DE2065875C3 - Verfahren zum Beschichten von Metall-Glas-, Beton- und Steinoberflächen mittels Flammspritzen - Google Patents

Description

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Es ist bekannt zur Verbesserung der Oberflächenhafteipenschaften von metallischen sowie nichtmetallischen Oberflächen Wärme durch Brenner oder beim Flammspritzen durch den Heizgasmantel zuzuführen und damit die Oberflächenschicht zu entwässern.

Ähnliche Methoden zur Haftungserhöhung von Metallschichten auf Oberflächen sind dadurch gekennzeichnet, daß eine thermoplastische Zwischenlackschicht auf die kalte Oberfläche aufgebracht wird, die nachher in einen nicht thermoplastischen erhärteten 6ö Endzustand überführt wird. Die Überführung in den nicht thermoplastischen gehärteten Endzustand kann vor oder nach Aufbringung einer z.B. flüssigen Metallschicht (nach deren Erstarren) erfolgen. Sie erfolgt aber meist vor dem Auftragen der Metallschicht.

Es ist weiterhin bekannt, daß auf flammgestrahlten Eisenoberflächen eine wäßrige metallsalzhaltige Lösung eingebrannt wird, um dadurch eine Verbesserung der Haftung nachfolgender Spritzmetallüberzüge zu erzielen. Auch ist bekannt, zu demselben Zweck die Metalloberfläche vorher zu phosphatieren oder flüssige Mittel aus einem Gemisch eines organischen Bindemittels mit Phosphorsäure und gegebenenfalls weiteren Zusätzen vor dem Metallspritzen aufzubringen.

Verfahren dieser Art haben sich zum Teil wirtschaftlich nur begrenzt durchsetzen können. Dies ist auf die relativ hohen Kosten derselben, z.T. auch auf ihre Umständlichkeit sowie die nicht ausreichende und schwankende Haftfestigkeit zurückzuführen.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren und einen Schichtaufbau, um auf Metall-, Glas-, Beton und Steinoberflächen unter Einschaltung einer Grundschicht Metall aufzubringen, das mittels einer Flammspritzpistole vom Draht aufgespritzt wird. Erfindungsgemäß wird die Oberfläche z. B. von Eisuii, Glas oder Beton mittels einer Injektorflammspritzpistole aufgeheizt bis der Taupunkt von Wasser überschritten ist (z. B. über 70° C). Solange diese kalorienreiche Wärmequelle aus großen Mengen Heizgas relativ niederer Temperatur mit hoher Geschwindigkeit die Oberfläche überströmt, wird nun aus der Pistole auf die aktivierte heiße Oberfläche die Grundschicht aufgespritzt. Vorzugsweise werden hierfür wäßrige Filmbildende Dispersionen verwendet, die durch einen Gehalt an reaktiven Harzen (Ein- oder Mehrkomponentensysteme) oder Schmelzklebern gekennzeichnet sind. Selbstverständlich können in bekannter Weise darin auch Füllmittel, Farbstoffe sowie z. B. auch leitfähige Pigmente wie Graphit usw. enthalten sein. Sie können auch in die noch nicht ausreagierte Schicht nachträglich durch Aufsprühen eingebracht werden. Hierbei können erfindungsgemäß auch gleichzeitig oder nachträglich wasserbindende Stoffe wie z. B. Zementpulver auch aus einer gesonderten Düse eingesprüht werden. Natürlich können erfindungsgemäß auch z. B. hochklebfähige Stoffe allein oder mit Reaktionsbeschleuniger und Mitteln — wie Neoprenlatex mit oder ohne Vulkanisationsmittel — gegebenenfalls auch in Verbindung mit bituminösen Dispersionen Verwendung finden.

Auf diese durch die Aufbringungsmethode dispersionsträgerfreie oder bzw. lösungsmittelfreie noch nicht ausgehärtete oder zumindest noch nicht vollkommen ausgehärtete Grundschicht kann sofort die zum Haften zu bringende Deckschicht mittels Flammspritzen vom Draht aufgespritzt werden. Wesentlich ist hierbei, daß

— z. B. bei einer Zwischenschicht aus Epoxid/Polyamid

— es sich um einen Reaktionskleber handelt, der an sich als System kalt aushärtet, dessen Reaktion aber durch Hitze beschleunigt werden kann. Damit wird es möglich durch Aufbringen einer gut verklebbaren Deckschicht gleichfalls nach dem Flammspritzverfahren mit der Injektorpistole durch die zusätzliche Wärmezufuhr das System »zu beschichtende Oberfläche — Grundschicht

— Deckschicht« in einem fortlaufenden Arbeitsgang fertigzustellen. Grundsätzlich sind für dieses Verfahren und den Schichtaufbau fast alle spritzfähigen Kleber geeignet, wenn auch wäßrige reaktive Dispersionen oder Emulsionen kalt härtender aber Wärme beschleunigbarer Ein- oder Zweikomponentensysteme erfindungsgemäß bevorzugt werden, da sie besonders für Flammspritzverfahren und für im Flammspritzverfahren aufbringbare Deckschichten geeignet sind.

Bei der Aufbringung von Deckschichten aus Metall durch das Aufspritzen einer metallischen Schicht mittels einer Draht- oder Pulverflammspritzpistole gelingt es, die Reaktion der Grundschicht aus z. B. Epoxid/Poly-

amid so zu beschleunigen (durch den Wärmeinhalt der Metallteilchen), daß in kurzer Zeit die Beschichtung fertiggestellt ist Wesentlich für die Erfindung ist, daß es damit nunmehr möglich ist, auf eine durch Erwärmung für eine Klebung aktivierte Oberfläche ohne Abkühlung derselben Grundschichten aufzubringen, die 2, B. zwischen Metall und Metall oder Glas und Metall als Haftvermittler dienen und damit als hochfestes Bindeglied auftreten. Dies gilt auch für eine Verbindung Metalloberfläche oder Glas etc. mit einer Spritzmetallschicht, wenn die zu beschichtende Oberfläche nicht vorher gesandstrahlt wurde.

Ausführungsbeispiele:

1. Die Oberfläche einer Eisenplatte wird ohne vorherige Sandstrahlung (Aufrauhung) gegebenenfalls nach einer erforderlichen Entfettung mittels z. B. einer wäßrigen Emulsion und eventuell Phosphatiertng sofort ohne Zwischentrocknung mit der Ruigbrenner-Flammspritzpistole bis zur Aktivierung der obersten Schicht erwärmt und dann aus der Flammspritzpistolendüse ohne Unterbrechung der Wärmezufuhr mit einer wäßrigen Dispersion überspritzt Diese besteht z.B. in ihren schichtbildenden Stoffen aus einem flüssigen ₂s lösungsmittelfreien Epoxid üblicher Art und einer entsprechenden Menge Polyamid, die sich aus der Epoxid- und Aminzahl ergibt wobei, soweit erforderlich, Füllmittel wie Pigmente usw. enthalten sein können. Durch die lautende Wärmezufuhr wird das Wasser entfernt und anschließend die vernetzungsreaktion der weitgehend wasser .'reien Komponenten beschleunigt Vor Verlust der Vc idebungsfähigkeit der Schicht bzw. solange diese noch in ihrem ;j thermoplastischen Zustand verharrt wird nunmehr ein Metall wie z. B. Zn, Al, Cu oder Legierungen derselben mittels einer Pulver- oder Draht-Metallflammspritzpistole aufgebracht Beim Metall-Flammspritzvorgang wird durch die zugeführte Wärme aus dem Spritzgasstrahl und aus den geschmolzenen Metallteilchen, die in die Schicht (Grundschicht) eindringen, sie durchschlagen oder/und verfüllen, der Härtungsvorgang und damit Verklebungsvorgang in der Grundschicht weiter beschleunigt. Vorzugsweise wird bei Metall mit einer dünnen Schicht vorgespritzt Erst nach ausreichendem Verlust an Thermoplastizität der Grundschicht bzw. auch Abkühlung des Schichtaufbaues wird der Metallisierungsvorgang fortgesetzt. Der Grund liegt bei eventuell entstehenden Bimetallspannungen zwischen der Eisengrundplatte und der mit ihr verbundenen Nichteisenmetallschicht (z.B. Zink als kathodische Korrosionsschutzschicht).

2. Nach dem Verfahren von Beispiel 1 kann auch Glas beschichtet werden, wobei dem Reaktionskleber glasfreundliche Stoffe wie z.B. Siloxan (Silane) zugesetzt werden um eine optimale Haftfestigkeit zu erzielen.

3. Die Grundschicht kann auch ein Pigment zur Erzielung von Leitfähigkeit wie vorzugsweise leitfähigen Ruß (z.B. 20%) oder Graphit oder metallisches Pigment enthalten. Diese Schicht kann dann auch gelcihzeitig als Deckschicht dienen, wobei unter anderem auch eine gewünschte Ableitfähigkeit für elektrostatische Aufladung oder bei Heranziehung des Beispiels 2 (beschichtetes Glas) auch eine elektrische Abschirmung erreicht werden kann.

4. Einer Grundschicht wie in Beispiel 1 können bei Herstellung derselben aus einer gesonderten Düse wasserbindende Stoffe wie z. B. Zement in Pulverform zum Entzug des Emulsions- bzw. Dispersionswassers oder auch zur Füllung der Grundschicht zugeführt werden. Die aus einer neutralen wäßrigen oder vorzugsweise kationischen Dispersion oder Emulsion bestehende Grundschichtspritzmasse wird nach dem Auftreffen auf der zu beschichtenden Oberfläche durch das Einspritzen des Pulvers, welches vorzugsweise eine anionische Reaktion besitzt, sofort gebrochen.

5. Bei der Herstellung derartiger Systeme wie in den Beispielen angeführt können der Grundschicht passivierende Pigmente, wie z. B. Strontiumchromat oder Zinksilikat in Mengen, wie sie in der Lacktechnik bei Metallgrundierungen überlich sind sowie z. B. auch Fettamine und übliche Pigmente oder und andere Zusätze wie insbesondere solche mit kaltem Fluß wie flüssige Spezialteere, Bitumina, Polyamid, Polyäthylen, sowie auch Gummi — auch in Pulverform — zugesetzt werden.

6. Statt wie in Beispiel 1, kann die Grundschicht so dick gespritzt werden, daß die als Deckschicht dann vom Draht flammgespritzte z. B. Zinkschicht mit ihrer kathodischen Rostwirkung durch Verdrängung des Grundschichtüberschusses ihre Poren durch Unterfüllung derselben verschlossen erhält, so daß auf dk; übliche Nachkonservierung mit Anstrichstoffen (der Spritzzinkschicht) verzichtet werden kann.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Beschichten von Metall-, Glas-, Beton- und Steinoberflächen im Flammspritzverfahren mit einer Grundschicht und einer Deckschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen durch den Heizgasstrahl einer Flammspritzpistole mit einem von der Spritzdüse getrennten Ein- oder Mehrfach- Heizgasringbrenner bis zur Aktivie- ι ο rung erwärmt, ohne Unterbrechung der Wärmezufuhr eine wäßrige reaktive Dispersion auf der Basis Epoxid-Polyamid aufgespritzt, das Wasser durch die laufende Wärmezufuhr entfernt und sofort danach auf die noch nicht ausgehärtete Grundschicht (Haftschicht) eine Deckschicht aus Metall durch Aufspritzen mit der Flammspritzpistole vom Draht aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Epoxid-Polyamid andere. durch Wärmezufuhr in ihrer Reaktion beschleunigbare Kunststoffe bzw. natürliche Harze für die Haftschicht verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zu beschichtenden Oberfläche und der Deckschicht die durch die thermische Beschichtung entstehenden Spannungen abgebaut werden, indem der Haftschicht thermoplastische, nicht oder nicht vollkommen reaktiv härtbare, einen kalten Fluß erzielende Stoffe zugesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht mit leitfähigen Pigmenten pigmentiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung des Wassers neben der laufenden Wärmezufuhr dadurch unterstützt wird, daß mit der wäßrigen Dispersion ein wasserbindendes Pulver aufgespritzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem wasserbindenden Pulver Zuschlagstoffe beigemischt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht mit passivierenden Stoffen, wie Strontiumchromat, Bariumchromat, Zinksilikat, pigmentiert wird.