DE2015072A1

DE2015072A1 - Verfahren zur Vorbehandlung von Emailpulvern für den elektrostatischen Pulverauftrag

Info

Publication number: DE2015072A1
Application number: DE19702015072
Authority: DE
Inventors: Werner Dr.; Reiss Albert Dr.; 5000 Köln Joseph
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1970-03-28
Filing date: 1970-03-28
Publication date: 1971-10-21
Also published as: DE2015072B2; NL172082C; NL7104119A; BE764901A; AT300500B; FR2083650B1; DE2015072C3; NL172082B; FR2083650A1

Description

FARBENFABRIKEN' BAYER AG 2015072

LEV E RK U S E N'-Bayerwerk Br/GW Piteat-Abteüun« 2 6. Μ3ΓΖ 1970

Verfahren zur Vorbehandlung von Emailpulvern, für den elektrostatischen 3?ulVerauftrag

Es ist bekannt, daß sich Kunststoffpulver elektrisch aufladen und im elektriechen PeId mit einer.Potentialdifferenz von ca. 40000 bis'80000 Volt auf die verschiedensten Unterlagen aufbringen lassen. Die Haftung der Kunststoffpartikel ist so gut, daß man die auf diese V/eise beschichteten Gegenstände gut handhaben und in einen Einbrennofen befördern kann, ohne daß das Pulver abfällt.

In ähnlicher Weise hat man versucht, Emailpulver auf elektrostatischem Wege auf metallische Unterlagen aufzubringen. Dieser Weg ist grundsätzlich gangbar. Die nach dem elektrostatischen Verfahren mit Emailpulver beschichteten Gegenstände können jedoch nur mit größter Vorsicht bewegt werden, damit das Pulver nicht ganz oder teilweise abfällt, bevor der-Sinter-und Einbrennprozeß vollzogen wurde.

Der elektrostatische Naßauftrag von Emailschlickern wird seit einigen Jahren technisch durchgeführt. Dieses Verfahren hat gegenüber dem bekannten Aufbringen von naß vermahlenem Email mit Hilfe von Druckluftzerstäubung den Vorteil des geringeren Spritzabfalles und einer besseren Bedeckung der Schnittkanten des Trägermaterials.. Das Anhaften des elektrostatisch aufgetragenen Emailschlickers auf den metallischen Unterlagen im naßen Zustand und nach dem Trocknen ist von

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gleicher Qualität wie beim Spritzauftrag mit Zerstäuberdüsen ohne elektrisches PeId.

Eine elektrostatische Trockenpulverbeschichtmig würde erhebliche wirtschaftliche Vorteile bringen. So könnte beispielsweise die Naßverraahlung der Emailfritten zur Herstellung des Emailschlickers entfallen, womit auch die technischen Schwierigkeiten, die vielfach mit der S_chlickerherstellung verbunden sind, vermieden würden. Kan könnte darüberhinaus auf den Trockner verzichten, der bislang zur Trocknung der feuchten Schlickerschichten notwendig ist. Damit würde das Emaillierverfahren vereinfacht und die Energiekosten könnten gesenkt werden. Ferner könnte man das Emailpulver direkt auf Teile, die an der Ofenkette hängen aufbringen, wodurch sich durch den Wegfall von bisher notwendigen Arbeitsgängen an den beschichteten Teilen eine weitere Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Emaillierverfahrens ergebe.

Es wurde bereits vorgeschlagen, Glaspulver für das Aufbringen im elektrostatischen PeId mit Chlorsilanen zu behandeln, so daß eine definierte Oberfläche dieser Pulver mit diesen Verbindungen belegt wurde. Durch diese Maßnahme erhöhte sich

der spezifische Widerstand dieser Pulver bis zu etwa 10 Ohm.cm; und dadurch wurde gleichzeitig das elektrostatische Verhalten dieser Glaspulver in günstiger V/eise beeinflußt. Bei Emailpulvern läßt sich dieses Verfahren jedoch nicht anwenden, da die Chlorsilane wegen ihres hohen Dampfdruckes und ihrer Hydrolyaeemfindlichkeit nicht vor oder während der Vermahlung der Emailfritte zugegeben werden können. Außerdem bereitet die Beseitigung der entstehenden und von den Pulvern absorbierten Salzsäure große Schwierigkeiten und führt zu Emaillierfehlern, wie Dellenbildung, Aufschäumen und Ver-

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minderung der Haftung des Emailüberzugs auf dem Träger- · material« Derartige Hachteile und die daraus resultierenden Fehler der fertigen Produkte sind auch bei der Verwendung von chloridhaltigen Schlickerversätzen "bei der konventionellen Emaillierung bekannt, . · ·

Die technische Durchführung des elektrostatischen Pulverauftrags von Email scheiterte bisher daran, daß die im elektrischen PeId aufgebrachten Pulverschichten schon bei kleinsten Erschütterungen der beschichteten Gegenstände teilweise oder völlig abfallen, so daß ein Einbrennen unter technisch durchführbaren Bedingungen nicht möglich war.

Es wurde nun ein Verfahren zur Vorbehandlung von Ercailpulvern für den elektrostatischen Pulverauftrag gefunden_? welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Emailfritten vor oder während der trockenen Vermahlung mit halogenfreien Substanzen behandelt werden, die mit den SiOH-Gruijpen an den Kornoberflächen der Prittenteilchen reagieren, und daß das Emailpulver auf einen spezifischen elektrischen- Widerstand von 10 bis 10 Ohm.cm eingestellt wird.

Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß die oben erwähnten Nachteile dadurch vermieden werden können, wenn man die Email» fritten erfindungsgemäß zusammen mit Substanzen vermählt', die in der lage sind, mit den bei der·Vermahlung und bei der Lagerung an der Oberfläche der vermahlenen Teilchen vorhandenen oder aber sich ausbildenden SiOH-Gruppen chemisch irreversibel schon bei Raumtemperatur zu reagieren.

• ührend normale, nicht auf diese Weise behandelte Exaailpulver einen spezifischen elektrischen Widerstand von maximal 10'Ohm.cm aufweisen, kann bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Emails ein spezifischer Wider-

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stand von IO bis 10 Ohm.cm gemessen werden. Als besonders geeignet für den elektrostatischen Pulverauftrag erwiesen sich Pulver, die einen spezifischen Widerstand von mehr

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als IO Ohm.cm aufwiesen. Der spezifische Widerstand der erfindungsgemäß hergestellten Pulver veränderte sich auch nach längerem lagern bei- freiem Luftzutritt nicht.

Die den Emailfritten zuzusetzenden Substanzen können sowohl vor als auch während der Vermahlung der Fritten zugesetzt werden. Bereits 1 bis 20, vorzugsweise 2-10 Gewichtspromille dee Zusatzmittels reichen aus, um den gewünschten Effekt zu erreichen. Größere Mengen schaden nicht, bringen jedoch keine wesentlichen Verbesserungen mehr. Je nach Vor-? liegen der einzelnen Substanzen können die Zusätze in fester oder flüssiger Form, gegebenenfalls auch in Lösung, zugeeetzt werden·'--·

Das Pulveremail soll nach der Vermahlung eine Korngröße von weniger als 200 Mikron aufweisen.

Als Zusätze können grundsätzlich alle haiogenfreien Substanzen verwendet werden, die mit den Si-OH-Gruppen an den Kornoberflächen der Frittenteilchen reagieren. Als besonders wirksame Substanzen haben sich Vertreter der folgenden Verbindungsklassen erwiesen:

Alkyl- und Arylsilanole der allgemeinen Formel R_nSi(OH).-n (n = 1-3, R = verzweigte oder unverzweigte aliphatische, aromatische oder hydroaromatische Kohlenwasserstoffreste) wie z.B. Diphenylsilandiol; aliphatische, aromatische oder hydroaromatische Isocyanate wie z.B. Oktyl-carbonylisocyanat, 1,3 Diisocyanatobenzol, Gemische aus l-Methyl-2,4- u. 1-Methyl~2,6-diisocyanatocyclohexan, Gemische aus Tosylisocyanat und" Tetrachlorkohlenstoff; Silicium-Stickstoffverbindungen

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wie ζ,Β. Bis(dimethylamine)-äimethylsilan, odey Carbodiimide wie z«B. Dicyclohexylcarbodiimid. . _ä ^

Überraschenderweise haften die so vorbehandelt en Emailpulver, nachdem sie elektrostatisch auf die zu beschichtende Unterlage aufgebracht sind, auf dieser um ein vielfaches .

■besser als unbehandelte Pulver. Man kann die so beschichteten Gegenstände sehr leicht handhaben und sogar leichteren bis mittleren Erschütterungen aussetzen, ohne daß die Pulverschicht ganz oder teilweise abfällt. Selbst wenn man beschichtete ebene Bleche senkrecht hängend einbrennt, ist im Ofen kein Abfallen der Pulverschicht zu beobachten.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf alle für die Pulver- . emaillierung verwendbaren Emailsorten wie z.B. Grundemails, Weißemails, iärbenemails, !raneparentemails oder Puderemails angewandt werden.

Anhand der folgenden Beispiele soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden: -

Beispiel 1 :,

In eine 1 kg-Porzellankugel-Mühle wurden 1000 g handelsübliche Emailfritte', in Form von Granalien oder Schuppen, 3 kg Mahlkugeln aus Porzellan mit ei'nem mittleren Durchmesser zwischen 2 - 2,5 cm und 3 g 1,3 Diicsocyanatobenzols eingefüllt.

Danach wurde die Mühle verschlossen und die Emailfritte darin solange vermählen, bis das Kornverteilungsmaximum unter 60 Mikron lag und weniger als 10 Gew.-# Kornhaufwerks größer als 90/um und 100 # kleiner als 120/um waren. Das erhaltene Emailpulver wies einen elektrischen Widerstand von

10 Ohm.cm auf, der sich bei Raumtemperatur und Lagerung

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des Pulvers an der Luft praktisch nicht mehr änderte.

Beispiel 2

Analog wie in Beispiel 1 ausgeführt wurde die Fritte mit 3 g 1»4 Diisocyanatobenzol zusammen vermählen. Der elektrische

12 Widerstand des erhaltenen Pulvers lag bei 10 Ohm.cm und veränderte sich bei freiem Luftzutritt ebenfalls nicht.

• Beispiel 3

Bei gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 wurde als Zusatz ein Gemisch von l-Methyl-2.4- und 2.6 Diicsocyanaiocyclohexan im Verhältnis 80 : 20 verwendet. Dieser Zusatz betrug

»6 g. Damit erhält man ein Emailpulver, dessen elektrischer 13
Widerstand IO Ohm.cm betrug.

BeispLei 4

Wie in Beispiel 1 gab man zu einer mit Mahlkugeln und Mahlgut beschickten Porzellankugelmühle 3 Gew.-^ eines Diphenylsilandiolpulvers und vermahlte gemäß den in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen. Das erhaltene Emailpulver hatte einen elektrischen Widerstand von 10 0hm.cm, der sich bei der Lagerung an der Luft nicht mehr änderte.

Beispiel 5

Analog wie in Beispiel 1 ausgeführt wurde die Pritte mit 2,5 g Bis(dimethylamino)-dimethylsilan vermählen. Das erhaltene Emailpulver besaß einen spezifischen elektrischen Widerstand von 10 ^Ohm.cm.

Beispiel 6

Analog wie in Beispiel 1 ausgeführt wurde die Pritte mit 5 g Dicyclohexylcarbodiimid vermählen. Das erhaltene

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Emailpulver "besaß einen spezifischen elektrischen Widerstand

15 von IO ^Ohm.cm♦

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Claims

1. VcrfahiCJi ;;ur Vor^V^-Ändl-r-v,· yoü Eiifii'lpuDvorii für don elektrostatischen Pulvera.uftr;·.^, dadurch ^ekeni..zeichnet, daß die E.u.ailfrltten vor cdor v.-ährejid d;.r trockenen Ver~ nahl^iiS v.W. hcO.ogcnXrfcien. SvltD'ccaizei} iclvandelt v/erdon, die) nut den SiOli-Griippcn e.n den KomobcrJTlächen dc-r FrittenttilchöD roarciuren vmd daß df-.s Ti,«iailpul\^r«3r auf oinpn

TO*]/'

F-pez.ifische?! cloktriocljcn V/iderotand von 10 "*" bis 10 Obm.wo cin^osto.llt v/ird.

2. Yerfaliren nach Anspruch 1, dadiircli ^ekemisieicliiiet, daß als Zusätco Silfmole, Isocyanate, SiliciumstickBtoffvo'r-

odrjr Karbodiimide -verwendet werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ZuGätze in Mengen von 0,1 bis 2 Gew.-?-'· verwendet werden.

4. Verfahren nach eineia der Ansprüche l· bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Diphenyliiilandiol als -Sur-atc verwendet wird.

5. I>Dailpulvt;r für den elektrostatiscbon Inilverauftrag, dadurch gekennzeinlmet, daß die als Aiiugongrrraterial dienenden liuaili'ritton vor oder välire-nd der trockenen Vericahlung mit

w halogeiif]:e.ien Sub π tan?', en br ,andclt werden, die mit den SiOH-

Gruppen an den Kornoborflächen der Prittenteilchen reagieren und daß är.D Ejaailpulver einen spezifischen elektrischen Widerstand von 10 bis 10 Ohin.crd besitzt.

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