DE1621982C3 - Verfahren zur Beschichtung von Stahlblech-Oberflächen mit Polytetrafluorethylen oder ähnlichen adhäsionsfeindlichen Kunststoffen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Stahlblech-Oberflächen mit Polytetrafluoräthylen oder ähnlichen adhäsionsfeinlichen Kunststoffen, wobei die Stahlblechoberfläche gesäubert und auf der gesäuberten Stahlblechoberfläche feinkörniges Polytetrafluoräthylen zu einer Beschichtung zusammengesintert oder zusammengeschmolzen wird.

Die Beschichtung von metallischen Oberflächen mit polytetrafluoräthylen oder ähnlichen adhäsionsfeindlichen Kunststoffen bereitet wegen der Adhäsionsfeindlichkeit der genannten Kunststoffe bekanntlich erhebliche Schwierigkeiten, sie gelingt bisher mit ausreichender Haftung relativ leicht bei speziellen Metallen, nämlich Aluminium oder Aluminiumlegierungen. Aber auch diese speziellen Metalle müssen vor der Beschichtung nach der Säuberung auf mechanischem oder chemischem Wege erst aufgerauht werden, wenn anders die Haftung nicht befriedigt (US-PS 32 43 321, GB-PS 7 35 854).

Die Beschichtung erfolgt dann dadurch, daß auf die gesäuberte und aufgerauhte Metalloberfläche feinkörniges Polytetrafluoräthylen zu einer Beschichtung zusammengesintert oder zusammengeschmolzen wird. Das Polytetrafluoräthylen wird dazu aufgestreut oder auch aufgesprüht.

Bekannt ist es auch, Aluminium oder bestimmte Aluminiumlegierungen ohne Verwendung irgendweleher Hilfsstoffe direkt mit reinem Polytetrafluoräthylen zu beschichten. Bei Stahlblechen war es dagegen bisher nur möglich, Polytetrafluoräthylen im Zwei-Schichten-Verfahren aufzutragen. Dieses Verfahren erfordert aber einen erheblichen Fertigungsaufwand, was sich wiederum in erhöhten Herstellungskosten niederschlägt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem unter Verzicht auf umständliche mechanische Aufrauhung der Oberfläche auch beliebige Stahlblech-Oberflächen mit einer Beschichtung aus Polytetrafluoräthylen versehen werden können.

Diese Aufgabe der Erfindung ist von besonderer Bedeutung für den mechanischen Apparatebau, aber auch für den Haushaltsgerätebau, wo entweder wegen chemischer Resistenz oder Adhäsionsfeindlichkeit durch eine solche Beschichtung der Gebrauchswert der Apparate oder Geräte beachtlich erhöht und hochwertige Werkstoffe, wie austenitische Chromnickelstähle, eingespart werden können.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die gereinigte Stahlblech-Oberfläche vor dem Aufbringen der Polytetrafluoräthylen-Schicht in einem Salzsäure, Salpetersäure und Chromsäure enthaltenden Blankbeizbad abgebeizt wird, worauf dann in einem Salpetersäure und Kupfersulfat enthaltenden Beizbad eine Haftschicht gebildet wird und diese Haftschicht in einer inhibierte Phosphorsäure, Nickelsulfat und Borax enthaltenden Lösung bei einer Temperatur von 50 bis 80° C fixiert und danach in einem Bad mit einem Gemisch aus Natriumnitrit und gegebenenfalls Phosphaten und Borax bei Siedetemperatur passiviert wird und auf diese Haftschicht dann das Polytetrafluoräthylen unmittelbar auf gesintert oder aufgeschmolzen wird.

In anderen Bereichen der Technik, nämlich in der Emailliertechnik selbst, ist es bekannt, die zu emaillierenden Metalloberflächen mit Säuren oder Basen oder in ähnlicher Weise wirkenden chemischen Substanzen zu behandeln, die auf der Metalloberfläche Metallsalzhaftschichten, sogenannte Beizbastschichten, entstehen lassen. Da es sich bei Emaille um einen meist farbigen Glasfluß aus leicht schmelzendem, blei- und giftfreiem Glas handelt, welches mit Antimonaten, Zirkonoxid oder Titandioxid-weiß mit Kobaltoxid, Chromoxid und anderem buntgefärbt ist, ist verständlich, daß in den Schmelzfluß, der bei 800 bis 900° C »eingebrannt« wird, Metallsalze eingelagert oder eingebaut werden können und dadurch die Haftung verbessert wird. Die technologisch ganz anderen Probleme der Beschichtung von Stahlblech-' Oberflächen mit Polytetrafluoräthylen sind aber durch diese bekannten Maßnahmen nicht beeinflußt worden.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verzicht auf mechanische Aufrauhung Stahlblech-Oberflächen mit einer Beschichtung aus Polytetrafluoräthylen oder ähnlichen adhäsionsfeindlichen Kunststoffen versehen werden können, wobei eine allen Beanspruchungen mechanischer oder chemischer Art und selbst Verformungen gewachsene Haftung erzielt wird. Das vorgeschlagene Verfahren weist den weiteren Vorteil auf, daß die entsprechend vorbehandelten Stahlbleche oder Aufbringen einer zusätzlichen, als Haftvermittler dienenden sogenannten Primer-Schicht direkt mit Polytetrafluoräthylen beschichtet werden können.

Im folgenden wird die Erfindung durch ein Beispiel erläutert, welches weitere erfindungswesentliche Merkmale enthält.

Ein kaltgewalztes Stahlblech der Richtanalyse C=0,08; Mn = 0,30; Si = 0,05; S=O,O35; P = 0,05; N=0,002; H=0,05; Cu=0,20 wurde in bekannter Weise in einer alkalischen Lösung, der Netzmittel und Emulgatoren beigegeben sein können und die an sich

zum Zwecke Entfettung metallischer Gegenstände handelsüblich ist, entfettet und danach mit kaltem Wasser gespült.

In der Blankbeizstufe wurde dieses Blech mit einem Beizbad der folgenden Zusammensetzung:

Volumprozent

Salzsäure 50

Salpetersäure 2

Chromsäure 0,5

schwefel- und stickstoffhaltige Verbindung, nämlich =0,1 Volumprozent, Rest Wasser, etwa 5 bis 30 Minuten abgebeizt.

Das blank gebeizte Stahlblech wurde nach Spülung mit Wasser in der Beizbastbildungsstufe mit einer Lösung der folgenden Zusammensetzung behandelt:

Volumprozent

Salpetersäure 5

Kupfersulfat 0,1

andere schwefel- und stickstoffhaltige Verbindung 0,5%, Rest Wasser, für einen Zeitraum von 0,3 bis 5,0 Minuten, behandelt, wobei sich eine erneute Beizbastschicht bzw. Haftschicht bildet. Diese Beizbastschicht bzw. Haftschicht bleibt bei einer darauffolgenden Spülung mit kaltem Wasser bestehen.

Die Stahlblech-Oberfläche mit der genannten Haftschicht wurde nunmehr in einer Lösung aus

Volumprozent

Inhibierte Phosphorsäure 2

Nickelsulfat 3

Borax 1

bei einer Temperatur von 50 bis 80° etwa 0,5 bis 3,0 Minuten behandelt, wodurch sich die Haftschicht fixiert.

Ohne weitere Spülung wurde das so mit einer Haftschicht versehene Stahlblech in einem schwach alkalisch eingestellten Bad mit einem Gemisch aus Natrium-Nitrit und gegebenenfalls Phosphaten (0,5 %) und Borax (0,5%), Rest Wasser, unter Kochen des Bades etwa 0,5 bis 10 Minuten passiviert. Auf die so

ao behandelte Oberfläche wurde pulverförmiges PoIytetrafluoräthylen aufgesintert. Die nunmehr entstehende Überzugsschicht haftet fest, auch bei mechanischen Beanspruchungen, wie Biegen, Ziehen oder ähnlichen Beanspruchungen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Beschichtung von Stahlblech-Oberflächen mit Polytetrafluoräthylen oder ahnliehen adhäsionsfeindlichen Kunststoffen, wobei die Stahlblechoberfläche gesäubert und auf der gesäuberten Stahlblechoberfläche feinkörniges Polytetrafluoräthylen zu einer Beschichtung zusammengesintert oder zusammengeschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die gereinigte Stahlblech-Oberfläche vor dem Aufbringen der Polytetrafluoräthylen-Schicht in einem Salzsäure, Salpetersäure und Chromsäure enthaltenden Blankbeizbad abgebeizt wird, worauf dann in einem Salpetersäure und Kupfersulfat enthaltenden Beizbad eine Haftschicht gebildet wird und diese Haftschicht in einer inhibierte Phosphorsäure, Nickelsulfat und Borax enthaltenden Lösung bei einer Temperatur von 50 bis ao 80° C fixiert und danach in einem Bad mit einem Gemisch aus Natriumnitrit und gegebenenfalls Phosphaten und Borax bei Siedetemperatur passiviert wird und auf diese Haftschicht dann das Polytetrafluoräthylen unmitttelbar aufgesintert oder aufgeschmolzen wird.