DE2003702C3

DE2003702C3 - Verfahren zur Herstellung von haftfesten und helBwasserbeständigen Polyamidüberzügen auf metallischen Gegenständen durch Wirbelsintern

Info

Publication number: DE2003702C3
Application number: DE19702003702
Authority: DE
Inventors: Helmut 6000 Frankfurt; Meyer Karlheinz 8752 Großwelzheim Berg
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Filing date: 1970-01-28
Publication date: 1977-03-17

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- zung zwischen 1 und 20 Minuten,

lung von haftfesten und heißwasserbeständigen Poly- 30 Die Erfindung ist an Hand der folgenden Ausfüh-

amid-Überzügen auf metallischen Gegenständen rungsbeispiele näher beschrieben:

durch Wirbelsintern unter Verwendung einer haftver- B e i s D i e 1 1
mittelnden Zwischenschicht.

Zur Erzielung einer hohen Korrosions- und Che- Ein Probekörper aus Stahlblech in der Größe mikalienbeständigkeit ist es bei Wirbelsinterüberzü- 35 100 X 100 X 1,5 mm wird durch Strahlen mit Quarzgen erforderlich, daß diese fest auf dem Untergrund sand gereinigt und aufgerauht. Anschließend wird haften. das Blech in eine Lösung eingetaucht, die folgender-

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieses Erfordernisses maßen hergestellt wurde:

die zu beschichtenden Metalloberflächen sorgfältig _{200 dnes} epoxymodifizierten AJkydharzes zu

durch Beizen oder Sandstrahlen zu reinigen und auf- 40 _{einer 60} o_ioigen _{Lösung in} Testbenzin gelöst und

zurauhen. jqq _ej_nes ungesättigten, sauren, styrolfreien

In der österreichischen Patentschrift 236 553 wird Polyesterharzes werden in 800 g Lösungsmittel -

ein Verfahren zum Aufbringen festhaftender Poly- ^_{ch aufgelöst und} verdünnt,
amiduberzuge beschrieben, wobei als Zwischenschicht

wärmehärtbare Harze z. B. Phenolharze, gegebenen- 45 Die Dicke der angetrockneten Schicht betrug 8 (im.

falls zusammen mit thermoplastischen Harzen, ver- Nach einer Ablüftzeit von 15 min bei Raumtem-

wendet wird. peratur wurde das Blech in einem Umluftofen 2 min

Nach der USA.-Patentschrift 3 203 822 werden auf 400° C erhitzt.

festhaftende und heißwasserbeständige Polyamid- Das heiße Blech wird dann anschließend für 5 see

überzüge nach der Wirbelsintermethode erhalten, in- 50 in aufgewirbeltes, mit Titandioxid pigmentiertes Po-

dem auf die zu überziehenden Werkstücke zunächst lyundecanamidpulver, Korngrößenbereich 50 bis 200

ehe Zwischenschicht aus einem Butadien-Styrol-Co- μΐη, getaucht und nach dem Herausnehmen aus dem

polymerisat aufgebracht vird. Bei den meisten der Wirbelbett an der Luft bei Raumtemperatur abge-

als Zwischenschicht verwendeten Harzen ist eine kühlt.

sorgfältige Reinigung und Entfettung der zu be- 55 Es wird eine glatte und porenfreie, etwa 400 μίτι

schichtenden Flächen erforderlich, wozu ein weiterer starke Polyamid-Beschichtung erhalten.

Arbeitsgang notwendig ist. Zur Prüfung der Haftung wurde die Kunststoff-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, fest- Beschichtung mit einem bis auf den Metallunter-

haftende und heißwasserbeständige, insbesondere ge- grund durchgehenden Kreuzschnitt versehen und an-

gen kochendes Wasser beständige Polyamidüberzüge 60 schließend in eine 3°/oige Lösung eines handelsübli-

nach einem einfachen und wirtschaftlichen Verfahren chen Waschmittels bei einer Temperatur von 90 bis

herzustellen. 95°C gelagert. Nach 3000 Stunden Beanspruchung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- wies die Beschichtung noch eine ausgezeichnete Haf-

löst, daß vor dem Aufbringen des Polyamids auf die tung auf.
zu überziehenden Gegenstände als haftvermittelnde 65

Zwischenschicht ein Gemisch aus einem epoxymodi- Beispiel 2

fizierten Alkydharz und ungesättigtem Polyesterharz Ein Probekörper aus Reinaluminium ir. der Größe

verwendet wird. 150 X 100 X 2 mm wird in einem Säuregemisch ge-

beizt und danach chrcmatiert. Auf dem so behandelten Blech wird mittels einer Fließbecherspritzpistole eine Lösung aufgetragen, die wie nachstehend beschrieben, hergestellt worden ist:

300 £ eines epoxymodifizierten Alkydharzes, 60^u/uig gelöst in Xylol, und 100 g eines ungesättigten, sauren, styrolfreien Polyesters werden in 600 g eines organischen Lösungsmittelgemische-., gelöst und verdünnt. Anschließend werden 5 g Alizarin S unter Rühren eingemischt.

Die Ablüftzeit der aufgetragenen Haftvermittler-Schicht beträgt 10 min. Es wird eine Schichtdicke von etwa 10 um gemessen. Das Probeblech wird anschließend in einem Wärmeofen 3 min auf 380^C erhitzt und für 3 see in aufgewirbeltes nicht pigmentiertes Polyundecanamid-Pulver getaucht. Es entsteht nach Abkühlung in Wasser ein gleichmäßiger und transparenter Überzug mit einer Schichtdicke von etwa 350 μπι und hoher Haftung.

Nach über 3000 Stunden Beanspruchung der Proben in Heißwasser von etwa 90° C waren am Einschnitt der Beschichtung keine Unterwanderungen und Haftverminderungen festzustellen.

Beispiel 3

Auf einem mit Wiener Kalk gereinigten und mit 1,2,3-Trichloräthan entfetteten Prüfkörper aus Stahlblech, Qualität St 1203, mit den Abmessungen 150 x 75 X 2 mm wird durch Spritzen eine Lösung, hergestellt wie unter Beispiel 1 beschrieben, aufgetragen. Der Prüfkörper wird in einem Umluftofen 4 min auf 400 C erwärmt und anschließend für 4 see in aufgewirbeltes mit Chromoxidgrün pigmentiertem Polylaurinlactam-Pulver eingetaucht. Es entsteht ein gleichmäßiger Kunststoff-Überzug mit einer Dicke von 400 μτη und mit hoher Haftkraft.

Nach 20 Runden Wechselbeanspruchung (1 Runde = 8 Stunden bei 90⁰C und 16 Stunden bei Raumtemperatur) in kochendem und kaltem Wasser war die Haftkraft nicht verringert.

Beispiel 4

Ein Probekörper aus Elektrolytkupfer (99,99 Cu) in der Größe 100 X 50 χ 3 mm wird mit einem handelsüblichen, verdünnten Säuregemisch gebeizt, anschließend geschliffen und mit Aceton entfetten. Auf das vorbehandelte Prüfblech wird dann eine Lösung durch Tauchen aufgetragen, die wie folgt hergestellt wurde:

250 g eines epoxymodifizierten Alkydharzes. gelöst 60%ig in Xxlol, und 100 g eines ungesättigten, sauren, slyrolfreien Polyesters werden in 650 g Lösungsmittelgemisch aufgelöst bzw. verdünnt. Auf diese Mischung wurden dann 5 g festes 8-Hydroxychinolin als Additivkomponente zugegeben.

Der mit der Zwischenschicht versehene Prüfkörper wird nach 10 min Ablüftung2 min in einem Umluft-Wärmeofen auf 400 C erhitzt und anschließend für 3 see in ein Wirbelben mit einem mit Eisenoxydbraun pigmentieren Polylaurinlactam-Pulver getaucht. Die Abkühlung der Polyamid-Beschichtung, deren Dicke etwa 320 um beträgt, erfolgt an der ^I(> Luft.

Der Probekörper wurde zunächst 50 Stunden in eintr2"oigen Waschlauge bei 80⁰C und 150 Stunden dann bei Raumtemperatur gelagert. Es waren nach dieser Prüfung keine Haftverminderungen an '5 der Beschichtung festzustellen.

Beispiel 5

Ein Prüfkörper aus einer Weißmetallegierung mit

»° einem Zinngehalt von 8 ° o, einer Länge von 150 mm und einem Durchmesser von 20 mm wird geschliffen, entfettet und anschließend mit einer Lösung, wie unter Beispiel 1 beschrieben, durch Streichen versehen. Dieser Lösung wurden 3 g 2-Mercaptobenzimidazol als Additivkomponente zugegeben.

Nach einer Ablüftzeit von 15 min bei Raumtemperatur beträgt die Dicke der angetrockneten Zwischenschicht 6 μΐη. Anschließend wird der Prüfkörper in einem Umluftwärmeofen 10 min auf 370° C erwärmt und danach für 4 see in ein aufgewirbeltes Pulverbad von feinpulverisiertem Polyhexamethylenadipinamid getaucht.

Es wird ein Polyamid-Überzug von etwa 350 Jim Schichtdicke erzielt.

Danach wird die Beschichtung auf dem Prüfkörper mit einem bis auf den Untergrund durchgehenden Einschnitt versehen und einer 200stümdigen Wasserlagerung bei Normaltemperatur und einer zusätzlichen Heißwasserbeanspruchung bei etwa 60° C über einen Zeitraum von 50 Stunden ausgesetzt. Die Haftung des Polyamid-Überzuges war naich diesem Beanspruchungszeitraum ausgezeichnet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß es gelingt, festhaftende und heißwasserbeständige Polyamid-Überzüge nach einer einfachen Methode herzustellen. Es ist dabei unbedeutend, ob der Untergrund des zu beschichtenden Werkstückes entfettet, gebeizt oder gesandstrahlt worden ist. Bei Beanspruchung der Polyamidbeschichtungen durch Wasser und Waschlaugen mit Temperaturen bei 95 C wird die Haftung nicht vermindert. Auch bei einer Verletzung des Polyamidfilms tritt keine Unterrostung auf, was zur Ablösung der Beschichtung führen würde. Besonders bewährt hat sich das erfindungsgemäße Verfahren für Überzüge aus Polyamid-11 und Polyamid-12.

Claims

ι 2 Als epoxymodifizierte Alkydharze werden btvur- Patentansprüche: zugte Harze mit ΐυ bis 20 Gewichtsprozent

1. Verfahren zur Herstellung von haftfesten Epoxyd-Anteilen verwendet, wobei als Alkydharz und heißwasserbeständigen Polyamid-Überzügen bevorzugt ein Harz auf Leinöl- oder Ricinenolbasis auf metallischen Gegenständen durch Wirbelsin- 5 verwendet wird. Diese Harze werden m gelöster tern unter Verwendung einer haftvermittelnden Form angewendet wobei als Losungsmittel organi-Zwischenschicht, dadurch gekennzeich- sehe Lösungsmittel, vorzugsweise Benzin- und Bennet, daß als haftvermittelnde Zwischenschicht zol-Kohlenwasserstoffe verwendet werden.

ein Gemisch aus einem epoxymodifizierten Al- Als ungesättigtes Polyesterharz wird im Rahmen

kydharz und ungesättigtem Polyesterharz verwen- io der Erfindung ein styrolfreies und saures Harz ver-

detwird. wendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Zweckmäßig wird das Gemisch aus epoxymodifikennzeichnet, daß als epoxymodifuiertes Alkyd- ziertem Alkydharz und ungesättigtem Polyesterharz harz ein Harz mit 10 bis 20 Gewichtprozeni im Gewichtsverhältnis 1 : 1 bis 2 : 1, bezogen au f rei-Epoxyd-Anteilen verwendet wird. 15 jes Harz, verwendet.

3. Verfahren nach einem oder mehreren der Dem Haftvermittler können farbgebende Stoffe Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß anorganischer oder organischer Natur, Verlaufmittel als ungesättigtes Polyesterharz ein styrolfreies wie Silikone, Füllstoffe wie z. B. Kieselsäure, Härter, und saures Harz verwendet wird. wie Peroxide, rostinhibierende und feuerhemmende

4. Verfahren nach einem oder mehreren der 20 Substanzen, Metalloxide, 8-Hydroxychinolin, Benz-Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß triazol. Alizarin S, 2-Mercaptobenzimidazo] und andas Gemisch aus epoxymodifiziertem Alkydharz dere übliche Substanzen zugesetzt werden.

und ungesättigtem Polyesterharz im Gewichts- Zweckmäßigerweise wird der mit der Zwischenverhältnis 1:1 bis 2 : 1, bezogen auf reines Harz, schicht versehene Gegenstand vor dem Auftragen des verwendet wird. " 25 Polyamid-Pulvers über die Schmelztemperatur des

Polyamids erhitzt.

Die Erhitzungstemperatur liegt dabei zweckmäßig

zwischen 300 und 450^: C und die Dauer der E rhit-