DE2712903C3 - Verfahren zur Herstellung dünner, festhaftender, porenfreier Beschichtungen auf Metalloberflächen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung dünner, festhaftender, porenfreier Beschichtungen auf MetalloberflächenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung dünner, festhaftender, porenfreier Beschichtungen auf
Metalloberflächen, bei dem die Metalloberfläche vorbehandelt wird und die Beschichtungsmaterialien in der
Gasphase aufgebracht und polymerisiert werden. Derartige Beschichtungen schützen die Metalloberflächen
vor Korrosion und sind wegen ihrer geringen Dicke insbesondere für Wärmeaustauscheranlagen
geeignet.
Nach den herkömmlichen Verfahren werden Metalloberflächen durch Lackieren, Tauchen, Besprühen,
Pulverauftragung oder dergleichen beschichtet, wodurch jedoch nur relativ dicke Schichten aufgebracht
werden können, die schlechte Wärmeleitfähigkeiten aufweisen. Dünne Schichten lassen sich nach diesen
Methoden nicht porenfrei aufbringen.
Nach dem Parylenverfahren können sehr dünne Schichten praktisch porenfrei durch Pyrolyse von
Paracyclophanen und Polymerisation der gasförmigen Pyrolyseprodukte auf beliebigen Oberflächen hergestellt
werden. Dieses Verfahren erfordert jedoch sehr teure Monomere, ein hohes>
Vakuum- und eine exakte Tempera'urführung bei der- Pyrolyse: und Polymerisation
und ist daher technisch sehr aufwendig und unwirtschaftlich.
Beschichtungen können ferner aus der Gasphase durch photolytische Polymerisation hergestellt werden.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist die Verwendung von UV-Strahlen, wodurch nur geometrisch einfache,
leicht zugängliche Flächen beschichtet werden können.
ίο Es ist ferner bekannt, dünne Schichten durch
Gasentladungspolymerisation herzustellen. Hierzu ist jedoch der Einsatz von Hochfrequenzgeneratoren
od. dgl. erforderlich. Nach dieser Methode können ferner ebenfalls nur geometrisch einfache und leicht
zugängliche Oberflächen beschichtet werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu überwinden und ein
Verfahren zu entwickeln, mit dem dünne, porenfreie Schichten auf beliebig geformten Oberflächen herge-
2ü stellt werden können.
Es hat sich nun gezeigt, daß sich diese Aufgabe in technisch fortschrittlicher Weise lösen läßt, wenn man
gemäß vorliegender Erfindung Phenole und niedermolekulare Kondensationsprodukte des Formaldehyds mit
Ammoniak oder Aminen auf die zu beschichtende Oberfläche aufbringt, wobei die Komponente getrennt
verdampft werden, und das Gemisch in der Hitze aushärtet. Die vorteilhaften Weiterbildungen des
erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprächen 2 bis 8 erläutert.
Als Phenolkomponente des Monomeren-Gemisches können substituierte oder nicht substituierte Phenole
verwendet werden, z. B. Phenol, Bisphenol A, m-KresoI, 3,5-Dimethylphenol, m-ChlorphenoI, Salizylaldehyd,
m-Isopropenylphenol, Resorcin, 4,4'-Diphenylol. Die
Phenolverbindungen können sowohl einzeln als auch in Mischung verwendet werden. Vorzugsweise wird
Bisphenol A eingesetzt. Bei Verwendung von Bisphenol A wird dem aufzudampfenden Phenol vorzugsweise
10—30 Gew.-% eines saueren oder basischen Metalloxids, z. B. AbOj oder CaO zugefügt.
Als Formaldehyd/Amin-Kondensationsprodukte kommen z. B. in Betracht Hexamethylentetramin,
Bis-(dimethylamino)-methan, das Kondensationsprodukt aus 1 Mol Phenol, 3 Mol Formaldehyd und 3 Mol
Dimethylamin (2,4,6-Tris-dimethylaminopheno!) u. dgl. sowie Gemische von Formaldehydkondensationsprodukten.
Vorzugsweise wird Hexamethylentetramin verwendet.
Das Mischungsverhältnis von Phenolkomponente zu dem Formaldehyd-Kondensationsprodukt kann in weiten
Grenzen variieren; bevorzugt werden jedoch Mischungen, die aus 50 bis 95 Gew.-% Phenolkomponentebestehen.
Die zu beschichtende Metalloberfläche wird zur Erzielung einer besonders guten Haftung durch
Entfetten, Beizen, Phosphatieren, Chromatieren oder dergl. vorbehandelt. Die Bedampfung der Monomeren
erfolgt bei Atmosphärendruck oder im Vakuum bei entsprechenden Temperaturen. Während des Verdampfens
der Monomeren kann es vorteilhaft sein, die zu beschichtende Oberfläche durch geeignete Maßnahmen,
z. B. Einleiten von Luft oder Wasser, zu kühlen.
Nach dem Aufdampfen der Monomeren wird die Mischung auf 100 bis 25O0C, vorzugsweise auf 150 bis 2000C erhitzt, wodurch eine festhaftende, porenfreie Beschichtung erzeugt wird. Die Härtungsdauer beträgt Ibis 3 h.
Nach dem Aufdampfen der Monomeren wird die Mischung auf 100 bis 25O0C, vorzugsweise auf 150 bis 2000C erhitzt, wodurch eine festhaftende, porenfreie Beschichtung erzeugt wird. Die Härtungsdauer beträgt Ibis 3 h.
Die Dicke der Schicht beträgt je nach eingeseizter iMonomermenge 1 bis 30 μτη. Es ist auch möglich,
dünnere oder dickere Schichten herzustellen. Die Beschichtung ist nach DIN 54 161 porenfrei.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich aus sehr billigen Monomeren in einfacher Weise
korrosionsfeste Beschichtungen herstellen. Da das erfindungsgemäße Verfahren in der Gasphase durchgeführt
wird und keine zusätzlichen Vorrichtungen wie UV-Strahler oder Hochfrequenzstrecken oder dergl.
benötigt werden, können auch große Teile mit komplizierter Oberfläche einwandfrei beschichtet werden.
In dem nachfolgenden Beispiel wird das erfindungsgemäße
Verfahren näher erläutert
10
15 durch Hindurchieiten von Wasser gekühlt Auf das
gekühlte Eisenrohr wird unter Überleiten von Stickstoff aus einem Verdampfer bei 2100C zunächst 03 mg/cm2
Hexamethylentetramin und dann bei 2500C 2,0 mg/cm2
Bisphenol A aufgedampft Das aufzudampfende Bisphenol A enthält 20% Aluminiumoxid. Nach dem
Bedampfen wird die Kühlung des Eisenrohres abgestellt und das Eisenrohr durch Hindurchleiten von Heißluft
30 min lang auf 1100C und anschließend 30 min auf 1800C erhitzt und die aufgedampften Komponenten
ausgehärtet
Es wird eine goldfarbene Beschichtung von 8 μΐη
Dicke mit folgenden Eigenschaften erhalten:
Porosität (DlN 53 161): P 1 bis P 2
Gitterschnitt (DIN 53 151): Gt Obis Gt 1
Bleistifthärte: 1 bis 2
Gitterschnitt (DIN 53 151): Gt Obis Gt 1
Bleistifthärte: 1 bis 2
In einer Laboratoriumsbeschichtungsapparatur &us Nach sechsmonatigem Betrieb in siedendem Meer-
Glas wird ein entfettetes und phosphatiertes Eisenrohr wasser zeigt das Eisenrohr keine Korrosionserscheinunvon
2 m Länge und 3 cm Durchmesser eingespannt und 20 gen.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung dünner, festhaftender, porenfreier Beschichtungen auf Metalloberflächen,
bei denn die Metalloberfläche vorbehandelt wird und die Beschichtungsmaterialien in der Gasphase
aufgebracht und polymerisiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß man Phenole
und niedermolekulare Kondensationsprodukte des Formaldehyds mit Ammoniak oder Aminen auf die
zu beschichtende Oberfläche aufbringt, wobei die Komponenten getrennt verdampft werden, und das
Gemisch in der Hitze aushärtet-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus 50 bis 95 Gew.-%
Phenolen und 5 bis 50 Gew.-% Kondensationsprodukten des Formaldehyds mit Ammoniak oder
Aminen besteht.
3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten des Gemisches
gleichzeitig aus zwei verschiedenen Verdampfern aufgedampft werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten des Gemisches
nacheinander aus dem selben Verdampfer aufgedampft werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Phenolkomponente Bisphenol
A verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem aufzudampfenden Bisphenol A 10
bis 30 Gew.-°/o, bezogen auf das Gewicht des Phenols, eines sauren oder basischen Metalloxids
zugegeben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Metalloxid Aluminiumoxid verwendet
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Formaldehyd/Amin- Kondensationsprodukt
Hexamethylentetramin verwendet wird.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |