DE3914671C2 - Abriebfeste Überzugszusammensetzung und deren Verwendung - Google Patents

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.