DE3540334A1

DE3540334A1 - Verfahren zur herstellung einer korrosionsschuetzenden kunststoffschicht

Info

Publication number: DE3540334A1
Application number: DE19853540334
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kielhorn; Robert Dr Ing Ostwald; Gabriele Voit
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1985-11-14
Filing date: 1985-11-14
Publication date: 1987-05-21

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer korrosionsschützenden Kunststoffschicht nach dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1.

Korrosionschutzschichten für Metalle auf der Grundlage von Kunststoffen werden derzeit üblicherweise durch Tauchen, Spritzen, Pulverbeschichtung und dergleichen des in der Regel aus polymerisierten Kunststoffs aufgetragen. Dabei werden relativ dicke Schichten hergestellt, die insbesondere auf Bauteilen der Mikrowellentechnik zu großen Leistungs verlusten führen können, da es sich dabei in der Regel um stark polare Materialien mit einer hohen Dielek trizitätskontanten ε und großem Verlustfaktor tan δ han delt. Bei derartigen Bauelementen ist es daher erforder lich, eine möglichst dünne und dennoch porenfreie, korro sionsschützende Kunststoffschicht auf einer zu schützen den, insbesondere metallischen Oberfläche abzuscheiden, die sehr verschiedenartig geformt sein kann, z.B. Bohrun gen und/oder Hohlräume aufweisen kann. Nur hinreichend dünn abgeschiedene, möglichst wenig polare Kunststoffmate rialien können als Korrosionsschutz gleichzeitig ausrei chend niedrige Energieverluste im Mikrowellenbereich gewährleisten.

Sehr dünne und nahezu porenfreie Schichten können zwar durch Pyrolyse von Paracyclophanen und Polymerisation der Pyrolyseprodukte hergestellt werden, erfordern jedoch sehr teure Ausgangsstoffe und eine aufwendige Vakuumtechnik. Ebenfalls aus der Gasphase können dünne Beschichtungen durch photolytische Polymerisation hergestellt werden, wobei allerdings wegen der erforderlichen Bestrahlung nur geometrisch einfache und leicht zugängliche Flächen beschichtet werden können. Weiterhin können auch Beschich tungen durch Gasentladungspolymerisation durchgeführt werden, wozu aber Hochfrequenzgeneratoren benötigt werden. Auch nach dieser Methode können nur geometrisch einfache und leicht zugängliche Oberflächen beschichtet werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gat tungsgemäßes Verfahren anzugeben, das in wirtschaftlicher Weise eine Herstellung dünner, porenfreier und elektrisch verlustarmer Kunststoffschichten auf nahezu beliebig geformten Oberflächen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteil hafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auch in der Regel schwer- oder unlösliches Kunststoffmaterial durch die Herstellung einer heißen Lösung in Form einer physi kalischen Lösung oder durch den Schmelzpunkt herabsenkende Zusätze der Beschichtung aus flüssiger Phase durch z.B. Tauchen, Spritzen oder Walzen zugänglich gemacht wird. Derartige Lösungen sind mit kostengünstigen Substanzen herstellbar und in ihrer Viskosität für bestimmte Be schichtungsverfahren einstellbar. Geringe Viskositäten gewährleisten insbesondere sehr dünne Beschichtungen sowie auch zuverlässige Bedeckungen von geometrisch sehr unzu gänglichen Flächen wie z.B. in Bohrungen von weniger als 1 mm Durchmesser. Die Verdampfung des Lösungsmittels aus der Schicht wird durch eine geeignete Wärme- oder Strah lungsbehandlung beschleunigt oder mit einem gleichzeitigen Härtungsprozeß kombiniert.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auch schwerlösliche Polymervorstufen sowie Substanz-Kombina tionen für Copolymere in dünner Schicht auf verschiedene Unterlagen als Korrosionsschutz abgeschieden werden können. Im Falle der Präpolymere besteht die Nachbehandlung in einer Verdunstung der Lösungsmittel sowie gleichzeitig in der Vernetzung des Materials zum Polymer.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei spielen näher erläutert:

Geeignete verlustarme Kunststoffmaterialien sind z.B. Polyethylen, Polypropylen oder Polymethylpenten mit Dielek trizitätskonstanten zwischen 2,1 und 2,6 sowie elektri schen Verlustfaktoren kleiner 0,0004 bei einer Meßfrequenz von 1 MHz. Diese Materialien sind in keinem regulären Lösungsmittel unter normalen Bedingungen löslich, um daraus homogene Lösungen herzustellen. Erst durch Wahl eines geeigneten, bei hoher Temperatur siedenden Lösungs mittels gelingt es, eine bei erhöhter Temperatur homogene Lösung dieser Kunststoffe herzustellen.

Beispiel 1

Aluminiumbleche aus A1MgSi1 mit den Abmessungen 50×50×1 mm³ sowie Kupferbleche aus Elektrolytkupfer mit den Abmessun gen 30×50×0,5 mm³ werden für Korrosionschutzprüfungen durch Tauchen in eine Lösung beschichtet, die durch Einrühren von 5 g eines Hochdruckpolyethylen-Destillatpuders in 100 ml Dekalin bei 100°C hergestellt wird. Nach der Tauchbe schichtung in der bei 80°C homogenen Lösung wurden die Bleche für eine Zeit von 30 Minuten in einem Trocken schrank bei einer Temperatur von 125°C nachbehandelt. Die ausgehärteten Schichten hatten eine durch Profilographie bestimmte Schichtdicke von ungefähr 2 µm. Sowohl die Alu miniumproben nach 28 Zyklen Salzsprühtest gemäß der deut schen Norm DIN 50 021 als auch die Kupferproben nach je weils 21 Zyklen in H₂S- und SO₂-haltigen Schadgasatmos phären gemäß der deutschen Norm DIN 40 046, Teil 36 und 37, zeigten keine zu beanstandenden Korrosionsspuren.

Beispiel 2

Aluminium- und Kupferbleche werden, wie in Beispiel 1, mit einer Lösung tauchbeschichtet, die durch Einrühren von 5 g eines Niederdruckpolyethylen-Destillatpulvers in 100 ml Dekalin bei 100°C hergestellt wird. Die bei 125°C für 30 Minuten nachbehandelten Schichten haben eine Dicke von ungefähr 1 µm. Nach Korrosionsprüfungen durch den Salz sprühtest und durch H₂S- und SO₂-Schadgasprüfungen waren die Proben ohne Beanstandungen.

Beispiel 3

Aluminium- und Kupferbleche werden mit einer Lösung tauch beschichtet, die durch Lösen von 6 g Polymethylpenten-Gra nulat in 110°C heißem Dekalin (100 ml) hergestellt wurde. Die Proben werden mit einer Zwischentrocknung bei 125°C zweimal tauchbeschichtet und abschließend 30 Minuten bei 125°C nachbehandelt. Die Schichtdicke der Polymethyl pentenschicht beträgt ungefähr 3 µm. Nach Korrosionsprü fungen durch den Salznebeltest und durch SO₂-Schadgasprü fung waren die Proben ohne Beanstandung.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungs beispiele beschränkt, sondern sinngemäß auf die in den Patentansprüchen angegebenen Substanzen und/oder deren Gemische anwendbar.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer korrosionsschützenden Kunststoffschicht, die mindestens ein durch klimatische Einflüsse schwer lösliches Polymer enthält, insbesondere zum Schutz metallischer Bauelemente der Hochfrequenztech nik, dadurch gekennzeichnet,

- daß ein Polymer verwendet wird, das eine kleine Dielektrizitätskonstante sowie einen geringen elek trischen Verlustfaktor besitzt,
- daß das Polymer und/oder dessen Präpolymer bei norma lem Druck und gegenüber der Raumtemperatur erhöhter Temperatur in einem Lösungsmittel gelöst wird, dessen Siedepunkt bei normalem Druck in einem Bereich von 100°C bis 200°C liegt,
- daß die zu schützende Oberfläche mit der entstandenen Lösung beschichtet wird bei einer Temperatur, bei der eine homogene Lösung vorhanden ist, und
- daß die entstandene Beschichtung durch eine nach folgende Wärmebehandlung gehärtet wird.

2. Verfahren zur Herstellung einer korrosionsschützenden Kunststoffschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel mindestens eine der Substanzen Dekalin, Tetralin, Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, diverse Ethylenglycol- sowie Diethylenglycolether, Xylol, Essigsäureanhydrid, Diethylcarbonat, Essigsäurebutylester, Chlorbenzol, Anisol oder Anilin oder Derivate dieser Substanzen enthält.

3. Verfahren zur Herstellung einer korrosionsschützenden Kunststoffschicht nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer mindestens eine der Sub stanzen Polyethylen, Polypropylen oder Polymethylpenten enthält.

4. Verfahren zur Herstellung einer korrosionsschützenden Kunststoffschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichten durch Tauchen und/oder Walzen und/oder Sprühen und/oder durch weitere mechanische Verfahren erfolgt.

5. Verfahren zur Herstellung einer korrosionsschützenden Kunststoffschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel durch die Wärmebehandlung weitestgehend entfernt wird.

6. Verfahren zur Herstellung einer korrosionsschützenden Kunststoffschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Wärmebehandlung und/oder eine Bestrahlung eine Vernetzung und/oder Härtung der Beschichtung erfolgt.