DE2358287B2

DE2358287B2 - Verfahren zur Herstellung von Überzügen auf Metallgegenständen

Info

Publication number: DE2358287B2
Application number: DE19732358287
Authority: DE
Inventors: Man Serquigny Vo Dinh (Frankreich)
Original assignee: Ato Chimie Sa Courbevoie Hauts- De-Seine (frankreich)
Current assignee: Ato Chimie Sa Courbevoie Hauts- De-Seine (frankreich)
Priority date: 1972-11-22
Filing date: 1973-11-22
Publication date: 1979-02-15
Also published as: JPS565277B2; IT1001839B; DE2358287C3; GB1408975A; DE2358287A1; JPS4998436A; CH587329A5; FR2207163A1; FR2207163B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Überzügen auf Metallgegenständen durch elektrostatisches Bestäuben mit Pulvermassen aus Polyamiden und/oder Copolyamiden, die ein Phenol enthalten, und anschließendes Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der Pulvermassen.

Die Verwendung von Polyamidpulvern zur Erzeugung antikorrosiver oder dekorativer Beschichtungen bzw. Überzüge auf Metalloberflächen mittels Verfahren, bei denen das Pulver mit Hilfe einer elektrostatischen Spritzpistole aufgespritzt wird, ist bekannt.

Es ist weiter bekannt, daß die Haftung von Polyamidmassen, seien es ungefüllte Massen oder mit Pigmenten, Farbstoffen oder verschiedenen Zusatzstoffen gefüllte Massen, auf Metallen infolge der schlechten Benetzungseigenschaften der Polyamide in geschmolzenem Zustand unzureichend ist. Hierdurch dringt das geschmolzene Polyamid nicht genügend in durch Oberflächenrauhigkeit bedingte Vertiefungen bzw. Zwischenräume in der Metalloberfläche ein, um eine für die Praxis ausreichende Haftung zu gewährleisten.

Wenn man auf der gesamten Oberfläche eines entfetteten, sandgestrahlten oder glatten Stahlblechs mittels einer elektrostatischen Spritzpistole eine gleichmäßige Pulverschicht aus einem Polyamid aufbringt und die Pulverschicht in einem Ofen bei entsprechender Temperatur zum Schmelzen bringt, zieht sich der Film aus geschmolzenem Polyamid zusammen und bildet kleine Tröpfchen, die vom Substrat herunterfallen können. Hierdurch wird das Stahlblech nicht vollständig bedeckt.

Zur Überwindung dieses Nachteils, der auf die mangelnde Benetzbarkeit zurückgeht, hat man die Metallsubstrate bisher mit einer Grundierung, einem sog. Primer, versehen.

Diese Grundierung, die im allgemeinen auf der Grundlage eines in organischen Lösungsmitteln gelösten, hitzehärtbaren Harzes aufgebaut ist, macht einen vorhergehenden Spritzvorgang und eventuell eine vorhergehende Härtung vor der elektrostatischen Bestäubung mit dem Polyamidpulver erforderlich. Dies bedeutet zusätzliche Handarbeit und, z. B. schon aus Gründen der Sicherheit, die Installierung von Vorrichtungen zum Absaugen der Lösungsmittel.

Wenn die Metallsubstrate Schweißnähte oder Lötstellen aufweisen, ist die Benetzbarkeit mit dem geschmolzenen Polyamidpulver selbst in Gegenwart einer zuvor aufgebrachten Grundierung unzureichend. Aufgabe der Erfindung war es daher, ein verbessertes Verfahren zur Verfügung zu stellen, das die Grundierung entbehrlich macht und gleichzeitig wirtschaftlicher als die bekannten Verfahren arbeitet. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst

ι ο Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Überzügen auf Metallgegenständen durch elektrostatisches Bestäuben mit Pulvermassen aus Polyamiden und/oder Copolyamiden, die ein Hienol enthalten, und anschließendes Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der Pulvermassen, das dadurch gekennzeichnet ist daß man den Pulvermassen ein Addukt eines festen Phenols mit einem Schmelzpunkt von 30 bis 300⁰C mit Mono-, Dioder Polyisocyanaten zusetzt und das Erhitzen für 3 bis 25 Minuten auf 220 bis 250° C im Höchstfall so durchführt, daß keine Vernetzung der Polyamide stattfindet

Zwar ist aus der DE-AS 12 71286 bereits ein Verfahren bekannt, bei dem u. a. ein mit einem Phenol maskiertes Diisocyanat verwendet wird (vgl. das Beispiel 1), jedoch unterscheidet sich die dort gegebene technische Lehre grundsätzlich von dem Verfahren der Erfindung. Während man bei dem Verfahren der DE-AS 12 71 286 eine Reaktion des Kunststoffs in der Schmelze

JO mit dem Isocyanat herbeiführt (Sprite 4, Zeilen 66, 67 und Spalte 4, Zeilen 26,27), kommt es erfindungsgemäß darauf an, die Reaktion (Vernetzung) zu vermeiden. Darüber hinaus ist das Verfahren der DE-AS 12 71 286 zum vorliegenden Verfahren nicht einschlägig. Es handelt sich dort um Wirbelsinter- oder Flammspritzverfahren (vgl. den Patentanspruch), die eine ganz andere Anwendungstechnologie beinhalten. Während bei den genannten Verfahren die mehr oder weniger erhitzten Massen auf das heiße Werkstück aufgebracht werden, handelt es sich bei dem vorliegenden Verfahren um die Beschichtung der kalten Werkstücke mit kalten Pulvermassen, wobei darüber hinaus erheblich strengere Korngrößenbedingungen zu erfüllen sind. Das Erhitzen erfolgt erst nach dem Aufbringen des Pulvers.

⁴^ Aus der DE-OS 19 23 399 sind Polyamidpulver bekannt die einen, mindestens teilweise den elektrischen Strom leitenden Stoff, wie Ruß, Graphit oder Metallpulver, und ein Phenol enthalten. Demgegenüber kommt es erfindungsgemäß auf einen Gehalt an

5" elektrisch leitenden Stoffen nicht an; angesichts des elektrostatischen Verfahrensprinzips eine überraschende Tatsache.

Soweit Phenole als Blockierungsmittel, die in Pulverlacken Verwendung finden, grundsätzlich, z. B.

^Γ)ί aus Farbe und Lack 1972, Seiten 1060 bis 1062 und der DE-AS 10 61 013, bekannt sind, kommt es dort ebenfalls auf die Vernetzung der Bindemittel mit den Isocyanaten an, da erst durch die Vernetzung mit dem Isocyanat die Bildung des gewünschten Überzugsfilms eintritt.

Die erfindungsgemäß verwendeten Massen enthalten Stoffe, die bei erhöhter Temperatur auf Polyamide und Copolyamide lösend wirken. Derartige Polyamidpulver schmelzen und verteilen sich viel rascher, wobei sie einen Überzug mit außerordentlich gleichmäßiger

^Μ Dicke ergeben, der sich nicht zusammenzieht und nicht herunterfällt, sondern das Substrat vollständig bedeckt und nach der Verfestigung des Überzugs fester auf dem Substrat haftet.

Spezielle Beispiele für geeignete Phenole mit einem Schmelzpunkt von 30 bis 300° C sind das eigentliche Phenol (Hydroxybenzole o-KresoI, p-Krescl, Thymol, Hydrochinon, Brenzkatechin, Resorcin, Methylaminophenol, Bisphenol, Triphenole oder Polyphenole.

Diese Phenole werden vor ihrer Verwendung mit Mono-, Di- oder Polyisocyanaten oder mit Isocyanuraten umgesetzt

Die erhaltenen Addukte werden mit den pulvrigen Massen aus Polyamiden und/oder Copolyamiden z. B. vor deren Anwendung zur Beschichtung von Metallen oder nach der Herstellung der Pulver vermischt

Aus den Addukten, d. h. den blockierten Isocyanaten werden die genannten Phenole beim Erhitzen der pulvrigen Schichten zur Schmelze freigesetzt

Da das Erhitzen nur für sehr kurze Zeii erfolgt, nämlich 3 bis 25 Minuten bei 220 bis 250° C im Höchstfall, stehe für die ebenfalls beim Erhitzen freigesetzten Mono-, Di- und Polyisocyanate nicht genügend Zeit zur Verfügung, um eine Vernetzung des Polyamids zu bewirken, wie man erwarten könnte. Erfindungsgemäß ist die Vernetzung nicht beabsichtigt da die Vernetzung die Fließfähigkeit der geschmolzenen Polyamide beeinträchtigt und zum unerwünschten Apfelsinenschaleneffekt beim Überzug bzw. der Beschichtung führt.

Die Menge an zugesetzten Isocyanat-Phenol-Addukten richtet sich nach der Menge des freien Phenols, das aus dem Addukt beim Erhitzen entsteht. Dieses Phenol wird vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 10 Prozent insbesondere 1 bis 5 Prozent, jeweils bezogen auf das Gewicht des Polyamids, verwendet.

Außer den blockierten Phenolen können die Polyamidmassen der Erfindung auch andere Stoffe zur Veränderung ihrer Eigenschaften, z. B. Stabilisatoren, Pigmente, Farbstoffe, Füllstoffe, Metallpulver, Weichmacher, synthetische Harze oder Kunststoffe, oder Haftverbesserer enthalten.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Im Verlauf der Herstellung wird ein mit 10 Prozent TiO₂ weiß eingefärbtes Pulver aus 11-Polyamid, das für das elektrostatische Spritzen bestimmt ist mit 5 Gewichtsprozent des Addukts aus Hexamethylendiisocyanat und Phenol (Hydroxybenzol) vermischt

Mittels einer elektrostatischen Spritzpistole wird die so erhaltene Pulvermasse auf ein Gitter bzw. Rost aus gewalztem Stahlblech von 1 mm Dicke aufgespritzt Anschließend wird die Pulverschicht in einem Ofen 3,5 Minuten auf 200° C erhitzt

Man erhält ausgezeichnete Ergebnisse. Alle scharfen Xanten und spitzen Winkel sind gut mit Polyamid bedeckt Selbst nach 100-stündiger Behandlung in siedender Salzlösung haben sich keine Roststellen gebildet

Beispiel 2

Im Verlauf der Herstellung wird ein für das elektrostatische Spritzen bestimmtes Pulver aus 12-Polyamid mit 5 Gewichtsprozent des Addukts aus Phenol und Toluylendiisocyanat vermischt.

Das elektrostatische Spritzen und das anschließende

3,5-minütige Erhitzen auf 200° C erfolgt gemäß Bei-

Jo spiel 1, jedoch wird als Prüfkörper ein Rohr mit 1 mm Wandstärke verwendet, das zuvor entfettet und sandgestrahlt worden ist.

Die erhaltene Beschichtung weist an allen Stellen des Rohrs eine konstante Dicke auf und haftet sehr fest auf }5 dem Metall.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Überzügen auf Metallgegenständen durch elektrostatisches Bestäuben mit Pulvermasse.i aus Polyamiden und/oder Copolyamiden, die ein Phenol enthalten, und anschließendes Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der Pulvermassen, dadurch gekennzeichnet, daß man den Pulvermassen ein Addukt eines festen Phenols mit einem Schmelzpunkt von 30 bis 300° C mit Mono-, Di- oder Polyisocyanaten zusetzt und das Erhitzen für 3 bis 25 Minuten auf 220 bis 250° C im Höchstfall so durchführt, daß keine Vernetzung der Polyamide stattfindet

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Addukt in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf Phenol und berechnet auf das Gewicht der Polyamide und/oder Copolyamide, zusetzt