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Grundierungsmittel mit einem Gehalt an Poly-
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arylensulfid-Harz für über züge aus Fluorkohlenstoffpolymeren überzüge
aus Fluorkohlenstoffpolymeren werden häufig in der Weise aufgebaut, daß zunächst
eine Grundschicht auf das zu beschichtende Substrat aufgebracht wird, deren wesentliche
Funktion es ist, die Haftvermittlung zwischen dem an sich schlecht haftenden Fluorkohlenstoffpolymeren
und dem Substrat zu bewirken. Dabei kann das diese Grundschicht formende Grundierungsmittel
auch Anteile des später als Deckschicht aufgetragenen Polymeren in Form einer kolloidalen
Dispersion enthalten (Haftgrunddispersion). Auf die Grundschicht werden sodann eine
oder mehrere Deck schichten aus Fluorkohlenstoffpolymeren - üblicherweise in Form
kolloidaler Dis persionen - aufgetragen, wobei man bestrebt ist, zwecks rationeller
Arbeitsweise beim Beschichtungsvorgang möglichst mit einer Schicht ausreichender
Dicke auszukommen.
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Von einem solchen Grundierungsmittel wird insbesondere gefordert,
daß es sowohl zum zu beschichtenden Substrat als auch zu der aufzubringenden Deckschicht
ein möglichst großes Haftvermögen besitzt und daß es einfach und fehlerfrei aufgetragen
werden kann.
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Die früher häufig verwendeten Grundierungsmittel, die Chromate als
haftvermittelnde Komponente enthielten, sind heute wegen der Toxizität der Verbindungen
des sechswertigen Chroms nur noch in Ausnahmefällen in Gebrauch. Als Grundierungsmittel
für Deckschichten
aus Fluorkohlenstoffpolymeren eignen sich, wie
in der DE-OS 1 959 144 beschrieben, Mischungen von kolloidalen Dispersionen von
Fluorkohlenstoffpolymeren mit Lithiumpolysilicat oder, wie aus der DE-OS 2 110 768
bekannt ist, Mischungen von kolloidalen, wäßrigen Dispersionen von Fluorkohlenstoffpolymeren
mit Lithiumhydroxid und darin feinteilig suspendiertem, auf thermischem Wege erzeugtem
Siliciumdioxid. Vor der Aufbringung festhaftender Deck schichten aus Fluorkohlenstoffpolymeren
müssen diese Grundierungsmittel nach dem Auftragen auf das Substrat bei Temperaturen
von 80 bis 100 OC getrocknet und anschließend auf Temperaturen von 230 bis 400 OC
erhitzt und sodann wieder auf Raumtemperatur abgekühlt werden. Erst nach dieser
Wärmebehandlung, für die ein hoher Aufwand an Energie notwendig ist und durch die
ein großer Teil der Ofenkapazität einer Beschichtungsanlage blockiert wird, ist
es möglich, einen weiteren Über zug aus Fluorkohlenstoffpolymeren aufzutragen und
dabei eine ausreichende Haftung zwischen Grundierung und Deckschicht zu erzielen.
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In der EP-OS 14 974 ist ein Grundierungsmittel beschrieben, das sich
einerseits aus Copolymeren von Tetrafluorethylen mit Perfluor(alkylvinyl)-ethern
(wobei diese Copolymeren gegebenenfalls noch Hexafluorpropylen oder Vinylidenfluorid
enthalten können), andererseits aus einem Gemisch von wäßriger Lithiumhydroxidlösung
mit darin fein suspendiertem, auf thermischem Wege hergestelltem Siliciumdioxid
zusammensetzt. Auf solche Grundierungsmittel können Deckschichten aus Fluorkohlenstoffpolymeren-Dispersionen
aufgebracht werden, ohne daß eine aufwendige Trocknung und Temperung im Anschluß
an das Aufbringen des Grundierungsmittels zwischengeschaltet werden muß.
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Deckschichten aus Fluorkohlenstoffpolymeren haften vorzüglich auf
einer mit dem genannten Gemisch gemäß EP-OS 14 974 hergestellten Grundschicht, wenn
diese Grundschicht eine bestimmte kritische Schichtdicke, die etwa im Bereich von
10 Am liegt, nicht überschreitet. Falls die Schichtdicke der Grundschicht wesentlich
größer als 10 m ist, dann kann kein ausreichend fester Verbund zwischen Grundschicht
und einer darauf aufgebrachten Deckschicht erzielt werden. Natürlich wird man aus
Gründen der Wirtschaftlichkeit darauf bedacht sein, die Schichtdicke der Grundschicht
möglichst klein zu halten, doch läßt es sich in vielen Fällen nicht verhindern,
daß beim Auftrag der Grundschicht diejenigen Schichtdicken überschritten werden,
bei denen noch ein fester Verbund zwischen Grund- und Deckschicht sicher gewährleistet
ist. Dieser Fall tritt zum Beispiel ein bei der Durchführung einer Innenbeschichtung
von Töpfen mit kleinen Durchmessern und hohen Seitenwänden mittels Spritzpistole.
Um sicherzustellen, daß die gesamte Innenoberfläche mit der Grundschichtdispersion
bedeckt ist, muß soviel Material aufgesprüht werden, daß die kritische Schichtdicke
an einigen Stellen des Substrats bereits überschritten wird und deshalb an diesen
Stellen keine ausreichende Haftung mehr erzielt werden kann. Ein weiteres Beispiel
für das Auftreten größerer Schichtdicken an der Grundschicht sind Substrate mit
gehämmertem Untergrund, wo in den kalottenförmigen Vertiefungen gleichfalls eine
Einhaltung einer solchen Maximalschichtdicke praktisch nicht möglich ist.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Grundierungsmittel
für den späteren Auftrag von Deckschicht-Dispersionen aus Fluorkohlenstoffpolymeren
zu entwickeln, welches auch bei Schichtdicken von über 10 ßm gute Hafteigenschaften
besitzt und auf das bereits nach der Trocknung an der Luft bei etwa Raumtemperatur
ohne
zwischenzeitliche Wärmebehandlung der Auftrag einer Deckschicht
aus Fluorkohlenstoffpolymeren ohne Einbuße an diesen Hafteigenschaften erfolgen
kann.
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Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein
Grundierungsmittel, bestehend aus a) 100 Gewichtsteilen eines Copolymeren, bestehend
aus 0,5 bis 11 Gew.-t an copolymerisierten Einheiten eines Perfluor(alkylvinyl)-ethers
der Formel CF2=CF-OR, worin R ein Perfluoralkylrest mit 1 bis 10 C-Atomen ist, aus
0 bis 12 Gew.-% an copolymerisierten Einheiten des Hexafluorpropylens oder Vinylidenfluorids
oder Gemischen dieser beiden Monomeren und aus copolymerisierten Einheiten des Tetrafluorethylens
sowie gegebenenfalls aus dispergierten Polytetrafluorethylen-Teilchen mit einer
mittleren Teilchengröße von 0,05 bis 30 leim, wobei das Gewichtsverhältnis des genannten
Copolymeren zu dispergiertem Polytetrafluorethylen 100 : 0 bis 20 : 80 beträgt,
b) 10 bis 250 Gewichtsteilender Gewichtssumme von Lithiumhydroxid plus supendiertes,
feinteiliges, auf thermischem Wege erzeugtes SiO2, wobei das Molverhältnis LiOH
zu SiO2 1 : 0,5 bis 1 : 30 beträgt, c) 10 bis 1000 Gewichtsteileneines thermoplastischen
Polyarylensulfid-Harzes, sowie d) Wasser als flüssigem Träger.
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Das als Komponente a) eingesetzte Copolymere besteht aus 0,5 bis 11,
vorzugsweise 0,8 bis 6,0 Gew.-% an copolymerisierten Einheiten eines Perfluor(alkylvinyl)-ethers
der Formel CF2=CF-OR, worin R ein Perfluoralkylrest mit 1 bis 10, vorzugsweise ein
geradkettiger mit 2 bis 4 und insbesondere mit 3 C-Atomen ist, und aus 0 bis 12,
vorzugsweise 0 bis 3 Gew.-% an copolymerisierten Einheiten des Vinylidenfluorids
oder vorzugsweise Hexafluorpropylens. Der Rest, jeweils bezogen auf
das
Gesamtgewicht des Copolymeren, besteht aus copolymerisierten Einheiten des Tetrafluorethylens.
Insbesondere bevorzugt als Komponente a) ist ein Copolymeres, bestehend aus 0,4
bis 3,0 Gew.-% copolymerisierten Einheiten des Hexafluorpropylens und 0,8 bis 6,0
Gew.-% copolymerisierten Einheiten des Perfluor(propylvinyl)-ethers, wobei ebenfalls
der Rest aus copolymerisierten Einheiten des Tetrafluorethylens besteht. Die Herstellung
solcher Copolymerer ist bekannt und beispielsweise beschrieben in den US-Patentschriften
3 132 123, 3 235 537, 3 528 954, 3 642 742, 3 635 926 und die der bevorzugten Terpolymeren
in der US-Patentschrift 4 029 868 und in der deutschen Offenlegungsschrift 2 639
109.
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Im erfindungsgemäßen Grundierungsmittel kann gegebenenfalls ein Teil
der 100 Gewichtsteile des die Komponente a) ausmachenden, oben definierten Copolymeren
durch im flüssigen Träger dispergierte Polytetrafluorethylen-Teilchen ersetzt sein,
und zwar in einem Anteil bis zu 80, vorzugsweise bis zu 50 Gewichtsteilen. Somit
beträgt das Gewichtsverhältnis von Copolymeren der oben definierten Art zu dispergiertem
Polytetrafluorethylen innerhalb der Komponente a) 100 : 0 bis 20 : 80, vorzugsweise
100 : 0 bis 50 : 50. Dabei können diese Polytetrafluorethylen-Teilchen sowohl als
Teilchen kolloidaler Größe dispergiert oder als Teilchen überkolloidaler Teilchengröße
suspendiert sein. Die mittlere Teilchengröße dieser Polytetrafluorethylen-Teilchen
soll 0,05 bis 30 Am betragen, bevorzugt ist ein Bereich von 0,1 bis 3 Wm. Unter
Polytetrafluorethylen soll dabei nicht nur das übliche hochmolekulare Polytetrafluorethylen
verstanden werden, sondern dieser Begriff erfaßt im Sinne dieser Erfindung auch
die sogenannten Polytetrafluorethylen-Wachse, die durch Abbau von hochmolekularem
Polytetrafluorethylen oder durch Telomerisationsreaktionen von Tetrafluorethylen
gebildet werden.
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Sie besitzen eine Schmelzviskosität von 1 bis 107, , vorzugsweise
von 10 bis 105 Pa s (gemessen mit dem Hochdruck-Kapillarviskosimeter bei 380 OC,
21 kp/cm2 Extrusionsdruck, Düsenabmessung 1 mm Durchmesser und 10 mm Länge, wie
beschrieben in der DE-PS 24 14 389).
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Bevorzugt sind jedoch diejenigen Grundierungsmittel, die als Fluorkohlenstoffpolymer-Komponente
ausschließlich die Copolymeren in der Komponente a) enthalten.
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Bezogen auf die 100 Gewichtsteile der Komponente a) enthält das erfindungsgemäße
Grundierungsmittel als Komponente b) ein Gemisch aus Lithiumhydroxid und im flüssigen
Träger suspendiertem, feinteiligem, auf thermischem Wege erzeugtem Siliciumdioxid
in einem Anteil von 10 bis 250 Gewichtsteilen, vorzugsweise 10 bis 100 Gewichtsteilen
Feststoff. Das Molverhältnis von LiOH : SiO2 in dieser Mischung beträgt 1 : 0,5
bis 1 : 30, vorzugsweise 1 : 2 bis 1 : 12. Das im Rahmen dieser Mischung eingesetzte
feinteilige, auf thermischem Wege hergestellte Siliciumdioxid ist ein Handelsprodukt.
Es wird nach bekannten Verfahren entweder durch Verbrennung von bestimmten Siliciumverbindungen,
wie zum Beispiel von SiCl4 oder Siliciumwasserstoffen, in Gegenwart von Sauerstoff
erzeugt oder durch Sublimation von Siliciumverbindungen, wie zum Beispiel von Quarz,
Kieselsäure und anderen Silicium-Sauerstoff-Verbindungen, im Lichtbogen gewonnen.
Dieses auf thermischem Wege hergestellte SiO2 liegt fast ausschließlich in Form
agglomerierter Teilchen vor, die eine relativ breite Teilchengrößen-Verteilung besitzen,
die sich im Bereich 0,01 bis 50, vorzugsweise 0,05 bis 25 ßm bewegt, wobei die mittlere
Teilchengröße etwa bei 0,5 bis 40, vorzugsweise 2 bis 20 am liegt.
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Zur Herstellung solcher Siliciumdioxid-Suspensionen in einer Lithiumhydroxid-Lösung
wird das Lithiumhydroxid in entsalztem Wasser gelöst und das feinkörnige, thermisch
behandelte SiO2 eingerührt.
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Als weitere Komponente c) enthält das erfindungsgemäße Grundierungsmittel
ein thermoplastisches Polyarylensulfid-Harz, bezogen auf die 100 Gewichtsteile a)
in einem Anteil von 10 bis 1000 Gewichtsteilen, vorzugsweise von 70 bis 300 Gewichtsteilen.
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Als Polyarylensulfid-Harze werden Polymere verwendet, wie sie insbesondere
in der US-PS 3 354 129 beschrieben und definiert worden sind (in der Literatur auch
gelegentlich als Polyarylenthioether bezeichnet). Polyarylensulfid-Harze können
nach verschiedenen, in der Literatur beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
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Solche Herstellungsmethoden sind beispielsweise beschrieben in den
US-Patentschriften 2 513 188, 3 354 129, 3 492 125, 3 487 454, in der DE-AS 2 160
754 und in der britischen Patentschrift 962 941. Die Herstellung von Polyarylensulfid-Harzen
kann bevorzugt in der Weise erfolgen (vergleiche insbesondere die US-PS 3 354 129),
daß man mehrfach mit Halogen substituierte ungesättigte Ringverbindungen, insbesondere
polyhalogenierte aromatische Ringverbindungen, in einem polaren organischen Lösungsmittel
mit Alkalimetallsulfiden umsetzt.
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Die entstehenden Polymeren besitzen die Ringstruktur der polyhalogenierten
Ringverbindungen, die durch Schwefelatome miteinander gekoppelt sind. Bevorzugt
sind Polyarylensulfid-Harze mit wiederkehrenden Einheiten -R-S, in denen R einen
Biphenylen-, einen Naphthylen- oder einen Biphenylenether-Rest oder insbesondere
einen Phenylen; Rest, der in o-, m- oder vorzugsweise p-Stellung gebunden ist, bedeutet,
wobei alle diese Reste mit Alkylresten von 1 bis 6 C-Atomen, insbesondere mit Methylgruppen
substituiert
sein können. Es können aber auch Polyarylensulfid-Harze verwendet werden, wie sie
gemäß US-PS 2 513 188 durch Reaktion von polyhalogenierten Aromaten mit Schwefel
oder anderen Metallsulfiden erhältlich sind, ebenso auch solche, wie sie gemäß GB-PS
962 941 durch Erhitzen von Metallsalzen von halogenierten Thiophenolen auf Polymerisationstemperatur
gebildet werden.
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Die innerhalb des erfindungsgemäßen Grundierungsmittels eingesetzten
Polyarylensulfid-Harze sollen vorzugsweise eine Schmelztemperatur von 204 bis 482
°C besitzen, insbesondere eine Schmelztemperatur von 240 bis 420 OC.
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Die inhärente Viskosität dieser Polyarylensulfid-Harze soll, gemessen
0,25 gew.-%ig in Chlornaphthalin bei 206 0C, mindestens 0,1, vorzugsweise 0,1 bis
0,3 und inbesondere 0,13 bis 0,23 betragen. Bevorzugt im Rahmen dieser Erfindung
sind Polyphenylensulfid-Harze, besonders die in p-Stellung substituierten Typen.
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Die im erfindungsgemäßen Grundierungsmittel eingesetzten Polyarylensulfid-Harze
können auch im Gemisch mit Polysulfonen und Polyetherketonen angewendet werden.
Dazu wird auf die deutschen Patentanmeldungen P .. .. ...
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und P .. .. ... (interne Aktenzeichen 82/F 911 und 82/F 912) verwiesen,
in der diese Harze zur Verwendung in gleichartigen Grundierungsmitteln beschrieben
werden.
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Das erfindungsgemäße Grundierungsmittel enthält schließlich als Komponente
d) Wasser als flüssigen Träger. Der Anteil der Komponente d) ist nicht kritisch,
jedoch sollten gewisse Grenzen in bezug auf den Gesamtfeststoff (Gewichtssumme a
+ b + c) eingehalten werden. Das Verhältnis von Gesamtfeststoff zu Wasser sollte
zweckmäßig 10 : 90 bis 60 : 40, vorzugsweise 20 : 80 bis 40 : 60 betragen. Für einige
Anwendungsfälle ist es
von Vorteil, einen Anteil von 1 bis 20 Gew.-%
des als flüssigen Träger verwendeten Wassers durch ein mit Wasser mischbares und
feuchthaltendes organisches Lösemittel, wie Glycerin, ein Glykol odereinenGlykolether,
zu ersetzen, um die Trocknungsgeschwindigkeit des Grundierungsmittels zu vermindern.
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Gegebenenfalls können dem erfindungsgemäßen Grundierungsmittel noch
die üblichen Füllstoffe und'Pigmente, wie zum Beispiel Eisenoxid, Ruß, Glimmer und
Titandioxid zugesetzt werden, wobei der Anteil 1 bis 40, vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten a) plus b) plus c), beträgt.
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Das in der Komponente a) enthaltene Copolymere wird vorzugsweise in
Form einer kolloidalen Dispersion mit einer mittleren Teilchengröße von 0,05 bis
3 ßm eingesetzt.
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Dafür können kolloidale Dispersionen mit einem Feststoffgehalt von
10 bis 20 Gew.-% an Polymer-Feststoff verwendet werden, wie sie direkt aus der Emulsionspolymerisation
der genannten Comonomeren erhältlich sind.
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Zweckmäßigerweise werden solche Dispersionen jedoch zunächst mittels
bekannter Methoden, beispielsweise durch Dekantieren oder durch einen Ultrafiltrationsprozeß
(wie beschrieben in der europäischen Patentanmeldung 15 481) auf einen Polymer-Feststoffgehalt
von 20 bis 60 Gew.- aufkonzentriert. Die Copolymeren der Komponente a) können jedoch
auch in Form eines aus kolloidalen qispersionen durch Koagulation (beispielsweise
durch Ausrühren unter Anwendung hoher Scherkräfte oder durch Zusatz von Elektrolyten)
gewonnenen Pulvers eingesetzt werden. Derartige Pulver werden dann in Wasser aufgeschlämmt,
wobei die so erhaltenen Dispersionen mittlere Teilchengrößen im Bereich von 3 bis
30 ßm aufweisen. Schließlich können auch Suspensionspolymerisate verwendet werden,
wie sie durch das Verfahren der Suspensionspolymerisation der genannten Comonomeren
erhältli
sind, die gleichfalls eine mittlere Teilchengröße von
3 bis 30 Am aufweisen oder auf diese Teilchengröße gemahlen werden können, wobei
diese Pulver ebenfalls Teilchengrößen im Bereich 3 bis 30 ßm für den Einsatz im
erfindungsgemäßen Grundierungsmittel besitzen sollen.
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Die Komponente c) wird vorzugsweise in Form einer wäßrigen Suspension
zugesetzt. Die Suspension wird durch Mahlen der Harzkomponente in Wasser mit den
üblichen Abreibaggregaten, wie Kugelmühlen oder Rührwerkskugelmühlen hergestellt.
Der Feststoffgehalt dieser Suspension beträgt üblicherweise 10 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise
20 bis 40 Gew.-%. Zur Stabilisierung ist es zweckmäßig, der Suspension vor dem Abreiben
0,5 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%, eines anionischen oder nichtionischen,
oberflächenaktiven Dispergiermittels zuzusetzen, wie beispielsweise Natriumlaurylsulfat
oder oxethylierte Octylphenole.
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Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Grundierungsmittel in der Weise
hergestellt, daß man wäßrige Suspensionen oder kolloidale Dispersionen des Copolymeren
der Komponente a) mit der zuvor beschriebenen wäßrigen Suspension der Komponente
b), bestehend aus dem Gemisch aus LiOH, und auf thermischem Wege hergestelltem SiO2,
und der Suspension, welche die Komponente c) enthält, zusammenmischt. Der gewünschte
Gehalt an Wasser als flüssigem Träger wird entweder durch geeignete Konzentration
der zu mischenden Komponenten vorgegeben oder durch nachträgliche Wasserzugabe eingestellt.
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Falls in der Komponente a) dispergiertes Polytetrafluorethylen anwesend
ist, wird dieses ebenfalls zweckmäßigerweise als wäßrige Suspension oder kolloidale
Dispersion zugemischt. Die Reihenfolge des Zusammenmischens kann beliebig erfolgen.
Werden jedoch einer der beiden
Anteile der Komponente a) oder beide
als Pulver eingesetzt, so kann dieses Pulver bereits zusammen mit der Komponente
c) als Suspension in einem Abreibaggregat vermahlen werden. Gegebenenfalls kann
auch die Komponente b) beim Mahlprozeß anwesend sein. Werden die Anteile der Komponente
a) in Form einer kolloidalen wäßrigen Dispersion verwendet, so sollte diese erst
nach dem Mahlprozeß zugesetzt werden. Falls das erfindungsgemäße Grundierungsmittel
Pigmente enthält, werden diese zweckmäßigerweise zusammen mit der Komponente c)
gemahlen. Sie können jedoch auch zu a) oder b) oder deren Mischungen zugemischt
werden.
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Der Auftrag des erfindungsgemäßen Grundierungsmittels erfolgt nach
bekannten Methoden, wie beispielsweise durch Tauchen, Aufwalzen oder Aufspritzen.
Bei einem Auftrag werden Schichtdicken von etwa 5 bis 40 iim erzielt. Zuvor wird
der zu beschichtende Untergrund, falls es sich um eine glatte Oberfläche handelt,
zweckmäßigerweise durch Sandstrahlen oder Atzen aufgerauht.
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Nach dem Auftrag und anschließend kurzzeitigem Trocknen der Grundierung
an der Luft bei Raumtemperatur oder wenig darüber (15 bis 40 OC) kann bereits die
Deckschicht, bestehend aus Fluorkohlenstoffpolymeren, aufgetragen werden. Gegebenenfalls
kann auf diese Trocknung sogar verzichtet werden und die Deckschicht auf die noch
feuchte Grundschicht aufgebracht werden. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Grundierungsmittels
gegenüber den aus der EP-OS 14 974 bekannten Grundierungsmitteln, die nur die Komponenten
a) und b) und einen flüssigen Träger enthalten, besteht darin, daß auch bei Schichtdicken
der Grundierung von über 10 ijm hervorragende Hafteigenschaften von Deckschichten
aus Fluorkohlenstoffpolymeren erreicht werden. Das erfindungsgemäße
Grundierungsmittel
eignet sich deshalb vorzüglich für die Beschichtung von kompliziert geformten Gegenständen,
bei denen aufgrund ihrer Form kein gleichmäßig dünner Schichtauftrag möglich ist
und deshalb die kritische Schichtdicke überschritten wird, bei der mit den bekannten
Grundierungsmitteln keine ausreichende Haftung mehr erzielt werden kann.
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Als Deckschicht kann eine Polytetrafluorethylen-Dispersion verwendet
werden, die gegebenenfalls mit bekannten Additiven, wie Pigmenten, anionischen,
kationischen und/ oder nichtionischen Netzmitteln, Verlaufmitteln und Hilfsfilmbildnern
versehen ist. Als Netzmittel haben sich beispielsweise bewährt mit 8 bis 10 mol
Ethylenoxid oxethyliertes Nonylphenol oder Natriumlaurylsulfat, als Verlaufmittel
werden Toluole und als Hilfsfilmbildner zum Beispiel kleine Anteile von Siliconharzen,
wie in den US-Patentschriften 2 462 242 und 2 470 593 beschrieben, verwendet. Auch
andere hochtemperaturbeständige thermoplastische Harze, wie Polyethersulfone, Polyarylensulfide,
Polyamidimide und Polyimide sind als Hilfsfilmbildner geeignet.
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Als Deckschicht sind ferner geeignet Dispersionen von Copolymeren,
hergestellt aus Perfluor (alkylvinyl) -ethern und Tetrafluorethylen und gegebenenfalls
noch einem Drittmonomeren, wie Hexafluorpropylen oder Vinylidenfluorid, insbesondere
in der gleichen Zusammensetzung wie die Copolymerender Komponente a). Geeignet sind
jedoch auch andere Copolymere des Tetrafluorethylens mit fluorierten, insbesondere
perfluorierten Monomeren, wie beispielsweise die seit langem bekannten Copolymeren
des Tetrafluorethylens mit Hexafluorpropylen. Auch Mischungen von kolloidalen Polytetrafluorethylen-Dispersionen
und solchen Copolymer-Dispersionen können als
Deckschicht Verwendung
finden. Derartige Zusammensetzungen können wie die Polytetrafluorethylen-Dispersionen
mit Pigmenten, Netzmitteln, Verlaufmitteln und Filmbildnern modifiziert werden.
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Nach dem Auftrag der Deckschicht wird der gesamte Überzug bei 80 bis
300 OC getrocknet und anschließend bei 290 bis 460 °C, vorzugsweise bei 320 bis
400 OC, eingebrannt. Die Trocknungs- und Einbrennzeit beträgt zweckmäßig je 5 bis
30 Minuten.
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Das erfindungsgemäße Grundierungsmittel wird bevorzugt zur Herstellung
von Grundierungen für festhaftende Antihaftbeschichtungen für Koch-, Back-, Brat-
und Grillvorrichtungen, aber auch von Gleitelementen und Dosiervorrichtungen verwendet
werden, wobei die zu beschichtenden Gegenstände so geformt sein können, daß kein
gleichmäßiger Schichtauftrag des Grundierungsmittels möglich ist.
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Die Erfindung wird durch folgende Beispiele noch näher erläutert:
Beispiel 1 Mischung A Durch Rühren wird eine Suspension aus 500 g Polyphenylensulfid
(Schmelzpunkt 280 "C) 50 g Farbruß 25 g eines nichtionischen Netzmittels (Octylphenol,
oxethyliert mit im Mittel 9 Ethylenoxid-Einheiten), und 2000 g Wasser hergestellt.
Die Mischung wird auf einer Kugelmühle 18 Stunden gemahlen.
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Mischung B 11,2 g Lithiumhydroxid werden in 182 g entsalztem Wasser
gelöst. In diese Lösung werden 28 g auf thermischem Wege hergestelltes Siliciumdioxid
eingerührt und mit einem Propellerrührer 1 Stunde dispergiert. Die Suspension wird
24 Stunden stehengelassen. Anschließend werden 280 g einer Dispersion eines Terpolymeren,
welches aus 1,5 Gew.-t an copolymerisierten Hexafluorpropylen-Einheiten, 3,5 Gew.-%
an copolymerisierten Perfluor(propylvinyl)-ether-Einheiten und 95 Gew.-% an copolymerisierten
Tetrafluorethylen-Einheiten besteht, einen Schmelzpunkt von 307 OC und einen Schmelzindex
von 30 g/10 min (372 OC; 5 kg Belastung) besitzt, dazugerührt. Diese Dispersion
wurde vorher durch Dekantieren auf einen Feststoffgehalt von 50 Gew.-% aufkonzentriert.
Durch Verschneiden von 239,5 g Mischung A mit 200 g der Mischung B wird eine Grundschichtdispersion
hergestellt. Die Grundschichtdispersion wird mittels Spritzpistole auf Aluminiumplatten
bis zu einer Schichtstärke von 20 ßm aufgetragen. Die
Oberfläche
der Aluminiumplatten wurde zuvor durch Sandstrahlen mit Korund (100 bis 120 ßm Korngröße)
bis zu einer Tiefe von 5 bis 10 ßm aufgerauht.
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Die beschichteten Aluminiumplatten werden 10 Minuten bei Raumtemperatur
stehengelassen,und anschließend wird eine Deckschichtdispersion mittels Spritzpistole
aufgetragen.
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Diese Dispersion besitzt folgende Zusammensetzung: 100 Gewichtsteile
einer 60 gew.-%igen Polytetrafluorethylen-Dispersion, 1 Gewichtsteil Natriumlaurylsulfat,
6,1 Gewichtsteile eines nichtionischen Netzmittels (Octylphenol oxethyliert mit
im Mittel 9 Ethylenoxid-Einheiten) 3 Gewichtsteile Glykol, 1 Gewichtsteil Farbruß,
17,1 Gewichtsteile Titandioxid, 10 Gewichtsteile einer Lösung von 50 Gew.-% Siliconharz
in Ethylacetat und Xylol (2 : 1), 5 Gewichtsteile Xylol und 5 Gewichtsteile Tetralin.
Beide Schichten werden 10 Minuten bei 90 OC und 10 Minuten bei 250 OC getrocknet
und 10 Minuten bei 420 OC eingebrannt.
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Auf der erhaltenen Beschichtung wird die Haftfestigkeit nach DIN 53
151 (Gitterschnitt-Test) geprüft. Man erhält eine Haftfestigkeit von GT 0.
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Beispiel 2 0,746 g Lithiumhydroxid werden in 82 g entsalztem Wasser
gelöst. In diese Lösung werden 7,5 g auf thermischem Wege hergestelltes Siliciumdioxid
eingerührt und mit einem Propellerrührer 1 Stunde dispergiert. Die Suspension wird
24 Stunden stehengelassen. Anschließend werden 159 g einer Dispersion eines Terpolymeren
dazugerührt. Das Terpolymere besteht aus 94,1 Gew.-% an copolymerisierten Tetrafluorethylen-Einheiten,
1,5 Gew.-% an copolymerisierten Hexafluorpropylen-Einheiten und 4,4 Gew.-t an copolymerisierten
Perfluor(propylvinyl)-ether-Einheiten und besitzt einen Schmelzpunkt von 304 OC.
Der
Schmelzindex beträgt 24,5 g/10 min bei einer Belastung von
5 kg und bei 372 "C. Die Dispersion wurde vorher durch Dekantieren auf einen Feststoffgehalt
von 50 Gew.-% aufkonzentriert.
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Zu 200 g dieser Mischung werden 361 g der Mischung A aus Beispiel
1 unter Rühren hinzugefügt. Die dann erhaltene Mischung wird, wie in Beispiel 1
beschrieben, auf sandgestrahlte Aluminiumplatten aufgetragen und 10 Minuten bei
Raumtemperatur stehengelassen. Anschließend wird mittels Spritzpistole eine Deckschichtdispersion
mit folgender Zusammensetzung aufgetragen: 100 Gewichtsteile einer 60 gew.-%igen
Polytetrafluorethylen-Dispersion, 1 Gewichtsteil Natriumlaurylsulfat, 6,1 Gewichtsteile
eines nichtionischen Netzmittels (Octylphenol, oxethyliert mit im Mittel 9 Ethylenoxid-Einheiten),
3 Gewichtsteile Glykol, 1 Gewichtsteil Farbruß, 17,1 Gewichtsteile Titandioxid,
15 Gewichtsteile einer 40 gew.-%igen wäßrigen Suspension von Polyphenylensulfid
und 5 Gewichtsteile Xylol. Beide Schichten werden 10 Minuten bei 90 OC und 10 Minuten
bei 250 OC getrocknet und 10 Minuten bei 420 OC eingebrannt.
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Auf der erhaltenen Beschichtung wird die Haftfestigkeit nach DIN 53
151 (Gitterschnitt-Test) geprüft. Man erhält eine Haftfestigkeit von GT 0.
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Beispiel 3 3,1 g Lithiumhydroxid werden in 106 g entsalztem Wasser
gelöst. Zu dieser Lösung werden 30,9 g auf thermischem Wege hergestelltes Siliciumdioxid
dazugerührt. Die erhaltene Suspension wird 24 Stunden stehengelassen. Anschließend
werden 110 g einer Dispersion, die 50 Gew.-% eines Terpolymeren, welches die Zusammensetzung
88,5 Gew.% an copolymerisierten Tetrafluorethylen-Einheiten, 9 Gew.-% an copolymerisierten
Vinylidenfluorid-Einheiten und 2,5 Gew.-% an copolymerisierten Perfluor(propylvinyl)-
ether-Einheiten,
einen Schmelzindex'(372 OC, 5 kg) von 9,7 g/min und einen Schmelzpunkt von 310 OC
besitzt, unter Rühren zugesetzt. Zu 200 g dieser Mischung werden 542 g der Mischung
A aus Beispiel 1 unter Rühren hinzugefügt. Die so hergestellte Grundschichtdispersion
wird wie in Beispiel 1 auf sandgestrahlte Aluminiumplatten aufgetragen. Nach einer
Ablüftzeit von 10 Minuten wird eine 60 Gew.- Feststoff enthaltende Polytetrafluorethylen-Dispersion
aufgetragen. Dann werden beide Schichten 10 Minuten bei 90 "C und dann 10 Minuten
bei 250 OC getrocknet und 10 Minuten bei 400 OC eingebrannt.
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Die Haftfestigkeit einer so hergestellten Beschichtung beträgt nach
DIN-Norm 53 151 GT 0.
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Beispiel 4 4,7 g Lithiumhydroxid werden in 198 g entsalztem Wasser
gelöst. In dieser Lösung werden 47 g auf thermischem Wege hergestelltes SiO2, wie
in Beispiel 1 beschrieben, eingerührt. Die Suspension wird 24 Stunden stehengelassen.
Danach werden 100 g einer Dispersion, die 50 Gew.-% eines Terpolymeren enthält,
und anschließend 50 g einer Dispersion mit 50 Gew.-% an hochmolekularem Polytetrafluorethylen
dazugemischt. Das Terpolymere besteht aus 94,1 Gew.-% an copolymerisierten Tetrafluorethylen-Einheiten,
1,5 Gew.-% an copolymerisierten Hexafluorpropylen-Einheiten und 4,4 Gew.-% an copolymerisierten
Perfluor(propylvinyl)-ether-Einheiten und besitzt einen Schmelzpunkt von 304 "C.
Der Schmelzindex beträgt 24,5 g/10 min bei einer Belastung von 5 kg und bei 372
OC. Zu 200 g dieser Mischung werden unter Rühren 542 g der in Beispiel 1 beschriebenen
Mischung A hinzugefügt. Die so erhaltene Grundschichtdispersion wird, wie in Beispiel
1 beschrieben, auf sandgestrahlte Aluminiumplatten aufgetragen und gemäß Beispiel
2 mit
dort beschriebener Deckschichtdispersion beschichtet, und
anschließend werden Grund- und Deckschicht getrocknet und eingebrannt, wie dort
beschrieben.
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Die Haftfestigkeit nach DIN-Norm 53 151 beträgt GT 0 bis GT 1.
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Beispiel 5 Beispiel 4 wird wiederholt mit der Abänderung, daß in der
Grundschicht anstelle der Dispersion von Polytetrafluorethylen mit dem üblichen
hohen Molekulargewicht 50 g einer Dispersion mit 50 Gew.-% Polytetrafluorethylen-Wachs
mit einer Schmelzviskosität von 103 Pa s eingesetzt werden, das durch Emulsionspolymerisation
von Tetrafluorethylen in Gegenwart von Chloroform hergestellt worden ist.
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Der erhaltene überzug besitzt eine Haftfestigkeit nach dem Gitterschnitt-Test
von GT 0.
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Beispiel 6 11,2 g Lithiumhydroxid werden in 475,2 g entsalztem Wasser
gelöst und anschließend werden 111,8 g auf thermischem Wege hergestelltes Siliciumdioxid
eingerührt.
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Diese Suspension wird 24 Stunden stehengelassen. Anschließend werden
277,2 g einer 50 gew.-%igen wäßrigen Suspension aus einem Copolymeren hinzugemischt.
Das Copolymere besteht aus 3,3 Gew.-% an copolymerisierten Perfluor(propylvinyl)
-ether-Einheiten und 96,7 Gew.-t an copolymerisierten Tetrafluorethylen-Einheiten
und besitzt einen Schmelzindex von 12,5 g/10 min bei einer Belastung von 5 kg und
bei 372 OC. Zu 200 g der so hergestellten Suspension werden 200 g der Mischung A
aus Beispiel 1 hinzugefügt, sodann wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, diese Grundschicht
auf sandgestrahlte
Aluminiumplatten aufgetragen und mit der Deckschicht
gemäß Beispiel 1 versehen. Die 10 Minuten bei 90 OC und 10 Minuten bei 250 OC getrocknete
und 10 Minuten bei 420 OC eingebrannte Beschichtung besitzt eine Haftfestigkeit
nach DIN 53 151 von GT 0.