DE2455443B2 - Verfahren zur Herstellung einer Polyolefinüberzugsschicht auf einer Metalloberfläche - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Polyolefinüberzugsschicht auf einer MetalloberflächeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Polyolefinüberzugsschicht auf einer Metalloberfläche
gemäß den Patentansprüchen.
Dabei behält die überzogene Schicht ihre hohe Anfangsbindungsfestigkeit während semi-permanenter
Zeit bei und kann selbst in Salzlösung verwendet werden.
Polyolefinüberzugsschichten besitzen eine gute Be-
j5 ständigkeit gegenüber Chemikalien, wie Säuren, Alkalien
und bestimmten Arten organischer Lösungsmittel (beispielsweise Alkohole, Äther, Petroleum usw.), und
sie weisen gute elektrische Isolierung auf. Sie können ebenfalls leicht als Überzüge verwendet werden. Aus
diesen Gründen finden sie vielfach Anwendung wie zum Auskleiden von Stahlröhren und Büchsen, als Überzüge
für elektrische Kabel, für Vorrichtungen und als Schutzschichten für Glasplatten usw. Überzugsschichten
aus Polyolefinen werden heute vielfach verwendet, um Metalloberflächen zu beschichten, und auf diesem
Gebiet wurden verschiedene Verfahren entwickelt.
Bei Aufbringen der Überzugsschichten aus Polyolefinen auf Metalloberflächen ist jedoch eine der
Hauptschwierigkeiten die schlechte Adhäsion der
so Überzugsschicht auf der Metalloberfläche, bedingt
durch ihre Nicht-Polarität. Verschiedene Verfahren wurden vorgeschlagen, um diese Schwierigkeiten zu
lösen, aber im Hinblick auf die praktische Durchführung und Wirtschaftlichkeit ist keines yon ihnen vollständig
zufriedenstellend. Entsprechend einem der früher vorgeschlagenen Verfahren werden die Metalloberflächen
mit Polyolefinpulvern beschichtet, die auf eine Temperatur erwärmt wurden, die wesentlich höher ist
als der Schmelzpunkt der verwendeten Polyolefine (z. B.
bo 200 bis 400"C), wobei ein Teil der Polyolefine oxidiert
wird und polare Gruppen bildet, und dadurch wird die Adhäsion gegenüber Metall verbessert Jedoch variiert
die Haftfähigkeit der Polyolefinüberzugsschicht gegenüber dem Metall entsprechend diesem Verfahren in
starkem Ausmaß und hängt von dem Beschichtungsverfahren, den Beschichtungsbedingungen wie auch dem
Zustand der Metalloberfläche ab. Dementsprechend sind die Bindungsfestigkeiten, die man bei diesem
Verfahren erhält, nicht zufriedenstellend.
Entsprechend einem anderen bekannten Verfahren wird ein Polyolefin zuerst mit Polyisobutylen, Butylkautschuk,
einer Nitrosoverbindung usw. compoundiert und dabei wird die Adhäsion der Polyolefinüberzugsschicht
gegenüber der Metalloberfläche erhöht, ßei diesem Verfahren tritt jedoch das Problem der Haftfähigkeit
der Überzugsschicht bei höherer Temperatur auf.
Diese Vorschläge umfassen weiterhin zahlreiche Verfahren wie die chemische Behandlung (beispielswei- ι ο
se die Behandlung mit Phosphorsäure) der Metalloberfläche, Abstrahlen der Metalloberfläche, Abscheidung
einer Vor-Cberzugsschicht aus Klebstoff wie einem Polyamid auf die Metalloberfläche. Keines dieser
bekannten Verfahren ist jedoch vollständig zufriedenstellend.
Als Alternative wurde ein neuer Vorschlag gemacht, bei dem ein Polyolefin zuerst mit einer ungesättigten
Carbonsäure oder einem Anhydrid davon wie Maleinsäureanhydrid modifiziert wird und bei dem das
modifizierte Polyolefin als Zwischenschicht zwischen der Polyolefinüberzugsschicht und der Metalloberfläche
verwendet wird ober bei dem sie als Beschichtungsschicht anstelle der Polyolefinüberzugsschicht verwendet
wird, so daß zwischen der Überzugsschicht und der Metalloberfläche eine stärkere Bindung erreicht wird
(vgl. beispielsweise publizierte japanische Patentanmeldungen 6384-64, 23 032-65, 10 757-67 usw.). Entsprechend
diesem Verfahren wird die Polyolefinüberzugsschicht wesentlich stärker auf die Metalloberfläche j<>
gebunden, es tritt jedoch die im folgenden näher erläuterte Schwierigkeit auf. Wenn die Überzugsschicht
nämlich mit einer wäßrigen Lösung, die Elektrolyten enthält, wie mit Salzlösung oder einer Kochsalzlösung
behandelt wird, so nimmt die Bindungsfestigkeit j5 innerhalb kurzer Zeit bemerkenswert ab, und manchmal
schält sich die Polyolefinüberzugsschicht von der Metalloberfläche ab, und die Schlagfestigkeit des
Metallgegenstand.) wird wesentlich verschlechtert. Wegen dieser Nachteile kann dieses Verfahren nicht
zum Beschichten von Röhren für Salzlösungen eingesetzt werden.
Kürzlich wurde ein Vorschlag gemacht, bei dem eine Überzugsschicht aus einem wärmehärtbaren Epoxyharz
auf der Metalloberfläche gebildet wird, wobei diese dann durch Erwärmen vorgehärtet wird, worauf dann
eine Überzugsschicht aus einem Polyolefin, das mit einer ungesättigten Carbonsäure modifiziert wird,
darauf anschließend abgeschieden wird (publizierte japanische Patentanmeldung 29 301-73). Bei diesem
Verfahren wird sicher die Bindungsfestigkeit der
OH Polyolefinüberzugsschicht auf der wärmegehärteten
Epoxyharzüberzugsschicht in bemerkenswertem Ausmaß verbessert, aber im Hinblick auf die Wasserbeständigkeit
und die Beständigkeit gegenüber Salzlösung der Überzugsschicht erhäk man kaum eine Verbesserung.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bildung einer Polyolefinüberzugsschicht
auf einer Metalloberfläche zu schaffen, wobei die Überzugsschicht nicht nur eine hohe
Bindungsfestigkeit aufweist, sondern ebenfalls eine gute Wasserbeständigkeit und guts Beständigkeit gegenüber
Salzlösung bzw. Meerwasser besitzt
Der vorliegenden Erfindung liegt ebenfalls die Aufgabe zugrunde, einen Metallgegenstand, insbesondere
einen metallischen, röhrenförmigen Gegenstand, d. h. eine Metallröhre, zu schaffen mit einer Polyolefinüberzugsschicht
darauf abgeschieden und hoher Bindungsfestigkeit gegenüber der Metalloberfläche und
ausgezeichneter Wasserbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber Salzlösung.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Polyolefinüberzugsschicht auf einer
Metalloberfläche, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Metalloberfläche mit einer ungehärteten
Epoxyharzschicht beschichtet und die Epoxyharzschicht mit einem Polyolefin, welches mit einer ungesättigten
Carbonsäure oder einem Anhydrid davon modifiziert ist und welches auf die nichtgehärtete Epoxyharzschicht,
mit der die Metalloberfläche beschichtet ist, aufgetragen ist, schmelzverbindet.
Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß man das Metall mit einer
ungehärteten Epoxyharzüberzugsschicht vorbeschichtet.
Es soll bemerkt werden, daß der Ausdruck »ungehärtetes Epoxyharz«, wie er in der vorliegenden Anmeldung
und in den beigefügten Ansprüchen verwendet wird, ein Epoxyharz bedeutet, das keinen Härter enthält,
oder ein Epoxyharz, welches einen Härter enthält, aber »im wesentlichen ungehärtet« ist Der Ausdruck »im
wesentlichen ungehärtet« bedeutet in diesem Fall einen Zustand, bei dem die Gelbildung noch nicht begonnen
hat.
Im Hinblick auf die Epoxyharze, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, besteht
keine besondere Beschränkung. Irgendwelche bekannten Epoxyharze können daher verwendet
werden. Ein typisches Beispiel von Epoxyharz ist ein Polykondensat aus einem polyfunktionellen Halogenhydrin
und einem mehrwertigen Alkohol, welches durch die folgende allgemeine Formel dargestellt wird:
CH,
-CH- CH2-4-O— R-O-CH2-CH- CH2-^-O-R-O-CH2-CH CH2 (I)
R eine zweiwertige Phenolgruppe und
η den Polymerisationsgrad bedeuten.
η den Polymerisationsgrad bedeuten.
Typische Beispiele von polyfunktionellen Halogenhydrinen umfassen Epichlorhydrin und Glycerin-dichlorhydrin
und typische Beispiele der mehrwertigen Phenole um assen Resorcin, 2,2-Bis-(4'-hydroxyphenyl)-propan-(bisphenol
A).
Wenn ein Epoxyharz, welches keinen Härte·.· enthält, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird,
ist es ratsam, ein thermoplastisches Epoxyharz mit hohem Molekulargewicht mit einem Molekulargewicht
von über 10 000, bevorzugt 30 000 bis 200 000, zu verwenden (d. h. ein Epoxyharz, worin in der zuvor
bo erwähnten Formel I π eine große Zahl bedeutet).
Wenn ein Epoxyharz, das einen Härter enthält, andererseits verwendet wird, ist es bevorzugt, daß es ein
Molekulargewicht über 500, mehr bevorzugt 500 bis 200 0?0, besitzt.
Bei der vorliegenden Erfindung kann man ohne besondere Beschränkung irgendein bekanntes Härtungsmittel
verwenden. Beispiele von Härtungsmitteln umfassen Amine wie Diäthylentriamin (DTA), Triäthy-
len-tetramin (TTA), Tetraäthylen-pentamin (TPA), Dimethylamino-propylamin
(DMAPA), Diäthylaminopropylamin (DEAPA), Aminoäthyl-äthanolamin (AEEA), Methandiamin (MDA), n-Aminoäthyl-piperazin
(AEP), Methaphenyiendiamin, Diaminophenylmethan und Epoxy-Amin-Addukte (z. B. Diäthylentriamin
+ Epikote 1001), Polyamide wie Polykondensate einer dimeren Säure (beispielsweise einem Dimeren von
Linolsäure) und Äthylendiamin oder Diäthylen-triamin, Säureanhydride wie Phthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid,
Hyminsäureanhaydrid,
Trimersäureanhydrid, Pyromellitsäure-dianhydrid, Phenol-Formaldehydharz,
butyliertes Harnstoff-Formaldehydharz und butyliertes Melamin-Formaldehydharz,
Phenolharze, butyliertes Harnstoff-Formaldehydharz usw. Ein geeignetes Härtungsmittel wird unter diesen
Mitteln ausgewählt, in Abhängigkeit von der Härtungsgeschwindigkeit, den Bedingungen usw.
Wird ein Epoxyharz, das ein Härtungsmittel enthält, verwendet, ist es oft bei der vorliegenden Erfindung
wichtig, ein modifiziertes Polyolefin, unmittelbar nachdem die Metalloberfläche mit dem Epoxyharz vorbeschichtet
wurde, schmelzzuverbinden, so daß im wesentlichen kein Härten vor dem Schmelzverbinden
der Polyolefinüberzugsschicht stattfindet.
Als Epoxyharz, das ein Härtungsmittel enthält, wird daher bevorzugt ein Epoxyharz verwendet, das bei
hoher Temperatur härtet und dessen Härten im wesentlichen bei einer Temperatur zwischen der
Schmelztemperatur und der Zersetzungstemperatur des verwendeten modifizierten Polyolefins abläuft. Bevorzugt
härtet das Epoxyharz, das bei hohen Temperaturen härtet und das bei der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, bei einer Temperatur nicht unter 8O0C und mehr bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 100
und 3000C.
Mit dem obenerwähnten Epoxyharz wird eine Metalloberfläche beschichtet, nachdem es in einem
Lösungsmittel gelöst oder dispergiert wurde. Ist das Epoxyharz selbst eine Flüssigkeit, so kann es ohne
Verwendung eines Lösungsmittels zum Beschichten verwendet werden.
Wünschenswerterweise wird die Metalloberfläche soweit wie möglich vor dem Vorbeschichten mit dem
Epoxyharz gesäubert. Das Säubern der Metalloberfläche kann nach an sich bekannten Verfahren erfolgen.
Gewünschtenfalls wird es durch Abstrahlen oder durch chemische Behandlung wie durch Behandlung mit
Phosphorsäure gereinigt, um die Metalloberfläche weiter zu aktivieren. Diese Behandlungen verstärken
die Wirkung des Haftens des Epoxyharzes mit der Metalloberfläche in größerem Ausmaß.
Die Dicke des Epoxyharzüberzugs ist nicht kritisch und sie kann innerhalb eines großen Bereichs variiert
werden, abhängig von der Art des verwendeten Epoxyharzes. Im allgemeinen sind Dicken vcn ungefähr
5 bis 10 μπι ausreichend.
Die modifizierte Polyolefinüberzugsschicht wird mit der Epoxyharzschicht, mit der die Metalloberfläche
vorbeschichtet wurde, schmelzverbunden, während die Epoxyharzschicht im wesentlichen in nichtgehärtetem
Zustand verbleibt.
Wird eine Epoxyharzschicht, die keinen Härter enthält, zum Vorbeschichten der Metalloberfläche
verwendet, so kann die vorbeschichtete Schicht bei einer Temperatur über 2000C1 bevorzugt bei 230 bis
28O0C1 gebrannt werden, bevor die modifizierte
Polyolefinüberzugsschicht schmelzverbunden wird, um eine starke und feste Bindung zwischen der Epoxyharzschicht
und der Metalloberfläche sicherzustellen.
Der Ausdruck »modifiziertes Polyolefin«, wie er in der vorliegenden Anmeldung und in den Ansprüchen
verwendet wird, bedeutet nicht nur ein Polyolefin, das mit einer ungesättigten Carbonsäure oder deren
Anhydrid modifiziert ist, d. h. ein Polyolefin, das mit der ungesättigten Carbonsäure oder dem Anhydrid davon
copolymerisiert ist, sondern ebenfalls eine Mischung aus
ίο einem Polyolefin, das mit der ungesättigten Carbonsäure
oder dem Anhydrid davon modifiziert wurde, und einem nichtmodifizierten Polyolefin.
Zusätzlich zu den Homopolymeren der Olefine umfassen die Grundpolyolefine in der vorliegenden
Erfindung ebenfalls Copolymere, die zwischen verschie
denen Arten von Olefinen gebildet werden, und Copolymere, die hauptsächlich aus einem Olefin und
anderen Monomeren, die damit copolymerisierbar sind, bestehen wie Butadien, Isopren, Vinylacetat, Acrylsäure,
Äthylacrylat, Äthyläthacrylat u. ä. Beispiele von diesen geeigneten Polyolefinen umfassen Polyäthylen mit
niedriger Dichte, Polyäthylen mit mittlerer Dichte, Polyäthylen mit hoher Dichte, Polypropylen, Poly-1-buten,
Poly-4-methyl-l-penten, ein Äthylen-Propylen-Co-
polymer (das mindestens 80 Mol-% Äthylen zu
Propylen enthält) und ein Äthylen-1-Buten-Copolymer
(das mindestens 85 Mol-% Äthylen zu 1-Buten enthält). Diese Polyolefine können allein oder als Mischung aus
zwpi oder mehreren verwendet werden. Von diesen sind
am meisten bevorzugt Polyäthylen und Polypropylen.
Als ungesättigte Carbonsäure oder deren Anhydrid, die als Modifizierungsmittel bei der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, seien erwähnt: ungesättigte aliphatische Carbonsäure, ungesättigte alicyclische
Carbonsäure, ungesättigte aromatische Carbonsäure und Anhydride dieser Säuren. Inter alia ist eine
ungesättigte aliphatische Carbonsäure mit 3 bis 20 bevorzugt 3 bis 10 Kohlenstoffatomen oder ein
Anhydrid davon am besten geeignet.
Spezifische Beispiele der zuvor erwähnten ungesättigten aliphatischen Carbonsäuren, der ungesättigten
acyclischen Carbonsäuren, der ungesättigten aromatischen Carbonsäuren und der Anhydride dieser Säure
umfassen Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure Citraconsäure, Itaconsäure, Fumarsäure, Tetrahydrophthalsäure,
5-Norbornen-2,3-dicarbonsäure, 1-Butadien-2,3,4-tricarbonsäure,
1 -Penten-4,5-dicarbonsäure und para-Styrolcarbonsäure.
Die zuvor erwähnten Carbonsäuren können in freier Form oder in Form der Anhydride verwendet werden.
Als ungesättigte Carbonsäure ist bei dem erfindungs gemäßen Verfahren besonders bevorzugt eine Dicarbonsäure
mit einer Carboxylgruppe an jedem der benachbarten Kohlenstoffatome, die durch die folgende
Formel dargestellt wird:
HOOC COOH
C = C
oder
R,
HOOC
COOH
CH-CH
/ \
/ \
R.I R4
worin R|, R2, R3 und R4 gleich oder unterschiedlich seir
können und je ein Wasserstoffatom oder eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische Gruppe bedeuten, mit
dem Proviso, daß mindestens einer der Reste R3 und R4
eine ungesättigte aliphatische Gruppe bedeutet.
Unter diesen Verbindungen sind besonders bevorzugt Maleinsäure und Maleinsäureanhydrid und ganz besonders
Maleinsäureanhydrid.
Um das Polyolefin mit der zuvor erwähnten ungesättigten Carbonsäure oder deren Anhydrid zu
modifizieren, wird ein Olefin in Anwesenheit einer ungesättigten Carbonsäure oder deren Anhydrid random-copolymerisiert
oder ein Polyolefin wird mit einer ungesättigten Carbonsäure oder einem Anhydrid davon
graft-copolymerisiert bzw. pfropfcopolymerisiert. Bei der vorliegenden Erfindung können besonders Polyolefine,
die nach dem letzten Propfcopolymerisationsverfahren modifiziert wurden, geeignet verwendet werden.
Die Polymerisation kann nach verschiedenen Verfahren, die an sich bekannt sind, durchgeführt werden.
Beispielsweise kann das Polyolefin und eine ungesättigte Carbonsäure oder ein Anhydrid davon in Anwesenheit
oder Abwesenheit eines Lösungsmittels erwärmt werden, während man dazu gegebenenfalls einen
Radikalinitiator zufügt, um ein Polyolefin zu erhalten, das darauf pfropf polymerisiert die ungesättigte Carbonsäure
oder ein Anhydrid davon enthält. In diesem Fall können Vinylmonomere wie Styrol bei der Durchführung
der Pfropfcopolymerisation gleichfalls vorhanden sein. Die Pfropfcopolymerisationsreaktion kann eben- ·
falls in einem Extruder durchgeführt werden. jo
Obgleich ein geringer Unterschied in der Menge der ungesättigten Carbonsäure oder dem Anhydrid davon,
die in dem modifizierten Polyolefin enthalten ist, zwischen einem Random-Copolymeren und einem
Pfropf-Copolymeren besteht, liegt das Modifizierungsverhältnis im allgemeinen im Bereich von ΙΟ"4 bis 10
Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 5 Gew.-%. Der Ausdruck »Modifizierungsverhältnis«, wie er hierin verwendet
wird, bedeutet die Einheitsgewichtsprozente bzw. den Prozentgehalt an Gewichtseinheit an sich wiederholenden
Einheiten der ungesättigten Carbonsäure oder deren Anhydrid, die in dem modifizierten Polyolefin
enthalten sind.
Wenn eine Mischung aus einem modifizierten Polyolefin und einem nichtmodifizierten Polyolefin
verwendet wird, erfolgt das Mischen auf solche Weise, daß die Einheitsgewichtsprozente der ungesättigten
Carbonsäure-Einheit oder der Anhydrid-Einheit davon in der gesamten Mischung 10~4 bis 10 Gew.-°/o,
bevorzugt 0,01 bis 5 Gew.-%, betragen.
Beim Vermischen eines nichtmodifizierten Polyolefins mit einem modifizierten Polyolefin gehört die
Hauptolefinkomponente des ersteren bevorzugt dem gleichen Typ wie die letztere an, obgleich ein
unmodifiziertes Polyolefin eines unterschiedlichen Typs als Hauptolefinkomponente ebenfalls verwendet werden
kann.
Das modifizierte Polyolefin kann gewünschtenfalls ein Antioxydans, ein Gleit- oder Schmiermittel, einen
Wärmestabilisator, einen Bewitterungsstabilisator, ein t>o
Pigment, ein Rostschutzmittel, einen Füllstoff und ein feuerhemmendes Mittel enthalten.
Dieses modifizierte Polyolefin kann mit der vorbeschichteten Schicht aus einem Epoxyharz schmelzverbunden
werden, wozu man an sich bekannte Verfahren b5 zum Beschichten einer Harzschicht auf einer Metalloberfläche
verwendet, beispielsweise ein elektrostatisches Beschichtungsverfahren, ein Wirbelschichtbeschichtungsverfahren
bzw. ein Strömungseintauchbeschichtungsverfahren, ein Verfahren, bei dem das modifizierte Polyolefin aufgesprüht und dann schmelzverbunden
wird, ein Verfahren zum Schmelzverbinden eines modifizierten Polyolefins in Form eines Films oder
einer Folie, ein Extrudierbeschichtungsverfahren, bei dem das modifizierte Polyolefin in geschmolzenem
Zustand durch Extrudieren aufgetragen wird, und ein Verfahren, bei dem ein solartiges modifiziertes Polyolefin
auf die Metalloberfläche aufgebracht und dann geschmolzen wird usw.
Bei jedem dieser Verfahren muß das modifizierte Polyolefin mit der Epoxyharz-Vorbeschichtungsschicht
in Berührung kommen, während sie sich noch in ungehärtetem Zustand befindet. Wird daher das
modifizierte Polyolefin auf eine ungehärtete Epoxyharz-Vorbeschichtungsschicht angewendet in Formen, die
sich von der Schmelze unterscheiden, beispielsweise in Pulverform oder als Film oder als Folie, so ist es
erforderlich, das modifizierte Polyolefin zu schmelzen, nachdem es auf die Vorbeschichtungsschicht angewendet
wurde.
Im Hinblick auf die Dicke der modifizierten Polyolefinschicht bestehen keine besonderen Beschränkungen.
Die Dicke kann innerhalb eines großen Bereichs variiert werden, entsprechend der beabsichtigten
Verwendung des beschichteten Metallgegenstandes, Im allgemeinen sind Dicken von ungefähr ΙΟμπι bis
1 cm ausreichend.
Bei der vorliegenden Erfindung kann eine weitere Schicht zusätzlich zu der modifizierten Polyolefinüberzugsschicht
gewünschtenfalls aufgebracht werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit ein Metallgegenstand erhalten, der mit der modifizierten
Polyolefinüberzugsschicht beschichtet ist.
Um eine stärkere Bindung der modifizierten Schicht zu erreichen, wenn ein Epoxyharz mit hohem Molekulargewicht,
das keinen Härter enthält, als Vorüberzugsschicht verwendet wird, ist es wünschenswert, die
Metalloberfläche auf eine Temperatur zu erwärmen, die mindestens so hoch ist wie 2000C, bevorzugt zwischen
230 und 28O0C, zum gleichen Zeitpunkt oder unmittelbar
nach dem Aufbringen der modifizierten Polyolefinüberzugsschicht auf die vorbeschichtete Schicht, so daß
eine Schmelzversiegelung mit der Epoxyharz-Vorbeschichtungsschicht
erreicht wird.
Wird andererseits ein Epoxyharz, das einen Härter enthält, verwendet, so kann die Epoxyharz-Vorbe-Schichtungsschicht
gehärtet werden, nachdem die modifizierte Polyolefinüberzugsschicht darauf angewendet
wurde. Das Härten muß so perfekt wie möglich erfolgen. Wie in den vorherigen Abschnitten angegeben
wurde, ist es jedoch unbedingt erforderlich zu verhindern, daß das Härten in wesentlichem AusmaC
erfolgt, bevor die modifizierte Polyolefinüberzugsschicht schmelzverbunden ist.
Die Härtungstemperatur variiert, abhängig von dei Art des Epoxyharzes wie auch des verwendeter
Härtungsmittels und anderen Bedingungen. Jedoch sollte die Härtungstemperatur mindestens höher sein als
die Schmelztemperatur des modifizierten Polyolefins Im allgemeinen wird eine Härtungstemperatur von 8C
bis 35O0C1 mehl· bevorzugt von 100 bis 300° C
verwendet.
Die Härtungszeit, die erforderlich ist, um das Härten im wesentlichen durchzuführen, beträgt im allgemeinen
von mehreren Sekunden bis 10 Stunden.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur
Bildung einer Polyolefinüberzugsschicht auf der Oberfläche von Metallgegenständen wie Wasserversorgungsrohren,
Industrierohren, Salzlösungsrohren, Platten, Behältern, Draht, um Aluminium zu schützen, usw.,
die eine starke Bindungsfestigkeit gegenüber der Metalloberfläche, ausgezeichnete Wasserbeständigkeit
und Beständigkeit gegenüber Salzlösungen zeigen und die während langer Zeit verwendet werden können. Die
Metallgegenstände, die mit der Polyolefinüberzugsschicht beschichtet werden, können aus Metallen wie
Eisen, Aluminium, Kupfer, Zinn, Zink, aus Legierungen dieser Metalle oder anderen Metallen, die mit den
ersteren Metallen plattiert sind, hergestellt werden.
Die erfindungsgemäß beschichteten Metallgegenstände besitzen eine untere Schicht, die ein Epoxyharz
mit einem Molekulargewicht von über 10 000 besitzt und die kein Härtungsmittel auf der Oberfläche enthält,
und eine obere Schicht aus einem Polyolefin, welches mit einer ungesättigten Carbonsäure oder deren
Anhydrid modifiziert wurde und welches mit der unteren Epoxyharzschicht in der Wärme verbunden
wurde. Die oben beschriebenen Metallgegenstände sind neu und sie sind Gegenstand der vorliegenden
Erfindung.
Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. In den
folgenden Beispielen bedeutet der Ausdruck »Teile«, sofern nicht anders angegeben, »Gewichtsteile«.
Beispiele 1 bis 9 und
Vergleichsbeispiele 1 bis 6
Proben werden hergestellt, wobei man die im folgenden aufgeführten Epoxyharze und modifizierten
Polyolefine verwendet. Die Bindungseigenschaften von jeder Probe werden gemessen und die Ergebnisse sind
in Tabelle I zusammengefaßt.
Epoxyharz
(1) Epoxyharz mit einem
Molekulargewicht von
ungefähr 80 000 und einem
Feststoffgehalt von 40%
Xylol
Molekulargewicht von
ungefähr 80 000 und einem
Feststoffgehalt von 40%
Xylol
Butanol
Insgesamt
(2) Epoxyharz wie bei (1)
Phenolharz mit einem Feststoffgehalt von 50%
Xylol
Phenolharz mit einem Feststoffgehalt von 50%
Xylol
Butanol
Insgesamt
(3) Epoxyharz mit einem Molekulargewicht von ungefähr 3000
Phenolharz wie bei (2)
Phenolharz wie bei (2)
Toluol
Butanol
Methyläthylketon
Äthylcellosolve (Äthylenglykolmonoäthyläther)
Insgesamt
40 Teile 40 Teile 20 Teile
100 Teile
40 Teile
3 Teile 40 Teile 17 Teile
100 Teile
35 Teile 30 Teile 70 Teile 40 Teile 15 Teile
10 Teile
45
bü
(4) Epoxyharz wie bei (3)
Butyliertes Harnstoff-Formaldehydharz mit einem Feststoffgehalt von 50%
Butyliertes Harnstoff-Formaldehydharz mit einem Feststoffgehalt von 50%
Toluol
Butanol
Methyläthylketon
Äthylenglykol-monoäthyläther Insgesamt
(5) Epoxyharz mit einem Molekulargewicht von ungefähr 1000
Polyamidharz mit einem Aminwert von 238 und einer Viskosität von 3,5 Pas
Methylisobutylketon
Xylol
Butanol
Insgesamt
35 Teile
30 Teile 40Teile 70 Teile 15 Teile 10 Teile
200 Teile
50 Teile
50 Teile 25 Teile 50 Teile 25 Teile
200 Teile
B. Modifiziertes Polyolefin Die folgenden Polyolefine werden zuerst hergestellt:
Typ | Name | Dichte*) | Fp.**) | Schmolz |
index***) | ||||
(g/cm3)' | ("O | (g/10 min) | ||
I | Polyäthylen | 0,944 | 123 | 35 |
II | Polyäthylen | 0,920 | 124 | 10 |
III | Polyäthylen | 0,925 | 120 | 4 |
IV | Polypropylen | 0,91 | 145 | 6,5 |
*) Dichte: ASTM D15O5-67.
**) Schmelzpunkt: ASTM D2117-64. ***) Schmelzindex: ASTM D1238-65T.
**) Schmelzpunkt: ASTM D2117-64. ***) Schmelzindex: ASTM D1238-65T.
Jedes der zuvor erwähnten Polyolefine wird mit Maleinsäureanhydrid oder Acrylsäure oder 5-Norbornen-2,3-dicarbonsäure
pfropfcopolymerisiert, um ein Pfropfcopolymer herzustellen.
Typ Verwend.
Polyolefin
Polyolefin
Art d. verwend. Säure
Modifizierungsverhällnis (Gew.-%)
Xl
XII
XII
XIII II
XIV III
XV IV
XVI I
XVII I
Maleinsäureanhydrid 1,0
Maleinsäureanhydrid 0,05
Maleinsäureanhydrid 1,0
Maleinsäureanhydrid 1,0
Maleinsäureanhydrid 2,0
Acrylsäure 2,0
5-Norbonen-2,3-di- 2,0 carbonsäure
65
200 Teile Die modifizierten Polyolefine werden unter Verwendung der oben erwähnten Pfropfcopolymeren hergestellt.
Typ Pfropfcopolymer Polyolefin
(Teile)
(Teile)
Teilchengröße
(mesh)
(a) | XI | (5) | I | (95) | 150-320 |
(b) | XII | (100) | - | 150-320 | |
(C) | XIII | (5) | II | (95) | 60-200 |
(d) | XIV | (5) | III | (95) | *) |
(e> | XV | (5) | IV | (95) | 150-320 |
(0 | XV | (5) | IV | (95) | 150-320 |
(8) | XVI | (5) | I | (95) | 150-320 |
(h) | XVII | (5) | I | (95) | 150-320 |
*) Die Zusammensetzung wird pelletisiert, um Kügelchen
mit einem Durchmesser von ungefähr 3 mm herzustellen.
C. Verfahren zur Herstellung der Probenplatten
(1) Material und Größe der Metallprobenplatten
(1) Material und Größe der Metallprobenplatten
Ein kaltgewalzter Stahlstreifen mit einer Größe von 1,0 χ 70 χ 150 mm und ein Stahlrohr mit einem Durchmesser
von 2,5 cm (nur für das Extrudierbeschichten) werden verwendet.
(2) Vorbehandlung der Metallplattenproben
Oberflächenbehandlung mit Trichloräthylen oder einem Behandlungsmittel auf Zinkphosphatgrundlage.
(3) Beschichten der Metallprobenplatten mit
einem Klebstoff
Der Klebstoff wird auf die vorbehandelten Metallprobenplatten durch Fließbeschichten aufgebracht und 30
Minuten bei Umgebungstemperatur stehengelassen.
(4) Beschichten mit dem modifizierten Polyolefin
Das modifizierte Polyolefin wird auf die Metallprobenplatten beschichtet, die mit dem Klebstoff beschichtet
sind, wobei man auf folgende Weise arbeitet.
I. Elektrostatisches Pulverbeschichten
Die Beschichtung erfolgt mit einer eingeprägten Spannung von - 60 kV, so daß die Dicke der
getrockneten Überzugsschicht 200 bis 300 μΐη beträgt.
Nach dem Erwärmen auf 2000C während 20 Minuten [für die Epoxyharze (2), (3) und (4)] werden die Proben
mit Wasser gekühlt. Ähnlich werden die Proben auf 13O0C während 30 Minuten [bei dem Epoxyharz (5)]
erwärmt und dann mit Wasser gekühlt.
II. Wirbelschichtbeschichtungsverfahren
Nachdem die Probenplatte auf 2800C vorerwärmt
wurde, wird sie in eine Wirbelschicht von modifiziertem Polyolefin eingetaucht, um eine Beschichtung zu
bewirken, so daß die Dicke der Überzugsschicht ίο ungefähr 300 μπι beträgt. Anschließend wird sie
5 Minuten auf 26O0C erwärmt und dann mit Wasser gekühlt.
III. Extrudierbeschichten
Das Stahlrohr, das mit dem Klebstoff beschichtet ist, wird auf 2500C vorerwärmt, dann wird es mit einem
modifizierten Polyolefin durch Extrudieren beschichtet, wobei man eine Extrudierharztemperatur von 22O0C
und eine Extrudiergeschwindigkeit von 5 m/min verwendet, wobei eine Überzugsschicht in einer Dicke von
1 mm erhalten wird. Anschließend wird die Probe mit Wasser schnell abgekühlt.
D. Untersuchungsverfahren
(1) Kreuzschnittadhäsionsversuch
(1) Kreuzschnittadhäsionsversuch
Unter Verwendung einer doppelkantigen Schnittvorrichtung (»NT Cutter«) wird die Überzugsschicht
geschnitten, wobei 100 Quadrate mit Intervallen von 1 mm gebildet werden, und darauf wird ein Cellophanklebstreifen
geklebt Der Cellophanstreifen wird schnell abgezogen, und die Anzahl der restlichen Quadrate wird
gezählt (Paint Testing Manual, ASTM Special Technical Publication 500 [1972]).
(2) Abschälfestigkeit
Die Abschälfestigkeit wird bestimmt, wenn die Überzugsschicht mit einem Winkel von 90° und einer
Geschwindigkeit von 50 mm/min abgezogen ist, wobei man ein Instron-Testgerät verwendet.
(3) Beständigkeit gegenüber Salzlösung
Die Probenplatte wird in eine 3%ige wäßrige Lösung von Kochsalz bei 600C eingetaucht, und die Zeit, die
vergeht, bis sich die Überzugsschicht abschält, wird gemessen.
Beispiel | Vorbehandlung | Epoxy | Modifiz. | Beschichtungs | Anfangsbindungs- | Abscha'l- | Dauerhaf |
Nr. | des Metalls | harz | Polyolefin | verfahren | festigkeit | festigk. | tigkeit |
fcreuz- | Bestiindigk. | ||||||
schnitt- | (kg/cm) | gegenüber | |||||
versuch | Salzlösung | ||||||
(h) | |||||||
Bsp. 1 Trichloräthylen (3)
Vgl.-B. 1 desgl. keins
Vgl.-B. 2 desgl. keins
Vgl.-B. 3 dtsgl. (3)
Vgl.-B.4 desgl. (3)
Vgl.- desgl. (3)
a elektrostat. Pulver- 100/100 > 2,0 >500
beschichten
beschichten
a desgl. !00/100 > 2,0 24
Γ desgl. 100/100 > 2,0 24
Polyäthylen I**) desgl. 0/100 0
Polypropylen desgl. 0/100 0
IV***)
u desgl. 70/100 1,0 100
13
Fortsetzung
Beispiel | Vorbehandlung | Epoxy | Modifiz. | Beschichtungs | Anfangsbindungs- | Abschäl- | Dauerhaf |
Nr. | des Metalls | harz | Polyolefin | verfahren | lestigkeil | festigk. | tigkeit |
Kreuz | Bestündigk. | ||||||
schnitt | (kg/cm) | gegenüber | |||||
versuch | Salzlösung | ||||||
(h) | |||||||
Bsp. 2 Trichlorethylen
Bsp. 3 Bsp. 4 Bsp. 5 Bsp. 6 Bsp. 7 Bsp. 8 Bsp. 9 Bsp. 10
desgl.
desgl.
Zinkphosphat Trichlorethylen desgl.
desgl.
desgl.
desgl.
desgl. desgl.
Vgl.-B.6 desgl.
(3)
(3) (3) (3) (2) (4) (5) (4) (D
(D keins
h a a b a f c
elektrostat. Pulver- 100/100
beschichten
beschichten
desgl. 80/100
desgl. 100/100
desgl. 100/100
desgl. 100/100
desgl. 100/100
desgl. 100/100
desgl. 100/100
Wirbelschicht- 100/100
beschichtungsverfahren
beschichtungsverfahren
desgl. 100/100
Extrudier-
beschichten
desgl.
> 2,0 >500
1,5 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 10
10
10
200 >500 >1000
> 500
> 500
> 500
> 500
> 500
500 500
*) Das modifizierte Polyolefin wird durch Beschichten aufgetragen, nachdem das Epoxyharz zuvor gehärtet wurde.
**) und ***) beziehen sich auf »B. Modifiziertes Polyolefin« in den Beispielen 1 bis 9 und den Vergleichsbeispielen
bis
Der technische Fortschritt des Anmeldungsgegen- Versuchsbericht.
Standes gegenüber den aus der US-PS 35 08 951 1.) Dieser Versuchsbericht erläutert die Vorteile der
bekannten Schichten ergibt sich aus folgendem j>
Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik.
2.) Versuchsmethode
(2-1) Herstellung der Überzugszusammensetzungen (1) Epoxy harzüberzugszusammensetzung
40 Teile Xylol und 20 Teile Butanol wurden mit 40 Teilen eines thermoplastischen Epoxyharzes mit einem
Molekulargewicht von etwa 80 000 und einem Feststoff gehalt von 40% der Strukturformel
-CH-CH2-
CH3
-O
// V
/Va-γη.-
CH3
0-CH2-CH-CH2-OH
η =
vermischt.
(2) Ungesättigte Polyesterharzüberzugszusammensetzung
1 Gewichtsteil Methyläthylketonperoxid und 0,75 Gewichtsteile Kobalthaphthenat wurden mit
Gewichtsteilen einer Mischung bestehend aus Gew.-°/o Styrol und 50 Gew.-% eines Polyesters (der
-O
Bis-phenol A, Propylenglykol und Fumarsäure in der Anteilen 0,5 :1,3 :1,0 enthält) vermischt.
(3)Polyolefinharzüberzugszusammensetzung
Ein Polyäthylen hoher Dichte (Dichte = 0,944 g/cm3 Schmelzpunkt 123°C, Schmelzindex 35 g/10 Minuten
wurde mit Maleinsäureanhydrid pfropfcopolymensiert um ein modifiziertes Polyäthylen zu erhalten, das 2,(
Gewichtsprozent Maleinsäureanhydrideinheiten enthielt Anschließend wurden 10 Gewichtsteile des
gebildeten modifizierten Polyäthylens mit 90 Gewichtsteilen eines Polyäthylens mittlerer Dichte (Dichte =
0,925 g/cm3, Schmelzpunkt 1200C, Schmelzindex
4 g/10 Minuten) vermischt, um eine Mischung zu erhalten, der eine kleine Menge eines Wärmestabilisators
zugegeben wurde. Der Teilchendurchmesser des Mischpulvers betrug 104 bis 55 μΐη.
(2-2) Herstellung der Teststücke
(1) Teststück für den Abschältest
(1) Teststück für den Abschältest
Probe A
Die vorstehend erhaltene Epoxyharzüberzugszusammensetzung
wurde in einer Stärke von 10 μπι auf der einen Oberfläche von zwei Eisenplatten
(50 mm χ 50 mm) aufgetragen und 20 Minuten in einem Luftumlaufofen bei 200° C stehengelassen. Nach dem
Abkühlen der Eisenplatten auf Raumtemperatur wurde die vorstehend hergestellte ungesättigte Polyesterüberzugszusammensetzung
in einer Stärke von 500 μπι auf den überzogenen Oberflächen einer jeden Eisenplatte
aufgetragen. Anschließend wurden beide Eisenplatten mit den überzogenen Oberflächen einander zugekehrt
aufeinandergelegt und 100 Stunden in einem Luftumlaufofen bei 60° C gehalten, wobei das Polyesterharz
völlig aushärtete.
Probe B
In derselben Weise wie bei der Herstellung der Probe A wurde die Epoxyharzüberzugszusammensetzung in
einer Stärke von 500 μπι auf der einen Oberfläche von
zwei Eisenplatten aufgetragen. Anschließend wurde ein 100 μπι starker Film aus dem vorstehend hergestellten
Polyolefin zwischen den überzogenen Oberflächen beider Eisenplatten gelegt und 20 Minuten in einem
Luftumlaufofen bei 200° C gehalten und danach auf Raumtemperatur abgekühlt.
Probe C
Ein 100 μπι starker Film aus dem vorstehenden
modifizierten Polyolefin wurde zwischen die beiden Eisenplatten gelegt und dann etwa 20 Minuten in einem
Luftumlaufofen bei 200° C gehalten.
in derselben Weise wie bei der Herstellung der Probe D aufgetragen wurde, wurde die modifizierte Polyolefinharzüberzugszusammensetzung
(Pulver) in einer Stärke von etwa 500 μπι auf die überzogene Oberfläche der
Eisenplatte durch elektrostatisches Pulverüberziehen aufgebracht und 20 Minuten in einem Luftumlaufofen
bei 200° C erhitzt, um einen aufgetragenen Polyolefinfilm
zu bilden.
10
15
50 (2-3) Testmethode
(1) Gemäß ASTM D 2095-72 (Standard-Methode zum
Testen der Zugfestigkeit von Klebstoffen mit
Hilfe von Stangen- und Stabproben)
Die Abschälfestigkeit der verbundenen Oberfläche wurde unter Verwendung eines Instron-Testgerätes
gemessen, wenn die verbundene Oberfläche sich durch Ziehen des Teststückes von der Eisenplatte abschälte.
(Die Messung wurde bei Raumtemperatur fünfmal wiederholt und der Mittelwert wurde errechnet.)
(2) Gemäß ASTM D 790-66 (Standard-Methode zum
Testen der Biegeeigenschaften von Kunststoffen)
Testen der Biegeeigenschaften von Kunststoffen)
25 Das Teststück wurde auf zwei Stäbe gelegt, die parallel zueinander in einem Abstand von 56 mm
aufgestellt waren. Eine stabähnliche Last mit einem spitz zulaufenden Ende (in Messerform) wurde von
oberhalb auf die Teststücke mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit aufgebracht, um sie in V-Form zu
biegen. Dabei wurde die Tiefe des Bruches des überzogenen Filmes gemessen. (Die Messung wurde
fünfmal bei Raumtemperatur wiederholt und der Durchschnittswert wurde errechnet) Vgl. F i g. 1.
(3) Schlagtest des fallenden Stabes
Das Teststück wurde auf einer Trägerplattform zwischen einer ringförmigen Scheibe befestigt Ein Stab
mit in Halbkugelform ausgebildetem Ende mit einem Durchmesser von 2,54 cm und einem Gewicht von 2 kg
wurde von oben auf das Teststück fallengelassen. Es wurde die Fallhöhe des Stabes bestimmt, bei der das
Teststück brach. (Die Messung wurde zehnmal bei Raumtemperatur wiederholt und der durchschnittliche
Wert wurde gemessen.) Vgl. F i g. 2.
(2) Teststück zum Testen der Biegefestigkeit, des
Stabschlages und der Beständigkeit gegen
heißes Wasser
Probe D
Die vorstehend hergestellte Epoxyharzüberzugszusammensetzung
wurde in einer Stärke von 10 μπι auf einer Oberfläche einer Eisenplatte (5Ox 150x0,5 mm)
aufgetragen und in einem Luftumlaufofen 20 Minuten bei 200° C getrocknet. Nachdem die vorstehend
erhaltene Polyesterüberzugszusammensetzung in einer Stärke von etwa 500 μπι auf die überzogene Oberfläche
der Eisenplatte aufgetragen wurde, wurde die Eisenplatte 100 Stunden bei 6O0C in einem Luftumlaufofen
gehalten, wodurch das Polyesterharz völlig aushärtete.
Probe E b5
Nachdem die vorstehende Epoxyharzüberzugszusammensetzung auf einer Oberfläche einer Eisenplatte
(4) Test der Beständigkeit gegen heißes Wasser
Das Teststück wurde 7 Tage in heißes Wasser von 100° C getaucht und der Zustand des Filmüberzugs
wurde beobachtet.
3.) Versuchsergebnisse
(1) Abschältest
(1) Abschältest
Die Probe A ist eine fünfschichtige Struktur, bestehend aus der Eisenplatte, der Epoxyharzschicht,
der Polyesterharzschicht, der Epoxyharzschicht und der Eisenplatte, und die Probe B ist ebenfalls eine
fünfschichtige Struktur, bestehend jedoch aus der Eisenplatte, der Epoxyharzschicht der modifizierten
Polyolefinschicht, der Epoxyharzschicht und der Eisenplatte. Schließlich ist die Probe C eine dreischichtige
Struktur, bestehend aus der Eisenplatte, der Polyolefinschicht und der Eisenplatte.
Der Abschältest dieser drei Proben ergibt die in der
nachstehenden Tabelle I angegebenen Ergebnisse.
Probe
Abschälfestigkeit 160*) (15)**) 280*) (25)**) 30*) (9)**)
*) Einheit: kg/cm2.
**) Standardfehlergrenze.
**) Standardfehlergrenze.
(2) Test der Biegefestigkeit
Probe D ist eine dreischichtige Struktur, bestehend aus der Eisenplatte der Epoxyharzschicht und der
Polyesterharzschicht und die Probe E ist ebenfalls eine dreischichtige Struktur, bestehend aus Eisenplatte, der
Epoxyharzschicht und der modifizierten Polyolefinharzschicht.
Diese zwei Arten der Teststücke wurden dem Biegefestigkeitstest mit den in Tabelle II angegebenen
Ergebnissen unterworfen.
Obwohl die Probe E in einer Tiefe (d) von 50 mm gebogen wurde, brach der Filmüberzug nicht. Jedoch
entstanden auf dem Filmüberzug der Probe D Risse, wenn die Probe D geringfügig gebogen wurde.
Probe
D E
d(mm) 16 (3)
>50
(3) Schlagtest des fallenden Stabes
Eine jede der Proben D und E wurde dem Schlagtest des fallenden Stabes unterworfen und die Ergebnisse
sind in der nachstehenden Tabelle III angegeben. Wie zu ersehen war, wies die Probe D eine Anzahl von
Rissen auf. Andererseits wies die Probe E keinerlei Risse auf.
Probe
D
D
b (cm)
13(2)
>200
(4) Test der Beständigkeit gegen heißes Wasser
Eine jede der Proben D und E wurde in siedendes Wasser getaucht, um Veränderungen an dem Filmüberzug
zu beobachten. Obwohl Probe E am siebten Tag keinerlei Veränderung aufwies, verfärbte sich Probe D
gelb und wies eine Anzahl von feinen Haarrissen auf der Oberfläche auf.
4.) Schlußfolgerung
Die Ergebnisse des Abschältests zeigen, daß die Abschälfestigkeit in der Reihenfolge der Proben
B> A>C abnimmt. Eine höhere Abschälfestigkeit zeigt eine stärkere Bindung jeder Schicht der mehrschichtigen
Struktur an.
Durch Vergleich der Probe B mit der Probe C folgt daher, daß die Bindungsfestigkeit bei der Probe B auf
mehr als das Neunfache erhöht wird, indem man die Epoxyharzschicht zwischen der Eisenplatte und der
Polyolefinharzschicht legt, verglichen mit der Probe C, bestehend aus Eisenplatte/Polyolefinharzschicht/Eisenschicht
ohne dazwischenliegende Epoxyharzschicht
Der Vevgleich der Probe A mit der Probe B zeigt, daß
die Probe B eine weitaus höhere Bindungsfestigkeit als die Probe A aufweist.
Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse der Tabellen II und III, daß, verglichen mit der Polyolefinüberzugsschicht,
die Überzugsschicht aus ungesättigtem Polyester außerordentlich brüchig ist und eine schlechte
Biegefestigkeit als auch Schlagfestigkeit aufweist. Das heißt, die Ergebnisse zeigen, daß das ungesättigte
Polyesterharz als Oberflächenüberzugsschicht eine schlechte Elastizität und schlechte mechanische Festigkeit
aufweist, wobei jedoch eine starke Bindung in jeder Schicht erzielt werden kann.
Ferner zeigen die Ergebnisse des Heißwassertests, daß die Überzugsschicht aus ungesättigtem Polyester
für die Fälle nicht geeignet ist, bei denen sie mit Wasser in Kontakt gebracht wird.
Somit ist die mehrschichtige Struktur mit einer Schicht aus modifiziertem Polyolefin hinsichtlich ihrer
Eigenschaften überlegen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (13)
1. Verfahren zur Herstellung einer Poiyolefinüberzugsschicht auf einer Metalloberfläche, dadurch
gekennzeichnet, daß man die Metalloberfläche mit einer ungehärteten Epoxyharzschicht
beschichtet und die Epoxyharzschicht mit einem Polyolefin, welches mit einer ungesättigten Carbonsäure
oder einem Anhydrid davon modifiziert ist und welches auf die nichtgehärtete Epoxyharzschicht,
mit der die Metalloberfläche beschichtet ist, aufgetragen ist, schmelzverbindet
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als nichtgehärtetes Epoxyharz ein
Epoxyharz verwendet, welches keinen Härter enthält und welches ein Molekulargewicht nicht
unter 10 000 aufweist
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als nichtgehärtetes Epoxyharz ein
Epoxyharz verwendet, welches einen Härter enthält und welches ein Molekulargewicht nicht unter 500
aufweist
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als ungesättigte Carbonsäure eine
ungesättigte Carbonsäure mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als aliphatische ungesättigte
Carbonsäure eine ungesättigte Dicarbonsäure verwendet, die eine Carboxylgruppe an jedem von
benachbarten Kohlenstoffatomen enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als ungesättigte aliphatische
Dicarbonsäure Maleinsäure verwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Anhydrid der aliphatischen Dicarbonsäure Maleinsäureanhydrid verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyolefin verwendet:
Polyäthylen, Polypropylen, Poly-1-buten, Poly-4-methyl-1-penten,
ein Äthylen-Propylen-Copolymer, ein Äthylen- 1-Buten-Copolymer und/oder ein Propylen-1-Buten-Copolymer.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als modifiziertes Polyolefin ein
Polyolefin verwendet, welches darauf pfropfcopolymerisiert enthält: eine ungesättigte Carbonsäure
oder ein Anhydrid davon, oder daß man eine Mischung aus dem Pfropfpolymer und einem
nichtmodifizierten Polyolefin verwendet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Modifizierungsverhältnis im Bereich von 10-4bis 10 Gew.-% liegt.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man eine Metalloberfläche mit einer Epoxyharzschicht beschichtet, die keinen Härter
enthält und die ein Molekulargewicht nicht unter 10 000 besitzt, man ein Polyolefin, welches mit einer
ungesättigten Carbonsäure oder einem Anhydrid davon modifiziert wurde, auf der Epoxyharzschicht,
mit der die Metalloberfläche beschichtet ist, abscheidet und dann das modifizierte Polyolefin mit
der Epoxyharzschicht bei einer Temperatur von mindestens 200° C schmelzverbindet.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man eine Metalloberfläche mit einer Epoxyharzschicht beschichtet, die einen Härter
enthält und ein Molekulargewicht nicht unter 500 aufweist, man ein Polyolefin, das mit einer
ungesättigten Carbonsäure oder einem Anhydrid davon modifiziert wurde, auf der Epoxyharzschicht
abscheidet, während die Epoxyharzschicht im wesentlichen nichtgehärtet ist, und dann das Härten
bei einer Temperatur und unter solchen Bedingungen bewirkt, daß das modifizierte Polyolefin
schmilzt und das Epoxyharz ausreichend gehärtet wird.
13. Metallgegenstand, beschichtet mit einem Polyolefin, dadurch gekennzeichnet daß die Oberfläche
des Metallgegenstandes eine Unterschicht enthält, die im wesentlichen ein Epoxyharz enthält,
welches keinen Härter enthält und ein Molekulargewicht nicht unter 10 000 besitzt und eine obere
Überzugsschicht aus einem Polyolefin, das mit der unteren Schicht schmelzverbunden ist, enthält,
wobei das Polyolefin mit einer ungesättigten Carbonsäure oder einem Anhydrid davon modifiziert
ist und wobei die untere Schicht aus Epoxyharz bei einer Temperatur von mindestens 2000C in der
Wärme behandelt wurde.
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