DE2028060A1

DE2028060A1 - Self-adherent thermoplastic coatings - contng epoxy resin - and peroxide for electrostatic powder application

Info

Publication number: DE2028060A1
Application number: DE19702028060
Authority: DE
Inventors: Werner Dr 6000 Frankfurt Aalust Per Dipl Chem 6100 Darmstadt Scheiber
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1970-01-17
Filing date: 1970-06-08
Publication date: 1971-12-16
Also published as: DE2002008A1

Description

METALLGESELLSGHAFT · Frankfurt a.M., den 4.6.70

Aktiengesellschaft _ T₀Z₁₁₁₁,.

Prankfurt a.M. JJr.iia/tiWi

Reuterweg 14 2028060

prov.Uo. 6 5 1 4 LW

Verfahren zur Herstellung von selbsthaftenden thermoplastischen KunststoffÜberzügen.

Zusatz zu DB? ( Patentanmeldung P 20 02 008.0)

Die Deutsche Patentschrift DBP (Patentanmeldung

P 20 02 008.0 ) beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von selbsthaftenden thermoplastischen Kunststoffüberzügen nach der elektrostatischen Pulverschn^lzmethode, wobei man die thermoplastischen Kunststoffpulver vor ihrem Aufbringen mit Peroxiden in einer Menge von 0,05 bis 5,0 Gew.$ nach der Dry-Blend-Methode behandelt. Diese Peroxide löst man vor dem Beimischen zum Kunststoffpulver zweckmässig in organischen Lösungsmitteln auf oder verdünnt sie mit organischen Lösungsmitteln und gibt sie dann dem Pulver zu.

Nach diesem Verfahren gelingt es, Kunststoffüberzüge mit ausserordentlich hoher Haftkraft herzustellen, wobei diese Haftkraft in vielen Fällen die Festigkeit des angewendeten Kunststoffs übersteigt. Die erzielten Schichten sind glatt

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und haben einen guten Verlauf. ? Q ? P Π R Γ)

Das Verfahren ist für alle üblichen, zur Verarbeitung nach der elektrostatischen Pulversdmelzmethode geeigneten thermoplastischen Kunststoffpulver, wie Polyamide, Polyolefine, Polyvinylchloride und Mischpolymerisate aus beispielsweise Äthylen-Vinylacetat geeignet.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß eine weitere Verbesserung der Überzugsqualität dadurch erreicht wird, daß man dem Gemisch aus thermoplastischem Kunststoffpulver und Peroxiden Epoxidharz zusetzt.

Mit Vorteil werden dabei Mengen von etwa 0,5 bis 5 Gew.$, ... ■" bezogen auf das Gemisch zugesetzt, wobei auch ein Gemisch mehrerer Epoxide angewendet werden kann.

Die im Rahmen der Erfindung verwendeten Epoxidharze sind übliche Handelsprodukte und beispielsweise unter dem Namen Epikote ( SHELL) oder Äraldit ( Ciba) bekannt.

Auch sie werden zweckmässig, wie auch die Peroxide, dem thermoplastischen Kunststoffpulver nach der Dry-Blend-Methode einverleibt, wobei die Epoxide in flüssiger, gelöster oder dispergierter Form bevorzugt mit organischen Flüssigkeiten angewendet werden können. Die Reihenfolge der Beimischung spielt dabei keine Rolle. Es kann sowohl zuerst das Peroxid, als auch zuerst das Epoxidharz dem thermoplastischen Kunststoffpulver beigemischt werden. Auch ist es möglich, Peroxid© und Epoxidharz gleichzeitig oder gemeinsam dem thermoplastischen Kunststoffpulver zuzugeben.

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Die Erfindung ist anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Beispiel 1

1000 g Polyamid-11-Feinpulver der Körnung 5 bis 80yum wird mit 3j8 Gew.$ !Titandioxid homogen eingefärbt und im Dry-Blend-Verfahren in einem Schnellaufenden Flügelmischer (Diosna-Mischer) mit 3 g Di-tert-Butylperoxid und 5 g eines Epoxidharzes ( Epikote 1001 SHELI) , beides in 4 Grew.#' (gerechnet auf Polyamidpulver) Benzylalkohol gelöst und bei 1800 Upm 3 min lang innigst gemischt. Es wird ein völlig trockenes rieselfähiges, auch bei längerer Lagerung nicht zusammenbackendes Pulver erhalten.

Mit diesem Pulvergemisch werden Stahlbleche der Grosse 350.210.1 mm nach vorheriger Lösungsmittelentfettung in einer handelsüblichen Elektrostatik-Pulverspritzanlage hängend beschichtet. Die angelegte Hochspannung betrug 4-0 kW. In wenigen Sekunden wurde ein gleichmäsaiger, gut anhaftender Pulverüberzug erzielt. Das aufgebrachte Polyamidpulver haftet so gut, daß es auch beim Klopfen an dem Blech nicht herunterfiel.

Anschliessend werden die beschichteten Stahlbleche in einem handelsüblichen Umluftofen bei 220⁰O, 6 min lang zwecks Einschmelzen des aufgebrachten Kunststoffpulverüberzugs eingehängt. Der erzeugte Überzug war nach dem Einschmelzen einwandfrei glatt und porenfrei in einer gleichmässigen Schichtstärke von 80/um. Auch der Dekor des Überzugs war einwandfrei und weiß, zeigte also keinerlei Vergilbung auf. Die Haftung der aufgebrachten Polyamid-Schicht war so gut, daß es nicht gelang, durch Abschälen mit einem Messer den Haftverbund zwischen Kunststoff und Metall aufzuheben.

Beispiel 2

1000 g Polyamid-11-Feinpulver der Körnung 5 bis 80yum wird nach dem Dry-Blend-Verfahren grau pigmentiert und in einem

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Diosna-Mischer mit 15 g Di-tert-Butylperoxid und 15g eines Epoxidharzes ( Epikote 1001; SHELI), beides in 4 Gew.^ ( gerechnet auf eingesetztes Polyamid-11-Pulver) Benzylalkohol gelöst, bei 1750 Upm drei min lang behandelt. Das behandelte Pulver war völlig trocken und rieselfähig. Mit diesem Pulvergemisch werden wie in Beispiel 1 beschrieben, Beschichtungen von Stahlblechen der Grosse 35Ο·²1Ο. 1 mm in einer handelsüblichen Elektrostatik-Pulverspritzanlage durchgeführt. Die Bedingungen waren wie in Beispiel 1. Die anschliessende Einschmelzung der aufgebrachten Pulverüberzüge wird analog Beispiel 1 vorgenommen. Der erzeugte Kunststoffüberzug war einwandfrei glatt und porenfrei in einer gleichmässigen Schichtstärke von 83/um mit einem sehr hohen Grad an Dekor, ohne Anzeichen einer Trennung von Kunststoff pulver und Pigment oder einer bevorzugten Abscheidung besonderer Bestandteile während des elektrostatischen Spritzens, Die Fläche war gleichmässig grau ohne Pigmentanhäufungen. Auch am benutzten Spritzgerät wird keine Trennung der Pulver-· bestandteile festgestellt. Die Haftung der aufgebrachten Polyamid-11-Schicht war so gut, daß ein Abschälen vom Untergrund mittels eines Messers nicht möglich war.

Beispiel 3

1000 g Polyvinylchlorid ( Hart-PVC) der Körnung bis 80yum ( Dichte 1,38 g/cnrj k-Wert etwa 70) werden im Dry-Blend-Verfahren mit 0,5 Gew.$ Dicumolperoxid und 0,5 Gew.^ Epoxyharz ( Epikote 1001 ; SHEIL) gelöst in 4 Gew.$ ( berechnet auf PYG-Pulver) Benzylalkohol gelöst und bei 1850 Upm 3 min lang intensiv in einem Diosna-Mischer gemischt. Es wird eine trockenes, rieselfähiges Pulver erhalten. Mit diesem Pulver werden entfettete Stahlbleche der Abmessungen 350.210.1 mm in einer handelsüblichen Elektrostatik-Pulverspritzanlage beschichtet. Die angelegte

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Spannung betrug 15 kV. Das aufgebrachte Pulver haftete sehr gut auf dem Stahlblech und fiel bei Erschütterungen nicht ab. Das Einschmelzen der aufgebrachten Pulverschicht erfolgte in einem handelsüblichen Umluftofen bei 180⁰C, über einen Zeitraum von 5 min. Es werden glatte, hochglänzende, in einer gleichmässigen Stärke von 80/um porenfreie Schichten erzeugt. Die Haftung zwischen der PVC-Beschichtung und dem metallischen Untergrund war sehr gut.

Beispiel 4

Pulver der körnung bis 60/um eines handelsüblichen Äthylen-Vinylacetat-Copolymeres, bestehend aus ca. QQ°/o Äthylen und 20 io Vinylacetat, wovon ein Teil zu Vinylalkohol verseift worden ist, wird in einem Diosna-Mischer bei 1800 Upm 3 min lang mit 2 Gew.$ Di-tert-Butylperoxid und 2 Gew. ^cß> Epoxyharz ( Epikote 1001} SHELL) gelöst in 4 Gew.^ (gerechnet auf Kunststoffpulver) Benzylalkohol intensiv gemischt. Dieses trockene und rieselfähige Pulver wird in einer handelsüblichen Elektrostatik-Pulverspritzanlage bei 9 kV auf Stahlbleche der Grosse 350.210.1 mm versprüht. Die Stahlbleche waren lediglich durch eine übliche Lösungsmittelentfettung vorbehandelt worden. Das aufgebrachte Pulver haftet sehr gut auf den Stahlblechen und nach der anschliessenden Einschmelzung des Kunststoffes in einem handelsüblichen Umluftofen bei 150⁰C, 6 min lang, wird ein glänzender, gleichmässiger, porenfreier Kunststoff-Film in einer Stärke von 70 /um erzielt. Die Haftung der Kunststoffschicht auf dem metallischen Untergrund war so gut, daß in Schälversuchen es nicht möglich war, eine Trennung von Kunststoff und Metall zu erzielen.

Beispiel 5

Ein Hochdruck-Polyäthylenpulver ( Dichte 0,94 g/cm > Kristallinität 75 '$>) der Körnung bis 50/um wird in einem

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Diosna-Mischer im Dry-Blend-Verfahren mit 3 Gew.^ tert.-Butylperbenzoat und 0,1 Gew.^ Epoxyharz ( Epikote 1001; SPIEII) gelöst in 4 Gew.^ Benzylalkohol ( berechnet auf Kunststoffpulver) bei 1800 Upm 3 min lang innigst vermischt. Das behandelte Pulver war trocken und rieselfähig. Mit dem so erhaltenen Pulver werden entfettete Stahlbleche der Abmessung 350.210.1 mm in einer handelsüblichen Elektrostatik-Pulverspritzanlage bei einer angelegten Spannung von 8 kV beschichtet. Das Pulver haftet einwandfrei und fiel auch beim Klopfen von den Stahlblechen nicht herunter. Der aufgebrachte Pulverüberzug wird bei 110⁰O 4 min lang in einem handelsüblichen Umluftofen eingeschmolzen. Der Überzug war einwandfrei glatt verlaufen und porenfrei in einer gleichmässigen Schichtstärke von 60/um. Die Haftung des Polyäthylen-Schmelzüberzuges zum metallischen Untergrund war besser als die Festigkeit des Kunststoffes.

Vergleichsbeispiel

Mit dem gleichen Polyamid-11-Feinpulver, nach dem Dry-Blend-Verfahren grau eingefärbt wie in Beispiel 2, werden unter folgenden Bedingungen BeSchichtungsversuche mit einer handelsüblichen Elektrostatik-Pulverspritzanlage vorgenommen: Zu beschichtende Körper; Stahlblech 350.210.1 mm, Vorbehandlung? Iosungsmittelentfettung, angelegte Hochspannung: 40 kV.

Das aufgebrachte Polyamidpulver fiel zum Teil herunter, bereits beim vorsichtigen Anfassen der beschichteten Bleche, um sie in den handelsüblichen Umluftofen hineinzuhängen zwecks Einschmelzen des Pulvers. Nach 6 min Verweilzeit im Ofen bei 220⁰C wurden die nur noch ganz mangelhaft beschichteten Bleche herausgenommen.

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Neben dem deutlichen Orangenschaleneffekt fiel die ■ungleichmassige Färbung der Kunststoffschicht auf. Es waren deutliche Pigmentnester im Überzug zu beobachten. Auch an der benutzten Spritzpistole wurde die bevorzugte Abscheidung eines Blaupigments am Pulveraustritt beobachtet. Der aufgebrachte Polyamidüberzug konnte ohne grosse Mühe mittels eines scharfen Hessers vom Metall abgetrennt werden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass Kunststoffüberzüge mit sehr hoher Haftfestigkeit hergestellt werden können, die sich nicht nur durch ihren guten Verlauf ihrer hohen Glätte und hohen G-lanz auszeichnen, sondern die auch ausserordentlich farbbeständig sind. Dies gilt insbesondere für die hell eingefärbten Kunststoff pulver, die Überzüge ergeben, die trotz monatelanger Bewitterung keine Vergilbungsanzeicliea. zeigen. Weil bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens keine Trennung von Kunststoff und Pigmenten eintritt, sind die erzielten Farbtöne sehr gleichmässig und jederzeit reproduzierbar. Es lassen sich auch bei geringer Schichtstärke porenfreie Überzüge aus thermoplastischen Kunststoffen mit hervorragendem Dekor herstellen, wie sie nach den bisher bekannten elektrostatischen Pulverschmelz-Verfahren nicht bekannt waren.

-8-Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

\1)JVerfahren zur Herstellung von selbsthaftenden thermoplastischen Kunststoffüberzügen nach der elektrostatischen Pulverschmelzmethode, wobei man die thermoplastischen Kunststoffpulver vor ihrem Aufbringen mit Peroxiden in einer Menge von 0,05 bis 5,0 Gew.^ nach der Dry-Blend-Methode behandelt nach DBP.. ( Patentanmeldung P 20 02 008.0), , dadurch gekennzeichnet, dass man dem Gemisch Epoxidharz zusetzt.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Epoxidharz in Mengen von 0,5 bis 5,0 Gew.?S, bezogen auf das Gemisch, zusetzt.
3) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch verschiedener Epoxidharze zusetzt.
4) Pulvergemisch zur Herstellung von Kunststoffüberzügen nach der elektrostatischen Pulverschmelzmethode, bestehend aus thermoplastischen Kunststoffen, Peroxiden in einer Menge von 0,05 bis 5,0,Gew.$ und Epoxidharz in einer Menge von 0,5 bis 5,0 Gew.^.
5) Verwendung eines Pulvergemischs aus thermoplastischen Kunststoffen mit einem Zusatz von 0,05 bis 5 Gew.^ Peroxid und Epoxidharz in einer Menge von 0,5 bis 5,0 Gew.^ zur Herstellung von KUnststoffüberzügen nach der elektrostatischen Pulverschmelzmethode.

OBI(BfNAL INSPECTED

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