im sichtbaren Lichtspektrum von 450 bis 480 nm, insbesondere bei 470 nm oder insbesondere in einem Bereich von 390 bis 410 nm und besonders bevorzuge bei 405 nm für ein Aushärten der aufgetragenen Beschichtung. Das vollständige Aushärten des aufgetragenen Korrosionsschutzes erfolgt durch die Bestrahlung mit der LED-Lampe in wenigen Sekunden bis Minuten (bevorzugt innerhalb von 3 Sekunden bis 10 Minuten).
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Insbesondere gibt die LED-Lampe Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich von 380 bis 490 nm (violettes bis blaues Licht) ab, durch welche die Kunststoffbeschichtung aushärtet, wenn auf dieses das Licht trifft.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungen des Korrosionsschutzes für Metalle auf der Basis eines durch manuelles Plastifizieren auftragbaren Kunststoffs, der lichthärtend ist, beschrieben:
- Gemäß einer Variante ist die Beschichtung in Form des Kunststoffes, transparent bzw. klar oder zumindest teilweise lichtdurchscheinend und lichthärtend durch eine radikalische Polymerisation.
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Die Rezeptur dieses radikalischen Systems, d.h. der zur Plastifizierung verwendete Kunststoff auf Acrylatbasis, der nach dem Auftragen auf die metallische Oberfläche durch Licht aushärtbar ist, besteht im Wesentlichen aus folgenden Bestandteilen:
- - 70-95 Gewichts % difunktionales Urethanacrylat,
- - 0-5 Gewichts % Photoinitiator TPO-L (Ethyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenyl phosphinate),
- - 0-5 Gewichts % Photoinitiator Keycure 981 (Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphineoxide),
- - 0-5 Gewichts % optischer Aufheller Tinopal OB CO (2, 5-thiophenediylbis (5-tert-butyl-1, 3-benzoxazole),
- - 10-20 Gewichts % Weichmacher (K-Flex 500)
- - 1-10 Gewichts % Silan JH-O174 (3-(Methacryloxyl)propyltrimethoxysilane).
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Dieser zum Plastifizieren geeignete Kunststoff ist durch Licht im violetten bis blauen Bereich aushärtbar.
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Dabei kann auch eine Mischung unterschiedlicher Urethanacrylate verwendet werden.
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Diese Reaktion der Aushärtung in einem radikalischen Prozess wird über eine Strahlung im UV-nahen Bereich (bevorzugt oberhalb des UV-Bereichs) und/oder durch EB-Strahlung (EB=electro beam/ Elektronenstrahl) induziert.
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Nach dem Aufbringen des im flüssigen oder teilflüssigen Zustand vorliegenden Kunststoffs auf die metallische Oberfläche durch Anstreichen,, Rollen, Aufsprühen, Gießen oder Tauchen wird die manuell aufgebrachte Kunststoffbeschichtung mit einer Lampe, welche insbesondere Licht außerhalb des UV-Bereichs abgibt, insbesondere Licht im violetten bis blauen Bereich, bestrahlt. Bereits bei einer Bestrahlungsdauer von wenigen Sekunden härtet die durch manuelle Plastifizierung der metallischen Oberfläche aufgebrachte Kunststoffschicht aus. Danach kann diese ausgehärtete Kunststoffschicht mit einer weiteren Kunststoffschicht plastifiziert oder mit einem Farbanstrich, beispielsweise mit Farblack versehen werden.
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Dabei werden strahlungshärtende, insbesondere im UV-nahen Bereich (mit Wellenlängen über dem UV-Bereich) und bevorzugt mittels Licht im violetten bis blauen Wellenlängenbereich härtende Acrylate mit dem bereits vorgenannt beschriebenen Wellenlängenbereich zur Realisierung des radikalischen Prozesses oder des ersten Aushärtungsprozesses beim dual-cure Prozess verwendet.
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Insbesondere handelt es sich bei den strahlungshärtenden Silikonacrylaten um Acrylate-Functional Pre-Polymer. Bevorzugt wird eine Mischung aus:
- - Multi tri-functional silicone acrylate pre-polymer for UV cured systems
- - Linear silicone acrylate pre-polymer for UV cured systems eingesetzt.
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Die Viskosität des lichthärtenden Kunststoffs zum Auftragen bei Raumtemperatur (z.B. bei 25°C) vor dem Aushärten mittels UV-Strahlung oder anderer geeigneter Strahlung ist so zu wählen, dass diese insbesondere streichfähig bzw. sprühfähig ist (z.B. wie ein Farblack). Die Viskosität des Kunststoffs bei Raumtemperatur liegt dabei bevorzugt zwischen 800 bis 2500 mPa · s.
Der unverarbeitete Kunststoff ist somit dickflüssig (weniger fließfähig) bis dünnflüssig (fließfähiger). Der lichthärtende Kunststoff liegt dabei handelsüblich bereits in einer fließfähigen sofort verarbeitbaren Form vor.
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Die erfindungsgemäße Beschichtung wird insbesondere im Bastel- und Heimwerkerbereich verwendet.
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Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht auch darin, dass die Beschichtung VOC-frei (volatile organic compounds) ist und somit keine flüchtigen Lösemittel enthält, welche geruchsbelästigend sind (evtl. auch gesundheitlich bedenklich).
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Die abgegebene Ausgangsstrahlung der LED-Lampe bzw. des/der Leuchtmittel sollte mindestens 2 Watt betragen.
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Bei einer hohen Ausgangsstrahlung kann der Abstand des Leuchtmittels von der auszuhärtenden Beschichtung größer gewählt werden, z.B. > 5 cm. Ist die Ausgangsstrahlung geringer, sollte der Abstand zu der aufgetragenen Beschichtung kleiner sein, z.B. ≤ 5 cm.
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Insbesondere durch die erfindungsgemäße Verwendung eines lichthärtenden Kunststoffes zum erstmals möglichen manuellen Plastifizieren, wobei der Kunststoff mit Licht oberhalb des UV-Bereiches aushärtet (Farbbereich des Lichtes lila bis blau), sind bei der Verarbeitung bzw. dem Aushärtungsprozess keinerlei gesundheitliche Gefährdungen zu verzeichnen.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird es erstmalig jedem ermöglicht, Metalloberflächen jederzeit und überall mit einer Schutzschicht aus Kunststoff durch manuelles Plastifizieren zu beschichten.
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Es ist keine teure Industrieanlage mehr notwendig, die bisher das Plastifizieren ausschließlich für industrielle Anwendungen ermöglicht hat.
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Ein manuelles Plastifizieren, d.h. ein manuelles Beschichten einer metallischen Oberfläche mit einer Kunststoffschicht als Korrosionsschutz war bisher im Heimwerkerbereich nicht möglich.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erstmalig eine Spezial Beschichtung in Form des erfindungsgemäßen erstmalig bereits handelsüblich in flüssiger oder teilflüssiger Form vorliegenden lichtaushärtbaren Kunststoffs aufgetragen, diese wird nach dem Aufbringen mit einer Spezial LED Lampe mit sichtbarem Licht beleuchtet, dabei härtet die Spezial Beschichtung aus.
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Die Spezial Beschichtung besteht aus einem Kunstoff auf Acrylatbasis der mit Hilfe von sichtbarem Licht aushärtet und der vorzugsweise klar (transparent) bzw. durchscheinend ist.
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Anschliessend kann diese Beschichtung so bestehen bleiben, wenn kein weiteres Lackieren notwendig ist weil z.B. die unbearbeitete oder bearbeitete, z.B. geschliffene Metalloberfläche sichtbar bleiben soll.
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Wenn die Oberfläche farbig sein soll, kann diese herkömmlich lackiert werden z.B. mit lichthärtendem Lack oder mit Lacken die Lösungsmittel wie z.B. Terpentin, Alkohol, Aceton, Terpentinersatz und Verdünner enthalten, oder mit Latexfarben, Acrylfarben die auch wasserbasiert sein können und Alkydlacken.
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Zur besseren Farbgebung können auch geeignete Grundierungen verwendet werden bevor der Farblack aufgetragen wird.
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Der Vorteil bei der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass es nun jedermann möglich ist Metalloberflächen kostengünstig und selbst vor Ort dauerhaft zu Beschichten und so lebenslang vor Korrosion zu schützen.
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Es ist dabei möglich erstmalig die vor Korrosion zu schützende metallische Oberfläche MANUELL zu Plastifizieren, da erstmalig dafür ein lichthärtender Kunststoff, der bereits in einer fließfähigen Form vorliegt, zur Verfügung steht. Dieser Kunststoff kann von jedem auf die Metalloberfläche manuell aufgetragen und anschließend mit dem LED-Licht ausgehärtet werden.
Die Metalloberfläche ist durch den manuell aufgetragenen Kunststoff zuverlässig vor Korrosion geschützt. Als manuelles Auftragen wird auch ein Auftragen mit einer Spritzpistole verstanden.
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Es wurde festgestellt, dass der neuartige Korrosionsschutz für eine Metalloberfläche überaus witterungsbeständig ist und auch mechanischen Beanspruchungen standhält und schlagzäh ist.