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Pulverförmiges Kunststoffüberzugsmittel Kunststoffe, vorzugsweise
carbonamidgruppenhal tige Kunststoffe, weisen im allgemeinen eine gute Haftfähigkeit
auf einer ganzen Reihe von Stoffen, vorzugsweise Metallen, auf. Bei längerem Kochen
der mit Kunststoff überzogenen Gegenstände mit Wasser wird jedoch die Haftfähigkeit
derart vermindert, daß sich die Kunststoffschichten wie Haut abziehen lassen, was
dem Einfluß der Wärme und des Wassers zuzuschreiben ist. Aus diesem Grund war es
bisher nicht möglich, mit Kunststoffen überzogene Gegenstände aus Metall mit heißem
Wasser längere Zeit ohne Zerstörung des Überzugs in Berührung zu bringen. Es bestand
deshalb das Bedürfnis, kochfeste bzw. heißwasserfeste Überzüge herzustellen, die
beispielsweise für Waschtrommeln verwendet werden können.
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Man hat beispielsweise versucht, die Haftfähigkeit dieser Überzüge
dadurch zu verbessern, daß man auf den Gegenständen vor dem Überziehen derselben
einen festen, flüssigen oder gelösten Haftvermittler, beispielsweise die handelsüblichen
Washprimer auf der Basis Polyvinylbutyral, aufbringt. Wenn auch diese die Haftfestigkeit
der Kunststoffüberzüge auf dem zu überziehenden Gegenstand erhöhen, insbesondere,
wenn die Überzüge durch Spritzen, Tauchen usw. aufgebracht werden, so befriedigt
die Haftfestigkeit noch keineswegs. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß ein
Auftragen von Überzügen nach dem bekannten Wirbelsinterverfahren nach vorherigem
Auftragen von Haftvermittlern nicht möglich ist, weil sich die meist auf organischer
Grundlage aufgebauten Haftvermittler bei der erforderlichen Vorwärmtemperatur der
Werkstücke von etwa 3500 C zersetzen und dadurch unwirksam werden.
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Da ein großer Teil der Kunststoffe verhältnismäßig reaktionsträge
ist, als Voraussetzung einer guten Haftung von Kunststoffen auf beispielsweise Metallen
eine gewisse Reaktionsfähigkeit jedoch erforderlich ist, hat man versucht, die Haftfestigkeit
von Kunststoffüberzügen dadurch zu erhöhen, daß man die zum Überziehen bestimmten
reaktionsträgen Kunststoffe mit solchen Kunststoffen mischt, die ein reaktionsfreudigeres
Verhalten zeigen. Als Beispiel ist ein Gemisch von Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat
zu nennen.
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Es ist auch vorgeschlagen worden, Polyamiden Nitrocellulose zuzumischen,
um sie mit anderen, insbesondere synthetischen Stoffen, beispielsweise Polyvinychlorid,
verbinden zu können (französische Patentschrift 1063681). Bei diesem Verfahren muß
jedoch vorher eine Zwischenschicht aus Polyacrylharz aufgebracht werden, und das
zur Anwendung
kommende Polyamid-Nitrocellulose-Gemisch wird in gelöster Form aufgebracht.
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Auch die Zugabe niedermolekularer Verbindungen zu Kunststoffen vor
deren Verarbeitung ist beschrieben worden.
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So ist es z. B. bekannt, Polyamidformpulver 5 bis 100 Gewichtsprozent
eines gesättigten, aliphatischen Diols zuzugeben (deutsche Patentschrift 866849).
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Diese Zugabe eines Diols erfolgt nicht zur Verbesserung der Haftfähigkeit
des Polyamidpulvers, sondern zur Herstellung eines Formpulvers, das insbesondere
zur Herstellung von Gegenständen, die bei Raumtemperatur oder darunter, besonders
bei Temperaturen unter 0° C verwendet werden, geeignet ist.
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Nach der Patentschrift 8027 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen
in Ost-Berlin wird ein Polyamidpulver hergestellt, das sich zur Verarbeitung im
Flammspritzverfahren gut eignet, wobei jedoch dem zu verspritzenden Kunststoffpulver
mit einem Lösungsmittel die vorher zugegebenen Monomeren des gleichen Kunststoffes
wieder entfernt werden, so daß ein Polyamidpulver, im Gegensatz zur vorliegenden
Erfindung, verwendet wird, das frei von niedermolekularen Verbindungen ist.
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Nach der schweizerischen Patentschrift 269269 wird ein Verfahren
vorgeschlagen, festhaftende tÇberzüge aus Kunststoffen, beispielsweise Polyamiden,
herzustellen, wobei der hochmolekulare Stoff mittels der Eilammspritzmethode aufgebracht
wird und wobei dem zu verspritzenden Kunststoff Härter oder Weichmacher zugesetzt
werden können. Die österreichische Patentschrift 203115 schützt ein Verfahren zur
Herstellung von Schutzschichten, bei dem Epoxidharze zusammen mit Härtern mittels
der Flammspritzmethode verspritzt werden. Durch die Zusätze von Härtern oder Weichmachern
zu Kunststoffpulvern wird die Haftfestigkeit flammgespritzter
Überzüge
nicht verbessert, sondern diese Zusätze haben nur einen Einfluß auf die Härte der
aufgebrachten Kunststoffschichten.
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Es ist ferner bekannt, Polyamidharzen weitere Kunststoffe, wie Epoxidharz,
Polyäthylen oder Polystyrol, sowie Weichmacher und polymere Terpentinharzsäuren
zuzugeben (deutsche Auslegeschrift 1 102 940). Die erhaltene Masse ist jedoch biegsam
und liegt nicht in Pulverform vor, sondern wird als thermoplastische Klebstoffmasse
verwendet. Eine Anwendung als Überzugsmittel scheidet aus, weil die Komponenten
zwar nn geschmolzenen Zustand miteinander mischbar sind, aber sich beim Abkühlen
voneinander absondern.
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Es ist auch vorgeschlagen worden, pulverförmige Kunststoffe auf Basis
Polyester-Isocyanat mittels des Flammspritz oder Wirbelsinterverfahrens auf Trägeroberflächen
aufzubringen (deutsche Auslegeschrift 1089153). Das Spritzgut wird dabei gewonnen
durch Pulverisieren von Abfällen oder aus den Ausgangsstoffen des Kunststoffes durch
Verspritzen kleiner Mengeneinheiten vor dem Erstarren zur festen Form.
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Bei diesem Verfahren, das in erster Linie zur Aufbereitung von Polyester-Isocyanat-Abfällen
zwecks Wiedergewinnung dient, werden jedoch ausschließlich vernetzte Kunststoffe
angewendet, denen keine speziell haftverbessernde Substanzen zugefügt worden sind.
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Es ist ferner versucht worden, die Haftfähigkeit von Kunststoffen
durch Abwandlung des Makromoleküls zu verbessern.
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Es ist bekannt, beispielsweise das reaktionsträge Polyäthylen durch
Einwirkung energiereicher Strahlung zu aktivieren, so daß durch Bildung polarer
Gruppen, beispielsweise Hydroxylgruppen, eine verbesserte Haftfestigkeit des Polyäthylens
auf Metallen erzielt wird.
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Weiterhin ist es bekannt, durch Oxydation den gleichen Effekt, nämlich
die Bildung funktioneller Gruppen und dadurch eine gesteigerte Haftfestigkeit zu
erzielen.
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Die haftverbessernde Wirkung der nach den genannten Verfahren behandelten
Kunststoffe ist in der Praxis sehr gering. Darüber hinaus ist eine Veränderung des
chemischen Charakters der Kunststoffe festzustellen, wie beispielsweise die Verminderung
der Lösungsmittelbeständigkeit, die sich nachteilig auf die Qualität der Überzüge
auswirkt.
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Es wurde nun gefunden, daß eine Verbesserung der Haftfestigkeit von
in Pulverform vorliegenden, vorzugsweise im Wirbelbett aufgetragenen carbonamidgruppenhaltigen
Kunststoffüberzügen auf zu überziehende Gegenstände, insbesondere Metallen, dadurch
erreicht wird, daß vor und/oder bei dem Auftragen als Zusatzkomponente in geringen
Mengen monomere oder oligomere Substanzen zugegeben werden.
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Die Erfindung betrifft ein pulverförmiges Überzugsmittel aus Carbonamidgruppen
enthaltenden Kunststoffen zur Herstellung von Überzügen durch Aufschmelzen nach
dem Wirbelsinter- oder Flammspritzverfahren.
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Das erfindungsgemäße Überzugsmittel ist gekennzeichnet durch einen
Zusatz von etwa 2 bis 10 Gewichtsprozent an mit dem Kunststoff in der Schmelze reagierenden
monomeren oder oligomeren Verbindungen mit Amino-, Epoxy-, Carbonyl, Hydroxyl-,
Mercapto-, Nitril- oder Isocyanatgruppen.
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Dabei soll der Schmelzpunkt der haftverbessernden Zusatzkomponente
tiefer liegen als der des Kunststoffes, oder gleich dem Schmelzpunkt des Kunststoffes
sein. Wenn der Schmelzpunkt der Zusatzkomponente höher liegt, so besteht die Gefahr,
daß diese Zusatzkomponente nur physikalisch, d. h. ohne Wechselwirkung mit dem Kunststoff,
in Lösung geht.
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Die gewünschte Reaktion zwischen dem Kunststoff und der Zusatzkomponente
wird unter Umständen ausbleiben.
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Als Kunststoffüberzüge werden zweckmäßigerweise Polyamide, Polyurethane,
Polyharnstoffe oder gegebenenfalls deren Misohungen verwendet.
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Für die Zusatzkomponente haben sich Verbindungen, die Amino-, Epoxy-,Aldehyd-,
Keto-,Hydroxy-, Mercapto-, Nitrilo- und Isocyanatgruppen enthalten, als sehr geeignet
erwiesen. Dabei ist es auch möglich, daß die funktionellen Gruppen der Zusatzkomponenten
erst durch die Wärmeentwicklung des zu überziehenden Gegenstandes, beispielsweise
im Wirbelbett, gebildet werden.
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Die als Zusatzkomponente verwendeten Verbindungen, die funktionelle
Gruppen enthalten, haben auf Grund ihrer Affinität die Fähigkeit, Metalle zu benetzen
und werden deshalb von der Metalloberfläche teilweise absorbiert; gleichzeitig reagieren
sie jedoch mit Kunststoffen. Dadurch wird die Adhäsion zwischen Kunststoff und Metall
gefördert, ohne daß das Aufbringen einer besonderen Zwischenschicht notwendig ist.
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Die Erfindung wird durch folgende Beispiele erläutert: Beispiel 1
485 g Polyundecanamidpulver werden mit 15 g dimerisiertem Toluylen-2,4-diisocyanat
sorgfältig gemischt. In ein aus diesem Gemisch gebildeten Wirbelbett werden vorher
auf 3500 C erhitzte Metallkörper getaucht. Nach einer Tauchzeit von 3 Sekunden werden
die Prüfkörper abgekühlt und 3 Stunden mit kochendem Wasser behandelt. Im Gegensatz
zu den mit reinem Polyundecanamid überzogenen Blechen läßt sich die Kunststoffschicht
auf Grund der verbesserten Haftfestigkeit nicht mehr von der metallischen Unterlage
abziehen.
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Beispiel 2 485 g Polycaprolactampulver werden mit 15 g Dimethylolharnstoff
sorgfältig gemischt und im Wirbelbett vorher auf 3200 C 5 Minuten lang erhitzte
Prüfkörper aus Flußeisen eingetaucht. Die Tauchzeit beträgt 2 Sekunden. Die abgekühlten
Proben werden 3 Stunden mit heißem Wasser gekocht. An Hand der Gitterschnittprobe
und dem Abziehversuch läßt sich eine gesteigerte Haftfestigkeit gegenüber reinen
Polycaprolactamüberzügen feststellen.