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Polyvinylehlorid- oder Polyvinylidenehloridüberzugsmittel für Metalle
und andere Werkstoffe Es ist bekannt, auf Metalloberflächen ohne vorheriges Aufbringen
eines Haftvermittlers Beschichtungen aus Polyvinylchloriddispersionen in Weichmachern,
die neben Stabilisatoren, Farbstoffen und Pigmenten Epoxyharze und Härtungsmittel
für Epoxyharze enthalten, aufzubringen und durch Erhitzen auszugelieren. Als Härtungsmittel
für Epoxyharze sind z. B. solche auf der Basis von Polyphenolen und Formaldhydharzen
bekannt (vergleiche z. B. britische Patentschrift 777 052 und »Chemische
Technik«, Dezember 1953, S. 745).
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Weiterhin ist es bekannt, für Polyvinylchloridpasten flüchtige Gelier-
bzw. viskositätserniedrigende Mittel zu verwenden (vergleiche z. B. deutsche Patentschrift
942652).
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Schließlich ist es bekannt, zur Pigmentierung von Epoxydharzen unter
anderem auch Zinkchromat zu verwenden (vgl. Merkblatt der Fa. Deutsche Shell Chemie
GmbH »Härtung von Epikote mit Aminen(i, August 1960, S. 5).
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Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß sich die Haftfestigkeit
von mit Epoxyharzen modifizierten Polyvinylchlorid- bzw. Polyvinylidenchloridüberzügen
auf Metallen und anderen Werkstoffen erheblich verbessern läßt, wenn man den Dispersionen
eine Kombination aus bestimmten Härtungsmitteln und Zinkchromat zusetzt.
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Die Erfindung betrifft somit Überzugsmittel zum Beschichten von ungrundierten
Metallen und anderen Werkstoffen mit Polyvinylchlorid- oder Polyvinylidenchloridüberzügen
auf der Grundlage von in der Hitze gelierbaren Dispersionen dieser Stoffe, die neben
Stabilisatoren, Farbstoffen und Pigmenten Epoxyharze und Härtungsmittel für Epoxyharze
auf der Basis von Phenolen oder Phenol-Formaldehyd-Harzen sowie flüchtige Gelier-
bzw. viskositätserniedrigende Mittel enthalten, die dadurch gekennzeichnet sind,
daß sie ein Gemisch aus Phenol, substituierten Phenolen oder Phenol-Formaldehyd-Harzen
als Härtungsmittel zusammen mit geringen Mengen Zinkchromat bzw. eines Gemisches
aus Zinkchromat, Zinkoxyd und Kaliumchromat aufweisen und die Weichmachermenge auf
etwa 30 0/(, und weniger, bezogen auf die Summe von Polyvinylchlorid und/oder
Polyvinylidenehlorid und Weichmacher, beschränkt ist.
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Der Vorteil der hohen Haftfestigkeit der Überzüge kommt insbesondere
bei Aluminium und anderen Nichteisenmetallen zur Geltung. Weiterhin ist die Haftfestigkeit
des Überzuges auch auf allen anderen Metallen nicht mehr wie bisher von der Güte
der Vorbehandlung der metallischen Oberfläche abhängig. Man erzielt also eine wesentliche
Verbesserung der Haftfestigkeit auf allen Gebrauchsmetallen, wie Eisen, Zink, verzinktem
Eisen, Kupfer, Aluminium, Messing, Chrom u. a. Das Zinkchromat wird vorteilhaft
in Form eines Gemisches aus etwa 4 Teilen Zinkchromat, 5 Teilen Zinkoxyd
und 2 Teilen Kaliumbichromat zugesetzt. Vorzugsweise wird das Zinkchromat oder das
Gemisch in Mengen von 0,2 bis 0,5 0/, verwendet, jedoch können ohne
Beeinträchtigung der Haftfestigkeit in einzelnen Fällen auch noch höhere Mengen
zugesetzt werden, was von der Art des zu beschichtenden Materials abhängt.
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Die Haftverbesserung von Kunststofftnischungen auf Metallen unter
Verwendung von Zinkchromatzusätzen ist an sich bekannt. Jedoch war es vollkommen
überraschend, daß dieser Effekt auch einerseits mit einem Polyvinylchloridplastisol
bzw. -organosol und andererseits mit den erwähnten, überaus geringen Zusatzmengen
erreicht werden kann. Die erfindungsgemäß durchgeführten Beschichtungen zeigten
auch beim Aluminium ganz ausgezeichnete Haftwerte, wie sie auf andere Weise nach
den bisherigen Erfahrungen nicht erwartet werden konnten.
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Ferner hat sich bei den Überzugsmitteln gemäß der Erfindungüberraschenderweise
zusätzlichnoch ergeben, daß bei der Beschichtung von Stahldrähten, die unmittelbar
nach dem Verlassen der Herstellungseinrichtung noch eine Temperatur von etwa
250 bis 400'C aufweisen, eine Ausgelierung und ein festes Haften erzielt
werden. Das Ausgelieren tritt sofort ein, so daß es nur in wenigen Fällen eines
zusätzlichen Geliervorganges bedarf. Auf diese Weise kann nach dem Verfahren gemäß
der Erfindung ein besonders günstiger Effekt bei der Korrosionssehutzumhüllung derartiger,
für die Spannbetonherstellung bestimmter Stahldrähte erzielt werden.
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B e i s p i e 1
Es wird ein PVC-Organosol nach der folgenden
Rezeptur hergestellt:
30 Teile PVC-Pulver, 42 Teile Dimethylphthalat,
15 Teile Trikresylphosphat, Dioctylphthalat bzw. ein Weichmacher aus Alkylsulfonsäureestern
des Phenols und Kresols bzw. Gemische dieser Weichinacher, 4 Teile Epoxyharz,
1,5 Teile Phenol 0,5 Teile Zinkchromat, 4 Teile Chromoxydgrün,
3 Teile feinverteilte Kieselsäure, Das so gewonnene pastenartige Gemisch
wird durch Spritzen oder Tauchen auf gereinigte Metallflächen gebracht und die entstandene
Schicht bei 180 bis 185'C geliert und ausgehärtet.
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Es hat sich ferner gezeigt, daß das Ausmaß der Haftfestigkeit zusätzlich
zum Teil auch von dem Gehalt an schwerflüchtigen Weichmachem in der Paste abhängig
ist. So zeigte es sich beispielsweise, daß bei einem Anteil an Dioctylphthalat von
300/,
(d. h. auf 70 Teile PVC entfallen 30 TeileWeichniacher)
der Überzug auf Eisen und Aluminium ganz hervorragend haftet. Steigert man dagegen
den Anteil an Weichmacher auf über 40 0/0, so tritt eine geringfügige Herabminderung
des Hafteffektes ein, während ab 50 % Weichmacheranteil die Haftung
auf Aluminium nur noch mäßig und diejenige auf Eisen bereits beeinträchtigt ist.
Diese ist allerdings immer noch als gut zu bezeichnen. Steigert man den Weichmacheranteil
weiter, so tritt auch auf Eisen ein merkliches Nachlassen der Haftfestigkeit ein.
Bei weiterer Steigerung des Weichmacheranteiles ist prakrisch keine Haftung mehr
vorhanden.
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Hieraus ist zu erkennen, daß die aus den erfindungsgemäßen Überzugsmitteln
hergestellten Beschichtungen am besten haften, wenn die Weichinacheranteile verhältnismäßig
gering sind. Bei einem Gehalt von
30 % Weichmacher ist die Haftung noch ausgezeichnet,
während bei wesentlich höheren Weichmacheranteilen ein Nachlassen der Haftfestigkeit
zu beobachten ist. Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die erzielten Haftfestigkeitswerte,
wobei die Reihenfolge der Bezifferung folgende Bedeutung hat:
1 bedeutet
ausgezeichnete bzw. überragende Haftung, 2 bedeutet sehr gute Haftung,
3 bedeutet gute Haftung, 4 bedeutet mäßige Haftung,
5 bedeutet keine
merkliche Haftung.
| Verhältnis Prozentualer |
| PVC zu Weichmacher- Haftung auf |
| Weichmacher anteil Eisen 1 Aluminium |
| 42: 20 32% 1 1 |
| 42: 30 420/0 1 2 |
| 42: 40 49% 2 4 |
| 42: 50 540/, 4 4 |
| 42: 65- 610/0 4 5 |
Bei den Entwicklungsarbeiten, die zur vorliegenden Erfindung führten, hat sich dann
überraschenderweise herausgestellt, daß als Härter sowohl ein Phenol-Formaldehyd-Harz
als auch Phenol oder substituierte Phenole, z. B. ein Chlorphenolsalicylsäure-Formaldehyd-Kondensationsprodukt
eingesetzt werden können, Der Ersatz des Phenol-Formaldehyd-Harzes durch Phenot
oder ein substituiertes Phenol bringt vornehmlich große Vorteile hinsichtlich der
farblichen Beeinflussung der eingebrannten Überzüge. Während die unter Benutzung
von Phenolformaldehydharz als Härter gewonnenen Belagschichten während oder nach
dem Einbrennvorgang vergilben, zeigen PVC-Pasten mit Phenol als Härter diese Erscheinung
in einem wesentlich geringeren Umfang. So wird es auch auf diesem Wege möglich,
Überzüge mit hellen Farbtönen zu erreichen, die bei der Verwendung von Phenol-Formaldehyd-Harz
als Härter nicht gewinnbar sind.
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Der Inhalt der Erfindung ist nicht auf die im Beispiel beschriebenen
Zusammensetzungen beschränkt; vielmehr sind auch andere anteilmäßige Zusammensetzungen
unter Verwendung der gleichen Ausgangsstoffe möglich. Ferner kann Polyvinylehlorid
zum
Teil oder ganz durch Polyvinyhdenchlorid ersetzt werden. Auch können kleinere
Anteile von Polyvinylacetat in den Mischungen mit enthalten sein.