DE1659993C3 - Stahlbauteil für AuBenverkleidungszwecke mit Kunststoffüberzugsschichten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stahlbauteil für Außenverkleidungszwecke mit Kunststoffüberzugstchicht aus einem Mischpolymerisat aus Butadien und Styrol.
Bei bekannten Stahlbauteilen der beschriebenen Gattung und Zweckbestimmung (vgl. Farbe und Lack ]962, S. 623 bis 625) sind die Überzugsschichten letzten Endes pigmentierte oder unpigmentierte Lacke, die eingebrannt werden oder an Luft trocknen. Sie bilden gegen Rostangriffe und Korrosicnsangriffe feste Überzugsschichten. Tatsächlich ist es allgemein üblich, Stahlbauteile mit Kunststoffüberzugsschi:hten zu versehen (vgl. deutsches Gebrauchsmuster 1 838 462; der Stahlbau, 1958, Heft 1, S. 27 und 28; Kunststoffe-Plastics, 1958, Heft 2, S. 216, Engineering, 1964, S. 401, französische Patentschrift 1 391 557). In diesen Zusammenhang gehört auch der Vorschlag, Überzugsschichten auf der Basis synthetischer, trocknender öle, die durch Polymerisation mit geeigneten anderen Stoffen erhalten worden sind, als Schutzüberzüge bei Metallen einzusetzen (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 150 480). Stets wird ein Korrosionsschutz durch eine vollständig geschlossene Überzugsschicht angestrebt, die jedes Rosten verhindert. Beziehungen zwischen der Stahlzusammensetzung einerseits, der Überzugsschicht und insbesondere der Kunststoffüberzugsschicht andererseits sind nicht bekannt. Die Überzugsschichten bedürfen der Wartung und Pflege bzw. von Zeit zu Zeit der Erneuerung.

Wo man solche Überzugsschichten vermeiden will, arbeitet man mit austenitischen Stählen, was wegen des hohen Gehaltes solcher Stähle an hochwertigen Legierungsbestandteilen aufwendig ist. In neuerer Zeit sind allerdings auch nichtaustenitische Stähle und folglich rostende Stähle bestimmter Richtanalyse, z. B.

C	Si	Mn	P	S	Cu	Cr	Ni
max. 0,12	0,25 bis 0,75	0,20 bis 0,50	0,07 bis 0,15	max. 0,05	0,25 bis 0,55	0,30 bis 1,25	max. 0,65

eingesetzt worden, die durch Rosten gut aussehende und absolut wartungsfreie Deckschichten bilden, welche man auch als Oxidpatina bezeichnet. Man nennt derartige Stähle kurz »witterungsbeständige Stähle«. Der hohe Korrosionswiderstand witterungsbeständiger Stähle hat dazu geführt, daß Stahlbau- und insbeson; dere Fassadenteile aus diesem Werkstoff im ungeschützten Zustand in der Architektur wachsende Anwendung finden. Ein Nachteil bei der Verwendung der witterungsbeständigen Stähle ist jedoch das sogenannte Rostwasser, welches sich bei Regenbeaufschlagung bildet, und zwar insbesondere während des Entstehens der Rostschicht. Hierdurch werden die benachbarten, z. B. aus Beton bestehenden, Bauteile verfärbt Für die Beseitigung des Rostwassers sind technische Möglichkeiten gegeben, z. B. sind Ablaufrinnen denkbar, die das gefärbte Rostwasser in die Dränage abführen. In vielen Fällen ist es jedoch schwer, wenn nicht sogar unmöglich, durch konstruktive Maßnahmen das Rostwasser zu entfernen. Zur Erläuterung des Verhaltens witterungsbeständiger Stähle wird noch darauf hingewiesen, daß die metallischen Oberflächen derartiger Stähle in der Atmosphäre zunächst unstabile, lockere Roslschichten bilden wie auf üblichem unlegiertem Stahl. Nach einiger Zeit bildet sich jedoch eine sehr dichte Deckschicht, die an der Atmosphäre praktisch jede weitere Abtragungdes Stahles verhindert, so daß derartige Stahlbauteile eine praktisch unbegrenzte Haltbarkeit aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Stahlbauteilen der beschriebenen Gattung und Zweckbestimmung, die besondere Zusammensetzung aufweisen, eine stabile Rostschicht zu erzeugen, die das Weiterrosten verhindert und dadurch korrosionsschützend wirkt, und zwar ohne daß Rostwasser abläuft. Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß das Stahlbauteil aus einem witterungsbeständigen rostenden Stahl besteht und die Kunststoffüberzugsschicht Zusätze von Glimmerpulver, Asbestfasern, Talkum sowie roststabilisierenden Anteilen aus der Gruppe kupfer- und nickelhaltige Salze, Phosphate, Chromate und/oder Eisenoxid-Pigmente einzeln oder in Mischung aufweist. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die sich auch in extremer Atmosphäre bewährt hat, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat aus etwa 60% Styrol und 40% Butadien mit spezifischem Gewicht unter 1,01 aufgebaut ist.

Während man üblicherweise Stahlbleche oder Stahlprofile mit einer Kunststoffüberzujsschicht versieht, um jedes Rosten zu verhindern, wird erfindungsgemaß gleichsam diametral entgegengesetzt gearbeitet. Es wird nämlich eine spezielle Kunststoffüberzugsschicht eingesetzt, um einen Rost\organg gesteuert und gezielt durchzuführen.
Obwohl der Rostvorgang eintritt, während sich die Stahlbleche oder Stahlprofile bereits am Bauwerk befinden, wird das Bauwerk durch ablaufendes Rostwasser nicht verunziert. Tatsächlich entsteht überraschenderweise kein Rostwasser, da nur Spuren von

Wasser selbst mit der Stahloberfläche bzw. den gebildeten Eisenoxiden in Berührung kommen können. Diese geringen Wasseranteile werden für die Hydratbildung der Eisenoxide verbraucht und bilden kein Rostwasser. Erst wenn sich nach Jahren eine schützende Rostschicht gebildet hat, welche die Rostwasserb^;ldung selbst praktisch vollständig unterbindet, ist auch die Überzugsscliicht durch oxidative Spaltung praktisch abgebaut. Erfindungsgemäß wird also eine Kunststoffüberzugsschicht nicht mehr zum Korrosionsschutz, sondern so eingesetzt, daß eine gesteuerte Korrosion stattfindet. Dieser Effekt konnte nicht erwartet werden. Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Bei spielen ausführlicher erläutert.

Beispiel 1
Ein Stahlblech der Analyse:

C	Sj	Mn	P	S	Cu	Cr	Ni
0,10	0,35	0,40	0,08	0,03	0,28	0,5	0,40

wird als Fassadenverkleidung verwendet. Die Oberfläche des als Lamelle ausgebildeten 0,7 mm dicken Kaltbandbleches wird sorgfältig entfettet und auf diese eine Mischung folgender Zusammensetzung aufgespritzt :

0,2?/

21,6% feste Bindemittel aus 60% Styrol/40% Butadien in Mischpolymerisat (Talkum 6,5%
Asbestfaser 12,5%)
19 % Verschnitt
10,15% Eisenoxid-Pigmente
0,2% Entschäumer
0,1% Antiabsetzmittel
0,3% Kalzium-Nitrat
0,2% Kupfer-Nitrat

/„ Nickel-Phosphor
0,4% Kalium-Nickel-Chromat
Rest Wasser + 5% Ammoniak

Die Schichtdicke beträgt 15 bis 20 μπι. Die Schichtbildung nach 12monatiger Auslage zeigt die Figur. Auf dem Stahl 1 hat sich eine 20 bis 30 μηι dicke as stabile Rostschicht 2 gebildet, die noch von dem permeablen Konversions-Film bedeckt ist. Die Schichtdicke des Konversions-Films hat sich durch oxidative Spaltung um 5 bis 7 μπι abgebaut.

B e i s ρ i e 1 2

Ein Trapezblech aus einem leichtlegierten Stahl in Kaltbandgüte, 0,8 mm dick, hatte folgende chemische Zusammensetzung:

C	Si	Mn	P	S	Al	Cu	Cr	Ni
0,09	0,37	0,43	0,088	0,23	0,03	0,40	0,42	0,38

Die Oberfläche des Bleches zeigte bereits leichten Flugrost. Der gelockerte Rost wurde mit Preßluft von 5 Atü abgeblasen und eine Mischung der vorgenannten Zusammensetzung aufgespritzt. Die Schichtdicke war nach der ersten Spritzung 10 bis 15 μπι dick. Da die Bleche transportiert werden mußten, erschien der Film zu dünn. Nach einer zweiten Spritzung hatte die Deckschicht eine Dicke von 30 μπι. In diesem Zustand konnten die Blechteile bei sorgfältiger Behandlung ohne Beschädigung transportiert werden. Die Rostbildung und der Filmabbau erfolgt in der im Beispiel 1 gekennzeichneten Weise.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Stahlbauteil für Außenverkleidungszwecke mit Kunststoffüberzugsschicht aus einem Mischpolymerisat aus Butadien und Styrol, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlbauteil aus einem witterungsbeständigen rostenden Stahl besteht und die Kunststoffüberzugsschicht Zusätze von Glimmerpulver, Asbestfasern, Talkum sowie roststabilisierende Anteile aus der Gruppe kupfer- und nickelhaltige Salze, Phosphate, Chromate und/oder Eisenoxid-Pigmente einzeln oder in Mischung aufweist.

2. Stahlbauteil mit Kunststoffüberzugsschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat im übrigen aus etwa 60% Styrol und 40% Butadien mit spezifischem Gewicht 1,01 aufgebaut ist.