DE2554765B1

DE2554765B1 - Verfahren zur herstellung von polyvinylidenfluorid-beschichtungen

Info

Publication number: DE2554765B1
Application number: DE19752554765
Authority: DE
Inventors: Peter Ing Gebauer; Wilhelm Kaeufer; Helmut Moehrke
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1975-12-05
Filing date: 1975-12-05
Publication date: 1976-12-09
Also published as: IT1066717B; SE7613528L; BE849046A; US4255462A; FR2333840B1; DE2554765A1; US4185000A; FR2333840A1; JPS5269440A; CA1090942A; NL7613496A; GB1564548A

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyvinylidenfluorid (PVDF) enthaltenden Schichten auf metallischen oder organisch oxidischen Oberflächen durch Pulverbeschichtung. Dabei wird das PVDF als Pulver in Anwesenheit eines haftvermittelnden Füllstoffs während oder nach dem Aufbringen auf die Oberfläche aufgeschmolzen. Das dabei zur Anwendung gelangende neue Beschichtungspulver ist weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Der Einsatz von PVDF zur Herstellung von Beschichtungen im Pulverauftragsverfahren ist bereits seit einigen Jahren bekannt. Als Pulverauftragsverfahren dienen dabei u.a. das Wirbelsinterverfahren mit seinen verschiedenen Varianten, die elektrostatische Pulverbeschichtung, das Pulverspritzen mit Druckluft, das Flammspritzverfahren und das Verfahren des elektrostatischen Wirbelbetts. Bei allen genannten Verfahren ist die Erhaltung der Haftfestigkeit besonders bei höheren Temperaturen und gleichzeitigem Kontakt mit aggressiven Chemikalien von besonderer Bedeutung.

Wenn bei den genannten Beschichtungsverfahren keine besonderen Maßnahmen getroffen werden, kommt es in dem System Beschichtungsträger/Beschichtung zu Diffusions- und Schrumpfungsvorgängen, wenn dieses System höheren Temperaturen, besonders in Anwesenheit von aggressiven Chemikalien, ausgesetzt wird. Diese Vorgänge bewirken innerhalb kurzer Zeit eine Verringerung der Haftfestigkeit, die eine Unterwanderung und Ablösung der Beschichtung zur Folge hat

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde bereits vorgeschlagen, auf das Substrat vor dem Einbrennen der PVDF-Schicht einen Haftvermittler aus einem Gemisch aus Epoxidharzen und PVDF-Dispersionen aufzubringen (vgl. US-PS 31 11 426). Diese Haftvermittler haben den Nachteil, daß sie thermisch empfindlich sind und in einem zeitraubenden Prozeß auf das Substrat aufgebracht werden müssen.

Es ist weiterhin auch durch die DT-OS 20 28 670 bekannt, die Haftung von PVDF-Deckschichten, die im Pulverbeschichtungsverfahren auf ein Substrat aufgebracht sind, dadurch zu verbessern, daß man vor der Pulverbeschichtung auf das Substrat eine haftvermittelnde Unterschicht aufbringt, die neben unterschiedlichen Mengen von PVDF mindestens eine anorganische Substanz mit hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber Säuren und Alkalien enthält. Diese Unterschicht wird durch Pulverbeschichtung aufgebracht, so daß dabei die Nachteile des Verfahrens der US-PS 31 11 426 vermieden werden.

Die bei diesem Verfahren eingesetzten anorganischen Substanzen — z. B. Siliciumdioxid (Quarzsand), Graphit oder Chromoxid — geben der Oberfläche der Unterschicht eine kantige Struktur, die auch durch eine darüber aufgebrachte PVDF-Deckschicht nicht ausgeglichen werden kann. Daraus resultiert eine verringerte Abriebfestigkeit der erhaltenen Überzüge.

Ein weiterer Nachteil dieser Überzüge liegt in ihrer ungenügenden Porendichtigkeit. Metallische Formkörper, die mit solchen Überzügen beschichtet sind, eignen sich deshalb nicht für den Korrosionsschutz, da an den nicht genügend dichten Stellen im Laufe der Zeit Unterrostung und mehr oder minder starke Korrosion eintritt.

Es bestand nun die Aufgabe, PVDF enthaltende Beschichtungen zu entwickeln, die im Pulverbeschichtungsverfahren auf das Substrat aufgebracht werden, eine verbesserte Haftung an dem Substrat haben und eine möglichst gleichmäßige Oberfläche aufweisen sollen. Weiterhin sollte die erhaltene Beschichtung porendicht sein.

In Erfüllung dieser Aufgabe wurde nun ein Beschichtungspulver auf Basis von Polyvinylidenfluorid-Homo- oder Copolymerisaten mit einem Schmelzflußindex von 10—300, gemessen nach ASTM D 1238, Condition J, gefunden, das durch einen Gehalt von Glas mit einer Korngröße von 1 bis 300 μηι, bevorzugt 5 bis 100 μπι in einer Menge von 5—50 Gew.-%, bezogen auf das Polymerisat, gekennzeichnet ist.

Die oben genannte Aufgabe wurde weiterhin durch das Auffinden eines Verfahrens zur Herstellung von PVDF enthaltenden Schichten auf metallischen und anorganisch oxidischen Oberflächen mittels Pulverbeschichtung in Anwesenheit eines haftvermittelnden Füllstoffs gelöst, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man als haftvermittelnden Füllstoff

Glas mit einer Korngröße von 1 —300 μηι, bevorzugt 5—150 μπι, in Mengen von 5—50 Gew.-%, bezogen auf das Polymere, einsetzt.

Wenn man erfindungsgemäß eine Pulverbeschichtung, z. B. Wirbelsintern, auf ein metallisches Substrat aufbringt, treten die oben genannten Nachteile der bekannten Verfahren nicht auf: Das aufgebrachte, Glaskugeln enthaltende Polyvinylidenfluorid haftet fest auf dem Metall und hat eine nahezu glatte Oberfläche. Weiterhin ist die erhaltene Beschichtung porendicht, wie durch Prüfung mittels eines im Handel erhältlichen Hochspannungsporensuchgerätes bewiesen wurde. Bei diesen Prüfungen trat keine Funkentladung auf, die sich z. B. bei den Beschichtungen gemäß dem Verfahren der DT-OS 20 28 670 ergaben.

Bei dem vorliegenden Verfahren wirkt sich weiterhin vorteilhaft aus, daß man bereits mit einem einzigen Pulverbeschichtungs-Arbeitsgang eine Beschichtung enthält, die den gestellten Anforderungen an eine PVDF-Beschichtung vollauf genügt. Es entfallen die Nachteile, die den oben genannten bekannten Zweischichtenverfahren anhaften, wie z. B. die zeitaufwendige Auftragung oder die doppelte Lagerhaltung infolge der Verwendung von zwei oder mehreren Pulvertypen.

Das Glas wird bevorzugt in Kugeln, Sphäroiden oder ähnlichen eiförmigen Körpern mit einem Durchmesser von 5—150 μπι eingesetzt. Diese geometrische Form bringt den weiteren Vorteil gegenüber den bekannten Verfahren mit sich, daß beim Wirbelsintern das Pulver ein vollkommen pulsationsfreies, gleichmäßiges Wirbelverhalten mit konstantem Oberflächenpegel zeigt. Dadurch können beim Wirbelsintern besonders gleichmäßige Schichtdecken erreicht werden und es ist eine scharfe örtliche Begrenzung der Beschichtung möglich. Weiterhin verringern die Glaskugeln in besonderem Maße die Schrumpfung der Beschichtung beim Erkalten der Schmelze, wodurch eine gute Kantendeckung erreicht und die Gefahr der Rißbildung durch Spannungskonzentration an den Kanten vermieden wird.

Weiterhin werden durch Glaskugeln die inneren Spannungen abgebaut, und die Wärmedehnung wird deutlich herabgesetzt. Die Oberflächenhärte und die Verschleißfestigkeit der Beschichtungen nimmt durch den Glaskugelgehalt erheblich zu; bei schabender oder kratzender Beanspruchung entsteht im Gegensatz zu quarzsandgefülltem PVDF-Pulver kein Abrieb.

Die nach der Erfindung einzusetzenden Glaskugeln können aus Gläsern verschiedener Zusammensetzung bestehen, wobei unter Glas ein aus dem Schmelzfluß erstarrtes, amorphes Gemisch anorganischer Verbindungen zu verstehen ist, welches hauptsächlich aus einfachen und zusammengesetzten Silikaten, Boraten, Phosphaten und Oxiden von Natrium, Kalium, Magnesium, Aluminium, Barium, Zink und Blei oder Mischungen dieser Verbindungen besteht.

Die Gläser unterscheiden sich von den in der DT-OS 20 28 670 genannten anorganischen Substanzen dadurch, daß sie ein aus der Schmelzphase gewonnenes, einheitliches, amorphes Gemisch verschiedener Verbindüngen darstellen, wobei der neu entstandene Stoff glaseigene, spezifische Stoffeigenschaften aufweist, der die Eigenschaften seiner anorganischen Ausgangssubstanzen nicht mehr erkennen läßt. Die anorganischen Substanzen der DT-OS 20 28 670 behalten dagegen selbst beim Einsatz in einer Abmischung die charakteristischen Eigenschaften der einzelnen Substanzen, so daß eine solche Abmischung kein homogenes Stoffgemisch mit einheitlichen Eigenschaften bildet. Die Stoffspezifi-. sehen Eigenschaften des Glases sind für die erfindungsgemäßen Effekte von großer Bedeutung.

Einige typische Gläser haben z. B. folgende Zusammensetzung:-

Bestandteil (in %)	E-Glas	C-Glas	A-Glas	R-Glas
S1O2	54,0	65,0	72,5	60,0
AkO3( + Fe2O3)	15,0	4,0	1,5	25,0
B2O3	8,0	5,0	—	—
CaO	18,0	14,0	9,0	9,0
MgO	4,0	3,0	3,5	6,0
Na2 + K2O	0,8	8,0	13,0	—
Sonstige	0,2	1,0	0,5	—

Es ist von Vorteil, die Oberflächen der Glaskugeln mit geeigneten Verbindungen in an sich bekannter Weise vorzubehandeln, um einerseits eine gute Verbindung zwischen Glas und Kunststoff, und andererseits zwischen Glas und Substratoberfläche zu erreichen. Entsprechende Substanzen sind die an sich bekannten Schlichtmittel, vorzugsweise organofunktionelle Silane, wie z. B. Vinyltrialkoxysilane, Aminoalkyltrialkoxysilane oder deren N-Substitutionsprodukte, oder Epoxigruppen enthaltende Silane wie z. B. die Glycidyloxypropyltrialkoxysilane.

Die vorgenannten Glaskugeln werden in Mengen von 5 bis 50 Gew.-°/o, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-%, dem PVDF-Pulver zugesetzt. Der besondere Vorteil von Glaskugeln ist dabei, daß die kugelförmige Gestalt gegenüber anderen Zusatzstoffen grundsätzlich einen höheren Füllgrad erlaubt, da die Kugeln eine geringere Viskositätserhöhung der Schmelze bewirken als Materialien mit unregelmäßigerer Geometrie.

Als Polymere können sowohl PVDF-Homopolymerisate als auch PVDF-Gopolymerisate eingesetzt werden. Der Schmelzindex dieser Polymerisate, ermittelt nach ASTM D 1238, Condition J, unter einer Gewichtsbelastung von 12,5 kp bei einer Temperatur von 265° C, kann im Bereich von 10—300 g/10 min liegen, vorzugsweise im Bereich von 20—25 g/10 min. Der jeweilig eingesetzte Wert richtet sich nach der notwendigen Schmelzviskosität der PVDF-Schmelze, bei dünnen Teilen mit geringer Wärmekapazität sind hohe Schmelzindices erforderlich, um einen guten Oberflächenverlauf zu erzielen, dickwandige Teile mit hoher Wärmekapazität erfordern niedrigere Werte, um ein Ablaufen der Schmelze vom Substrat zu verhindern.

Bei Verwendung von PVDF-Copolymerisat liegt der Anteil des Comonomeren bei 1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 2,5 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Copolymere. Als Gomonomere für die Copolymeren seien z. B. Vinylfluorid oder Hexafluorpropylen genannt. Die Herstellung des PVDF-Homo- oder Copolymerisates kann nach den gängigen Polymerisationstechniken zur Herstellung von Polyvinylidenfluorid erfolgen, jedoch ist das Verfahren der Suspensionspolymerisation bevorzugt.

Die Pulverbeschichtungen nach diesem Verfahren können nach an sich beliebigen Methoden der Pulverbeschichtung auf die Substratoberflächen aufgebracht werden, doch sind Wirbelsintern und elektrostatische Pulverbeschichtung bevorzugt. Die Verarbeitungstemperaturen können dabei je nach Aufbringungsart und Wärmekapazität des Substrats zwischen 250° und 500° schwanken. Über die an sich ausreichende, einschichtige Beschichtung, welche auch, besonders um

hohe Schichtdicken zu erreichen, unter Verwendung des jeweils gleichen Pulvers in mehreren Beschichtungsstufen aufgebracht werden kann, können selbstverständlich weitere Schichten aus pigmentiertem oder unpigmentiertem PVDF-Pulver aufgetragen werden.

Das verwendete PVDF-Pulver hat im allgemeinen Kornschwerpunkte von z. B. 50 bis 450 μηι beim Wirbelsinterverfahren und 20 bis 200 μηι bei der elektrostatischen Pulverbeschichtung. Diese Korngrößen sind nicht zwingend vorgeschrieben, erweisen sich jedoch für das jeweilige Auftragsverfahren als besonders günstig.

Als Substrate sind sowohl Metalle als auch anorganisch oxidische Oberflächen geeignet, wobei als Metalle Eisen sowie seine Legierungen und Aluminium und dessen Legierungen bevorzugte Substrate sind.

Unter organisch oxidischen Materialien sollen hauptsächlich keramische Formkörper oder Formkörper aus Glas, Keramik oder Schamotte verstanden werden.

Erfindungsgemäß wird es nunmehr ermöglicht, die Verfahren der Pulverbeschichtung mit PVDF wesentlich zu vereinfachen, da zur Erzielung einer auch bei Chemikalien- und Temperaturbeanspruchung wirksamen Haftung auf dem Untergrund, und zur Erzielung einer glatten, porenfreien Oberfläche, der vorherige Auftrag von haftvermittelnden Komponenten mit anschließendem Ablüften und Einbrennen entfällt, und weiterhin auch ein zweischichtiger Auftrag, bestehend aus einer haftvermittelnden Unterschicht und einer glättenden und porenschließenden Oberschicht, nicht mehr erforderlich ist.

Die Herstellung des glaskugelhaltigen, und ggf. auch pigmenthaltigen PVDF-Beschichtungspulvers erfolgt in der Weise, daß das für das jeweilige Beschichtungsverfahren in der geeigneten Korngröße vorliegende PVDF-Pulver mit den Glaskugeln innig vermischt wird.

Eine derartige Mischung kann zur Farbgebung der Beschichtung weiterhin geeignete Pigmente erhalten, die im gleichen Mischvorgang untergemischt werden können. Diese Pigmente müssen neben einer guten Verträglichkeit mit PVDF auch eine annähernd gleich gute Chemikalienbeständigkeit aufweisen, um die Schutzwirkung der Beschichtung nicht negativ zu beeinträchtigen. Zu solchen Pigmenten, die je nach Intensität ihrer farbgebenden Wirkung in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Polymere, zugesetzt werden, zählen u. a. Chromoxid, Kobaltoxid, Eisenoxid, Nickeloxid, Manganoxid, Kupferoxid, Zinkoxid, Ruß, Cadmiumpigmente und Mischungen aus diesen Pigmenten.

Einige der in dieser Reihe aufgeführten, als Pigmente wirkenden Metalloxide, können u. U. auf Metalloberflächen zur Bildung von galvanischen Lokalelementen führen, wodurch es durch die Reaktion mit der Substratoberfläche zu einer zusätzlichen mechanischen Verankerung der Beschichtung kommen kann, was sich auf die Haftfestigkeit entscheidend auswirkt. Es ist jedoch auch möglich, zusätzlich auf eine glaskugelhaltige Beschichtung eine pigmentierte, farbgebende PVDF-Beschichtung aufzubringen.

Der Mischvorgang erfolgt auf kaltem Wege, d.h. nicht über die Schmelzphase von PVDF, obwohl auch dies möglich ist Zur Durchführung des Mischprozesses sind alle Mischer geeignet, die zur Herstellung homogener Pulvermischungen in der Lage sind, d. h., es können sowohl Freifallmischer der verschiedenen Bauarten als auch langsam laufende Schnellmischer eingesetzt werden.

Beispiel 1

Stahlplatten der Abmessung 150 χ 60 χ 3 mm, deren Kanten und Ecken abgerundet waren, wurden gesandstrahlt und in Perchloräthylendampf entfettet. Anschließend wurden sie in einem Umluftofen bei einer Ofentemperatur von 350° C über einen Zeitraum von 15 min vorgewärmt, und in ein aufgewirbeltes PVDF-Pulver getaucht. Das PVDF-Pulver besteht aus einem innigem Gemisch aus 80 Gew.-Teilen PVDF einer Korngröße zwischen 60 und 350 μΐη mit einem Schmelzindex von 150 g/10 min (gemäß ASTM D 1238, Condition J) und 20 Gew.-Teilen Glaskugeln aus A-Glas von einer Korngröße zwischen 5 und 160 μπι. Je nach aufzubringender Schichtdicke wurde der Tauchvorgang nach 4 bis 8 see beendet. Die Platten wurden daraufhin während 10 min auf 300° C erwärmt, wobei ein endgültiges Verschmelzen der Pulverpartikai erfolgte. Anschließend wurden die Platten auf Raumtemperatur abgekühlt. Die aufgebrachten Schichtdicken betrugen 380 bzw. 600 μπι.

Die Oberfläche der Platten hatten einen guten bis sehr guten glatten Verlauf mit nur leichter Struktur.

Die Prüfung auf Haftung erfolgte durch Langzeitlagerung der Platten entweder in 20%iger Salzsäure bei 80° C oder in siedendem Wasser. In allen Fällen trat bei einer Lagerung bis zu 144 Stunden kein Haftungsverlust ein. Auch eine optisch erkennbare Veränderung in der Beschichtung oder der Blechoberfläche war nicht festzustellen.

Weiterhin wurde die Porendichtigkeit geprüft. Sie erfolgte mit einem Hochspannungs-Porensuchgerät in Verbindung mit einer Besenelektrode. Die Prüfspannung betrug 10 kV. Gemessen wurde die Anzahl der Durchschläge. Da diese Prüfung abhängig von der aufgebrachten Schichtdicke ist, wurden auch Probeplatten mit einer aufgebrachten PVDF-Schichtdicke von 750 μπι untersucht.

Die Ergebnisse der Untersuchungen sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)

Analog Beispiel 1 wurden Stahlplatten der gleichen Qualität und Dicke, die in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 vorbehandelt waren, mit. einer PVDF-Schicht belegt. Dem PVDF-Pulver der gleichen Schmelzviskosität und Korngrößenverteilung waren jedoch an Stelle von Glaskugeln die gleiche Menge an Quarzsand annähernd der gleichen Korngrößenverteilung untergemischt.

Die erhaltenen Schichten hatten eine Dicke zwischen 500 und 600 μπι. Der Oberflächenverlauf war aber sehr unregelmäßig und zeigte eine stark ausgeprägte Struktur.

Die Prüfung auf Haftung und Porendichtigkeit erfolgte in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben. Die Schichtdicken waren die gleichen, wie bei den Proben des Beispiels 1.

Bei der Lagerung in Salzsäure hob sich die PVDF-Schicht bereits nach 24 Stunden selbständig ohne äußere Krafteinwirkung ab. Es waren starke Veränderungen sowohl an Blechoberfläche (Rostbildung, Verfärbung) als auch an der Beschichtung (Fleckenbildung, Blasenbildung) erkennbar.

Bei der Lagerung in siedendem Wasser konnte nach 24 Stunden bereits auf der ganzen Fläche die Beschichtung mit leichtem Kraftaufwand abgehoben und abgezogen werden.

Die Porendichtigkeitsprüfung ergab, daß selbst bei einer Schichtdicke der PVDF-Schicht von 980 μ noch einzelne Durchschläge gezählt werden konnten. Bei den erstrebenswerten Schichtdicken zwischen 400 und 600 μηι ist die erhaltene Beschichtung derart mit Poren übersät, daß sie für den Korrosionsschutz völlig unbrauchbar ist.

Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)

Analog den Beispielen 1 und 2 wurde in der dort beschriebenen Arbeitsweise Beschichtungen auf Stahlplatten der gleichen Qualität aufgebracht und entspre-

Tabelle 1

chend geprüft. Es wurde jedoch ein PVDF-Pulver ohne Zusatz von Füllmitteln verwendet. Die aufgebrachten Beschichtungen zeigten zwar eine gute Oberfläche und in einer Schichtdicke von 380 μπι nur noch einzelne Durchschläge bei Prüfung auf Porendichtigkeit.

Die Haftung erweist sich aber nach einer Lagerung in Salzsäure als ungenügend. Nach Ablauf von 144 Stunden konnte die Beschichtung mit nur geringem Kraftaufwand auf der ganzen Fläche abgehoben und abgezogen werden und an der Blechoberfläche war Rostbildung erkennbar. Bei Lagerung in siedendem Wasser trat bereits nach 24 Stunden ein völliger Haftungsverlust auf. Bereits beim Einschneiden der Schicht mit einem scharfen Messer löste sich diese ab.

Oberflächenstruktur

Beispiel

1 gut

schlecht

gut

Lagerung in HCl bei 80° C während 24 Std.
Haftung
Rostbildung

Lagerung in HCl bei 80° C während 144 Std.
Haftung
Rostbildung

Lagerung in H2O bei 100° C
Haftung
Rostbildung

Funkendurchschläge
bei 380 μπι Schichtdicke
bei 750 μπι Schichtdicke
bei 980 μπι Schichtdicke

gut nein	sehr schlecht ja	gut stellenweise
gut nein	sehr schlecht ja	schlecht stellenweise
gut nein	schlecht nein	schlecht nein
3	49 12	2

Beispiel 4bis 10

Analog Beispiel 1 wurden in der dort beschriebenen folgenden Tabelle 2 hervor. Die erhaltenen Beschich-

Arbeitsweise Stahlplatten mit PVDF durch Wirbelsin- tungen hatten alle eine gleich oder ähnlich gute Haftung tern beschichtet. Variiert wurde entweder der Schmelz- 40 zu dem Substrat wie diejenige des Beispiels 1. Der

flußindex des PVDF-Pulvers oder das Mischungsver- Oberflächenverlauf geht ebenfalls aus der Tabelle

hältnis der Glaskugeln zu dem PVDF-Pulver. Die hervor,
einzelnen Herstellungsbedingungen gehen aus der

Tabelle 2

	Beispiele	5	6	7	8	9	10
	4	E	E	E	A	A	A
Glas-Sorte (Typ)	A	80	80	80	70	60	95
PVDF-Pulver (Gew.-Teile)	85	100	50	300	150	150	150
Schmelzflußindex (g/10 min)	150	20	20	20	30	40	Ul
Füllstoff (Gew.-Teile)	15	500	500	800	500	500	500
Schichtdicke (μηι)	750	2	3	1	2	3	1
Oberflächenverlauf*)	2

*) Beurteilungsmaßstab:

1 = sehr gut; glatte Oberfläche ohne Struktur.

2 = gut; glatte Oberfläche mit leichter Struktur.

3 = mäßig gut; Oberfläche mit deutlicher Struktur.

4 = schlecht; Oberfläche mit ausgeprägter Struktur.

Beispiel 11 (Vergleichsbeispiel)

Analog Beispiel 9 wurde eine in gleicher Weise vorbehandelte Stahlplatte der Wirbelsinterbeschichtung unterworfen, wobei als Sintermasse ein Gemisch aus 60 Gew.-Teilen PVDF-Pulver (Korngrößenverteilung und Schmelzflußindex wie in Beispiel 9) und 40 Gew.-Teilen Quarzsand eingesetzt wurde. Die erhaltene

609550/452

Beschichtung zeigte kein Zusammenschmelzen der Pulverpartikeln; es erfolgte nur ein Zusammensintern der Beschichtungsteilchen, so daß Korngrenzen klar erkennbar waren. Die Beschichtung ist technisch nicht verwertbar.

Beispiel 12

Eine Stahlplatte der Abmessungen

150 χ 60 χ 3 mm, deren Kanten und Ecken abgerundet waren, wurde gesandstrahlt und in Perchloräthylen entfettet. Anschließend wurde sie in einem Umluftofen bei einer Ofentemperatur von 300⁰C über einen Zeitraum von 15 min vorgewärmt. Auf das heiße Objekt erfolgte elektrostatisch ein Auftrag eines Pulvers, das zu 80 Gew.-°/o aus PVDF (Korngrößenverteilung zwischen 20 und 200 μπι, Schmelzflußindex 180 g/10 min) und 20 Gew.-°/o Glaskugeln (Korngröße zwischen 5 und 70 μιη) der Glastype E bestand. Der Pulverauftrag erfolgte unter einer Spannung von 100 kV und negativer Aufladung zunächst bis zu einer Schichtdicke von 250 μηι. Anschließend wurde die Beschichtung bei 300⁰C 10 min lang aufgeschmolzen. Danach wurden erneut ca. 250 μηι elektrostatisch aufgetragen und bei 300⁰C über einen Zeitraum von 15 min endgültig zu einer 500 μπι dicken Schicht verschmolzen.

Die so erhaltene Beschichtung hatte eine glatte Oberfläche mit nur sehr leichter Struktur. Die Haftung an dem Stahlblech war gleich gut wie die Beschichtung des Beispiels 1.

Beispiel 13

Als Beschichtungspulver diente ein inniges Gemisch aus 80 Gew.-Teilen eines PVDF-Pu!vers mit der Schmelzflußzahl 120 g/10 min und einer Korngrößenverteilung von 80 bis 450 μπι und 20 Gew.-% Glaskugeln aus E-GIas einer Korngröße zwischen 5 und 160 μηι. Mit der Flamme einer mit einem Luft-Acetylen-Gemisch arbeitenden Flammspritzpistole wurde eine Stahlplatte (gleicher Vorbehandlung und Abmessungen wie in Beispiel 12) zunächst auf eine Oberflächentemperatur von 350⁰C vorgeheizt. Anschließend erfolgte die Pulverzufuhr mittels Druckluft durch die Randzone der Düse unter gleichzeitigem Aufschmelzen der Pulverpartikeln mit der Flamme. Die Temperatur der Pulverpartikein lag etwa bei 250 bis 300⁰C, der Pulverauftrag erfolgte im Kreuzgang in mehreren Stufen. Nach Beendigung des Pulverauftrages wurde die Oberfläche mit der offenen Flamme geglättet.

Die erhaltene Beschichtung zeigte eine glatte Oberfläche mit leichter Struktur. Die Haftung an dem Substrat war gut.

Beispiel 14

Für das hier eingesetzte Beschichtungspulver wurde ein PVDF-Pulver mit einer Korngrößenverteilung zwischen 60 und 400 μπι und einer Schmelzflußzahl von 170 g/10 min verwendet. 80 Gew.-Teile dieses Pulvers wurden mit 20 Gew.-Teilen Glaskugeln aus E-Glas (Korngröße zwischen 5 und 160 μπι) innig vermischt. Dieses Gemisch wurde auf ein bei 350⁰C über einen Zeitraum von 20 min vorgewärmtes Stahlblech (Abmessungen und Vorbehandlung wie in Beispiel 1) mit einer Spritzpistole aufgespritzt. Die Spritzpistole arbeitete nach dem Injektorprinzip mit Druckluftzufuhr. Der Spritzdruck betrug 1,5 bar. Nach dem Pulverauftrag erfolgte ein 20minütiger Aufschmelzprozeß bei 300° C.

Der erhaltene Überzug hatte eine Dicke von 600 μπι und besaß eine glatte Oberfläche mit leichter Struktur.

Beispiel 15

Als Beschichtungssubstrat diente eine glatte Platte aus Glas der gleichen Abmessungen wie in Beispiel 1. Auf diese Platte wurde vollkommen analog dem Beispiel 1 ein Beschichtungspulver der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 aufgebracht. Der erhaltene Überzug hatte eine glatte Oberfläche mit leichter Struktur und haftete fest auf dem Substrat.

Beispiel 16

Als Beschichtungsmaterial diente ein glattes, gewalztes Blech aus Aluminium der gleichen Abmessungen wie in Beispiel 1. Auf dieses Blech wurde vollkommen analog dem Beispiel 1 ein Beschichtungspulver der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 aufgebracht. Der erhaltene Überzug hatte eine glatte Oberfläche mit leichter Struktur und haftete fest auf dem Substrat.

Beispiel 17

Als Beschichtungsmaterial diente eine glatte Keramikplatte der Abmessungen 150 χ 150 χ 4 mm. Auf diese Platte wurde vollkommen analog dem Beispiel 1 ein Beschichtungspulver der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 aufgebracht. Der erhaltene Überzug war 500 μπι dick und hatte eine glatte Oberfläche mit leichter Struktur; er haftete gut auf dem Substrat.

Claims

!25 54165 Patentansprüche:

1. Beschichtungspulver auf der Basis von Polyvinylidenfluorid-Homo- oder Copolymerisaten, die einen Schmelzflußindex von 10—300 g/10 min, gemessen nach ASTM D 1238, Condition J, besitzen, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Glas mit einer Korngröße von 1— 300 μπι, bevorzugt 5—150 μπι, in einer Menge von 5—50 Gew.-%, bezogen auf das Polymerisat.

2. Verfahren zur Herstellung von Polyvinylidenfluorid enthaltenden Schichten auf metallische oder anorganisch-oxidische Oberflächen durch Pulverbeschichtung in Anwesenheit eines haftvermittelnden Füllstoffs, wobei das Beschichtungsmaterial während oder nach dem Aufbringen auf die Oberfläche aufgeschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man als haftvermittelnden Füllstoff Glas mit einer Korngröße von 1 —300 μπι, bevorzugt 5—150 μπι, in Mengen von 5—50 Gew.-°/o, bezogen auf das Polymere, einsetzt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas in Form von Kugeln oder Sphäroiden mit Durchmessern zwischen 1 und 300 μπι eingesetzt wird.

4. Verfahren gemäß Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverbeschichtung durch Wirbelsintern erfolgt.

5. Verfahren gemäß Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverbeschichtung durch das elektrostatische Pulverbeschichtungsverfahren erfolgt.