DE3914671C2 - Abriebfeste Überzugszusammensetzung und deren Verwendung - Google Patents
Abriebfeste Überzugszusammensetzung und deren VerwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft allgemein Schutzüberzüge und deren Verwendung.
Insbesondere betrifft
die Erfindung Überzüge, die ein inertes, abriebfestes Mate
rial und ein korrosionsbeständiges Harz als Träger enthalten,
sowie deren Verwendung zur Herstellung von abriebfesten und
korrosionsbeständigen Überzügen auf Metalloberflächen.
Erfindungsgemäß werden Überzüge bereitgestellt,
die ein breites Anwendungsgebiet finden, z. B. Metallflächen,
Metallrohre und Metallplatten; kommerzielle und militärische
Transport- und Flugausrüstungen, Fahrzeuge, Schiffe und Flug
zeuge sowie industrielle Produkte und Konstruktionsteile, wie
Fahrzeuggestelle, Rasenmäher, Pumpeninnenteile, Kaufhausböden,
Sportausrüstungsgegenstände sowie Eisenbahn-, Ölbohr-, Raffi
nerie- und Abwasserbehandlungsanlagen.
In den letzten Jahren sind Überzüge mit guter Abriebfestig
keit und Korrosionsbeständigkeit entwickelt worden. Bei die
sen Überzügen liegen feinverteilte, inerte Teilchen disper
giert in einem Harz vor, das dann mit einem Härtungskatalysa
tor vermischt und aufgetragen wird. Die inerten Teilchen kön
nen je nach ihrer Herstellungsweise in Form von unregelmäßig
geformten oder kugelförmigen Granulaten vorliegen und können
Durchmesser von wenigen Angstroms bis zu einigen Mikrometern
aufweisen.
US-Patent 3,156,580 betrifft ein Verfahren zum Überziehen der Oberfläche
eines Gegenstandes mittels folgender Stufen: Reinigen des Gegenstandes,
Aufbringen einer Schicht von fluidem Epoxyharz, das einen Katalysator
enthält, direkt auf die Oberfläche des Gegenstandes und anschließendes Auf
bringen einer Schicht von fluidem Acrylharz, das einen Katalysator enthält,
direkt auf die Epoxyharzschicht, wobei die Acrylharzschicht aufgebracht
wird, während die Epoxyharzschicht nur teilweise ausgehärtet ist.
In US-Patent 3,762,939 wird ein Verfahren zum Schützen einer metallischen
Oberfläche vor Korrosion beschrieben. Das Verfahren umfaßt das gründliche
Reinigen der metallischen Oberfläche, das Aufbringen einer dünnen Epoxy-
Primer-Schicht auf die Oberfläche und eines Epoxyüberzugs auf die Primer-
beschichtete Oberfläche, deren Aushärtung und anschließend das Aufbringen
und Aushärten einer Deckschicht aus Polyvinylchlorid.
Das Harz wird aufgrund seiner korrosionsbeständigen Eigenschaf
ten ausgewählt. Zu den gebräuchlichen Harzen hierfür ge
hören Epoxy-, Polyester- und Vinylesterharze. Keramisches Ma
terial wird im allgemeinen als inertes Material verwendet, je
doch können auch beliebige andere abriebfeste Produkte einge
setzt werden.
Von der Firma Owens-Corning wird eine Überzugsmasse unter der
Bezeichnung Owens-Corning Abrasion Resistant Coating vertrie
ben. Die Owens-Corning-Überzugsmasse enthält 90 Gew.-% fein
verteilte keramische Teilchen in Dispersion in 10 Gew.-% Bis
phenol A-Epoxyharz. Zusätzlich wird eine Verbindung einver
leibt, die dem aufgebrachten Überzug Flexibilität verleiht.
Das mit den inerten Teilchen beladene Harz muß vor dem Auftra
gen mit einem geeigneten Härtungskatalysator vermischt werden.
Im allgemeinen werden sowohl das Harz als auch der Härtungska
talysator vom Hersteller der Beschichtungsmasse zusammen mit
einer Mischanleitung geliefert.
Wenn Epoxyharz und Katalysator in der Form, wie sie vom Her
steller geliefert werden, vermischt werden, entsteht eine stark
viskose Flüssigkeit. Bei einer derartigen stark viskosen Flüs
sigkeit bestehen Schwierigkeiten beim gleichmäßigen Auftragen
unter vollständiger Bedeckung der Oberfläche. Einige Herstel
ler, wie Owens-Corning, empfehlen nicht die Verdünnung mit
einem Lösungsmittel, sondern überlassen es dem Anwender, die
beste Möglichkeit zum Aufbringen des Überzugs zu bestimmen.
Ohne Verdünnung ist ein Überzug in einer Dicke von 0,64 mm
(25 mil) erforderlich, um eine vollständige Bedeckung der Ober
fläche, d. h. eine Oberfläche ohne Leerstellen, zu erreichen.
Obgleich durch Versuche das günstigste Lösungsmittel zum Ver
dünnen aufgefunden werden kann, gibt es im Stand der Technik
keine Hinweise auf den Einfluß des verwendeten Verdünnungs
mittels auf die endgültige Oberfläche. Die Erfindung befaßt
sich direkt mit einer Kombination aus Verdünnungslösungsmittel
und Härtung, wobei erwünschte Eigenschaften in Bezug auf Ober
flächenbeschaffenheit und Überzugsqualität erzielt werden.
Es hat sich herausgestellt, daß die Oberflächenvorbereitung
einen kritischen Faktor in Bezug auf eine möglichst gute Haf
tung des Überzugs auf der Oberfläche darstellt. Im allgemeinen
wird Weißmetall durch Strahlen mit Sand, Kunststoffgries,
Stahlsand, Granat oder äquivalenten Produkten behandelt.
Es ist ein gewisser experimenteller Aufwand erforderlich, um
das notwendige Verankerungsmuster festzulegen.
Zusätzlich zur Verwendung eines Lösungsmittels können ver
schiedene Additive die Qualität des Endprodukts stark ver
bessern. Je nach den für das Endprodukt erforderlichen Eigen
schaften kann auch Siliciumdioxid in unterschiedlichen prozen
tualen Anteilen dem Harz und inerten Gemisch zugesetzt werden.
Entsprechendes gilt für unterschiedliche Mengen an Novolak-
Harzen und Polyglykolharzen.
Aufgabe der Erfindung ist es,
einen inerten Harzüberzug bereitzustellen.
Ferner soll erfindungsgemäß eine Auswahl in Be
zug auf die endgültige Oberflächenbeschaffenheit möglich sein.
Aufgabe der Erfindung ist es außerdem, eine Kombination in Be
zug auf die Verwendung eines Verdünnungs-Lösungsmittels und in
Bezug auf die Härtung anzugeben, um die endgültige Beschaffen
heit des auf die Oberfläche aufgebrachten Überzugs festzulegen.
Schließlich sollen verschiedene Additive für eine Überzugs
grundmasse bereitgestellt werden, um die Anwendbarkeit und
Dauerhaftigkeit der Masse zu verbessern.
Die Lösung der erfindungsgemäß gestellten Aufgabe ergibt sich
aus den Patentansprüchen.
Fig. 1 ist ein seitlicher Querschnitt eines Überzugs, der
unter Anwendung eines schnellen Härtungsverfahrens
aufgebracht worden ist; und
Fig. 2 ist ein seitlicher Querschnitt eines Überzugs, der ent
weder durch Härtung bei Raumtemperatur oder durch eine
Kombination einer Härtung bei Raumtemperatur und einer
Schnellhärtung aufgebracht worden ist.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die
Überzugsmasse, bei der feinverteilte, keramische Teilchen,
z. B. Teilchen mit einem Durchmesser von 0,1 nm (1 Å) bis 1 µm, in
einer Harzüberzugsmasse vorliegen, auf eine speziell vorbereitete Ober
fläche aufgebracht.
Die Oberfläche wird zunächst sandgestrahlt, um ein Veranke
rungsmuster von 0,013 bis 0,051 mm (0,5 bis 2 mil) zu erhalten.
Dieses Verankerungsmuster wird durch Sandstrahlen der Oberflä
che von Weißmetall mit Metallsand Nr. 2 oder Stahlsand Nr. 3
oder anderen geeigneten Medien erzielt. Die Oberfläche wird
sodann gereinigt, um sämtliche Spuren an Staub und anderen
teilchenförmigen Produkten, die beim Sandstrahlen zurückge
blieben sind, zu entfernen. Eine Gebläsebehandlung der Ober
fläche hat sich als ausreichend erwiesen. Ferner hat es sich
als wirksam erwiesen, die Oberfläche mit Methylethylketon ab
zuwischen.
Die inerte Harzmasse wird sodann gemäß den Empfehlungen des
Herstellers mit dem entsprechenden Katalysator wie im Anspruch 1 definiert vermischt.
Gleichzeitig wird die Mischung aus inertem Harz und Katalysa
tor mit einem geeigneten Lösungsmittel ausgewählt aus Methylethylketon oder 99%-igem Isopropanol verdünnt und sodann
auf herkömmliche Weise durch Spritzen, Bürsten, Rollen oder
Tauchen aufgebracht. Alternativ kann die Grundlage zuerst mit dem Lösungsmittel
verdünnt und anschließend mit dem Katalysator vermischt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen
werden Siliciumdioxid oder andere Additive zugesetzt, die dem
Owens-Corning Abrasion Resistant Coating (oder einem äquiva
lenten Produkt dazu) vor der Zugabe des entsprechenden Kataly
sators zugesetzt werden, wie nachstehend näher erläutert wird.
Versuche haben ergeben, daß ein Gemisch ohne einen Gehalt an
Siliciumdioxid, das 4 Volumenteile Epoxyharz, 1 Volumenteil
Katalysator und 1/2 Volumenteil Lösungsmittel enthält, ein
gleichmäßiges Auftragen und eine vollständige Bedeckung der
Oberfläche, d. h. ohne Leerstellen, bei Überzugsdicken von nur
0,010 bis 0,013 mm erlaubt. Für zahlreiche Anwen
dungszwecke halten die erzielten Dicken einen Vergleich mit
Überzügen von 0,64 mm Dicke, die zur Erzielung
eines leerstellenfreien Überzugs unter Verwendung der vom
Hersteller gelieferten unverdünnten Überzugsmasse notwendig
ist, gut aus.
Da der Überzug selbst scheuernde keramische Teilchen enthält,
muß die Spritzeinrichtung in sämtlichen Bereichen, die dem
Abrieb ausgesetzt sind, sowie Spitzen und Düsen, abriebfeste
Materialien, z. B. Carbide, enthalten. Derartige Einrichtun
gen zum Aufbringen von scheuernden Materialien sind leicht
zugänglich und aus dem Stand der Technik bekannt.
Das zur Verdünnung der Überzugsmasse verwendete spezielle Lö
sungsmittel kann je nach dem Harz, das die keramischen Teilchen
trägt, variieren und wird aus Methylethylketon und 99%igem
Isopropanol ausgewählt. Im verwendeten Lösungsmittel soll sich das
Harz-Katalysator-Gemisch lösen und außerdem soll das Lösungs
mittel leicht verdampfen. Wenn die Überzugsmasse spezielle
Verbindungen enthält, wie es beispielsweise bei der Owens-
Corning-Überzugsmasse der Fall ist, soll das Lösungsmittel
mit diesen Verbindungen nicht chemisch reagieren.
Nach dem Verdünnen und Aufbringen wird die Überzugsmasse zur
Erzielung der gewünschten Eigenschaften gehärtet. Wünscht, der
Anwender eine gleichmäßige Dispersion der keramischen Bestandtei
le im gesamten Überzug, so wird die Überzugsmasse rasch in
nerhalb von 1 bis 2 Stunden bei 121 bis 149°C (250 bis 300°F)
möglichst bald nach dem Aufbringen gehärtet. Dies führt auf
grund der gleichmäßigen Dispersion der Teilchen zu einer
stumpfen, matten Oberflächenbeschaffenheit.
Ist eine höhere Dichte der keramischen Bestandteile in der Harz
schicht erwünscht, kann man den Überzug 1/2 bis 1 Stunde bei
Raumtemperatur 22°C (72°F) vor der Härtung bei 121 bis
149°C (250 bis 300°F) stehen lassen. Dadurch haben die keramischen
Bestandteile die Möglichkeit, sich im verdünnten Harz während
der anfänglichen Härtung unter Bildung einer Schicht von 0,089
bis 0,10 mm (3,5 bis 4 mil) Dicke abzusetzen. Diese Schicht
ist mit einer glänzenden Harzschicht von 0,025 bis 0,038 mm
(1 bis 1,5 mil) Dicke des korrosionsbeständigen Harzes be
deckt. Die Deckschicht wird bei Schleif- oder Scheuereinwir
kung rasch abgetragen, während die dichtere inerte Harz
schicht eine im Vergleich zu der Einzelschicht erhöhte Ab
riebbeständigkeit aufweist. Die gleichen beiden Schichten
können erzielt werden, indem man den aufgebrachten Überzug
8 bis 12 Stunden bei Raumtemperatur 22°C (72°F) härtet. Die
Härtung läuft bei höheren Temperaturen rascher und bei niedri
geren Temperaturen langsamer ab.
Das folgende Beispiel für einen Überzug und dessen Auftragung
befaßt sich speziell mit Owens-Corning Abrasion Resistant
Coating.
In diesem Beispiel wird eine Owens-Corning-Überzugsmasse mit
einem Gehalt an fein verteilten keramischen Teilchen und
einem Polyaminat-Elastomeren in Bisphenol A-Epoxyharz als
Träger auf eine speziell vorbereitete Oberfläche aufgebracht.
Die
vom Hersteller gelieferte Überzugsmasse besteht zu 90 Gew.-%
aus keramischem Material und zu 10 Gew.-% aus Epoxyharz. Ver
suche haben gezeigt, daß die Überzugsmasse 1 Molekül Poly
aminat-Elastomer auf jeweils 42 keramische Teilchen enthält.
Nach dem Sandstrahlen der Oberfläche zur Erzielung eines Ver
ankerungsmusters von 0,013 bis 0,051 mm (0,5 bis 2 mil) wer
den die Überzugsmasse und der Katalysator vermischt und mit
einem Lösungsmittel im Verhältnis von 4 Volumenteilen Epoxy
harz, 1 Teil Katalysator und 1/2 Teil Lösungsmittel verdünnt.
Wie erwähnt, darf das aus Methylethylketon und 99%-igem Isopropanol ausgewählte Lösungsmittel mit dem Elastomeren nicht
chemisch reagieren, wenn auf die durch das Elastomere bereit
gestellte Flexibilität Wert gelegt wird.
Für die abriebfeste Owens-Corning-Überzugsmasse werden
Isopropylalkohol für medizinische Zwecke (99 Volumen-% Alko
hol) oder Methylethylketon (MEK) als Lösungsmittel verwendet.
Sowohl MEK als auch der 99%-ige Alkohol gewährleisten die
Bildung von ausreichend flexiblen Überzügen.
Nach dem Auftragen muß der Überzug gehärtet werden, um die
gewünschte Steifigkeit und Oberflächenbeschaffenheit zu er
zielen. Die Härtungsstufe und das zur Verdünnung verwendete
Lösungsmittel werden in kombinierter Weise so aufeinander ab
gestellt, daß die gewünschte fertige Oberflächenbeschaffenheit
erzielt wird. Die Verdünnung und Härtung beeinflussen auch
die Verteilung des keramischen Materials im Epoxyharz.
Eine stumpfe, matte Oberflächenbeschaffenheit kann mit den
Lösungsmitteln erreicht werden, indem man den Über
zug sofort 1 Stunde einer Schnellhärtung bei 130°C (275°F)
unterwirft. Das MEK und der Isopropylalkohol gewährleisten
eine ausreichend biegsame Beschaffenheit des Oberflächenüber
zugs. Bei der raschen Härtung bleiben das keramische Material
und das Elastomere gleichmäßig über die gesamte Dicke des
Überzugs im Epoxyharz dispergiert. Der bei der Schnellhärtung
erhaltene fertige Überzug wird in Fig. 1 erläutert. Das zu
beschichtende Material ist mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.
Das Verankerungsmuster von 0,013 mm der Oberfläche
ist allgemein mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Die kerami
schen Teilchen 4 und das Elastomere 5 sind im gesamten Epoxy
harz 3 (Schicht A) gleichmäßig dispergiert.
Zur Erzielung einer stumpfen, matten Oberflächenbeschaffen
heit kann als Additiv Siliciumdi
oxid (chemische Bezeichnung: synthetisches amorphes Silicium
dioxid; Synonyme: amorphes Siliciumdioxid, Kieselgel, Kiesel
säure, Strukturformel: SiO2 × H2O) zugesetzt werden. Das
Siliciumdioxid wird der vorstehend beschriebenen Masse in
einer Menge von 4 bis 20%, bezogen auf das Gewicht der Grund
masse, zugesetzt. Im Vergleich mit der vorstehend beschriebe
nen Masse bewirkt die Zugabe von Siliciumdioxid eine Erhöhung
des prozentualen Anteils an Feststoffen in der Zusammenset
zung, wodurch der prozentuale Anteil an Epoxyharz zurück
geht. Die zugesetzte Menge wird unter Berücksichtigung des Ver
wendungszwecks des Überzugs festgelegt. Bei höheren Konzentra
tionen erweist sich die Farbe als matt und weniger glänzend.
Somit ergeben höhere Konzentrationen eine stumpfe, matte Ober
flächenbeschaffenheit des Überzugs, wie er bei nicht glänzen
den Anstrichen und Überzügen für militärische Zwecke erwünscht
ist. Ferner verstärkt die Zugabe von Siliciumdioxid die Ab
riebfestigkeit und Beständigkeit gegen Säureeinflüsse aus der
Umwelt.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich durch Zu
gabe von in Methylethylketon gelösten Novolak-Epoxyharzen und/oder Harzen vom Polyglykol
typ als Additive zum Gemisch vor Beginn der Härtung.
Die Zugabe von Siliciumdioxid verbessert auch die Handhabbar
keit das Materials und erleichtert dessen Anwendung. In Gegen
satz zur eingangs beschriebenen Grundmasse des Überzugsmate
rials kann das Material mit einem Gehalt an Siliciumdioxid in
einem Durchgang unter Bildung von dickeren Lagen gespritzt
oder aufgebracht werden. Die eingangs beschriebene Beschich
tungsmasse kann in Dicken von 0,076 bis 0,10 mm
aufgebracht werden. Bei dickerem Auftrag nimmt die Gefahr des
Verlaufens oder der "Gardinenbildung" zu. Die Überzugsmasse
mit einem Gehalt an Siliciumdioxid kann auf senkrechte Flächen
in Dicken bis zu 0,36 mm ohne Verlaufen oder Gardinen
bildung aufgebracht werden.
Eine glänzende Oberflächenbeschaffenheit läßt sich auf zwei
verschiedenen Wegen erzielen. Eine Möglichkeit besteht darin,
den Überzug einfach 8 bis 12 Stunden bei Raumtemperatur 22°C
(72°F) zu härten. Eine andere Möglichkeit besteht darin, zu
nächst eine Härtung von 1/2 Stunde bei Raumtemperatur und an
schließend 1 bis 2 Stunden eine rasche Härtung bei 121 bis
149°C (250 bis 300°F) vorzunehmen. Wie bei der vorstehenden
Ausführungsform kann die Flexibilität des Überzugs durch das
verwendete Lösungsmittel beeinflußt werden. Die Verwendung
von MEK oder Isopropylalkohol ergibt einen ausreichend bieg
samen Überzug.
Neben der Bildung eines glänzenden Überzugs führt die Härtung
bei Raumtemperatur und die Kombination aus Härtung bei Raum
temperatur und rascher Härtung dazu, daß sich das keramische
Material und das Elastomere in einer Epoxyharzschicht von et
wa 0,089 bis 0,10 mm Dicke absetzen, wobei
eine klare Epoxyschicht von etwa 0,038 bis 0,025 mm
Dicke verbleibt. Das Lösungsmittel erleichtert diesen
Vorgang durch Verringerung der Viskosität des Epoxyharzes wäh
rend der durch den Katalysator bewirkten Härtung. Dadurch wird
in der Nähe der beschichteten Oberfläche ein Überzug, der in
Bezug auf keramisches Material und Elastomeres eine dichtere
Beschaffenheit aufweist, erzeugt, was die Abriebfestigkeit
des Überzugs erhöht. Der durch Härtung bei Raumtemperatur oder
durch eine Kombination einer Härtung bei Raumtemperatur und
Schnellhärtung erhaltene Überzug ist in Fig. 2 dargestellt.
Das zu beschichtende Material 101 weist ein Oberflächenver
ankerungsmuster 102 von 0,013 mm auf. Die kerami
schen Teilchen 105 und die Elastomermoleküle 106 setzen sich
in einer Schicht B aus Epoxyharz 103 von etwa 0,089 bis 0,10 mm
Dicke ab. Eine Deckschicht C aus gehärtetem
Epoxyharz 104 weist eine Dicke von etwa 0,038 mm
auf. Bei einem Vergleich mit Fig. 1 ist sofort ersichtlich,
daß das keramische Material und das Elastomere in höherer
Dicke im Epoxyharz vorliegen und eine erhöhte Abriebfestig
keit der Schicht B bewirken, während die Schicht C beim Ge
brauch abgerieben werden kann.
Die glänzende Oberfläche ist abgesehen von ihrer Attraktivi
tät besonders geeignet für die Innenbeschichtung von Rohren,
wodurch die Reibung beim Fließen vermindert und dadurch der
Druckabfall und die Pumpkosten verringert werden.
In Methylethylketon gelöste Novolak-Harze können dem Owens-Corning-ARC-Grundmaterial zuge
setzt werden, wodurch man zu einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung gelangt. Dadurch wird die Vernetzungsdichte
des ARC-Grundmaterials erhöht, was die chemische Beständig
keit verbessert und das Volumen erhöht, wodurch die Kosten
pro Liter vermindert werden. Auf diese Weise wird das Mate
rial so stark verbessert, daß es den Eigenschaften von Phenol
harzen, die die derzeit besten verfügbaren Harze darstellen,
sehr nahe kommt, ohne daß die gleichen Anwendungsbeschränkun
gen wie bei Phenolharzen vorliegen.
Novolak-Harze sind hitzehärtende Kunststoffmaterialien als
Alternative zu Ezoxyharzen auf der Basis von Bisphenol A und
Phenolharzen, wenn es den Anwendern und Herstellern auf eine
hohe Festigkeit und eine gute chemische Beständigkeit bei
hohen Temperaturen ankommt. Novolak-Epoxyharze vereinen in
einem Molekül die thermische Stabilität eines phenolischen
Gerüstes mit der Reaktivität und Vielseitigkeit eines Epoxy
harzes. Die erhaltenen Harze weisen eine Multiepoxyfunktiona
lität auf. Diese zusätzlichen reaktiven Stellen führen im Ver
gleich zu Harzen vom Bisphenol A-Typ zu eng vernetzten, ge
härteten Systemen mit erhöhter Beständigkeit gegenüber Säu
ren, Basen und Lösungsmitteln; einer Beibehaltung der guten
mechanischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen; einem mi
nimalem Schrumpf, was genaue Reproduktionen ermöglicht; der
Möglichkeit der Anwendung einer breiten Pallette von Modifi
katoren, Füllstoffen und Pigmenten; und verbesserten Hafteigen
schaften bei hohen Temperaturen.
Das Novolak-Harz wird mit 50 Gew.-% MEK (Methylethylketon),
bezogen auf das Novolak-Harz, gelöst. Diese Gesamtlösung wird
in einer Menge von 3,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Grundlagenmaterial oder das Owens-
Corning-ARC-Grundmaterial zugesetzt, wobei gemäß einer beson
ders bevorzugten Ausführungsform 5,2 Gew.-%, bezogen auf das
Owens-Corning-Grundmaterial, eingesetzt werden.
Harze vom Polyglykoltyp können ebenfalls als Additive verwen
det werden. Polyglykoldiepoxid verleiht beim Vermischen mit
herkömmlichen Harzen Biegsamkeit, Dehnbarkeit und verbesserte
Schlagzähigkeit bei gleichzeitiger Verbesserung der Formbe
ständigkeit und chemischen Beständigkeit. Gemäß einer beson
ders bevorzugten Ausführungsform wird dieses Additiv in einer
Menge von 0,7 bis 2,7 Gew.-%, bezogen auf das Grundlagenmaterial, insbesondere
in einer Menge von 1,7 Gew.-%, bezogen auf das Owens-Corning-ARC-
Grundmaterial, zugemischt. Weitere mögliche Ausführungsformen
verwenden 0,7 bis 2,7% Polyglykol.
Beim synthetischen amorphen Siliciumdioxid handelt es sich
um feinverteiltes, synthetisches amorphes Siliciumdioxid, das
nicht mit kristallinem Siliciumdioxid, wie Quarz, Cristobalit,
Tridymit oder Diatomeenerde oder anderen natürlich auftreten
den Formen von amorphem Siliciumdioxid, die häufig kristalli
ne Formen enthalten, verwechselt werden darf.
Dieses Siliciumdioxidmaterial kann der Lösung des Grundmate
rials zugesetzt werden, um die Neigung des Materials zum Ver
laufen und zur Gardinenbildung beim Auftragen zu vermindern.
Durch das Siliciumdioxidmaterial wird auch die Abriebbestän
digkeit des Überzugs verbessert. Das Siliciumdioxid wird
gleichmäßig im gesamten Überzug in ähnlicher Weise disper
giert, wie es bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten iner
ten Material der Fall ist. In größeren Mengen führt
Siliciumdioxid dazu, daß das Material eine matte und weniger
glänzende Oberflächenbeschaffenheit ergibt, wodurch es beson
ders für militärische Anwendungszwecke geeignet ist.
Das Gesamtgemisch erfährt bei der Härtung noch eine "Schicht
bildung", wie es vorstehend beschrieben worden ist, jedoch
ist dieses Material in Bezug auf Korrosionsbeständigkeit,
Abriebfestigkeit und Anwendungsfreundlichkeit verbessert.
Das Siliciumdioxidmaterial wird in einer Menge von 4 bis
20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht ohne dieses Material,
zugesetzt. Geringere prozentuale Anteile beeinflussen den
Glanz des fertigen gehärteten Produkts nicht, während höhere
Anteile eine matte Beschaffenheit des Materials nach dem Aus
härten ergeben. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ein glänzender
Überzug erhalten, wobei der prozentuale Anteil des zugesetzten Siliciumdi
oxids am unteren Ende des Bereichs von 4 bis 20 Gew.-% liegt. In einer
anderen bevorzugten Ausführungsform wird ein matter, nicht-glänzender
Überzug erhalten, wobei der prozentuale Anteil des der Grundlage zugesetz
ten Siliciumdioxids am oberen Ende des Bereichs von 4 bis 20 Gew.-%
liegt.
Novolak-Harze werden üblicherweise in Form von festen Pellets
vertrieben. Sie werden, wie vorstehend erläutert, in MEK ge
löst. Dieses Gemisch und das Polyglykol werden dem ARC-Mate
rial zugesetzt, und ein Mischvorgang wird durchgeführt. Nach
dem gründlichen Mischen des Materials wird das synthetische
amorphe Siliciumdioxid zugegeben und gründlich vermischt. MEK
wird je nach Bedarf zur Einstellung der Viskosität zugesetzt.
In bevorzugten Ausführungsformen werden als Additive 3,5 bis 10 Gew.-%,
insbesondere 5,2 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Grundlage, einer Lösung
von Novolak-Harz in 50 Gew.-% Methylethylketon, bezogen auf das Novo
lak-Harz, ein Polyglykoldiepoxidharz in einer Menge von 0,7 bis 2,7 Gew.-
%, insbesondere 1,7 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Grundlage, sowie
Siliciumdioxid in einer Menge von 4 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das
Grundharz-Lösungsmittel-Gemisch, zugesetzt.
Das Härtungsverfahren, die Härtungstemperaturen und Härtungs
zeiten bleiben die Ausführungsformen, bei denen einer
oder sämtliche der vorgenannten Additive zugesetzt werden, im
Vergleich zu den Härtungsbedingungen der Grundüberzugsmasse
unverändert. Der Katalysator für sämtliche Aus
führungsformen ist eine Kombination aus MIK (Methylisobutyl
keton), modifiziertem Polyamin, Phenol und Polyamid. Die Addi
tive werden in die Lösung vor der Zugabe des Katalysators
eingemischt.
Die vorstehende Beschreibung soll keine Beschränkung des
Schutzumfangs der Erfindung darstellen, vielmehr ist es dem
Fachmann unter Durchführung von Versuchen möglich, andere
Überzüge gemäß Patentanspruch 1 unter Anwendung der Lösungsmittel und des Katalysators
und anderer Härtungsverfahren aufzufinden.
Claims (3)
1. Abriebfeste Überzugszusammensetzung aus
- a) 90 Gew.-% fein verteilten keramischen Teilchen als Dispersion in 10 Gew.-% Bisphenol-A-Epoxyharz, als Grundmaterial,
- b) Methylisobutylketon in Kombination mit einem modifizierten Polya min, Phenol und Polyamid als Katalysator,
- c) mindestens einem Additiv, ausgewählt aus synthetischem amorphem Siliciumdioxid oder einem Polyglykolharz oder in Methylethylketon gelöstem Novolakepoxyharz und
- d) Methylethylketon oder 99%-igem Isopropanol, als Verdünnungs mittel.
2. Verwendung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 zur Herstellung
von abriebfesten und korrosionsbeständigen Überzügen auf Metallober
flächen.
3. Verwendung nach Anspruch 2, wobei man die Metalloberflächen vor
dem Aufbringen der Überzugszusammensetzung durch Sandstrahlen und
anschließende Reinigung vorbehandelt und man die Überzugszusammen
setzung nach dem Aufbringen entweder 8 bis 12 Stunden bei 22°C
härtet oder man eine aufeinanderfolgende Härtung vornimmt, indem man
zunächst 1/2 bis 1 Stunde bei 22°C und anschließend 1 bis 11/2
Stunden bei 121 bis 149°C härtet.
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