DE2302941A1 - Pulverbeschichtete gegenstaende und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Pulverbeschichtete gegenstaende und verfahren zu ihrer herstellung

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Werner Prof Dr Funke
Karl-Heinz Dr Reichert
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Description

Pulverbeschichtete Gegenstände und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Beschichtung von Metallgegenständen, die gegen korrosive Einflüsse geschützt werden sollen, ist bekannt.
Beim sogenannten Wirbelsinterverfahren werden, vor allem thermoplastische, Polymerpulver auf vorerhitzte Metallgegenstände aufgebracht, wo sie unter Sintern und Schmelzen einen zusammenhängenden Film bilden (S.B. Levinson - J. Paint Technology 44/570, (1972), 38). Eine besondere Schwierigkeit ist bei diesem Verfahren die Tatsache, daß viele thermoplastische Polymere auf metallischen Untergründen schlecht haften, so daß noch vorher ein thermisch beständiger Haftvermittler (Primerschicht) aufgebracht werden muß.
Eine neuere Art der Beschichtung besteht darin, daß reaktive Beschichtungspulver, sogenannte Pulverlacke, auf das zu beschichtende Material aufgebracht werden, die bei einem anschließenden Erhitzungsprozeß schmelzen und unter Vernetzung auf dem Untergrund einen zusammenhängenden Film bilden. Die hierzu überwiegend als Polymerpulver verwendeten Epoxidharze haften zwar sehr gut auf dem Untergrund ("Americus"-Pigment and Resin Technology 1/11, (1972), 13), jedoch sind solche Schichten nicht genügend wetterbeständig (M,C. Lambert - Pigment and Resin Technology 1/10, (1972), 19). Eine damit verbundene Zerstörung des Films macht sich auch durch einen unerwünschten Glanzverlust und durch Kreidung bemerkbar. Aus diesen Gründen ist der Außeneinsatz solcher Beschichtungen nicht möglich oder sehr stark eingeschränkt.
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Bei Verwendung von wetterbeständigeren Polymeripulvern, z.B. auf der Basis von Acrylat- oder Methacrylatpolymeren bzw· Copolymere^ läßt sich im allgemeinen nicht dieselbe gute Haftung, besonders auch unter Einfluß von Feuchtigkeit, erreichen, die bei der Verwendung von Epoxidharzen charakteristisch ist.
Es wurde nun ein Verfahren entwickelt, nach dem pulverbeschichtete Gegenstände hergestellt werden können, und bei dem die vorstehend genannten Nachteile beider Verfahren vermieden werden können. Verwendet man nämlich Pulverlacke oder Beschichtungspulver, die aus einer Mischung von vernetzbaren Polymeren und Thermoplasten bestehen, so erhält man nach dem Erhitzen über den Schmelzbereich Beschichtungen, die aus zwei übereinander liegenden kohärenten Phasen bestehen, wobei das vernetzbare Polymer auf dem Untergrund sehr fest haftet, während der darüber liegende Thermoplast eine gute Wetterbeständigkeit gewährleistet. Voraussetzung hierfür ist, daß solche Pulvermischungen gewählt werden, die sich bei der Verfilmung genügend schnell und vollständig entmischen. Für eine möglichst störungsfreie Filmbildung dürfen sich die Schmelzbereiche beider Komponenten nicht zu stark unterscheiden, und die Schmelzviskositäten müssen möglichst niedrig liegen. Solche Mischungen von Polymerpulvern bestehen beispielsweise aus Epoxidharzen, welche die härtbare Grundschicht bilden, und aus Vinylpolymeren oder Polyacrylaten bzw. -methacrylaten für die wetterbeständige Deckschicht.
Es war überraschend und nicht voraussehbar, daß bei der Erhitzung der genannten Polymerengemische innerhalb der zur Verfilmung verfügbaren Zeit eine weitgehende bis vollständige Auftrennung der Polymerenbestandteile unter Bildung von kohärenten Phasen entsteht. Insbesondere ist es auch überraschend, daß die Schicht aus vernetzbaren Polymeren innerhalb der Beschichtung zuunterst, d. h. auf dem zu schützenden Gegenstand liegt.
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Als vernetzbare Polymerpulver eignen sich speziell solche auf der Basis von Epoxidharzen, thermisch härtbaren Acrylat— und Methacrylatharzen und Polyesterharzen. Als Thermoplaste für die Polymerenmischung eignen sich insbesondere Polyacrylate, Polymethacrylate, Polyvinylacetat, Polyolefine, Polyester und Polyamide. Die verfahrensgemäß hergestellte Beschichtung besitzt sowohl eine sehr gute Haftung am Untergrund als auch die für den jeweiligen Thermoplasten charakteristische, bessere Wetterbeständigkeit·
Beispiel 1
Ein Epoxidharz (Schmelzpunkt 120 - 1300C, Dichte bei 20/40C, 1,147, Epoxidwert 0,049 - 0,059, Hydroxylwert 0,36, Esterwert 0,52) wurde mit einem Acrylharz, Basis Butylmethacrylat (Schmelzpunkt 133,4°C, Dichte bei 20/.4°C 1,08), im Gewichts verhältnis 1 ; 1 unter Zugabe von 4,5 Gew.% Dicyandiamid als Härter, bezogen auf Epoxidharz, innig vermischt und im Mörser auf 100 - 200 yum Korngröße pulverisiert.
Nach Auftrag auf Stahlbleche erfolgte die Verfilmung während 20 Minuten bei einer Temperatur von 1800C.
Aus IR-Untersuchungen der Schichtzusammensetzung ergab sich, daß die dem Untergrund zugewandte Schichthälfte aus praktisch reinem Epoxidharz, die obere Hälfte dagegen aus nahezu reinem Acrylharz bestand.
Beispiel 2
Ein Epoxidharz (Schmelzpunkt 120 - 1300C, Dichte bei 20/40C, 1,147, Epoxidwert 0,049 - 0,059, Hydroxylwert 0,36, Esterwert 0,52) wurde mit einem Polyvinylacetatharz (Schmelzpunkt ca. 1000C, Dichte bei 20/40E 1,16), im Gewichtsverhältnis 1 : 1 unter Zugabe von 4,5 Gew.% Dicyandiamid als Härter, bezogen auf
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Epoxidharz, innig vermischt und im Mörser auf 100 - 200 λπη Korngröße pulverisiert·
Nach Auftrag auf Stahlblech erfolgte die Verfilmung während 20 Minuten bei einer Temperatur zwischen 120 und 1800C.
IR-Untersuchungen ergaben, daß die Schichthälfte an der Substratseite überwiegend aus Epoxidharz bestand, und daß in der oberen Schichthälfte Polyvinylacetat stark überwog.
Beispiel 3
Ein handelsüblicher, mit TiO2 Rutil pigmentierter Pulverlack auf Epoxidharzbasis, der ca. 2 Gew.% Dicyandiamid als Härter enthält, (Korngröße ca. 100 Aim) wurde mit einem Acrylharz, (Schmelzpunkt 133,4°C, Dichte bei 20/40G 1,08), Basis Butylmethacrylat, im Gewichtsverhältnis IrI innig vermischt. Die -Verfilmung erfolgte auf Stahlblechunterlage während 20 Minuten bei einer Temperatur von 1800C.
Nach IR-Untersuchungen befindet sich das Epoxidharz bevorzugt an der Unterseite zum Substrat.
Beispiel 4
Ein handelsüblicher, mit TiO2 Rutil pigmentierter Pulverlack auf Epoxidharzbasis, der ca. 2 Gew.% Dicyandiamid als Härter enthält (Korngröße ca. 100 ium) wurde mit einem Polyvinylacetatharz {■Schmelzpunkt ca. 1000C, Dichte bei 20/40C 1,16) im Gewichtsverhältnis 1:1 innig vermischt. Die Verfilmung erfolgte auf Stahlblechunterlage während 20 Minuten bei einer Temperatur von 1800C. '
Nach IR-Untersuchungen befindet sich das Epoxidharz bevorzugt an der Unterseite zum Substrat.
Beispiel 5
;. Ein Epoxidharz (Schmelzpunkt 140 - 155°C, Dichte bei 20/40C, 1,190, Epoxidwert 0,029 - 0,042, Hydroxylwert 0,40, Esterwert 0,50) wurde mit einem Acrylharz, Basis Butylmethacrylat
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(Schmelzpunkt 133,4°C, Dichte bei 20/40C 1,08), im Gewichtsverhältnis 1:1, unter Zugabe von 2 Gew.% Dicyandiamid als Härter , bezogen auf Epoxidharz, innig vermischt und im Mörser auf 100 200 ium Korngröße pulverisiert·
Nach Auftrag auf Stahlblech erfolgte die Verfilmung während 20 Minuten bei einer Temperatur von 1800C.
Aus IR-Untersuchungen der Schichtzusammensetzung ergab sich, daß die dem Untergrund zugewandte Schichthälfte aus praktisch reinem Epoxidharz, die obere Hälfte dagegen aus nahezu reinem Acrylharz bestand.
Beispiel 6
Ein Epoxidharz (Schmelzpunkt 140 - 155°C, Dichte bei 20/40C, 1,190, Epoxidwert 0,029 - 0,042, Hydroxyl wert 0*40, Esterwert 0,50) wurde mit einem Polyvinylacetatharz fSchmelzpunkt ca. 1000C, Dichte bei 20/40C 1,16) im Gewichtsverhältnis 1:1, unter Zugabe von 2 Gew.54 Dicyandiamid ^aIs Härter- , bezogen auf Epoxidharz, innig vermischt und im Mörser auf 100 - 200 yum Korngröße pulverisiert· Nach Auftrag auf Stahlblech erfolgte die Verfilmung während 20 Minuten bei einer Temperatur zwischen 120 und 1800C. IR-Untersuchungen ergaben, daß die Schichthälfte an der Substratseite überwiegend aus Epoxidharz bestand, und daß in der oberen Schichthälfte Polyvinylacetat stark überwog.
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Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung pulverbeschichteter Gegenstände aus zwei im wesentlichen separaten Schichten mit guter Haftfestigkeit bzw. Wetterbeständigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man . . Polymerenmischungen aus vernetzbaren Harzen und Thermoplasten auf den zu beschichtenden Körper aufbringt und bei Temperaturen oberhalb des Schmelzbereiches der Polymerenmischung verfilmt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als vernetzbare Polymere solche auf Basis von Epoxidharzen» Acrylat- und Methacrylatharzen und Polyesterharzen verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß man als Thermoplasten solche auf der Basis von Polyacrylaten, -Methacrylaten, -Vinylacetat, Polyolefinen, Polyester und Polyamiden verwendet.
4. Pulverbeschichtete Gegenstände, die gemäß Ansprüchen 1 bis hergestellt werden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0787536A2 (de) * 1996-02-05 1997-08-06 Hüls Aktiengesellschaft Witterungsstabile Polyamid-Pulverbeschichtungen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0787536A2 (de) * 1996-02-05 1997-08-06 Hüls Aktiengesellschaft Witterungsstabile Polyamid-Pulverbeschichtungen
EP0787536A3 (de) * 1996-02-05 1997-12-03 Hüls Aktiengesellschaft Witterungsstabile Polyamid-Pulverbeschichtungen

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