DE1769867C3 - Pulverförmiges Überzugsmittel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft pulverförmige Überzugsmittel für das Beschichten von erhitzten Gegenständen durch Wirbelsintern auf Basis von Kunststoffpulvern, farbgebenden Komponenten und gegebenenfalls Füll- und Streckmitteln sowie Weichmachern.

Bei derartigen Überzugsmitteln ist es erforderlich, daß die verwendeten Farbkomponenten sich bei den hohen zur Anwendung gelangenden Temperaturen nicht zersetzen oder ihren Farbton verändern. Der fertige Überzug soll nach Möglichkeit einheitlich und tief durchgefärbt sein und ein glattes und homogenes Aussehen besitzen.

Die Herstellung von Überzügen aus Kunststoffen durch Eintauchen der erwärmten zu überziehenden Gegenstände in mit Hilfe eines Gasstromes aufgewirbeltem Kunststoffpulver ist bekannt (deutsche Patentschrift 933 019). Es ist ferner bekannt, dem zu verwirbelndem Kunststoffpulver Füllstoffe zuzusetzen (deutsche Patentschrift 972 650). Zum Stand der Technik gehört ferner, dem Kunststoffpulver zwecks Farbgebung Pigmente zuzugeben. Der Farbstoff kann dabei trocken zugemischt oder beispielsweise in einer Lösung eines Kunststoffes in einem niedrigsiedenden Lösungsmittel dispergiert werden, wobei anschließend das Lösungsmittel verdampft wird und die erhaltene pulverförmige Farbstoffzubereitung mit der zu färbenden Kunststoffmasse gemischt wird (deutsche Auslegeschrift 1183 195). Nach der deutschen Auslegeschrift 1 266 443 kann auch so verfahren werden, daß man Polyamide mit wäßrigen Pigmentdispersionen im geschlossenen Gefäß auf Temperaturen zwischen 100 und 200⁰C erhitzt, bis sich das Polyamid gelöst hat. Nach dem Abkühlen wird das Gemisch aus Polyamid und feinverteiltem Pigment abfiltriert und getrocknet.

Während bei den Färbe- oder Pigmentierungsverfahren, die sich flüssiger Medien als Träger für die Farbkomponenten bedienen, die Lösungsmittel verdampft oder der Feststoff durch Filtration vom Lösungsmittel getrennt werden muß, was umständlich und zeitraubend ist, ist beim sogenannten Trockeneinfärben nur ein mechanisches Mischen erforderlich. Da die in Anwendung kommenden Pigmente jedoch nur in geringen Mengen, in der Regel zwischen 1 bis 4 Gewichtsprozent, dem Kunststoffpulver zugesetzt werden, ist zwecks guter Verteilung der farbgebenden Komponenten oftmals ein Mahlvorgang erforderlich, bei dem Kunststoff und Pigment intensiv gemahlen werden. Der Nachteil solcher Mischverfahren liegt darin, daß die Pigmente oft eine Zerkleinerung oder Zerfaserung erleiden, die in manchen Fällen unerwünscht ist. Dies gilt insbesondere für schuppenförmige Pigmente, zu denen manche Metallpulver, beispielsweise Aluminiumpulver oder Glimmer in Plättchenform, zählen. Zur Erzielung bestimmter Effekte, z. B. eines Goldtones, ist bereits vorgeschlagen worden, dem Kunststoffpulver Kupfer- oder Messingpulver, d. h. Legierungen aus Kupfer und Zink, zuzusetzen. Aus solchen Gemischen hergestellte Überzüge sind jedoch nicht abriebfest. Außerdem ist die Beständigkeit gegen Atmosphärilien und insbesondere gegen Industrieabgase nur mangelhaft. Infolge der Schwere der Metallteilchen tritt schon bei relativ kurzer Lagerung oder beim Transport ein Entmischen des Gemisches ein. Diese Entmischung kann auch beim Wirbelsinterverfahren zum Beschichten von Gegenständen eintreten, weil bei diesem Vorgang bis zu einem gewissen Grade eine Sichtung, d. h. Trennung in leichte und schwere Partikeln eintreten kann.

Infolgedessen ist es auf diese Weise recht schwer, einheitlich durchgefärbte Überzüge, beispielsweise in einem Goldton, zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil des Standes der Technik zu vermeiden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch pulverförmige Überzugsmittel gelöst, die dadurch gekennzeichnet sind, daß das Kunststoffpulver als farbgebende Komponente ein Gemisch von mit Titandioxid überzogenem plättchenförmigem Glimmer und Nickeltitangelb sowie gegebenenfalls geringe Mengen Kobaltblau. Chromgelb und/oder Mineralfeuerrot enthält.

Die mit der H.-fmdung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es gelingt, nach der Wirbelsintermethode Überzüge herzustellen, die einheitlich und voll durchpigmentiert sind. Erfindungsgcmäß werden beispielsweise zur Erzielung eines Goldtones dem mit Titandioxid überzogenen plattenförmigen Glimmer wechselnde Mengen Nickeltitangelb und Kobaltblau zugesetzt. Das Produkt hat folgende Eigenschaften :

Aussehen: Glitzerndes weißliches bzw. goldfarbiges Pulver, nicht klumpend, weich und glatt beim Anfassen.

Partikelgröße: Längste Abmessung bei 5 bis 40 Mikron, durchschnittliche Dicke etwa 0,5 Mikron.

Spezifisches Gewicht: Etwa 3,0 g/cm³.
Brechungsindex: TiO₂-Schicht etwa 2,3, Glimmer-

Schicht etwa 1,58.

Hitzebeständigkeit: Etwa 538°C.
Lichtbeständigkeit: Ausgezeichnet.
Sulfidbeständigkeit: Ausgezeichnet.

Zur Herstellung des Kunststoffpigmentgemisches genügt ein mechanisches Vermengen der Bestandteile. Es genügt auch, die Bestandteile auf den gasdurchlässigen Boden eines Wirbelsintergerätes zu schütten und durch Einleiten eines Gasstromes ein Verwirbeln des Gemisches zu bewirken. Durch die relativ geringen Gewichtsunterschiede des Kunststoffes und des schuppenförmigen Pigments tritt nach einiger Zeit eine einheitliche Durchmischung ein, wobei das gute Fließvermögen des Gemisches auffällt. Die nach der bekannten Methode des Wirbelsinterns hergestellten Überzüge hatten ein einheitliches, hervorragendes Aussehen und waren weitaus abriebfester, kratzfester und korrosionsbeständiger als beispielsweise Überzüge,

3 4

die durch übliche Lackierverfahren hergestellt worden Vorwärmzeit 3 Minuten

waren. Temperatur 36O°C

Durch die Erfindung ist es erstmals möglich ge- Tauchzeit 3 Sekunden

worden, nach der Wirbelsintermethode Überzüge in „ , , „ _.., .. . „

einem Goldton herzustellen. Gerade das Herstellen 5 _u ^Die erhaltenen Kunststoffubeizuge besaßen einen

goldfarbener Überzüge war bisher recht schwierig, ^sc _u ^honf . mattglanzenden Goldton nut einem schwa-

weil sich die üblichen Gelbpigmente und die metalli- ^{chen Stich ins R}°^tlichesehen Pigmente, insbesondere in der Hitze, sehr leicht

verfärben und unter Lichteinwirkung verblassen. B e i s ρ i e 1 4
Während zur Erzielung beispielsweise des Farbtons i» _,,_.,
»hellgold DB 100 A« der Deutschen Bundesbahn bisher Folgendes Gemisch wurde hergestellt:
drei aufeinanderfolgende Einbrennlackierungen er- 100 Gewichtsteile Polyundecanamid,
forderlich wareD, genügt zur Herstellung des gleichen 3,5 Gewichtsteile TiO₂ überzogener plättchen-Goldtons nach der Erfindung nur ein Arbeitsschritt. förmiger Glimmer,
Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit sehr ein- 15 0,08 Gewichtsteile Nickeltitangelb,
fach und besonders wirtschaftlich. 0,1 Gewichtsteile Kobaltblau.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Bei- ... „·, ■ .··. η · · 1 ι

spiele näher erläutert: _u.^In, ^{diesem Beis}P^ie' T*^{rden die in de}" ^BeisP^{ielen l}

bis 3 angegebenen Probekorper verwendet.

B e i s ρ i e I 1 _ao Die Beschichtungsbedingungen lauteten:

Durch einfaches mechanisches Mischen wurde Vorwärmzeit 5 Minuten

folgendes Gemisch hergestellt: Temperatur 35O°C

100 Gewichtsteile Polyundecanamid, TfSüf^{1 5} **^anden

3,5 Gewichtsteile TiO₂ überzogener plättchen- _% Abkühlung in Wasser

förmiger Glimmer, ^a5 Die erhaltenen Kunststoffüberzüge waren voll

0,15 Gewichtsteile Nickeltitangelb, durchpigmentiert und hatten eine mattglänzende

0,075 Gewichtsteile Kobaltblau. Goldfärbung mit einem Stich ins Blaue.

Dieses Gemisch wurde in ein übliches Wirbelsintergefäß gefüllt und durch den gasdurchlässigen Boden 30 . . . ,
ein Luftstrom geleitet, wobei Druck bzw. Gasmenge e 1 s ρ 1 e
so variiert wurden, daß das Pulvergemisch die Gestalt In einem Fluidmischer (1000 Upm) wurde folgendes einer ruhig siedenden Flüssigkeit annahm. In dieses Gemisch hergestellt:

Wirbelbett wurden Probekorper aus Stahlblech in den ₁₀₀ Gewichtsteile Hochdruckpolyäthylen mit

Abmessungen 100 · 100 · 1,5 mm die in einem Luft- 35 _ejnem Schmelzindex von 23 g/10 Min.,

umwälzwarmeofen 2 Minuten auf 400 C erhitzt wur- 3 „ _Gewichtsei_le TiO₂ überzogener plättchen-

den, 4 Sekunden eingetaucht. Nach der Herausnahme förmiger Glimmer

aus dein Wirbelbett verschmolz der Überzug zu einer _{02 Gewichtstei}i_e Nickeltitangelb,

homogenen, goldgefärbten und schwachgrünstich.gen _{QQS Gewichtsteile} Mineralfeuerrot.
Schicht. Die Abkühlung der Probeblecht erfolgte an 40

der Luft. Mit dieser Pulvermischung wurden Prüfkörper aus

B e i s D i e 1 2 Stahlblech in den Abmessungen 100 · 100 ■ 1,5 mm im

^P Wirbelsinterverfahren überzogen. Folgende Beschich-

Durch einfaches mechanisches Mischen wurde tungsbedingungen wurden dabei eingehalten:

folgendes Gemisch hergestellt: 45 Vorwärmzeit 2 Minuten

100 Gewichtsteile Polyundecanamid, Vorwärmtemperatur -400⁰C

3,5 Gewichtsteile TiO_a überzogener plättchen- Tauchzeit 3 Sekunden

förmiger Glimmer, Abkühlung an der Luft

0,14 Gewichtsteile Nickeltitangelb, ^. , .^ ., _.., .. , „

0,03 Gewichtsteile Chromgelb ⁵° ^Die erhaltenen Kunststoffuberzuge besaßen einen

⁰ matt glanzenden Goldton mit einem schwachen Stich

Die Beschichtung der Probekorper aus Stahlblech ins Rötliche,
in der Größe 100 · 100 ■ 1,5 mm erfolgte gemäß

^BeisP^ie11· Beispiel 6
Die erhaltene goldgefärbte Schicht hatte einen 55

leichten Geldton. Folgendes Gemisch wurde hergestellt:

B e i s ρ i e 1 3 100 Gewichtsteile Celluloseacetobutyrat,

_ ,.„.,. „ 3,0 Gewichtsteile TiO₂ überzogener plättchen-Folgendes Gemisch wurde hergestellt: förmiger Glimmer,

100 Gewichtsteile Polyundecanamid, ^6o 0,1 Gewichtsteile Nickeltitangelb,

3,5 Gewichtsteile TiO₂ überzogener plättchen- 0,2 Gev..jhtsteile Kobaltblau.

0,15SSStSte'Sfckelüümedb, ^{Bei der} Beschichtung wurden die gleichen Prüflinge

0 02 Gewichtsteile Mineralfeuerrot. ^s°^{wie d}'^e g^leic _r ^he" /^TiT^ÄiT "T

65 Beispiel 5 angeführt. Lediglich die Abkühlung der

Die Beschichtung der Prüflinge aus Stahlblech in Kunststoffbeschichtung erfolgte in Wasser. Die Kunst-

den Abmessungen 100 · 100 · 1,5 mm erfolgte gemäß stoffbeschichtung besaß einen glänzenden Goldton

den Beispielen 1 urd 2 mit folgenden Änderungen: mit einem Stich ins Bläuliche.

5 6

. ,τ Vorwärmzeit 5 Minuten

^{B e}' ^s P ' ^e ' ' Vorwärmtemperatur 300^uC

Folgendes Gemisch wurde hergestellt: Tauchzeit 3 Sekunden

100 Gewichtsteile Äthylen-Vinylacetat-Copoiy- Abkühlung an der Luft

mer, ⁵

3,5 Gewichtsteile TiO₂ überzoeener plättchen- „ „ _... . . .

fönniger Glimmer ~ ^{Die erIia}'^tenen Kunststoffuberzuge waren einheit-

0,2 Gewichtstdle Nickeltitaneelb. lieh durchpigmentiert und hatten eine glänzende

Goldfarbung mit einem Stich ins Gelbliche.

Es wurden Prüfkörper aus Stahlblech in der Größe io Mit den nach den Beispielen 1 bis 7 hergestellten · 100 · 1,5 mm unter folgenden Bedingungen im Beschichtungen wurden die folgenden in der Tabelle Wirbe'.sinterverfahren beschichtet: angegebenen Versuche durchgeführt:

Beispiel	Kesternichtest	Salzsprühtest	Heißwasser	Licht	Frciluft-
Nr.	DIN 50018	DIN 50907	beständigkeit1)	beständigkeit5)	bewittcrung1)
1	(Runden)	(Runden)	(Stunden)	(Belichtungsstunden)	(Monate)
2	70	1900	1900	25	3
3	70	1900	1900	25	3
4	70	1900	!900	25	3
5	70	1900	1900	25	3
6	70	1900	1900	25	3
7	70	1900	1900	25	3
70	1900	1900	25	3

*) Die Heißwasserbeständigkeit wurde wie folgt geprüft: Die Probeblechs wurden in einen mit einem Thermostaten ausgestatteten Wasserbehälter, der die Wassertemperatur ständig auf 75 C hielt, zur Hälfte eingetaucht. Das verdampfte Wasser wurde ständig ersetzt.

²) Die Lichtbeständigkeit wurde wie folgt geprüft: Die Probebleche wurden in einem Abstand von 15cm einem UV-Strahler mit einer Leistung von 700 Watt ausgesetzt. Die auf der Oberfläche der Prüfkörper auftretende Temperatur betrug etwa 60°C.

³) Die Freiluftbewitterung wurde wie folgt durchgeführt: Die Probcblcchc wurden auf dem Dach des Laboratoriums in einem Winkel von 45° gegen Süden in einem Bewitterungsstand ausgelegt.

Nach Entfernung von äußerlich anhaftenden Ver- 35 Vergleichsmustern nicht zu unterscheiden. In allen

unreinigungen, Staub u. dgl., Abspulen mit warmem Fällen waren weder Glanz noch Farbton beeinträch-

Wasser und nachfolgendem Trockenreiben der Schich- tigt. Auskreidungen wurden nicht festgestellt,
ten waren die getesteten Proben von entsprechenden

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Pulverförmige Überzugsmittel für das Beschichten von erhitzten Gegenständen durch Wirbelsintern auf Basis von Kunststoffpulvern, farbgebenden Komponenten und gegebenenfalls Füll- und Streckmitteln sowie Weichmachern, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffpulver als farbgebende Komponente ein Gemisch von mit Titandioxid überzogenem plättchenförmigem Glimmer und Nickeltitangelb sowie gegebenenfalls geringe Mengen Kobaltblau, Chromgelb und/oder Mineralfeuerrot enthält.