DE3880684T2

DE3880684T2 - Grundbeschichtungszusammensetzung.

Info

Publication number: DE3880684T2
Application number: DE8888730227T
Authority: DE
Inventors: Naofumi Imahigashi; Toshimi Inai; Koichi Karukaya; Koji Motoi
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1988-10-07
Filing date: 1988-10-07
Publication date: 1993-08-12
Anticipated expiration: 2008-10-08
Also published as: DE3880684D1

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung:

Diese Erfindung betrifft eine Grundierungszusammensetzung für eine Pulverbeschichtung eines wärmebeständigen Harzes auf ein Metallsubstrat bei einer hohen Beschichtungstemperatur; insbesondere betrifft sie eine Grundierungszusammensetzung mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit und ausgezeichneter Haftfähigkeit sowohl an der oberen Harzschicht als auch dem Metallsubstrat.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Verschiedene Harze werden auf ein Metallsubstrat beschichtet, um die Korrosionsbeständigkeit des Metalls zu verbessern. In diesem Fall wird beispielsweise eine Grundierungszusammensetzung verwendet, um trockene Korrosion des Metalls zu verhindern und die Haftfähigkeit zwischen dem Metall und der oberen Harzschicht zu verbessern.
In erster Linie muß die Grundierungszusammensetzung ausgezeichnete Haftung sowohl an dem Metall als auch an dem Harz aufweisen.
Eine solche Grundierungsbeschichtung schließt spezifische organische Verbindungen wie Epoxyharz, Phenolharze, Aminobismaleinimide usw. ein. Obwohl diese organischen Verbindungen bis zu einer bestimmten Temperatur wärmebeständig sind, neigen die Verbindungen dazu, sich bei einer Temperatur von 300ºC oder mehr zu zersetzen. Dementsprechend kann ein Harz mit einem hohen Schmelzpunkt nicht auf eine aus diesen drei Verbindungen hergestellte Grundierungsschicht bei einer hohen Beschichtungstemperatur (300ºC oder höher) pulverbeschichtet werden. Beispielsweise betragen die Schmelzpunkte von Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP) und Perfluoralkoxyharz (PFA) 275ºC bzw. 310ºC. Daher müssen diese Harze auf eine höhere Temperatur als ihre Schmelzpunkte erhitzt werden, wenn sie auf die Grundierungsschicht pulverbeschichtet werden. In diesem Fall zersetzen sich die oben erwähnten, in der Grundierungsschicht enthaltenen organischen Verbindungen bei solch hohen Temperaturen. Daher wird die Haftfähigkeit zwischen dem Metall und dem Bechichtungsharz schlechter oder es ist unmöglich, eine Pulverbeschichtung zu erreichen, weil die Entwicklung von Gas aus der zersetzten Verbindung eine Schäumung des beschichteten Harzes mit sich bringt.
Um dieses Problem zu lösen, ist die Verwendung von anorganischen Bindemitteln als Grundierungszusammensetzung anstelle dieser organischen Verbindungen vorgeschlagen worden. Anorganische Bindemittel für die Beschichtung von Fluorkohlenstoffharzen auf ein Metallsubstrat schließen beispielsweise Fluorkohlenstoffharze, Chelatverbindungen von Übergangsmetallen der Gruppe IV und wasserunlösliche feinpulvrige feuerfeste Materialien (beschrieben in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 55- 39188) oder Fluorkohlenstoffharze, Phosphorsäure, anorganische Peroxide und Oxosäuren (beschrieben in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 57-8836) ein. Als Grundierungszusammensetzung für die Beschichtung von Polyphenylensulfidharzen auf ein Metallsubstrat ist eine Zusammensetzung bekannt, die eine Kombination von Metallpulver, das aus Aluminiumpulver und Zinkpulver besteht, und Silikatverbindungen wie kolloidales Siliciumdioxid, Alkylsilikat usw. einschließt (beschrieben in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 53-25649).
Diese anorganischen Bindemittel, die ausgezeichnete Wärmebeständigkeit aufweisen, haben jedoch sowohl an dem Metallsubstrat als auch an der oberen Harzschicht keine ausreichende Haftfähigkeit. Daher bildet die Überzugschicht Blasen oder schält sich ab, wenn das resultierende beschichtete Metallsubstrat mit heißem Wasser in Kontakt kommt.
Eine Beschichtungszusammensetzung, die ein Bisimid und ein Epoxidharz enthält, ist in der US-A-3 930 070 beschrieben und eine Beschichtungszusammensetzung, die ein Bismaleinimid und ein Polyimid enthält, ist in der EP-A-0 040 415 beschrieben. Es ist angegeben, daß diese Zusammensetzungen ausgezeichnete Haftfähigkeit an einem Metallsubstrat aufweisen. Diese Schriften beschreiben jedoch nicht die Haftfähigkeit dieser Zusammensetzungen in bezug auf die obere Schicht, die auf der Grundierungsschicht aufgebracht ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Grundierungszusammensetzung zur Bildung einer Grundierungsschicht zwischen einem Metallsubstrat und einer oberen Schicht aus Harzmaterial, die gebildet wird, indem das Harzmaterial auf das Metallsubstrat pulverbeschichtet wird, die die oben beschriebenen und zahlreiche andere Nachteile und Mängel des Standes der Technik überwindet, umfaßt:
ein Grundierungsharzmaterial, das von der gleichen Art sein kann wie das Harzmaterial der oberen Schicht und ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen- Copolymer (FEP), Perfluoralkoxyharz (PFA), Polyphenylensulfid (PPS), Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (ETFE), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherketon (PEK), Nylon (Ny), Polyethersulfon (PES), Polysulfon (PSF), Polyarylat (PAR) und Polyetherimid (PEI), und
ein Imidprepolymer gemäß der folgenden Formel:
in der
R&sub1; ein aromatischer Tetracarbonsäurerest ist,
R&sub2; ein aromatischer Diaminrest ist,
R&sub3; ein ungesättigter Säureanhydridrest ist,
l eine ganze Zahl ist, mit der Maßgabe, daß der durchschnittliche l-Wert 0 bis 5 aber nicht 0 ist, und
die Imidgruppen Säureamidreste einschließen können,
wobei die Verhältnisse des Imidprepolymers und des Grundierungsharzmaterials bezogen auf das Gewicht 10 : 90 bis 90 : 10 sind.
In einer bevorzugten Ausführungsforin ist das Harz ein kristallines Harz und/oder ein amorphes lineares Polymer und die Grundierungsbeschichtung, die dieses Harz einschließt, wird bei einer Temperatur von 300ºC oder höher auf ein Metallsubstrat beschichtet.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Grundierungszusammensetzung ferner anorganischen Füllstoff.
Daher löst die hier beschriebene Erfindung die folgenden Aufgaben: Lieferung einer Grundierungszusammensetzung mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit und ausgezeichneter Haftfähigkeit sowohl an der oberen Harzschicht als auch an dem Metallsubstrat, Lieferung einer Grundierungszusammensetzung, die sich nicht zersetzt, wenn bei hoher Temperatur pulverbeschichtet wird; und Lieferung einer Grundierungszusammensetzung, die in der oberen Harzschicht des resultierenden beschichteten Metallsubstrats keine Risse hervorruft.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Ein Imidprepolymer, das in einer erfindungsgemäßen Grundierungszusammensetzung enthalten ist, weist die folgende Formel auf:
in der
R¹ ein aromatischer Tetracarbonsäurerest ist,
R² ein aromatischer Diaminrest ist,
R³ ein ungesättigter Säureanhydridrest ist,
l eine ganze Zahl ist, mit der Maßgabe, daß der durchschnittliche l-Wert 0 bis 5 aber nicht 0 ist, und
die Imidgruppen Säureamidreste einschließen können.
In der obigen Formel schließt der aromatische Tetracarbonsäurerest beispielsweise die folgenden ein:
Der aromatische Diaminrest schließt beispielsweise die folgenden ein:
Der ungesättigte Säureanhydridrest schließt beispielsweise die folgenden ein:
Das Imidprepolymer kann durch Umsetzung von Tetracarbonsäure, aromatischem Diamin und ungesättigtem Säureanhydrid erhalten werden.
Die aromatische Tetracarbonsäure schließt beispielsweise Pyromellitdianhydrid, 3,3',4,4'-Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid, 2,3,6,7-Naphthalintetracarbonsäuredianhydrid, 3,3',4,4'- Diphenyltetracarbonsäuredianhydrid, 2,2',3,3'-Diphenyltetracarbonsäuredianhydrid, Bis(3,4-dicarboxyphenyl)etherdianhydrid, Bis(3,4-dicarboxyphenyl)methandianhydrid und Bis(3,4-dicarboxyphenyl)sulfondianhydrid ein.
Das aromatische Diamin schließt beispielsweise Paraphenylendiamin, Metaphenylendiamin, 3,3'-Diaminodiphenylmethan (d.h. 3,3'- Methylendianilin), 3,3'-Oxydianilin, 4,4'-Diaminodiphenylmethan, 3,3'-Diaminodiphenylsulfid, 4,4'-Diaminodiphenylsulfid, 3,3'- Diaminodiphenylsulfon, 4,4'-Diaminodiphenylsulfon, 3,3'-Diaminodiphenylether, 4,4'-Diaminodiphenylether, 1,5-Diaminonaphthalin, 2,6-Diaminonaphthalin, m-Xyloldiamin, m-Toluoldiamin, Tolidinbase, m-Aminobenzylamin, p-Aminobenzylamin, 1,3-Bis(3-aminophenoxy)benzol, 1,4-Bis(4-aminophenoxy)benzol, 2,2'-Bis(4-aminophenoxyphenyl)propan, 4,4'-Bis(4-aminophenoxy)diphenyl usw. ein.
Das ungesättigte Säureanhydrid schließt beispielsweise 3,6-Endomethylen-1,2,3,6-tetrahydrophthalsäureanhydrid, cis-4-Cyclohexen-1,2-dicarbonsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, 4-Ethinylphthalsäureanhydrid, die Alkylderivate und Halogenderivate derselben usw. ein.
Alle oder einige der Imidgruppen in dem oben erwähnten Imidprepolymer können Amidsäurereste sein, die Vorläufer der Imidgruppe sind.
Das gemeinsam mit dem oben erwähnten Imidprepolymer in der Zusammensetzung enthaltene Harz ist vorzugsweise von der gleichen Art wie das obere Harz, das auf die Grundierungsschicht pulverbeschichtet wird, um eine ausgezeichnete Haftfähigkeit zwischen der Grundierungsschicht und der oberen Harzschicht zu erhalten. Dieses in der Zusammensetzung enthaltene Harz schließt ein kristallines Harz und/oder ein amorphes lineares Polymer ein und die Grundierungszusammensetzung, die dieses Harz enthält, wird bei einer Temperatur von 300ºC oder höher auf ein Metallsubstrat beschichtet, wobei das Harz beispielsweise Tetrafluorethylen- Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP), Perfluoralkoxyharz (PFA), Polyphenylensulfid (PPS), Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (ETFE), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherketon (PEK), Nylon (Ny), Polyethersulfon (PES), Polysulfon (PSF), Polyarylat (PAR) oder Polyetherimid (PEI) ist.
Das Imidprepolymer wird bezogen auf das Gewicht mit dem Harz in Verhältnissen von 10 : 90 bis 90 : 10 gemischt. Wenn weniger als 10 Gewichtsteile des Harzes mit mehr als 90 Gewichtsteilen des Imidprepolymers gemischt werden, ist die Haftfähigkeit zwischen der Grundierungsschicht und der oberen Harzschicht nicht zufriedenstellend. Andererseits ist die Haftfähigkeit zwischen der Grundierungsschicht und dem Metallsubstrat nicht zufriedenstellend, wenn mehr als 90 Gewichtsteile des Harzes mit weniger als 10 Gewichtsteilen des Imidprepolymers gemischt werden.
Gegebenenfalls enthält die erfindungsgemäße Grundierungszusammensetzung anorganischen Füllstoff. Der anorganische Füllstoff verhindert, daß sich die Grundierungsschicht von dem Substrat abschält oder die Bildung von Rissen. Der anorganische Füllstoff schließt Metall, Metalloxid, Glas, Kohlenstoff, Keramik usw. ein. Das Metall schließt beispielsweise Aluminium, Zink, Nickellegierung, Edelstahl und Eisenlegierung ein. Das Metalloxid schließt beispielsweise Al&sub2;O&sub3;, Fe&sub2;O&sub3;, TiO&sub2;, ZrO&sub2;, Cr&sub2;O&sub3;, NiO usw. Die Keramik schließt Siliciumnitrid, Titannitrid usw. ein und außerdem die Verbindungen, die zu den oben erwähnten Metalloxiden gehören. Vorzugsweise sind das Metall, das Metalloxid und das Glas feine Pulver. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser dieser Pulver beträgt 1 bis 100 um, vorzugsweise 5 bis 30 um. Der anorganische Füllstoff ist vorzugsweise in einer solchen Menge in der Zusammensetzung enthalten, daß bezogen auf das Gewicht die Verhältnisse des Harzes und des anorganischen Füllstoffs 80 : 20 bis 20 : 80 betragen. Wenn mehr als 80 Gewichtsteile des anorganischen Füllstoffs zu weniger als 20 Gewichtsteilen des Harzes zugesetzt werden, ist die Haftfähigkeit des Harzes in der Grundierungsbeschichtung an dem Metallsubstrat unzureichend, was zu einer schlechten Haftung der oberen Harzschicht an dem Substrat via Grundierungsschicht führt.

Beispiel 1

Zuerst wurden 29,74 g 3,3'-Methylendianilin, 16,42 g 3,6-Endomethylen-1,2,3,6-tetrahydrophthalsäureanhydrid und 32,22 g 3,3,',4,4'-Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid in einer Mischung aus 100 g Dimethylformamid und 300 g Toluol gelöst. Die erhaltene Mischung wurde 18 Stunden lang unter Rückfluß erhitzt und das bei der Umsetzung gebildete Wasser wurde in einer Dean- Stark-Falle gesammelt. Die Reaktionsmischung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und dann in 2 l Wasser gegossen. Der resultierende Niederschlag wurde filtriert und unter verringertem Druck einen Tag lang bei 110ºC getrocknet. Dann wurde 65 g Imidprepolymer als oranges Pulver durch Mahlung des getrockneten Niederschlags in einem Mörser mit einem Pistill erhalten.
Imidprepolymer 10 g
Perfluoralkoxyharz (mittlerer Teilchendurchmesser 30 um) 10 g
Aluminiumpulver (mittlerer Teilchendurchmesser 40 um oder weniger) 20 g
N-Methylpyrrolidon 20 g
Eine Grundierungszusammensetzung wurde durch Mischen des obigen Imidprepolymers, Perfluoralkoxyharzes, Aluminiumpulvers und N- Methylpyrrolidons bis zur Homogenität erhalten.
Ein Eisenplatte (100 mm x 100 mm x 3 mm) wurde mittels Sandstrahlung behandelt und durch Verwendung eines Druckluftstroms gereinigt. Nachdem die erhaltene Grundierungszusammensetzung mit einer Bürste auf diese Platte beschichtet worden ist, wurde die Platte getrocknet und 1 Stunde lang bei einer Temperatur von 200ºC und anschließend 30 Minuten bei einer Temperatur von 380ºC gebacken. Die resultierende Grundierungsschicht war durchschnittlich 20 um dick. Eine obere Harzschicht wurde durch Pulverbeschichtung von Perfluoralkoxyharz (PFA; mittlerer Teilchendurchmesser 30 um) auf die Grundierungsschicht bei einer elektrostatischen Spannung von 60 kV und anschließende Entfernung von Schaum aus dem Harz 1 Stunde lang bei einer Temperatur von 340ºC gebildet. Die Harzschicht war im Durchschnitt 500 um dick.
Die Haftfähigkeit zwischen der oberen PFA-Haftschicht und dem Metallsubstrat der resultierenden beschichteten Metallplatte wurde nach den folgenden Verfahren bestimmt.

(1) Schältest

Die Schälfestigkeit der Harzschicht der erhaltenen beschichteten Metallplatte wurde bei Raumtemperatur mittels des Beschichtungsfilmschältests (90º Schälfestigkeitstest; JIS K-6555) gemessen. Die Ergebnisse zeigten, daß die 90º Schälfestigkeit 2 bis 3 kg/cm betrug.

(2) Heißwassertest

Die beschichtete Metallplatte wurde 100 Stunden lang in heißes Wasser eingetaucht, so daß die Harzbeschichtungsseite bei 95ºC gehalten wurde und die Eisenplattenseite (diejenige, die nicht mit dem Harz beschichtet war,) bei 85ºC gehalten wurde. Die Harzschicht blieb in gutem Zustand.

Beispiel 2

Nach dem Verfahren von Beispiel 1 wurde eine Grundierungszusammensetzung erhalten, ausgenommen, daß 15,21 g cis-4-Cyclohexen- 1,2-dicarbonsäureanhydrid anstelle von 16,42 g 3,6-Endomethylen- 1,2,3,6-tetrahydrophthalsäureanhydrid und 30,03 g 3,3'-Oxydianilin anstelle von 29,74 g 3,3'-Methylendianilin verwendet wurden. Durch Verwendung des allgemeinen Verfahrens von Beispiel 1 wurde auf einer Eisenplatte eine Grundierungsschicht aus dieser Grundierungszusammensetzung gebildet. Als nächstes wurde durch Pulverbeschichtung von PFA auf die Grundierungsschicht nach dem Verfahren von Beispiel 1 eine Harzschicht gebildet.
Die Haftung zwischen der PFA-Schicht und dem Metallsubstrat der erhaltenen beschichteten Metallplatte wurde nach den Verfahren von Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse des Schältests zeigten, daß die 900 Schälfestigkeit 2 bis 3 kg/cm betrug. Darüber hinaus blieb die Harzschicht nach dem Heißwassertest in gutem Zustand.

Beispiel 3

Nach dem Verfahren von Beispiel 1 wurde eine Grundierungszusammensetzung erhalten, ausgenommen, daß 20 g des Imidprepolymers und 25 g N-Methylpyrrolidon verwendet wurden. Durch Anwendung des allgemeinen Verfahrens von Beispiel 1 wurde auf einer Eisenplatte aus dieser Grundierungszusammensetzung eine Grundierungsschicht gebildet. Als nächstes wurde die Harzschicht durch Pulverbeschichtung von PFA auf die Grundierungsschicht nach dem Verfahren von Beispiel 1 gebildet.
Die Haftfähigkeit zwischen der PFA-Schicht und dem Metallsubstrat der erhaltenen beschichteten Metallplatte wurde nach den Verfahren von Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse des Schältests zeigten, daß die 90º Schälfestigkeit 2 bis 3 kg/cm betrug. Darüber hinaus blieb die Harzschicht nach dem Heißwassertest in gutem Zustand.

Beispiel 4

Nach dem Verfahren von Beispiel 1 wurde eine Grundierungszusammensetzung erhalten, ausgenommen, daß 40 g SUS 304 Pulver (mittlerer Teilchendurchmesser 40 um oder weniger) anstelle des Aluminiumpulvers (mittlerer Teilchendurchmesser 40 um oder weniger) verwendet wurden. Durch Anwendung des allgemeinen Verfahrens von Beispiel 1 wurde auf einer Eisenplatte mit dieser Grundierungszusammensetzung eine Grundierungsschicht gebildet. Als nächstes wurde nach dem Verfahren von Beispiel 1 auf der Grundierungsschicht durch Pulverbeschichtung von PFA die Harzschicht gebildet.
Die Haftung zwischen der PFA-Schicht und dem Metallsubstrat der resultierenden beschichteten Metallplatte wurde nach den Verfahren von Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse des Schältests zeigten, daß die 90º Schälfestigkeit 2 bis 3 kg/cm betrug. Darüber hinaus blieb die Harzschicht nach dem Heißwassertest in gutem Zustand.

Beispiel 5

Imidprepolymer von Beispiel 1 10 g
Polyphenylensulfidharz (mittlerer Teilchendurchmesser 30 um) 15 g
Aluminiumpulver (mittlerer Teilchendurchmesser 40 um oder weniger) 30 g
N-Methylpyrrolidon 15 g
Durch Mischung des Imidprepolymers, Polyphenylensulfidharzes, Aluminiumpulvers und N-Methylpyrrolidons bis zur Homogenität wurde eine Grundierungszusammensetzung erhalten.
Nach dem allgemeinen Verfahren wurde auf einer Eisenplatte durch Verwendung dieser Grundierungszusammensetzung eine Grundierungsschicht gebildet. Als nächstes wurde durch Pulverbeschichtung von Polyphenylensulfid(PPS)harz viermal auf der Grundierungsschicht bei einer elektrostatischen Spannung von 60 kV nach dem Verfahren von Beispiel 1 eine obere Harzschicht gebildet. Die Schichten wurden 30 Minuten lang bei einer Temperatur von 380ºC gebacken und dann mit Wasser gekühlt. Die Harzschicht war im Durchschnitt 500 um dick.
Die Haftung zwischen der PPS-Schicht und dem Metallsubstrat auf der erhaltenen beschichteten Metallplatte wurde nach den Verfahren von Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse des Schältests zeigten, daß die 90º Schälfestigkeit 6 bis 7 kg/cm betrug. Darüber hinaus blieb die Harzschicht nach dem Heißwassertest in gutem Zustand.

Vergleichsbeispiel 1

Eine Grundierungszusammensetzung wurde nach dem Verfahren von Beispiel 1, ausgenommen, daß 7,5 g Epoxyharz (Epicoat 828) und 2,5 g 4,4'-Diaminodiphenylsulfon anstelle von 10 g des Imidprepolymers verwendet wurden. Nach dem allgemeinen Verfahren von Beispiel 1 wurde auf einer Eisenplatte eine Grundierungsschicht gebildet, ausgenommen, daß die Grundierungsschicht 30 Minuten lang bei einer Temperatur von 150ºC vorgehärtet wurde. Als nächstes wurde auf der Grundierungsschicht nach dem Verfahren von Beispiel 1 die Harzschicht durch Pulverbeschichtung von PFA gebildet.
Die Haftung zwischen der PFA-Schicht und dem Metallsubstrat der erhaltenen beschichteten Metallplatte wurde nach den Verfahren von Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse des Schältests zeigten, daß die 90º Schälfestigkeit 1,5 bis 2 kg/cm betrug. Nach dem Heißwassertest bildete ein Teil der Harzschicht Blasen.

Vergleichsbeispiel 2

Eine Grundierungsschicht wurde nach dem Verfahren von Beispiel 1 auf einer Eisenplatte gebildet, ausgenommen, daß das kein Imidprepolymer verwendet wurde. Als nächstes wurde auf der Grundierungsschicht nach dem Verfahren von Beispiel 1 eine Harzschicht durch Pulverbeschichtung von PFA gebildet.
Die Haftung zwischen der PFA-Schicht und dem Metallsubstrat der erhaltenen beschichteten Metallplatte wurde nach den Verfahren von Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse des Schältests zeigten, daß die 90º Schälfestigkeit 0,5 bis 0,8 kg/cm betrug. Nach dem Heißwassertest wurde die Abschälung der Harzschicht an der ganzen Oberfläche der Platte beobachtet.

Vergleichsbeispiel 3

Nach dem Verfahren von Beispiel 1 wurde auf einer Eisenplatte eine Grundierungsschicht gebildet, ausgenommen, daß kein PFA verwendet wurde. Als nächstes wurde auf der Grundierungsschicht nach dem Verfahren von Beispiel 1 eine Harzschicht durch Pulverbeschichtung von PFA gebildet.
Die Haftung zwischen der PFA-Schicht und dem Metallsubstrat der erhaltenen beschichteten Metallplatte wurde nach dem Verfahren von Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse des Schältests zeigten, daß die 90º Schälfestigkeit 1,5 bis 2,5 kg/cm betrug. Nach dem Heißwassertest bildete ein Teil der Harzschicht Blasen.

Vergleichsbeispiel 4

Alkohollösung, die 50 Gew.-% Ethylsilikatkondensat enthält 10 g
Aluminiumpulver (mittlerer Teilchendurchmesser 40 um oder weniger) 15 g
Durch Mischung der Alkohollösung und des Aluminiumpulvers bis zur Homogenität wurde eine Grundierungszusammensetzung erhalten. Nachdem die Grundierungszusammensetzung mit einer Bürste nach dem Verfahren von Beispiel 1 auf die saubere Eisenplatte beschichtet wurde, wurde die beschichtete Oberfläche der Platte luftgetrocknet, 30 Minuten lang bei einer Temperatur von 150ºC und dann 10 Minuten lang bei einer Temperatur von 400ºC gebakken. Als nächstes wurde auf der Grundierungsschicht nach dem Verfahren von Beispiel 4 die Harzschicht durch Pulverbeschichtung von PPS gebildet.
Die Haftung zwischen der PFA-Schicht und dem Metallsubstrat der erhaltenen beschichteten Metallplatte wurde nach den Verfahren von Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse des Schältests zeigten, daß die 90º Schälfestigkeit 3 bis 4 kg/cm betrug. Nach dem Heißwassertest bildete ein Teil der Harzschicht Blasen.
Wie in den Beispielen und Vergleichsbeispielen veranschaulicht ist, weist die erfindungsgemäße Grundierungszusammensetzung ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und ausgezeichnete Haftfähigkeit sowohl an dem oberen Harz als auch an dem Metall auf. So kann das Harz auf die Grundierungsschicht bei einer hohen Temperatur ohne Zersetzung der Grundierungszusammensetzung pulverbeschichtet werden. Auch die erhaltene beschichtete Metallplatte weist ausgezeichnete Haftung zwischen der oberen Harzschicht und dem Metallsubstrat auf. Daher ist die beschichtete Metallplatte nach dem Schältest oder dem Heißwassertest nicht mit Blasen versehen.
Die unter Verwendung von Grundierungszusammensetzungen, die kein Imidprepolymer oder Harz enthielten, beschichteten Metallplatten zeigten geringe Schälfestigkeit. Die aufgebrachte Schicht wurde abgeschält und/oder bildete nach dem Heißwassertest Blasen. Die unter Verwendung der Grundierungszusammensetzung des Standes der Technik, die Epoxyharz und 4,4'-Diaminodiphenylsulfon enthielt, erhaltene beschichtete Metallplatte besaß geringe Schälfestigkeit. Die beschichtete Metallplatte bildete während des Heißwassertests Blasen. Die unter Verwendung der Grundierungszusammensetzung des Standes der Technik, die Ethylsilikatkondensat und Aluminiumpulver enthielt, erhaltene beschichtete Metallplatte, die eine hohe Schälfestigkeit aufwies, bildete während des Heißwassertests Blasen. Dies erfolgte, weil die Haftfähigkeit zwischen der Grundierungsschicht und der oberen Harzschicht und zwischen der Grundierungsschicht und dem Substrat schlechter sind und aufgrund der Heißwaferpermeaten zwischen den Schichten.
Es ist klar, daß verschiedene andere Modifikationen für den Fachmann ersichtlich sind und leicht gemacht werden können, ohne den Umfang und den Gedanken der Erfindung zu verlassen. Daher ist nicht beabsichtigt, daß der Umfang der hier angefügten Ansprüche durch die vorangegangene Beschreibung begrenzt ist, sondern daß die Ansprüche alle Merkmale mit patentierbarer Neuheit umfassen, die der Erfindung innewohnen, einschließlich aller Merkmale, die von Fachleuten als Äquivalente zu den von der Erfindung umfaßten behandelt werden.

Claims

1. Grundierungszusammensetzung zur Bildung einer Grundierungsschicht zwischen einem Metallsubstrat und einer oberen Schicht aus Harzmaterial, die gebildet wird, indem das Harzmaterial auf das Metallsubstrat pulverbeschichtet wird, wobei die Grundierungszusammensetzung:

ein Grundierungsharzmaterial, das von der gleichen Art sein kann wie das Harzmaterial der oberen Schicht und ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP), Perfluoralkoxyharz (PFA), Polyphenylensulfid (PPS), Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (ETFE), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherketon (PEK), Nylon (Ny), Polyethersulfon (PES), Polysulfon (PSF), Polyarylat (PAR) und Polyetherimid (PEI), und

ein Imidprepolymer gemäß der folgenden Formel:

umfaßt, in der

R¹ ein aromatischer Tetracarbonsäurerest ist,

R² ein aromatischer Diaminrest ist,

R³ ein ungesättigter Säureanhydridrest ist,

l eine ganze Zahl ist, mit der Maßgabe, daß der durch schnittliche l-Wert 0 bis 5 aber nicht 0 beträgt, und

die Imidgruppen Säureamidreste einschließen können,

wobei die Verhältnisse des Imidprepolymers und des Grundierungsharzmaterials bezogen auf das Gewicht 10:90 bis 90:10 sind.

2. Grundierungszusammensetzung nach Anspruch 1, die ferner anorganischen Füllstoff umfaßt.

3. Grundierungszusammensetzung nach Anspruch 2, bei der der anorganische Füllstoff mindestens einer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metallen, Metalloxiden, Glas, Kohlenstoff und Keramiken ist.

4. Verfahren zur Herstellung einer Grundierungszusammensetzung zur Bildung einer Grundierungsschicht zwischen einem Metallsubstrat und einer oberen Schicht aus Harzmaterial, die gebildet wird, indem das Harzmaterial auf das Metallsubstrat pulverbeschichtet wird, wobei die Grundierungszusammensetzung:

ein Imidprepolymer gemäß der folgenden Formel:

umfaßt, in der

R¹ ein aromatischer Tetracarbonsäurerest ist,

R² ein aromatischer Diaminrest ist,

R³ ein ungesättigter Säureanhydridrest ist,

l eine ganze Zahl ist, mit der Maßgabe, daß der durchschnittliche l-Wert 0 bis 5 aber nicht 0 beträgt, und

die Imidgruppen Säureamidreste einschließen können,

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Grundierungszusammensetzung ferner einen anorganischen Füllstoff umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der anorganische Füllstoff mindestens einer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metallen, Metalloxiden, Glas, Kohlenstoff und Keramiken ist.