DE3711420C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Korrosi­ onsschutzbeschichtung von Stahlteilen, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE-OS 33 26 701 ist ein Verfahren zur Aufbring­ ung eines rauhen Oberflächenbelages auf ein Werkstück bekannt. Dabei wird zunächst die Oberfläche des Werkstüc­ kes sandgestrahlt und anschließend das Werkstück auf eine Temperatur gebracht, die der Schmelztemperatur eines auf das Werkstück aufzuschmelzenden Kunststoffes entspricht. Für das Beschichten wird ein pulverförmiges Gemisch aus schmelzbarem Kunststoff und Korund aufge­ bracht. Die eingebetteten Korundkörner bilden die ge­ wünschte Oberflächenrauhigkeit aus. Nachteilig ist, daß eine hochbelastbare Verankerung der Korundkörner nicht gegeben ist, so daß die Haltbarkeit der Öberflächenrau­ higkeit in Frage steht. Überdies ist eine erhebliche Menge von Einbettungsmaterial erforderlich, da die gesam­ te Beschichtung von Korundkörnern oder dergleichen durch­ setzt ist. Dabei ist es in der Praxis durchaus möglich, daß sich mehrere Korundkörper zu einer Brücke zusammen­ finden, die die Dichtigkeit der Kunststoffbeschichtung beeinträchtigen können, so daß äußere Einflüsse auf die Werkstückoberfläche einwirken und hier beispielsweise Korrosion verursachen können. Uberdies ist im Hinblick auf den mittleren Durchmesser der Korundkörner eine Mindestschichtstärke der Kunststoffbeschichtung notwen­ dig, um eine hinreichende Einbettung der Korundkörner zu gewährleisten. Da sicherlich für eine überhaupt nennens­ werte Scherbeanspruchung der Oberflächenrauhung die Einbettung der Korundkörner in einem Maße zu fordern ist, das etwa dem halben Durchmesser der Körner ent­ spricht, muß eine entsprechende Dicke der Kunststoffbe­ schichtung sichergestellt werden, was eine relativ große Beschichtungs-Materialmenge bedingt, die relativ kosten­ intensiv ist.

Aus der EP-OS 1 37 663 ist es bekannt, Stahlrohre mit Kunststoff zu beschichten, um eine Oberflächenrauhung zu erzeugen. Dabei wird zunächst das Stahlrohr erhitzt und ein Kunstharz aufgebracht, so daß dieses schmilzt und eine erste Schicht bildet. Bevor diese erste Schicht ausgehärtet ist, wird eine Mischung aus Harz und Festkör­ pern (Glasfasern, Glimmerplättchen) aufgebracht, die mit der ersten Schicht zusammenschmilzt und durch die Einbet­ tung der Festkörper die gewünschte Oberflächenrauhigkeit mit sich bringt. Bei diesem Verfahren ist es aufgrund des Auftrages der ersten Schicht wohl nicht möglich, daß Festkörperbrücken bis auf die Oberfläche des Stahlteiles reichen und dementsprechende Fehlstellen erzeugen, die korrosionsanfällig sind; jedoch liegt eine aufwendige Fertigungsmethode vor, da zwei Schichten aufgetragen werden müssen. Überdies steht bei großen Belastungen die Haltbarkeit des Rauhbelages ebenfalls in Frage, die von der Güte der Verankerung der Festkörper in der zweiten Schicht abhängig ist. Der Auftrag zweier Schichten erfor­ dert entsprechend große Menge an Material; dieses gilt auch für die einzubettende Menge an Festkörpern, die die gesamte zweite Schicht durchsetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Beschicht­ ungsverfahren anzugeben, welches sowohl die Doppelbe­ schichtung entbehrlich macht, als auch potentielle Riß­ stellen durch das Rauhungsmaterial vermeidet, so daß auf einfache Weise eine kostengünstige und extrem halt- und belastbare Oberflächenrauhigkeit vorliegt.

Gelöst ist diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angege­ benen Verfahrensmaßnahmen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch das angegebene Verfahren lassen sich oberflächen­ verrauhte Produkte erhöhten Gebrauchswerts und auf einfa­ che, ökonomisch interessante Weise erzeugen. Konkret wird dabei so vorgegangen, daß auf die noch nicht voll­ ständig ausgehärtete, sich noch in der Gelierungsphase befindliche, aus einem Duroplast bestehende Kunststoff­ schicht ein aus dem gleichen Duroplast-Kunststoff beste­ hendes, körniges Pulver derart aufgebracht wird, daß die einzelnen Pulverkörner zur Bildung des Rauhbelages nur teilweise von der Beschichtungsoberfläche aufgenommen sind. Die rauhungbildenden Partikel, sprich Pulverkörner werden an der Oberfläche der aus der duroplastischen Kunststoffbeschichtung bestehenden Korrosionsbeschicht­ ung in extrem hochgradiger Festlegung aufgenommen, da eine molekulare Einbindung erfolgt, ohne daß sich in nennenswertem Umfang Korngrenzen ausbilden. Da noch der Zustand des Gelierens, also Übergang vom flüssigen in den festen Zustand, vorliegt, den man praktisch auch als klebrig bezeichnet kann, ergibt sich die angestrebte optimale Verankerung der Pulverkörner in der Beschicht­ ungsmasse durch chemische Reaktion. Die über die chemi­ sche Anbindung erzielte Verkupplung der aus dem gleichen Duroplast-Kunststoff bestehenden, die Rauhung bildenden Partikel kommt nahezu einem echten homogenen Verbund gleich. Dabei liegt sogar mehr als die entsprechende chemische Anbindung bzw. Verkettung vor, da die Pulver­ körner zugleich auch in eine Art mechanischen Verbundes treten, denn über die bei Duroplasten außerordentlich hohe Anzahl an Vernetzungsstellen zwischen den Molekülen legen sich die Vernetzungsstrukturen in die Grenzzone. Durch die gefaltete Kette, Helixstrukturen, Spiralisier­ ung etc. entsteht ein polydirektionales Netzwerk, dem Wurzelwerk eines Baumes vergleichbar. Dabei ist auch jeglicher Tiefgang der duroplastischen Pulverkörner vermieden. Dies und die Tatsache, daß keine separieren­ den Grenzzonen zur Grundschicht bestehen, vermeiden äußerst wirksam jedwede Kerbwirkung. Der Schichtbereich unterhalb der praktisch aufliegend verankerten Pulver­ körner hat also keinerlei Strukturstörung, wie dies bei Fremdmaterial wie beisPielsweise Korundkörnern der Fall wäre. Die erzielte hohe Haltbarkeit erweist sich auch gegenüber Scherkräften und Biegekräften als äußerst widerstandsfähig. Andererseits kann eine nicht korndurch­ setzte Korrosionsschutzbeschichtung auch viel dünnwand­ iger sein und damit eine höhere Elastizität bei Biegebe­ anspruchungen besitzen. Eine geringere Schichtdicke hat neben der erhöhten Anpassungsfähigkeit vor allem auch materialsparende Vorteile. Dies gilt zudem für die Pul­ verkörner, da nur eine Öberflächenbesetzung stattfindet, die Körner aber nicht in der Korrosionsschutzbeschicht­ ung verschwinden. Die sonstige Schichtdicke der besagten Beschichtung bleibt pulverfrei. Körnerbrücken, die Fehl­ stellen auslösen, können somit nicht auftreten. Es liegt somit zusammenfassend ein ausgezeichneter Korrosions­ schutz bei gleichzeitiger hochbelastbarer Ausbildung des Rauhbelages vor. Weiter erweist es sich als vorteilhaft, daß als Duroplast ein Epoxid-Harz verwendet wird. Zudem ist es von Vorteil, daß das Pulver auf die Kunststoffbe­ schichtung aufgeblasen, aufgestreut oder aufgeworfen wird. Eine besonders wirksame Pulverbeschichtung besteht jedoch darin, daß das Auftragen des Pulvers durch ein elektrostatisches Feld unterstützt wird.

Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, und zwar zeigt

Fig. 1 einen mit Korrosionsschutzbeschichtung versehe­ nen Betonstahl und

Fig. 2 einen Querschnitt durch den beschichteten Betonstahl entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt ein Stahlteil 1, das als stangenförmi­ ger Betonstahl 2 ausgebildet ist. Die Oberfläche 3 des Betonstahls 2 weist Erhebungen 4 auf, um einen möglichst festen Halt beim Einbetten in Beton zu erhalten.

Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei es sich um einen Querschnitt durch einen Beton­ stahl 2 handelt. Als Kunststoffbeschichtung ist eine Epoxid-Harz-Schicht 5 aufgetragen, in deren Oberfläche 6 die Körner eines Pulves 7 teilweise aufgenommen sind. Als Pulver 7 wird ein Duroplast-Pulver, vorzugsweise ein Epoxid-Harz-Pulver verwendet.

Je nach noch vorhandener Viskosität der Kunststoffbe­ schichtung zum Zeitpunkt des Aufbringens des Pulvers läßt sich ein mehr oder weniger tiefes Eindringen der Körnung einstellen. Abhängig von Diffusionsgrad und -tiefe des Pulvers in die Kunststoffbeschichtung läßt sich die Oberflächenrauhigkeit variieren, z. B. ähnlich einer Orangenhaut, bis zum scharfkantigen, großflächigen Hervortreten der Körner.

Claims (4)

1. Verfahren zur Korrosionsschutzbeschichtung von Stahl­ teilen, wobei auf das Stahlteil eine außenliegende Kunst­ stoffbeschichtung aufgebracht und durch Einbettungsmate­ rial eine Oberflächenrauhigkeit erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf die noch nicht vollständig ausge­ härtete, sich noch in der Gelierungsphase befindende, aus Duroplast bestehende Kunststoffschicht ein aus dem gleichen Duroplast-Kunststoff bestehendes körniges Pul­ ver derart aufgebracht wird, daß die einzelnen Pulverkör­ ner zur Bildung des Rauhbelages nur teilweise von der Beschichtungsoberfläche aufgenommen sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Duroplast ein Epoxid-Harz verwendet wird.

3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver auf die Kunststoffbeschichtung aufgeblasen, aufgestreut oder aufgeworfen wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufträgen des Pulvers durch ein elektrostatisches Feld unterstützt wird.