DE3825200C1 - Process for coating plastic components with metals - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Kunststoffteilen mit Metallen nach dem Flamm- oder Lichtbogenspritzverfahren, bei dem die Kunststoffoberfläche vor dem Aufspritzen des Metalls aufgerauht wird.The invention relates to a method for Coating of plastic parts with metals after the flame or arc spraying, in which the Plastic surface before spraying the metal is roughened.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 36 16 667 bekannt. Vor dem Aufspritzen des Metalls werden bei sehr glatter Oberfläche die Unterlagen aufgerauht. Das kann beispielsweise durch Abblasen der Oberfläche mit Glasstaub, Korund oder anderen mineralischen Strahlmitteln erfolgen. Vor dem Aufspritzen der Metallschicht wird auf der Oberseite der Unterlage noch eine Epoxid-Klebermischung aufgetragen, wobei nach dem Aushärten dieser Kleberschicht die Metallschicht aufgespritzt wird.Such a method is known from DE-OS 36 16 667 known. Before the metal is sprayed on very smooth surface the documents roughened. That can for example by blowing off the surface with glass dust, Corundum or other mineral abrasives. In front the metal layer is sprayed on top of the Underlay another epoxy adhesive mixture applied, whereby after this adhesive layer has hardened, the metal layer is sprayed on.
Die DE-OS 37 26 372 beschreibt das Flammspritzen nichtmetallischer Gegenstände, wobei zunächst eine Haftgrundierung aus Polyurethan aufgebracht wird, dann ein Metall, wie z. B. Aluminium, flammgespritzt und schließlich auf diese Schicht eine transparente Deckschicht auf Urethanbasis aufgetragen wird.DE-OS 37 26 372 describes flame spraying non-metallic objects, initially one Adhesive primer made of polyurethane is then applied Metal such as B. aluminum, flame sprayed and finally a transparent cover layer on this layer Urethane base is applied.
Die DE-OS 25 00 539 betrifft ein Verfahren zum Auftragen von Metallschichten auf Kunststoffgegenstände, bei dem die Oberfläche des Kunststoffgegenstandes mit einer Kleberschicht überzogen wird, auf welche nach deren Erhärtung geschmolzenes Zink bei Temperaturen um 1000°C und unter Druck aufgesprüht wird, wobei die Kleberschicht unter Einwirkung der Wärme wieder aufweicht, ihre Klebfähigkeit zurückgewinnt und teilweise mit dem Zink zu einer Mischschicht integriert. Nach der Abkühlung und dem Wiedererhärten wird mindestens eine weitere Zinkschicht aufgespritzt.DE-OS 25 00 539 relates to a method for Applying metal layers to plastic objects, at which the surface of the plastic object with a Adhesive layer is coated, on which after it has hardened molten zinc at temperatures around 1000 ° C and under pressure is sprayed on, the adhesive layer under the action of Heat softens again, regains its adhesiveness and partially integrated with the zinc to form a mixed layer. To cooling and re-hardening becomes at least one another layer of zinc sprayed on.
Bei dem Verfahren nach der DE-PS 5 56 684 werden Metallüberzüge auf harzartigen Körpern hergestellt, wobei eine elastisch bleibende Zwischenschicht mit einer guten Haftfähigkeit für das Metall Verwendung findet. Hierzu sind polymerisierte Vinylharzverbindungen vorgesehen.In the process according to DE-PS 5 56 684 Metal coatings made on resinous bodies, one elastic intermediate layer with a good Adhesion for the metal is used. For this are polymerized vinyl resin compounds are provided.
Die bekannten Verfahren weisen erhebliche Nachteile auf, wobei insbesondere die Übertragung des Flammspritzens von Metallen auf Metalle auf die Beschichtung von Kunststoffen mit Metallen zu erheblichen Schwierigkeiten führt. Vor allem wird der Kunststoff zu heiß, was zu weiteren Nachteilen führt.The known methods have considerable disadvantages on, in particular the transmission of flame spraying of Metals on metals with the coating of plastics with Metals leads to considerable difficulties. Most of all will the plastic is too hot, which leads to further disadvantages.
Insbesondere haftet das aufgespritzte Metall sehr schlecht auf dem Kunststoff, was dazu führt, daß insbesondere die Metallschicht bei Schlagbeanspruchung abplatzt und bei Biegebelastung reißt. Diese Probleme lassen sich auch nicht durch Einfügen einer Zwischenschicht lösen. Ferner lösen sich Schichten mit einer Schichtdicke von über 400 µm aufgrund der thermischen Spannung leicht wieder ab. Ist das aufgetragene Metall zu porös, sinkt seine spezifische Leitfähigkeit um Zehnerpotenzen, was dann als nachteilig anzusehen ist, wenn die Metallschicht zur elektrischen Abschirmung eingesetzt werden soll.In particular, the sprayed-on metal adheres very poorly the plastic, which leads in particular to the The metal layer flakes off under impact stress and at Bending load tears. These problems cannot be solved either solve by inserting an intermediate layer. Further solve Layers with a layer thickness of over 400 microns due to the thermal tension slightly. Is that applied Metal is too porous, its specific conductivity drops Powers of ten, which is to be regarded as disadvantageous if the metal layer is used for electrical shielding shall be.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beschichten von Kunststoffoberflächen verfügbar zu machen, das insbesondere eine einwandfreie Haftung des aufgespritzten Metalls auf dem Kunststoff gewährleistet, eine hohe spezifische Leitfähigkeit sicherstellt und einen sicheren Schutz gegen äußeren mechanischen Angriff garantiert.The invention is based on the object Methods for coating plastic surfaces available to make that in particular a perfect liability of the sprayed metal on the plastic ensures a ensures high specific conductivity and a safe Protection against external mechanical attack guaranteed.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die direkt auf die aufgerauhte Kunststoffoberfläche aufgespritzte Metallschicht mit einem Kunststoff imprägniert wird. This object is achieved according to the invention solved that the roughened directly on Plastic surface sprayed with a metal layer Plastic is impregnated.
Durch die anschließende Imprägnierung mit einem niederviskosen Bindemittel wird die Haftung im Untergrund verankert. Gleichzeitig wird dadurch auch der Verbund der aufgespritzten Metallpartikel verbessert. Zusätzlich führt die Aufrauhung der Oberfläche zu einer guten Verzahnung zwischen den Metallpartikeln und der Kunststoffoberfläche. Die so aufgespritzten Schichten bleiben auch bei Schlag- und Biegebeanspruchung fest mit dem Untergrund verbunden. Die aufgespritzte, imprägnierte und versiegelte Metallschicht bildet gleichzeitig auch die notwendige Sperre gegen die Eindiffusion von Wasserdampf.The subsequent impregnation with a low-viscosity binders will adhere to the substrate anchored. At the same time, the association of sprayed metal particles improved. In addition, the Roughening the surface to a good interlocking between the metal particles and the plastic surface. The so sprayed layers remain with blow and Bending stress firmly connected to the substrate. The sprayed, impregnated and sealed metal layer also forms the necessary barrier against the Diffusion of water vapor.
In Abhängigkeit von dem zu beschichtenden Kunststoff und den für das Metallspritzen verwendeten Metall kann es notwendig sein, nach einer Vorbehandlung der Kunststoffoberfläche ein Klebstoffsystem aufzutragen. Das Metall wird dann auf den angehärteten Klebstoff gespritzt und anschließend imprägniert. Die Metallschicht läßt sich dadurch erhöhen, indem weitere Metallschichten aufgespritzt werden und jede für sich imprägniert wird. Zum Schutz gegen äußere Einflüsse läßt sich die Metallschicht noch mit einer Schutzschicht, z. B. aus einem Epoxidharzsystem, überziehen, die insbesondere den Widerstand gegen Abrieb erhöht und gleichzeitig die Oberfläche gleitend wirken läßt.Depending on the plastic to be coated and the metal used for metal spraying can may be necessary after pretreatment of the Apply an adhesive system to the plastic surface. The Metal is then sprayed onto the hardened adhesive and then impregnated. The metal layer can be increase by spraying on further metal layers and each is impregnated for itself. To protect against external The metal layer can still be influenced with a Protective layer, e.g. B. from an epoxy resin system, which in particular increases the resistance to abrasion and at the same time, the surface has a smooth effect.
Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Developments of the invention are the See subclaims.
Das Wesen der Erfindung soll anhand einiger Ausführungsbeispiele näher er läutert werden.The essence of the invention is based on some embodiments, he to be refined.
Ein GFK-Rohr aus glasfaserverstärktem Epoxidharz mit einem Durchmesser von ca. 200 mm wurde auf der Oberfläche zunächst korundgestrahlt. Anschließend wurde Aluminium mittels einer handelsüblichen Flammspritzanlage auf das Rohr aufgetragen, bis eine Schichtdicke von 200 µm erreicht war. Diese Aluminiumschicht wurde dann mit einem Polyurethanlacksystem imprägniert und anschließend mit einem Epoxidharzsystem als Schutzschicht 200 µm dick beschichtet, wobei dem Epoxidharz noch Korundmehl und Ruß zugesetzt wurde.A glass fiber reinforced epoxy resin pipe with a diameter of Approx. 200 mm was first blasted with corundum. Subsequently was aluminum on the using a standard flame spraying system Pipe applied until a layer thickness of 200 microns was reached. These The aluminum layer was then impregnated with a polyurethane lacquer system and then with an epoxy resin system as a protective layer 200 µm thick coated, with corundum flour and carbon black added to the epoxy resin.
Das fertig beschichtete GFK-Rohr überstand problemlos Fallteste und konnte schadlos über Stahlkanten gezogen werden. Ferner ergaben sich keinerlei Ver änderungen in der Leitfähigkeit nach einem Sprühtest mit Salzwasser über einen Zeitraum von 2000 Stunden.The fully coated GRP pipe easily withstood drop tests and was able to pulled harmlessly over steel edges. Furthermore, no ver Changes in conductivity after a spray test with salt water a period of 2000 hours.
Auf die Oberfläche eines GFK-Rohres wurde zunächst eine Aluminiumleiste aufgeklebt. Die primäre Aufgabe bestand darin, das Rohr leitfähig zu um hüllen und mit der Aluminiumleiste so leitfähig zu verbinden, daß eine lückenlose leitfähige Umhüllung entstand.An aluminum strip was first placed on the surface of a GRP pipe glued. The primary task was to make the pipe conductive envelop and connect with the aluminum strip so conductive that a gapless conductive covering was created.
Dazu wurden das Rohr und die Leiste wie im Beispiel 1 korundgestrahlt und anschließend flammgespritzt. Die flammgespritzte Schicht wurde imprägniert und anschließend noch mit einer Schutzschicht entsprechend Beispiel 1 über zogen.For this purpose, the tube and the strip were corundum-blasted as in Example 1 and then flame sprayed. The flame-sprayed layer was impregnated and then with a protective layer according to Example 1 pulled.
Es wurde eine einwandfreie elektrische Verbindung zwischen dem flammge spritzten Rohr und der Aluminiumleiste erzielt, wobei auch die Verbindung zwischen der Leiste und dem Rohr praktisch wasserdampfdiffusionsdicht war, wie sich aus dem Test der Verklebungsfestigkeit zwischen Rohr und Leiste nach 2000 Stunden Sprühbelastung mit Salzwasser eindeutig ergab. There was a proper electrical connection between the flammge splashed tube and the aluminum bar achieved, including the connection was practically water vapor diffusion tight between the bar and the pipe, as evidenced by the test of the bond strength between pipe and ledge after 2000 hours of spraying with salt water.
Eine GFK-Platte wird zunächst gereinigt und mit einem langsam reagierenden Epoxidharzklebstoff in einer Dicke von 100 bis 200 µm beschichtet. Auf die anhärtende Klebstoffmasse wurde Aluminium flammgespritzt. Die Imprägnie rung und Beschichtung der Al-Schicht erfolgte gemäß Beispiel 1. Auch in diesem Fall wurde ein einwandfreier Verbund hergestellt.A GRP plate is first cleaned and with a slow reacting Epoxy resin adhesive coated in a thickness of 100 to 200 microns. On the hardening adhesive mass was flame-sprayed aluminum. The impregnation The Al layer was coated and coated according to Example 1. Also in In this case, a perfect bond was created.
Nach entsprechender Vorbehandlung wurde auf die GFK-Platte gemäß Bei spiel 3 zunächst eine 100 µm dicke Zinkschicht flammgespritzt. Auf diese wurde anschließend eine 200 µm dicke Aluminiumschicht gespritzt, die weiterhin gemäß Beispiel 1 imprägniert und mit der Schutzschicht beschich tet wurde. Es wurde ein einwandfreier Verbund zwischen der Zinkschicht und dem Kunststoffrohr einerseits und der Aluminiumschicht und der Zinkschicht andererseits festgestellt, wobei die Metallbeschichtung auch gegen Schlag beanspruchung unempfindlich war.After appropriate pretreatment, the GRP plate according to Bei game 3 flame sprayed a 100 µm thick zinc layer. To this was then sprayed with a 200 µm thick aluminum layer further impregnated according to Example 1 and coated with the protective layer was done. There was a perfect bond between the zinc layer and the plastic tube on the one hand and the aluminum layer and the zinc layer found on the other hand, the metal coating also against impact stress was insensitive.
Die Reproduzierbarkeit der Beschichtung läßt sich in allen Fällen dadurch gewährleisten, daß die einzelnen Verfahrensschritte automatisch durchge führt werden.The reproducibility of the coating can be checked in all cases ensure that the individual process steps go through automatically leads.
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